摘要：智能電網(wǎng)技術在傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術基礎上融入了信息技術、通信技術、先進控制技術、人工智能技術等，極大地增強了電力系統(tǒng)的自動化與智能化水平。近年來，我國新能源行業(yè)發(fā)展速度很快，與此同時新能源具有的波動性與間歇性特征給電力調(diào)度工作帶來了非常大的挑戰(zhàn)。鑒于此，該文對智能電網(wǎng)技術在35千伏電網(wǎng)電力調(diào)度自動化中的應用展開分析和探討，旨在給相關從業(yè)人員提供一些參考。

關鍵詞：電力調(diào)度工作；智能電網(wǎng)技術；調(diào)度自動化；調(diào)度設計

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.054

中圖分類號：TM 734 文獻標志碼：B 文章編碼：1672-7274（2024）10-0-03

Application of Smart Grid Technology in Power Dispatching Automation of 35 kV Grid

Abstract： Smart grid technology integrates information technology， communication technology， advanced control technology， artificial intelligence technology， etc. on the basis of traditional grid technology， greatly enhancing the automation and intelligence level of the power system. In recent years， China's new energy industry has developed rapidly， but at the same time， the volatility and intermittency of new energy have brought great challenges to power dispatching work. In view of this， this article analyzes and discusses the application of smart grid technology in the automation of 35 kV power grid dispatching， aiming to provide some reference for relevant practitioners.

Keywords： power dispatching work; smart grid technology; scheduling automation; scheduling design

0 引言

隨著信息技術的迅猛發(fā)展和電力行業(yè)的深度轉型，傳統(tǒng)的電力調(diào)度方式已經(jīng)無法滿適應日益增長的能源需求和新能源接入的復雜性。因此，智能電網(wǎng)技術在電力調(diào)度自動化中的應用逐漸成為解決方案之一。智能電網(wǎng)通過引入信息、通信和控制等先進技術，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的智能化和自動化。它不僅能夠實時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)和負荷需求，還可以通過智能化的決策和調(diào)度算法，優(yōu)化電力資源的配置，提高電力系統(tǒng)運行的靈活性、可靠性和安全性[1]。

1 電力調(diào)度自動化中智能電網(wǎng)技術應用

的重要性

智能電網(wǎng)技術在電力調(diào)度自動化體系中扮演著舉足輕重的角色，它如同電力系統(tǒng)的智慧大腦，引領著能源管理的革新。首先，該技術構建了一個全面覆蓋的監(jiān)測網(wǎng)絡，利用高精度傳感器、先進測量儀表及智能監(jiān)控系統(tǒng)，深入電力設備的每一個角落，從變電站到錯綜復雜的配電網(wǎng)，實時采集并傳輸電流、電壓、功率等核心運行數(shù)據(jù)并將其傳輸至中央控制中心[2]。

這一過程不僅確保了數(shù)據(jù)的即時性與準確性，更為調(diào)度人員提供了詳盡、可靠的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)畫像，為科學決策奠定了堅實基礎。通過對系統(tǒng)各節(jié)點負荷需求的精準預測、發(fā)電機組運行狀態(tài)的細致監(jiān)控以及輸電線路負荷能力的動態(tài)評估，實現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置與靈活調(diào)度。這不僅能有效應對突發(fā)負荷變化，還能促進清潔能源的優(yōu)先利用，減少碳排放。

2 電力調(diào)度自動化中的智能電網(wǎng)技術特點

2.1 安全性

安全是電網(wǎng)運行的生命線，智能電網(wǎng)技術通過實時監(jiān)測與智能診斷，為電力供應筑起了一道堅不可摧的防線。面對日益增長的用電需求與潛在的供電風險，智能電網(wǎng)能迅速捕捉異常信號，精準定位故障源頭，并利用其內(nèi)置的自動恢復機制，靈活繞開故障區(qū)域，確保供電連續(xù)性，最大限度地減少停電損失。

2.2 兼容性

智能電網(wǎng)具有開放包容的特性。它不僅能夠無縫對接清潔能源，如太陽能、風能等可再生能源發(fā)電，實現(xiàn)綠色電力的并網(wǎng)供應，拓寬了電力供應的多元化渠道，還促進了不同種類電能的協(xié)同互補，提升了電力系統(tǒng)的整體效能與靈活性[3]。這種兼容性不僅滿足了社會對清潔能源的迫切需求，也更好地適應了不同用戶群體的多樣化用電場景，推動了電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 交互性

交互性指的是用電單位可以通過使用智能電網(wǎng)技術創(chuàng)設信息交流平臺，直接與供電單位進行溝通、交流，從而為用戶提供更高質量的服務。在交互過程中，供電單位可以直接通過調(diào)度中心平臺，掌握用戶實際的用電狀況，可以直接在平臺上對電力系統(tǒng)的相關設備進行控制[4]。例如，通過在用戶家中安裝智能電表，電力企業(yè)可以根據(jù)用戶的需求，隨時對用戶的用電量進行測量，并且出具相應的電費賬單，設計相應的繳費、用戶問題處理平臺，及時處理用戶用電問題，給用戶提供方便、快捷的用電體驗。

2.4 經(jīng)濟性

傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)只是單純地滿足人們對于用電的需求，對于供電的經(jīng)濟性重視程度不足，這種情況會導致電能會出現(xiàn)耗費的現(xiàn)象。在智能電網(wǎng)技術加持之下，電力企業(yè)可以對傳統(tǒng)的電能供應方式以及電能交易方式進行改革創(chuàng)新，將數(shù)據(jù)作為分析和應用的重要資源，以尋求用更少的能源達到更好的供電效果。供電企業(yè)在實際運行中，與現(xiàn)代科技相融合，根據(jù)自身的實際狀況調(diào)整企業(yè)的運行體系。這樣一來，可以在很大程度上縮減生產(chǎn)成本以及設備運行中所需的管理費用，從而創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益。

3 智能電網(wǎng)技術在35千伏電網(wǎng)電力調(diào)

度自動化中的應用

3.1 整合電力調(diào)度資源

（1）通過智能電網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)的各個關鍵節(jié)點安裝傳感器和監(jiān)測設備，實時采集電力系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，如負荷數(shù)據(jù)、發(fā)電數(shù)據(jù)、輸電線路數(shù)據(jù)等。將采集到的數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡傳輸?shù)秸{(diào)度中心或智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理提供基礎。通過對采集到的實時數(shù)據(jù)進行分析和處理，應用數(shù)據(jù)挖掘、機器學習等算法，可以得到電力系統(tǒng)的狀態(tài)評估、負荷需求預測、新能源發(fā)電量預測等信息[5]。

（2）應用智能電網(wǎng)技術深度挖掘歷史數(shù)據(jù)，提煉運行規(guī)律與趨勢，為制定電力調(diào)度策略奠定堅實的數(shù)據(jù)基礎。依托先進的數(shù)據(jù)分析與預測模型，該技術能自動化制定并執(zhí)行電力調(diào)度優(yōu)化方案，涵蓋發(fā)電規(guī)劃、負荷平衡、線路調(diào)配等多個維度，確保調(diào)度決策既高效又精準。

（3）智能電網(wǎng)還具備卓越的應急響應能力，能迅速識別系統(tǒng)異常，自動觸發(fā)預警機制，并依據(jù)預設的應急調(diào)度預案，快速恢復供電，有效減小突發(fā)事件對電網(wǎng)運行的影響。這些特性共同構筑了智能電網(wǎng)在保障電力供應安全與穩(wěn)定方面的堅實防線。

（4）應用智能電網(wǎng)技術可以對電力調(diào)度結果進行評估和反饋，通過數(shù)據(jù)分析和性能指標的計算，評估調(diào)度決策的效果，并不斷改進和優(yōu)化智能電網(wǎng)技術。

3.2 優(yōu)化和協(xié)調(diào)上下級調(diào)度

（1）通過智能電網(wǎng)技術可以建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺或信息交換系統(tǒng)，實現(xiàn)上下級調(diào)度之間的數(shù)據(jù)共享和信息交流。

（2）應用智能電網(wǎng)技術可以實現(xiàn)跨區(qū)域的調(diào)度協(xié)調(diào)。通過建立跨區(qū)域調(diào)度聯(lián)動機制，各區(qū)域的調(diào)度中心可以共享負荷預測、發(fā)電計劃等信息，進行聯(lián)合調(diào)度和優(yōu)化。這樣可以充分利用區(qū)域之間的差異性，優(yōu)化調(diào)度資源的配置，提高整個電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。

（3）應用智能電網(wǎng)技術可以實現(xiàn)多級調(diào)度的協(xié)調(diào)。通過建立上下級調(diào)度之間的通信機制，實現(xiàn)調(diào)度決策的傳遞和協(xié)同。上級調(diào)度可以將整體調(diào)度目標和約束條件傳遞給下級調(diào)度，并提供相應的調(diào)度指令和優(yōu)化策略。

（4）通過智能電網(wǎng)技術建立合理的數(shù)學模型和優(yōu)化算法，結合各種約束條件和目標函數(shù)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的綜合調(diào)度優(yōu)化。

（5）通過應用智能電網(wǎng)技術，可以基于實時數(shù)據(jù)和不確定性預測，動態(tài)調(diào)整調(diào)度策略，提高調(diào)度的靈活性和適應性。

（6）通過應用智能電網(wǎng)技術可以協(xié)同電力市場的設計來促進上下級調(diào)度的優(yōu)化和協(xié)調(diào)。

3.3 展開電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)設計

（1）電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)需要采集并處理各種實時數(shù)據(jù)，如發(fā)電機組運行狀態(tài)、負荷需求、輸電線路狀態(tài)等。這些數(shù)據(jù)可以通過傳感器、監(jiān)測設備和SCADA系統(tǒng)等進行采集，并經(jīng)過數(shù)據(jù)預處理和質量驗證等環(huán)節(jié)進行處理與校準。

（2）電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的中樞，其核心價值在于為調(diào)度員提供全面而精準的決策支持。該系統(tǒng)不僅可實時監(jiān)測電網(wǎng)的運行狀態(tài)，確保對任何細微變化的敏銳洞察，還可通過優(yōu)化調(diào)度計劃，確保電力資源的合理分配與高效利用。面對緊急事件，系統(tǒng)能夠迅速響應，為調(diào)度員提供即時、有效的應對策略，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。為了實現(xiàn)這一目標，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)集成了最前沿的決策工具與算法，為調(diào)度員提供精準、可靠的信息與建議，助力其做出更加科學、合理的決策。

（3）電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)需要具備良好的安全防護能力，包括網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全和物理安全等方面的保護措施。同時，智能電網(wǎng)技術還具備故障自動檢測與恢復能力，能夠快速準確地識別和響應電力系統(tǒng)中的故障事件，并采取相應的措施進行恢復和調(diào)整。

3.4 提升電網(wǎng)可觀測性

（1）在電力系統(tǒng)中增加更多的傳感器和測量設備，如PMU（相位測量單元）、傳感器監(jiān)測裝置等，以實時獲取電力系統(tǒng)的狀態(tài)信息。這些設備可以監(jiān)測電壓、電流、功率等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，提供更全面、準確的電網(wǎng)狀態(tài)信息。利用高級計量技術，如廣域測量系統(tǒng)（WAMS）和廣域保護系統(tǒng)（Wide Area Protection System，WAPS），收集多個節(jié)點上的測量數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行集中處理和分析。這樣可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)全局狀況的觀測，及時發(fā)現(xiàn)和診斷潛在的異常情況。

（2）利用現(xiàn)代通信技術和云計算平臺，建立電力系統(tǒng)內(nèi)部和外部的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)各個設備之間的數(shù)據(jù)共享和互聯(lián)。通過將數(shù)據(jù)存儲于云端，可以方便地進行大數(shù)據(jù)分析和處理，提供更準確、實時的電網(wǎng)狀態(tài)信息，支持實時調(diào)度和管理決策。

（3）構建電力系統(tǒng)的數(shù)學模型，如潮流計算與狀態(tài)估計模型，結合實時測量數(shù)據(jù)比對分析，精準估算未測節(jié)點狀態(tài)與參數(shù)，顯著提升電網(wǎng)可觀測性。同時，融合人工智能與大數(shù)據(jù)分析技術，深度挖掘歷史與實時數(shù)據(jù)，揭示電力系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律與潛在隱患。

（4）利用機器學習算法，構建高效預測模型，提前預警系統(tǒng)故障，為預防與應急處理提供科學依據(jù)。此舉不僅增強了電力系統(tǒng)的智能運維水平，還促進了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定與高效運行，為可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎。

4 結束語

智能電網(wǎng)技術在35千伏電網(wǎng)電力調(diào)度自動化中的應用，為電力系統(tǒng)帶來了更高的可觀測性。通過增加傳感器和測量設備、引入高級計量技術、建立電力系統(tǒng)模型、應用數(shù)據(jù)通信與云計算以及人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術，實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)全局狀態(tài)的實時監(jiān)測和分析。這些技術的應用將有助于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，為電力調(diào)度和管理決策提供了更準確、迅速的支持。

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