智能电网调度一体化设计与研究

2020-01-19罗飏国网重庆市电力公司酉阳分公司

环球市场 2020年16期

罗飏国网重庆市电力公司酉阳分公司

一、智能电网的概念以及特点

当供电网络处于一个自动化的完备状态时，可以对每一个节点与用户进行实时监控，而且充分保障电流在从发电厂直到用户端的电器之间的双向流动以及二者之间各个点的信息，这便是智能电网。通过广泛应用的自动控制系统、分布式智能以及宽带通信的集成，电网上的成员与智能电网市场就能够实现实时互动和无缝连接了。由于世界上不同国家的国情是不相同的，所以对于建设智能电网的目标和重点也就各不相同了，然后在建立环境、安全、市场与电能质量等等因素基础之上，才能驱动建设智能电网。因此，智能电网有着集成、自愈、交互、高效、协调和兼容的特点。

二、智能电网调度的必要性

智能电网调度是一项非常关键的技术。首先，它遵循电力二次系统安全防护的要求，通过证书的认证，给重要信息加上了一层防护墙，拥有权限才可以控制和执行，这种模式非常安全可靠。其次，先进实用，它满足智能电网企业对可持续发展的需求，这就需要电网调度向全方位、多层次发展。一体化模式的推出可以有效地处理海量信息，实现可视化技术等。经济性和灵活性是一体化技术的主要特征，能够实现节能减排，促进调度中心安全、高效、有序的运转。

三、智能电网调度的现状

要实现智能电网调度的一体化，首先要分析中国电网的发展状况，以实际情况为依据，才能提出更为可靠的设计方案。中国电网正处在一个高速发展的阶段，其重点主要在电网系统的建设和发电系统等工程建设方面，然而随着中国电网规模的迅速扩张，导致在电网运行和管理上出现了一些问题，这些问题的解决可以借鉴西方发达国家的经验，利用电网的智能化进行解决。以现在的视角观察，智能电网是电网系统建设的革命性变革，将会引起电力行业发展方向的转变和发展速度的增大，研究智能电网是一项极具创新的科学研究。智能电网的建设，提高了资源优化配置的能力，增加了安全服务的水平，同时也实现了电网中能源的高效利用，因此研究智能电网的一体化有着重要的实践意义。

四、电网调度的集控一体化的系统设计

（一）对协议的选择设计

一般在进行协议选择的时候，会有开放最短路径的优先协议和选路的信息协议这两种可供选择。不过在具体使用的过程中，通常都是应用后者在大型网络中，追根溯源还是因为这项协议没有跳数的限制，而且还可以支持可变的长子掩码，使得宽带使用率更加高，同时收敛的速度会比前者快很多，除此之外，许多用户选择后者的一个重要原因就是它有认证的功能。

（二）对系统选择的网络结构的设计

一般来说，只要网络交换的设备数目超过了二十，其在进行网络的系统建构之后，就要选择三层结构模式。如果选择了二层结构，信息在流经到两个交换机的时候，就非常容易出现不停的恶性循环从而使得广播出现，如果广播风暴严重点，可能还会引起系统的瘫痪，不能正常的运作。而对于大城市来说，调度集控的系统是非常庞大的，它们在布局电网时，常常要引入分布广泛、数目众多的集控工作站还有交换机。而这是在使用过程中，二层交换所不能克服的自身缺点，比如安全性控制、广播风暴和异种的网络互连等问题都非常难解决，所以应该选择三层网架结构。

五、智能电网调度的设计与应用

（一）数据平台一体化

依据相关要求，智能电网中的基础数据平台必须要全面的支持电网实时监控、电网安全校对、电网调度等功能。为了实现平台的一体化，首先需要就要实现数据库的一体化，因此从某种意义上来说，数据平台的一体化就是数据库的一体化。由于SCADA/EMS系统采集的数据量较少，SCADA/EMS系统现在主要使用ORACLE的关系数据库来储存现在电网中的相关数据。但是随着PMU的不断应用，单纯的使用ORACLE来存储大量的数据已经变得越来越困难。PI数据库和eDNA数据库开始得到越来越多的应用。这两个数据库可以按照时间序列存放实时的动态的数据，这正是PMU系统所需要的。因此为了实现数据库平台的一体化，可以综合利用ORACLE数据库、PI数据库和eDNA数据库，根据子系统的特点采用合适的数据库，主要方案有两种：ORACLE数据库和PI数据库混合使用、O－RACLE数据库和DNA数据库混合应用。

（二）静态、动态数据的一体化

调度人员若想准确地了解电网的运行情况，就需要对动态数据进行及时有效的分析。SCADA/EMS是电力系统运行的支持系统。调度人员虽然能用这种系统直接获取电网数据，但是所获得的数据却是静态的，无法满足需求。PMU系统可以采集到动态数据，且具有保护录波仪器的功能，当电网发生轻微扰动，可以保护录波仪，但是，当电网发生大的扰动时，电网保存的暂存数据达不到精准度的要求，存在一定的局限性，另外，这种设备不具备遥调和遥控的功能，非常不方便。最主要的一点是，PMU的上传速度为50帧每秒，数据网上由于动态数据的传输容易发生堵塞，还会浪费磁盘的存储。因此，应该想办法使PMU系统更加完善，如果能够同时具备静态和动态数据采集和传输功能，就可以替代SCADA和有故障的录波仪，提高工作人员的工作效率。

（三）功能一体化

功能的一体化是指电网系统中的多项功能（例如在线静态或动态的分析计算）可以集成在同一个系统中实现。在功能一体化过程中，面临的最大问题是SCADA/EMS系统的状态估计精度较低，随着PMU代替SCADA/EMS系统，这样就可以将EMS、FWRS系统、预警系统以及WAMS系统等功能一体化。然而功能的一体化现在是一个设想，主要是因为现在电网系统中SCADA/EMS系统应用很多，当然，随着PMU的不断深入的应用，电网调度功能的一体化也将会实现。