宋博文

（国网山西省电力公司临猗县供电公司，山西 运城 044000）

0 引 言

随着社会的快速发展，智能电网调度运行必须紧密结合智能电网的运行需求，实现优质的电力供应。结合电网的实际情况，需要确保电网的经济化、科学化以及智能化特性。电网智能化水平直接影响到我国的电力使用效率，因此需要从经济、效益、速度及质量等方面保障电网供电效率达到最高。

1 智能电网的特征分析

1.1 自愈性

自愈性指智能电网系统自身能修复一定的问题。智能电网运行时经常会受到自然因素或人为因素的影响，存在安全风险。电网人员可给予一定的干预措施，保障电网系统能自动处理存在问题的元件，保障系统的正常运行[1]。例如，部分局域网出现无法正常加载或运行的问题，可判定为是元件产生异常。智能电网联网能系统化收集异常数据，并进行反馈，使智能电网的风险降至最低，尽快恢复正常工作状态[2]。

1.2 兼容性

兼容性指智能电网必须有理想的兼容优势，才能完成分布式电网和非电网的并网运行。智能电网通过利用太阳能、风能等可再生能源，满足用户的供应需求，有效规避系统在运行过程中可能出现的冲突。

1.3 高稳定性

高稳定性是智能电网的独特优势，实现对电网运行状态的实时监控，并在系统出现问题时做出对应的处理，实现更高效、便捷、精准的供电，有效缩减供电成本[3]。

2 智能电网调度需求分析

2.1 实用性需求

实用性需求是电网安全调度的基本原则，需要保障智能电网决策水平和综合调度业务的实用性，满足更多指标要求。电网的接入、退出、电能传输等都要具有弹性，这样才能规避不可控故障对实体冗余造成的不良影响。通过智能控制技术、信息系统、数据采集系统保障电网的柔性，实现电网智能化运行管理。我国原有的智能电网在设计结构上存在一定的缺陷，如设计不科学、实用性不强、电网体系设计过于分散[4]。

2.2 统一技术支持需求

结合调度中心的基本需求，建立独立的处理系统，确保电网高效、稳定运行。在调度中心的基本需求基础上，需要建立相应的处理系统，并调整各业务系统的结构，以便实现各系统之间的数据共享。智能电网调度运行还要建设标准化的平台，以满足协同发展、纵向发展、多级发展等需求。

2.3 规范化、标准化需求

规范化需求是智能电网调度的基础，涉及定义清晰的数据交换格式和通信协议，以确保所有参与电网调度的设备和系统都能有效交互。规范化需求也体现在对各类数据和信息的标准化处理上，如电力交易数据、电能质量数据、故障定位数据等。通过规范化的数据处理流程和标准化的数据格式，可以实现更高效、准确的数据分析，为电网调度提供决策支持。

标准化需求在智能电网调度中占据重要地位。通过制定和实施各种标准，可以统一和简化电网调度过程中的各种操作和步骤，降低其复杂性和不确定性。例如，对于风能和太阳能等新能源，制定并实施相应的并网标准，可以确保这些能源稳定、安全、经济且环保地接入电网。此外，对储能技术、需求响应技术等制定相应的标准，也能保证这些技术在智能电网调度中的可靠应用。

2.4 实时仿真需求

在实时仿真需求中，制定在线调度方案和实施方针是电网运行系统的难题。由于电网规模、结构比较复杂，原有的调度方案不适应智能电网新型运转。为提高电网调度水平，需要对已有的硬件、软件资源进行整合，建设高性能的平台，完成在线仿真技术研究，实现系统调控和多功能应用[5]。

3 智能电网调度运行分析

智能电网调度中心具有独特优势，可以保障电网的安全性、稳定性。以往对某一区域的用电进行匹配时，需要通过特殊方法处理。而智能电网可以自动控制供电量，降低输电难度和成本。智能电网调度中心可以全面监管电厂、发电站等，将电力系统的电压、电流控制在理想范围内。在电网运行中，需要合理配置调度功能，有针对性地解决问题。根据区域内的电网运行情况，设置预期指标，以确保电网的稳定运行和校准。此外，结合电网运行的故障资料，了解整个电网的实际运行情况，方便电力调度部门对电力系统进行调控和管制。

4 智能电网调度运行关键技术

4.1 运行监测技术

运行监测技术在电力系统中发挥着越来越重要的作用，通过实时、精确地监测电网的各种运行参数，确保电网的安全、稳定、高效运行。以南方电网公司的一个智能电网示范项目为例，分析运行监测技术的应用。

该项目覆盖了一个大型城市区域，拥有数百万的电力用户。为了保障电网的稳定运行，满足用户的用电需求，南方电网公司采用了先进的运行监测技术。通过安装在电网各环节的传感器和智能电表，实时采集电压、电流、频率以及功率因数等关键参数，每分钟更新一次数据，确保对电网运行状态的精确掌握。采用大数据和云计算技术，对采集的海量数据进行实时分析和处理。通过设定的算法和模型，系统能够迅速识别出电网中的异常情况和潜在风险。一旦检测到异常，系统会立即触发报警机制，通知调度人员进行处理。同时，通过高级诊断功能，系统还能辅助调度人员快速定位故障原因，提供初步的处置建议。通过调度中心的大屏幕和专用软件，调度人员可以直观地查看电网的运行状态、关键指标以及报警信息，迅速制定决策，确保电网的平稳运行。

该项目中，运行监测技术的应用提高了电网的可靠性，降低了停电事故的发生率。根据南方电网公司发布的数据，引入运行监测技术后，该区域的平均停电时间减少了30%，电力故障处置效率提高了20%，充分证明了运行监测技术在电力系统中的重要性和有效性。

4.2 短路电流控制技术

短路电流控制技术是智能电网调度运行中的关键技术，能够在电网发生短路故障时快速、准确地限制短路电流，保障电网的稳定运行。该技术主要利用故障电流限制器（Fault Current Limiter，FCL）来实现限制效果。FCL 是一种电力电子设备，能够在智能电网出现短路故障的几毫秒内迅速增加阻抗，从而限制短路电流的幅度。在正常运行状态下，FCL 的阻抗几乎为零，不会对电网的运行造成任何影响。

以国家电网公司的某项目为例，该项目采用了先进的短路电流控制技术，将FCL 设备安装在关键变电站和输电线路上。这些设备通过实时监测电网中的电流和电压，一旦检测到短路故障，会迅速启动，将短路电流限制在安全范围内。根据该项目发布的数据，在采用短路电流控制技术前，电网发生短路故障时，短路电流峰值曾达到40 kA，对电网设备造成很大威胁。采用该技术后，在相同的短路条件下，短路电流峰值被成功限制在20 kA 以下，有效保护了电网设备。此外，在FCL 设备启动后，90%的短路故障能在100 ms内得到有效控制，大大降低了设备损坏的风险。

4.3 现场总线技术

现场总线技术能够连接智能化装备和仪表控制设备，在网络载体的推动下形成点、线、面控制一体化的标准。该技术在网络信息控制、传递、交换等一系列流程中具有较强的综合性，能够根据目标电网的实际运行情况导出通信网络信息，及时发现智能电网存在的运行异常或不可控缺陷，使智能电网调度系统尽早发布调度任务，实现管控、监督电网运行的效果。

4.4 三维全景电网

智能电网调度运行的关键技术之一是三维全景电网技术。该技术利用先进的三维可视化技术，整合和展示电网的各种信息，使调度员能够更全面、直观地了解电网的运行状态和状况。

三维全景电网技术需要利用电网的基础数据，如电力设备的参数、运行状态、实时数据以及地理信息数据等，建立起电网的三维模型。该模型不仅包括电网的物理结构，也包括电网的运行状态和数据，如电压、电流、功率等。三维全景电网技术需要利用实时数据更新和修正模型，通过数据接口获取实时数据，并将其整合到三维模型中，实现实时的数据分析和展示，有助于调度员及时发现电网中的异常问题，并进行快速的处理和应对。调度员可以利用三维全景电网技术进行潮流计算、短路分析等操作，以便更好地了解电网的运行状态和性能。此外，该技术还可以提供操作模拟和预案功能，帮助调度员制定操作决策和应急预案。

4.5 分布式光伏发电运行控制技术

分布式光伏发电运行控制技术主要用于管理和控制分布式光伏发电系统，以确保其安全、有效地并入电网并发挥最大的效益。

针对分布式光伏发电系统进行建模和仿真，需要考虑太阳能电池板、逆变器、储能装置等组成部分的特性，同时考虑分布式光伏发电系统与电网之间的相互作用。利用分布式光伏发电运行控制模型，可以预测和控制分布式光伏发电系统的输出及其在电网中的影响，帮助调度员更好地了解电网的运行状态。

分布式光伏发电运行控制技术具备并网和运行控制功能，能够控制分布式光伏发电系统的并网和离网运行模式，管理分布式光伏发电系统与电网之间的功率交换，优化分布式光伏发电系统的运行效率，确保分布式光伏发电系统在电网中的稳定性和安全性。

智能电网调度系统需要利用分布式光伏发电运行控制技术的输出结果优化和控制电网的运行。该技术可以帮助调度员更好地了解电网的运行状态，预测和控制分布式光伏发电系统的输出，优化电力调度和能源管理。

5 结 论

随着科技的进步，我国电力行业快速发展，智能电网的建设和调度运行需要不断强化完善，以适应社会发展的需求。调度运行作为智能电网稳定运行的重要环节，目前存在较多待改进的地方。电网调度人员需要不断提升自身的创新意识，以提高电网调度水平。通过持续研究和探索电网调度的关键技术，可以有效优化智能电网调度运行体系，确保电网供电的高效稳定。