智能电网调度自动化关键技术分析

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:本文首先对智能电网调度自动化技术的特点进行了阐述,分析了智能电网调度系统存在的问题,在此基础上对智能电网自动化关键技术进行了详细分析,以期能够为相关从业者提供理论借鉴,提升自动化技术在智能电网调度系统中的应用,促进我国智能电网调度系统的不断优化与发展。

  关键词:智能电网;电网调度;自动化技术;

  近年来我国电力事业不断发展,智能电网是我国电力行业发展的重要趋势,近年来智能电网在诸多地区得到了普及,与此同时智能电网调度自动化技术也越来越多的应用到智能电网中。传统的电网调度系统存在调度工序复杂、调度效率低下等问题,难以适应智能电网的调度需求。而自动化技术在智能电网调度系统中的应用能够有效解决这一难题,因此,对智能电网调度自动化技术进行深入分析对智能电网调度系统的进一步优化与发展具有重要的现实意义。

1 智能电网调度自动化技术的特点

  智能电网调度自动化技术是电网调度工作人员依靠计算机技术、通信技术、远程控制技术等现代技术手段对电网调度系统进行监控和管理,通过相关信息的获取及时甄别电网风险并做出科学的决策。智能电网调度自动化技术有以下特点:

  1.1 兼容性

  智能电网的兼容性是其重要的特点,近年来,随着社会的飞速发展,能耗问题逐渐受到人们的重视,能源短缺是全球人类共同面临的重要难题,同时自然气候变化问题也对人们的正常生产生活提出了重大的挑战,同时这些问题也是智能电网需要面对的问题。在电力系统中,大量的电子元件会造成谐波污染,而智能电网则能够通过技术手段利用可再生资源进行发电,例如风能发电、水力发电、太阳能发电等,一方面能够减少资源能耗,另一方面可以对可再生资源充分利用,消除谐波干扰带来的危害,极大提高了供电的稳定性和可靠性。

  1.2 自愈性

  智能电网具有强大的自愈性,这对于电力供应的稳定性和安全性具有重要的意义。智能电网可以引入通讯技术、自动化技术等现代技术手段,对供电系统进行实时监测,对有可能出现的问题进行控制,当供电环节出现任何问题时智能电网能够快速诊断故障发生位置并且可以对故障发生地点自动隔离,自动修复,短时间内实现供电恢复。

  1.3 安全性

  智能电网的安全性体现在两方面,一方面他可以在供电环节发生故障时对该故障地点进行分析自动启动备用供电模式,确保无故障区域供电的正常运行,同时智能电网采用现代信息加密技术、网络防火墙等对信息进行加密,确保信息的安全性。

  1.4 交互性

  智能电网在工作时,可以通过与用户设备进行交互,例如,智能电表在智能电网中的应用能够对用户用电信息和电费账单进行记录,并及时向用户发送相关信息,除此之外智能电网的交互性对于提升电力运营、改善用电需求等具有重要的意义,通过对用户用电习惯进行检测优化用电策略。

  1.5 经济性

  智能电网采用智能化技术对电力运营模式进行不断优化,同时电能交易也日趋电子化智能化,对于供电公司来说,智能电网技术在降低生产成本的同时还极大方便了后期维护,减少了诸多人工维护成本,为供电企业创造了更多的经济效[1]。

2 智能电网调度系统存在的问题

  2.1 智能电网调度系统灵活性不足

  随着智能技术的不断发展,智能电网调度系统功能更加多样化,但是在实际的运行中,智能电网调度系统缺乏灵活性,难以实现多级调度的要求。由于受诸多因素的影响,智能电网调度系统在进行系统建设使往往涉及众多技术,然而这些技术种类没有统一的标准,并没有系统化建设,因此总体调度系统灵活性不足,信息共享性不高。

  2.2 智能电网调度系统实用性较差

  一方面智能电网调度系统并没有根据不同的调度业务的差异性进行分类,缺乏导向性。这是由于智能电网调度系统在建设之初没有系统的规划,加上基础技术体系缺乏统一的标准,造成调度系统功能不够完善,一些复杂的调度方案无法实现;另一方面我国电力行业不断发展,有越来越多的新型智能技术逐渐应用到智能电网调度系统中,导致传统技术无法满足现在智能电网的需求,但是在具有运行中依然需要对其进行维护,以确保整体系统的正常运行,这也造成系统实用性较差[2]。

  2.3 智能电网调度系统标准化管理有待提高

  随着我国电力行业的发展,越来越多的智能技术运用到电网中,电力系统功能更加丰富,但是在电力系统运行过程中会产生大量的电网数据,由于目前我国电力系统对此并没有统一标准化的管理,造成电网数据不统一,电网功能不同模块之间难以实现数据共享,严重阻碍了智能电网调度系统的进一步发展。随着电网调度要求的不断提高,电网调度越来越复杂,而电网调度系统标准化管理跟不上电网技术发展的实际需求,造成传统的管理方式无法满足现阶段电网调度的诸多要求[3]。

3 智能电网调度自动化关键技术分析

  智能电网调度自动化技术是智能电网建设的核心内容,也是负责控制智能电网运行的重要部分,在现代智能电网中发挥着重要的功能,主要的自动化技术有应用服务技术、通信与数据服务技术、节能发电调度技术、动态监测技术以及智能电网一体化调度管理技术。下面对这几项技术进行详细分析。

  3.1 应用服务技术

  智能电网调度自动化系统功能丰富,同时也存在大量的重复性和冗余性,对这些种类繁多的功能进行集成融合需要采用SOA软件架构,即Service Oriented Architecture,它是面向服务架构的一种软件设计理念,能够实现对诸多应用功能的添加与嵌入,智能电网调度自动化系统能够将多种系统应用封装,在后期运行过程中调度部门根据需要灵活调取,同时还可以通过配置其他功能模块满足不断发展的智能电网调度需求。

  除此之外,SOA体系下智能调度自动化系统能够对传统电网调度系统的点位分析以及培训仿真模块划分出来,并对这些模块进行优化,使其能够满足实际需求,这也是智能电网调度自动化系统的明显优势。近年来,智能电网调度自动化系统在诸多地区得到了有效应用,通过对电网系统进行完善优化,节点计算机与主控计算机电网信息数据共享等,实现了对电网的实时监控,能够对即将发生的事故进行及时判断并发出预警,调度工作人员在接到警报后第一时间通知运维人员进行维护,极大降低了故障发生概率,提高了电网运行的稳定性[4]。

  3.2 通信与数据服务技术

  电网调度自动化系统中,数据服务技术十分关键,而通讯系统是调度自动化系统的数据门户,它掌握着调度主站系统的数据命脉,通过对这些数据进行分析,来对调度系统发出科学的调度决策。在智能电网调度自动化系统中以SOA体系为基础,利用标准接口与数据注册中心完成电网信息的展示与融合,改变了传统电网调度系统中的诸多问题,例如数据变化效率低、可靠性不高等。数据服务技术能够对电网设备实现全生命周期管理,提高了智能电网调度自动化系统中数据的准确性,虚拟服务技术的应用能够将数据物理层信息屏蔽掉,这对调度系统内部访问提供了便利。同时,通过通信技术和数据服务技术的融合,可以实现智能电网统一调度前置通信系统功能。

  本文采用WCF平台实现通信系统SOA架构,厂站RTU数据通过通信规约解析后,通过服务接口发不出来,客户端进行数据调用,SCADA系统将数据显示到人机交互界面,将控制命令传达到厂站,EMS系统在获得数据之后对其进行分析,根据分析结果提出科学决策供调度人员参考。服务发布中心采用WCF分层实现方式,业务逻辑层包括的模块有网络通信模块、规约解析模块、协议服务模块等;业务逻辑层负责逻辑分析,WCF服务层根据分析结果将数据发布给客户端调用,实现数据信息的共享。

  3.3 节能发电调度技术

  我国电力系统中,传统的发电调度模式存在能源浪费、效率低下的问题,对可再生资源利用率不足,同时污染较为严重,近年来人们逐渐意识到了能源短缺、环境污染等诸多问题,节能环保越来越多的被人们提倡,在此背景下,节能发电调度技术逐渐被人们重视起来,它对于节约能源、保护环境具有重要的意义。节能发电调度指的是在确保电力供应稳定的前提下,以节能、环保、经济为原则,优先调度可再生发电资源,按照发电能耗和污染物排放水平由低到高进行排序,以最大限度降低能源消耗和污染物排放。

  本文中节能发电调度技术采用“数据直采直送模式”,建立了数据采集标准和安全要求,采用DCS直采直送、OPC接口、偏差处理等技术,在确保煤耗数据准确可靠的情况下满足电厂在线数据采集要求。一方面对传统发电过程进行集中控制,对其进行整合优化,利用先进技术尽量降低发电过程中的能耗;另一方面利用有效手段增加可再生能源的利用率,通过节能发电调度技术实现电网更加低碳化、环保化[5]。

  3.4 动态监测技术

  电力系统运行过程中受诸多方面因素的影响,因此具有动态不确定性,传统的电网调度系统难以满足现阶段电网不断发展过程中遇到的各种问题及要求。WAMS电网实时动态检测技术能够对智能电网调度自动化系统进行实时动态监测,充分保障电力系统的正常运行。一方面调度人员可以根据动态监控屏上的显示的电力系统动态对其有充分的了解,通过对电力系统动态监测和分析,与EMS系统及安全自动控制系统相结合,进一步加强对电力系统动态安全稳定的监控;另一方面通过对动态监测数据进行分析对电网运行状态进行有效评价,以此为依据进行后期电网调度决策,提高调度人员电网管控能力。

  电力系统动态监测系统包括相量测量装置和电力系统实时动态监测系统主站两部分。相量测量装置用来同步相量测量和输出,并对其进行动态记录。实时动态监测系统用来接收子站以及其他主站的测量数据、动态记录文件等,同时对接收的数据进行归集、分析、储存,根据这些数据信息对电力系统展开一系列的分析,从而实现对电力系统动态的实时监测和良好管控。

  3.5 智能电网一体化调度管理技术

  我国智能电网调度系统遵循“统一调度,分级管理”的原则,一体化调度管理技术能够有效解决调度过程中数据库、资源信息共享问题,提升数据库维护效率,减轻运维工作人员工作负担,确保智能电网调度系统数据的统一性和稳定性。智能电网一体化调度系统包括监控主机、操作人员工作站、第二区/第三区/第四区数据通信网关、数据服务区几部分构成,该系统具有以下几部分功能:

  (1)监视功能。可视化技术的应用可以对电网设备的运行状态及使用情况进行实时监控,确保电网的正常运行;

  (2)使用和操作功能,调度人员对智能电网进行远程控制和管理,根据实际需求采用不同的调度方案;

  (3)数据处理与报警功能。通过对电网运行过程中的数据进行接收处理,根据分析结果预测可能出现的故障问题,并及时发出预警,工作人员根据预警内容进行故障排查和维修等;

  (4)运行管理功能。智能电网调度工作人员可以对电网运行信息进行手动录入,建立起完善的智能电网基础信息体系,以此实现对智能电网调度一体化操作、管理、检查和运维,统一进行标准化、规范化处理[6]。

4 结语

  随着我国智能电网的不断发展,调度自动化技术在智能电网的应用极大促进了智能电网的发展,同时随着自动化技术的不断更新,智能电网调度系统功能更加丰富。与此同时,智能电网规模的不断扩大,新的问题也在不断涌现,这就要求调度人员在进行智能电网调度管理时需要重视对自动化技术的应用,提高调度水平,切实做好供电保障,为人们提供安全、稳定、可控的电能,促进智能电网调度自动化技术的不断提升,维护经济社会稳定发展。

参考文献

  [1]王锦桥,施金晓.智能电网调度自动化关键技术分析[J].电力设备管理,2021(04):24-25+50.

  [2]万强,仇婧,韩一鸣.智能电网电力调度控制中心自动化关键技术分析[J].工程建设与设计,2019(02):65-66.

  [3]李想.智能电网调度自动化关键技术[J].电子技术与软件工程,2017(24):124.

  [4]周文江.智能电网的调度自动化技术分析[J].科技创新与应用,2016(04):180.

  [5]刘元波.智能电网调度自动化关键技术探讨[J].通信电源技术,2015,32(03):112-113.

  [6]章文武.智能电网调度自动化关键技术研究[J].科技创新导报,2015,12(09):85.

作者:叶镕志 杜发忠 单位:国电南瑞科技股份有限公司 南京南瑞信息通信科技有限公司

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