摘要：随着人工智能、大数据、云计算等技术的飞速发展，我国智能电网调控系统逐步实现了自动化、智能化，并逐步朝着智慧化方向发展。本文回顾了我国智能电网调控系统发展现状，结合智能电网调控运行的业务特点，对未来智能电网调控系统进行技术展望。
关键词：智能电网；智慧电网；智能电网调控系统；发展探讨
引言
作为电网运行的中枢大脑，电力调控中心承担着组织、指挥、指导、协调和监督电力系统运行和事故处理的任务。智能电网调控系统作为调控员开展日常调控业务不可获取的工具，将处于越来越重要的地位。
1、当前智能电网调控系统发展现状
我国的智能电网调控系统由国调中心于08年初提出并开始研发，并于同年推出了智能化技术支持系统基本平台及高级功能。其后，为了防止电网大规模停电，电科院开发了“时空协调”大规模防停电系统，此系统将EMS与SCADA分别嵌入到动态运行的DEMS和DSCADA中，利用EECA算法实现量化分析及在线稳定计算[1]。
近年来，智能电网调控系统取得了突破性进展，为解决交直流混合输电难题，南方电网公司提出了综合协调防御架构，通过七个子系统（实时监测与安全预警子系统、辅佐决策与在线预防控制子系统、电力买卖安全校核子系统、辅佐决策计划与超短期安全态势猜测子系统、实测数据离线综合分析与应用子系统、电网运转离线探究与辅佐决策子系统、谐与优化和安全控制在线子系统）和一个综合信息平台实现电网调度的智能化控制[2]。清华大学电网调度实验室研发了一种三维电网EMS系统，此系统在三维（空间、时间、目标）进行最大范围内协调，以实现全局最优为目标。与此同时，为了适应电网发展方式转变及调度业务转型，国家相关部门在参考国标、行标基础上，总结了近年来调控系统应用开发经验，于2017年底组织编写了智能电网调控系统技术规范。
2、未来智能电网发展方向探讨
近年来智能电网调控系统取得了较大进展，国内各大电力自动化厂商在智能电网调控系统的研发推广应用上投入了大量的人力、物力、财力，开发出了性能不一的电网调度自动化集成系统，如积成电子的IES600系列，国电南瑞的OPEN3000系列，北京科东的D5000系列。随着特高压交直流电网的大量投运、可再生能源的接入、电力交易市场的开放及网络安全形式的恶化，电网运行特性发生了深刻的变化[3]，都对未来智能电网调控系统提出了更高的要求。
2.1 语音识别与交互
语音识别与交互是未来智能电网调控系统应用功能的基础。语音识别技术好比“人类”的听觉系统，它是以语音为研究对象，通过语音信号处理和模式识别技术使计算机自动识别和理解人类语言。未来智能电网调控系统可把调控员的语音指令通过信号处理、特征提取、模型建立等方式转换成计算机可读的特定格式，并以语音交互的方式实现与调控员的互动。
2.2 智能识别与动态解析
电网运行方式是指导调控运行的重要依据，可分为年度运行方式、月度运行方式和特殊运行方式，现阶段我国各级电力部门的电网运行方式由专业人员进行编写，且为纸质盖章运行管理规定，调控计划人员据此安排发电计划、检修计划，以确保调控运行人员进行实时指挥控制[4]。随着电网结构日益复杂，超高压、特高压交直流电网的建成，大量可再生能源的并网发电，运行方式约束条件将越来越多，某种固定的运行方式难以适应电网发展的需要。未来智能电网调控系统需结合智能识别与动态解析技术，实现电网运行方式的动态识别与动态解析，提高自阅读自分析综合决策能力。引入运行方式智能识别与动态解析技术，不仅可以完成在线稳定分析阶段安控策略与实时断面的自动、有效匹配，还可以提高智能电网调度控制系统的运行效率，以确保电网安全、稳定运行。
2.3 分析决策与智慧调度
智慧调度是智能电网调控系统发展的终极目标。未来智能电网调控系统将安全规程、调度规程、事故预案、事故分析报告、设备台账、电网拓扑等材料，利用知识图谱技术进行知识加工和存储，分类汇总并进行人工智能（深度、强化）学习，形成专家库系统。在日常调控业务上，能够根据业务流程替代调控员进行检修申请单许可、发令，当遇到事故异常时智能查询历史类似事件，结合人工智能技术进行分析决策[5]，给出处置措施并进行指挥控制。
2.4 人工智能化
大数据、神经网络、深度学习、模式识别等人工智能技术已经在电力系统暂态分析和负荷预测等领域得到了初步运用[6-7]，以电网运行数据为基础，将人工智能技术与电力系统分析相结合，可以为未来智能电网调控系统提供智慧化解决方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如针对新能源发电和柔性负荷的不确定性，先给出日前发电计划一个相对宽泛并满足安全约束的运行区间，结合人工智能技术在日内和实时运行过程中逐步收缩运行带，并最终逼近一个确定的最优运行点，实现电网运行的环境、经济及市场等多目标最优[8]。
2.5 区域全局化
目前我国智能电网调控系统是按区域独立设计和运行，虽然不同区域间电网是互联的，但调控系统之间却是“封闭”的，难以及时获取所辖区域外的电网信息，电网态势分析和风险防控也仅局限于所辖区域内，未能对区域外未来可能危及本区域电网安全的信息作出风险评估。这种一个区域建设一套智能电网调控系统的技术体系无法满足当前电网调控运行需求，加上各级电网耦合越来越紧密，局部范围故障可能会波及全网，因此亟待建设一套面向全网一体化运行的智慧电网调控系统，将不同区域的实时电网信息以共享方式提升至全局站位，从四个全局（全局监控、全局分析、全局防护、全局决策）角度处理全网面临的问题，可以适应故障预判、故障处置、新能源消纳、备用支援等全局性要求，以满足全网范围内精细调控的要求。
2.6 虚拟可视化
将多维视角与虚拟现实技术相结合，构建出符合人类视觉感知和人脑思维特征的可视化表达，实现调控系统信息感知、分析和辅助决策的可视化视图动态生成，为各应用功能提供模型、数据、知识的人机增强交互支撑。
2.7 实时服务化
当前智能电网调控系统通过规约以点对点的方式获取本区域电网运行数据，通过多级转发方式获取区域外电网数据，所采集数据并未实现真正意义上的同步，多级转发时延甚至多达10s以上，这意味着调控系统“实时值”严格上来说并不是同一时刻的实测数据，这与全网同步时钟精度、网络结构、数据转发模式等方面有关，会对在线稳定分析计算造成一定的影响。电力系统通用服务协议[9]采用面向对象及服务的方式，建立了灵活、高效、通用的数据通信机制，适应于各级调控中心、发电厂、变电站内部及相互间的数据交换，将调度数据网数据网络化，只要权限允许任何用户均可自由访问网络上的数据，实现数据透明访问。未来智能电网调控系统采用电力系统通用服务协议，利用数据透明访问方式，直接获取全网数据，避免数据的多级转发，突破了主子站通信完全依赖规约点对点传输的瓶颈，将极大提高数据访问的实时性和便捷性。
2.8 安全防护化
要保证智能电网调控系统安全稳定运行，除了系统功能提升、应用服务优化外，系统的安全防护也是一个亟待解决的问题，当前智能电网调度控制系统采用“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的安全防护策略。伴随着智能电网的发展，各应用功能联系更加紧密，对系统安全防护提出了更高的要求。未来系统安全防护可针对调控业务动态选择多种安全防护手段，建立主动安全防护体系，为调控系统提供完备的信息安全保障。
3、结束语
智能电网调控系统已成为调控员进行正常调度业务不可或缺的工具，本文阐述了智能电网调控系统发展现状，从语音识别与交互、分析决策与智慧调度、智能识别与动态解析、人工智能化、区域全局化、虚拟可视化、实时服务化、安全防护化等方面探讨了未来智能电网调控系统的发展方向。
参考文献：
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[8]许洪强，姚建国，南贵林，於益军，等.未来电网调度控制系统应用功能的新特征[J].电力系统自动化，2018 42（1）：1-7.
[9]电力系统通用服务协议：GB/T 33602-2017[S].2017.
论文作者:黄诚杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/6
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