景小东
国网青海省电力公司海西供电公司 青海省 816000
摘要：以智能电网调度控制系统的深化应用为研究背景，分析特大电网调度控制的重点和难点问题以及组织层面的应对举措，并提出在新形势下调度自动化运维人员专业能力的提升方式。分析智能电网调度控制系统的总体架构及特点、关键技术及作用，旨在找准能力缺口，提炼能力核心。从多维度视角拟定能力成长路线，提出统筹资源举措，共同支撑调度自动化运维人员专业能力和职业素养的提升，推动智能电网调度控制系统的深化应用。
关键词：特大电网；智能电网；调度控制系统
引言
随着我国电网逐步从集中式架构的传统电网向分布式架构的智能电网转换，传统调度控制系统在经济优化运行能力、安全预警、服务对象、可视化程度、安全防御等方面的不足日益凸显，为此国内研究者对智能电网调度控制系统展开了大量研究。例如赵明婧从实现变电站集中监控、运维一体化、网络分析应用、数据通信网络化及综合智能告警等几个方面出发，构建了安阳智能电网调度支持系统；张磊采用多核计算机集群技术、面向服务的体系结构、C语言、java的人机可视化界面及“告警直传、远程浏览、故障诊断、数据采集”等关键技术，实现了对智能电网各级调控系统的集中监视与维护，及时响应各级调控系统的告警信息。
1能力需求分析
1.1电网层面分析
按照国际特大电网运行组织（VLPGO）的界定，发电装机超过6000kW或用电负荷超过5000万kW的电网即为特大电网。当前，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，我国电网装机规模已超过欧洲电网和美国电网，成为世界上年发电量最大、电压等级最高、风电装机最多、装机规模最大的特大电网。特大电网覆盖多个区域，运行主要面临四方面问题：一是安全稳定运行；二是可再生能源消纳；三是容灾能力；四是调控方式。安全稳定运行方面。国际上的特大电网运行控制通常由多个调度机构共同完成，然而多起大停电事故造成巨大损失，也暴露了电网调度系统缺乏全网故障信息共享、在线跟踪分析、调度协调控制等短板。我国电网由国家电网所属的华中、华东、华北、西北、东北电网和南方电网组成，电网联接方式由原来相对独立的弱联接逐渐向区域互联、全国互联的强联接过渡，庞大的互联电网需要统一的协调控制和优化调度。可再生能源消纳方面。当前，我国风电装机容量和发电量位居世界首位，然而风能的随机性和间断性影响了风电预报的准确性，原有的发电调度以局部平衡为基础，将难以适应特大电网的大容量特高压远距离输电、节能减排、广域可再生能源大规模并网等要求。有效消纳大规模可再生能源，实现特大电网的大范围经济调度和节能低碳调度，亟待解决。容灾能力方面。南方雪灾、汶川地震对电网设施造成的重大损坏，令人心有余悸。台风、雷电、雾霾、山火等自然灾害，网络攻击、恐怖袭击等人为破坏都会严重威胁电网安全运行。基于边界防护的安全体系已不能提供足够的安全保障，急需建立和完善纵深安全防护体系，以增强特大电网的容灾能力。调控方式方面。原有部署在国调、网调、省调的多个自动化业务系统彼此独立，各系统的服务器、传输总线、数据库、图形界面均标准不一、互不兼容、难以协同，无法实现多级调控的协调和优化、纵深安全防护。
1.2组织层面分析
为适应电网发展实际，以集约化、扁平化、专业化为方向，国家电网公司全面开展了“三集五大”体系建设，调整了调度体系功能结构，整合了调度运行与设备运行相关业务，创新了管理方式、变革了组织架构、优化了业务流程，构建了新型的电网运行体系。目前已建设完成的“三集五大”体系正处于优化提升阶段。在组织层面，为达到集中统一、权责明晰、工作协同、规范高效，通过“大运行”体系建设，压缩了调度管理层级，分别实现了国调与分调、地调与县调的业务一体化运作，实现了省调管理的同质化和建设的标准化，提升了广域资源优化配置和特大电网调控运行的能力。为满足特大电网调度需求，国家电网公司组织了国内科研、高校、产业、电网运行等上百家单位联合开发了智能电网调度控制系统，研究并在远程浏览实时图形、特大电网统一建模、分布式实时数据库等关键技术方面取得突破，解决了组织管理困难和全网联合在线安全预警、大电网智能告警及多级调度协同控制等众多技术难点。
智能电网调度控制系统已率先部署在国家电网全部省级以上调度中心和部分地市调度中心，应用范围逐步向地调、县调、配调以及变电站、发电厂辐射延伸。新系统的推广应用也推动了技术标准、工作流程、岗位能力的创新，对调度自动化运维人员的专业能力提出更高要求。强化调控队伍建设，规范岗位人员配置，提升从业人员的专业能力，是“大运行”体系建设的重点工作之一，也是确保电网坚强、运行稳定的根本。
1.3能力提升方式智能电网调度控制系统要最大限度发挥对特大电网调控的支柱作用，运维人员的应用能力是一个重要影响因素。结合关于电网发展和组织发展的需求分析，要进一步分析智能电网调度控制系统的设计、构架和功能，提炼创新点、关键点、增长点，找准能力差距，结合分析结论梳理核心能力，定位能力提升的目标，划分能力维度、从知识、技能、态度三方面提取能力项，根据运维人员能力水平标定能力成长的起点，拟定能力成长的路线，确保具有较强的针对性、可行性和实用性。
2数据库管理关键技术
2.1数据远程访问技术
为了实现上下级调度控制系统的纵向贯通，Ｄ５０００系统实现了系统间数据远程访问的机制（见图1）。图1中有Ａ和Ｂ两个系统，系统Ａ需要访问系统Ｂ的数据。具体步骤如下。步骤１：系统Ａ需将系统Ｂ中能提供哪些类型的数据注册到资源表中。步骤２：系统Ａ中的应用程序调用数据访问接口。步骤３：数据访问接口会先通过远程资源定位服务。步骤４：查询资源定位表。步骤５：通过远程资源定位服务返回的地址信息，通过ＳＯＡ总线代理。步骤６：找到系统Ｂ的资源代理。步骤７：将请求带到系统Ｂ的数据服务。步骤８：系统Ｂ的数据服务取到数据后，逐级将结果返回给系统Ａ的数据访问接口，最后返回给调用程序。
图1 数据远程访问原理
2.2数据访问安全技术
数据访问安全含通信加密与安全标签两项技术。通信加密通过数字证书、隧道配置，及数据预置的方式完成相互间的身份验证及隧道协商。建立临时隧道时，通过自定义的证书交换协议完成证书的交换，并完成双向认证及密钥协商，对数据通信进行加密保护。这种加密方式对上层通信完全透明，不涉及上层通信程序的改动。Ｄ５０００，中的所有访问者（用户、程序等）和所有服务都分配一个安全标识，称为标签。然后通过电力调度证书认证（ＣＡ）系统，在标签基础上进行签名，扩展出一种安全标签。
结语
智能电网调度控制系统是智能电网运行的神经中枢。本文阐述了智能电网调度控制系统的总体结构，从大电网可观测性、可控制性和多级调度的协同性、电网运行经济性及提升新能源消纳能力、系统自身安全性等方面系统总结了智能电网调度控制系统取得的主要技术突破与应用成效。结合未来电网的发展需求，从基础平台、基础数据、分析与计算、电力市场发展、配电网等方面全面阐述了智能电网调度控制系统迫切需要进一步研究的技术问题，并展望了相关技术的应用前景。
参考文献：
[1]赵明婧．安阳智能电网调度支持系统建设研究[D]．华北电力大学，2015．
[2]张磊．智能电网调度控制系统运维服务支持平台的设计与实现[D]．华北电力大学，2016．
论文作者:景小东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/10
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