浅述大电网调度智能化的若干关键技术问题论文_雷享

浅述大电网调度智能化的若干关键技术问题论文_雷享

(国网江苏省电力公司淮安市洪泽区供电公司 江苏 淮安 223100)

摘要:我国现在大范围、大规模的资源分配对只能电网提出了些技术上的问题,提高了大电网调配额能力的重要现实意义,在开发的过程当中需要相应的技术支撑,增进大电网调度的智能化主要是为了加强安全措施,提高供电的可靠性,满足现代社会发展对电网的调度的实际要求,促进电网的安全优质运行,大电网智能化是一个循序渐进的过程,需要专业技术上的研究,加大大电网智能化的关键技术。

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关键词:大电网;调度智能化;关键技术

一、配电网智能调度关键技术

1.1配电网运行评估技术

各个阶段的调度方案都会影响配电网运行的高效性,智能调度要求对不同配电网提出相适应的信息化、自动化和互动化目标,因此,正确评估配电网是智能调度的关键。配电网运行评估包括其运行的安全性、可靠性、优质性、经济性、友好性指标评估,各类指标之间相互依赖、相互影响。因此,首先研究反映配电网运行特性的指标,然后建立各项指标与配电网运行状态参数及其变化趋势之间的具体泛函关系,形成多目标、多层次、多属性指标协同量化的配电网运行评估指标模型。针对配电网调度不同阶段之间的相互作用,采用所建立的量化评估指标模型建立配电网评估与后评估方法。

1.2配电网络、电源和负荷互动协调技术

配电网络重构和无功电压优化控制通过电气通路的改变可实现一定程度的潮流调度。随着不同运行特性和发电成本的DG并网运行,配电网成为多种供能方式协调的多电源供电网。因此,通过DG及其与输电网之间的互补能够增大潮流调度的空间,同时,一些不可控、间歇式电源与储能装置的存在,改变了配电网能量平衡的模式。传统负荷用户参与配电网调节、通过能效电厂等提高终端用能效率,加上并网运行的微电网控制、电动汽车充放电设施的有序充放电,可为智能电网的削峰填谷和节能减排起到显著效果。综上所述,考虑配电网络、DG和负荷的特点,进行配电网络、电源和负荷互动协调优化以整合所有配用电资源是实现配电网智能调度的核心。

1.3面向过程的信息集成与自动建模技术

配电网智能调度支持技术基础平台交互的数据包括配电网结构数据、空间信息、实时和历史运行数据、预测数据、音视频数据等,分布在配电网生产管理系统、地理信息系统、营销系统、调度自动化系统、配电自动化系统、故障信息系统等多个系统中,分属于不同的安全分区。上述数据的时间尺度跨越智能调度的多个阶段,涉及离散型时变量、连续型时变量和非时变量,为了进行有效调度,需要将多个系统多个时段的数据进行综合,通过模型重建生成准确的全网运行过程信息模型,这是实施配电网智能调度的基础。配电网规模庞大,网络改造频繁,数据更新量大,且日常的运行维护工作量巨大,基于面向过程的信息集成,自动完成配电网模型的建立是智能调度实用化的基础。

1.4多阶段一体化调度决策技术

配电网智能调度的时间跨度较大,在跨年规划和年度计划阶段,为了满足高峰负荷的供电需求,配电变压器及配电网络需要设计足够大的容量。负荷的变化与负荷性质、社会生产和生活息息相关,通常实际负荷与设计值相差较大,并且高峰负荷持续的时间非常短,造成配电网容量的巨大浪费。在检修计划、日前调度计划和实时调度阶段,则受网络接线模式的限制,无法形成最佳的调度方案。随着DG、微电网、储能装置、电动汽车充放电设施等接入,配电网成为多种供能方式进行能量平衡的多电源网络,各种对象之间相互依赖和作用,且具有不确定性。综上所述,对配电网络、电源、负荷之间的多阶段能量平衡进行一体化决策是配电网智能调度实用化的关键。

1.5运行风险预警技术

风力发电和光伏发电系统出力受自然环境的影响具有较大随机性,小容量DG通过微电网并网运行,虽然可以控制微电网接入点的功率,但仍然具有一定的不可预见性,使得配电网负荷的不确定性增加。由于上述不确定性因素的存在,配电网潮流分布也具有随机性,从而影响配电网运行的各项性能指标,增加了运行风险,降低了供电可靠性和供电质量。故研究建立DG、微电网、储能装置、电动汽车充放电设施等与自然环境相关的时变模糊随机模型,同时考虑其运行模糊特性和概率特性,建立动态配电网运行风险预警方案,这是智能调度的高级应用关键技术。

1.6多维时空信息可视化技术

配电网智能调度要求配电网络、电源和负荷互动,在空间尺度上不同调度对象之间互相作用,在时间尺度上各个调度阶段的决策需要相互协调,如果不借助工具,调度员很难针对多维多时间尺度的调度策略进行评判。因此,研究多维时空信息的可视化技术,客观直接地反映配电网状态,是智能调度实用化的又一关键技术。

1.7智能配电终端与一次设备融合技术

以真实可靠的数据准确反映配电网运行状态是智能调度的基石,同时,只有调度方案的正常执行才能真正发挥智能调度的作用。配电网运行数据的最终来源和调度方案的执行都依赖智能配电终端与配电一次设备,由于配电网设备量多面广、种类繁多,并且要求能够适应户外环境,因此,可靠、耐用、智能化的配电终端设备及其与一次设备的融合是实施配电网智能调度的关键技术。研究解决在配电一次设备强电磁场环境下可靠工作、低功耗采集、多方式取电、时钟同步、高精度采集等问题,并将部分功能融合到相应一次设备中,形成智能配电终端设备或智能配电设备,最终实现感知配电网信息和执行智能调度、控制的目标。

二、关键技术问题解决

2.1基础数据建设

2.1.1远动协议修改

目前通过总召唤和变化上送两种方式将变电站遥测数据上送至控制中心,其上送周期较长。通过对远动协议进行修改,更改系统量测值,从而满足分析要求。

2.1.2测量时标设置

由于103协议不支持模拟量在装置级进行量测时标设置,因此对此类变电站不能采用在测控装置直接设置时标的方式实现目的,目前可行的办法为在变电站运程系统对量测时标进行统一设置。

2.1.3监控系统

对量测设置时标后,对主站系统需从前置采集、数据储存等方面进行改进,建成支持统一时标量测的监控系统,进而实现基础数据准确性提高、状态估计精度提高、应用分析软件计算精度提高,为调度智能化电网建设建立基础。

2.2支撑平台

应用支撑平台方面将以系统集成化为目标,因此需解决全局分布式综合数据共享平台、全源可扩展综合数据采集平台、全景可视化综合信息展示平台、基于代理的全系列应用平台这四大平台的问题并进行优化。

①全局分布式综合数据共享平台需通过公共模型数据定义、公共模型数据服务、储存、访问解决数据集成问题。②全源可扩展综合数据采集平台主要需实现对全网状态的采集和获取,解决信息来源的问题。③全景可视化综合信息展示平台需细分制各应用、程序、数据、子系统,明确展示内容、展示方式、展示对象。四、基于代理的全系列应用平台主要需解决第三方应用集成问题等集成应用问题,目前应用代理主要包括通信代理、数据代理、业务代理、界面代理、管理代理等五大类。

2.3应用软件

基础数据和支撑平台的完善将推进应用软件的升级,形成新一代高级应用软件。目前可从状态估计、三道防线、管控预警三个方面展开。首先通过对变电站量测的改造,建设基于时标量测的快速状态估计;其次,根据电网实施数据及故障情况的处理,建设基于在线的自适应三道防线;最后,建设实时管控预警系统,提高电网的运行稳定性。

结语

配电网智能调度系统通过面向过程的信息集成与自动建模,系统可为配电网调度中心提供信息支持;通过配电网运行评估,系统可提供调度控制需求信息;通过运行风险预警,系统可提供不同调度阶段配电网的隐患信息,并通过配电网络、电源和负荷互动协调及多阶段一体化调度决策为配电网智能调度提供技术保障。

参考文献

[1]宋卓然,刘东,尤毅,等.考虑设备健康状态的智能调度策略[J].电力系统保护与控制,2011.

[2]尹超.大电网调度智能化的若干关键技术问题[J].黑龙江科技信息,2016.

论文作者:雷享

论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期

论文发表时间:2017/5/16

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