近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對于電能的需求不斷增加，針對這種情況國家加大了對電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模，這也在很大程度上增加了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，并且隨著信息匯集的不斷增加，電網(wǎng)調(diào)度的有效開展成為當(dāng)前最關(guān)鍵的工作，這就催生了智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)平臺和應(yīng)用功能按照橫向集成、縱向貫通的一體化思路設(shè)計(jì)，充分考慮各級調(diào)度的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和相互之間的內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)一體化運(yùn)行、一體化維護(hù)和一體化使用，能夠滿足各級調(diào)度機(jī)構(gòu)及調(diào)度各專業(yè)的需要，滿足一體化智能電網(wǎng)調(diào)度體系和備用調(diào)度體系的要求。
1.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的組織者是國家電網(wǎng)公司總部，研制單位是中電科學(xué)院與國網(wǎng)電為科學(xué)院，參與智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的則是各級調(diào)度控制中心在進(jìn)行智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的總體技術(shù)路線時(shí)，設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是采用安全性較高的軟硬件和計(jì)算機(jī)集群技術(shù)，以確保系統(tǒng)在運(yùn)行中具有較高可靠性。這一控制系統(tǒng)的建立不僅滿足了現(xiàn)階段特大電網(wǎng)調(diào)度統(tǒng)一建模的需求，還解決了多級調(diào)度協(xié)同大電網(wǎng)智能告警等難題[1]。
2.智能電網(wǎng)調(diào)度控制的功能
在智能電網(wǎng)之中，設(shè)置智能調(diào)度方案以及控制系統(tǒng)功能等，能夠有效強(qiáng)化數(shù)據(jù)信息的采集與分析，增強(qiáng)決策與控制的能力，具有安全性、準(zhǔn)確性以及實(shí)用性的功能，能夠給調(diào)度人員的智能化決策提供相應(yīng)的支持，使得工作人員決策管理能力與調(diào)控能力得以有效的提高。一般而言，智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的功能主要包括：
第一，拉路自動控制功能。實(shí)現(xiàn)自動選擇拉路負(fù)荷的對象，能夠?qū)崿F(xiàn)切除目標(biāo)負(fù)荷的最小化。自動搜索出負(fù)荷對象的出線開關(guān)。進(jìn)行構(gòu)成一個能夠遙控的開關(guān)，并且通過自動并列而進(jìn)行操作，能夠有效確保操作的精確。
第二，序列操作功能。按照相關(guān)的要求，對一些特殊類型的操作應(yīng)該進(jìn)行順序控制，這樣就可以有效的實(shí)現(xiàn)有效的實(shí)現(xiàn)各種順序操作的有關(guān)要求，在實(shí)施過程中如果有一個步驟失敗，能夠自動的停止序列操作并進(jìn)行報(bào)警。
3.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
3.1我國智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的發(fā)展
和其他行業(yè)的發(fā)展一樣，我國的電網(wǎng)調(diào)度事業(yè)從開始學(xué)習(xí)和吸收到自主創(chuàng)新，經(jīng)歷了一段很長的歷程，在改革開放以后，尤其是在最近幾年發(fā)展神速。越來越趨向智能化發(fā)展。其發(fā)展簡要介紹如下：
?。?）國家電力調(diào)度中心開啟了智能電網(wǎng)關(guān)于調(diào)度支持系統(tǒng)的開發(fā)研究
國家電力調(diào)度中心于2008年2月正式開啟了智能電網(wǎng)關(guān)于調(diào)度支持系統(tǒng)的開發(fā)研究[2]，推出了智能化技術(shù)支持系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺及高級應(yīng)用功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為中心調(diào)度、商用數(shù)據(jù)、系統(tǒng)管理和服務(wù)、消息總線及SCADA、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)的交換與采集、安全防護(hù)、人機(jī)界面等8組結(jié)構(gòu)，而高級應(yīng)用功能由調(diào)度管理及計(jì)劃、實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警、安全調(diào)校等模塊組成。
?。?）國家電力科學(xué)研究院的大停電防御框架
為了預(yù)防電網(wǎng)的大面積停電，中國國家電網(wǎng)電力科學(xué)院開發(fā)了“時(shí)空協(xié)調(diào)”的大規(guī)模停電的防御性系統(tǒng)，此系統(tǒng)將EMS和SCADA集成到動態(tài)運(yùn)行的DSCADA/DEMS中，以集中處理大量的動、靜態(tài)信息，利用EEAC算法實(shí)現(xiàn)量化分析和欲決策的在線穩(wěn)定，利用在線準(zhǔn)確預(yù)算、實(shí)時(shí)精確匹配的手段達(dá)到穩(wěn)定控制電網(wǎng)調(diào)度。
?。?）南方電網(wǎng)的綜合防御架構(gòu)
南方電網(wǎng)公司，為了解決電網(wǎng)中交流電、直流電兩種混合輸電的復(fù)雜性，提出綜合協(xié)調(diào)防御系統(tǒng)架構(gòu)，通過七個功能子系統(tǒng)和一個廣域綜合信息平臺實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)度的智能控制。這七個功能子系統(tǒng)分別是在線預(yù)防控制與輔助決策子系統(tǒng)、安全穩(wěn)定預(yù)警和實(shí)時(shí)監(jiān)測子系統(tǒng)、電力交易計(jì)劃安全校核子系統(tǒng)、實(shí)測數(shù)據(jù)離線綜合應(yīng)用研究子系統(tǒng)、超短期安全穩(wěn)定態(tài)勢預(yù)測與輔助決策子系統(tǒng)、基于在線數(shù)據(jù)的電網(wǎng)運(yùn)行離線研究與輔助決策子系統(tǒng)、安全穩(wěn)定控制在線協(xié)調(diào)與優(yōu)化子系統(tǒng)。
（4）清華大學(xué)電網(wǎng)調(diào)度實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的三維協(xié)調(diào)電網(wǎng)EMS
清華電網(wǎng)調(diào)度實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了一種基于三維的電網(wǎng)EMS，此系統(tǒng)是實(shí)時(shí)閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以在時(shí)間、空間、目標(biāo)進(jìn)行廣泛地協(xié)調(diào)，達(dá)到全局智能調(diào)度控制的目的[3]。該系統(tǒng)的核心技術(shù)有：綜合分析、預(yù)警、決策；有功優(yōu)化閉環(huán)控制；無功電壓優(yōu)化閉環(huán)控制；電網(wǎng)模型重建；基于多智能代理和計(jì)算機(jī)集群的支撐平臺；基于三維分解協(xié)調(diào)的體系設(shè)計(jì)等。
3.2國內(nèi)外電網(wǎng)智能控制開發(fā)發(fā)展
國外的智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了很長的一段時(shí)間，取得了很多先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和成果。目前，國外科研人員提出AO（調(diào)度機(jī)器人）概念。即讓機(jī)器人通過學(xué)習(xí)，掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)則。如美國華盛頓大學(xué)研發(fā)了logic-basedsystem和knowledge-basedsystem原理的智能系統(tǒng)，就是通過AO實(shí)施故障排查和安全性能評估，對電力系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。
?。?）美國PJM公司的的AC2系統(tǒng)
advancedcontrolcenter，AC2是美國pjm公司開發(fā)的一種的先進(jìn)智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)，它集成了資產(chǎn)和資源，可以實(shí)現(xiàn)同步、模塊化，可延伸的功能。保證了業(yè)務(wù)的連貫性和可后續(xù)操作，大大地提升了系統(tǒng)的安全性能。
?。?）美國電力科學(xué)研究院智能控制中心
該中心研發(fā)的智能電網(wǎng)包括了智能化的控制中心、變電站和一次輸電網(wǎng)。該電網(wǎng)的智能控制中心基于GIS，實(shí)現(xiàn)可視化、交互能力加強(qiáng)的優(yōu)勢，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)分析評估。
4.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展展望
4.1可信計(jì)算與安全免疫技術(shù)
電力二次系統(tǒng)的安全防護(hù)體系主要有結(jié)構(gòu)安全、物理安全、本體安全、安全管理等幾方面共同構(gòu)成。在整個安全防護(hù)體系中技術(shù)固然重要，但是單純依靠技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要有管理的加入，這主要是考慮到現(xiàn)有技術(shù)不能完成部分操作，這就需要用安全管理彌補(bǔ)這些缺失此外，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)攻擊能為也在增強(qiáng)，這就要求應(yīng)不斷提升安全防護(hù)技術(shù)，以使安全防護(hù)技術(shù)體系能夠長久保護(hù)智能電網(wǎng)控制體系不受侵害。
4.2短期電力市場的多級多時(shí)段優(yōu)化技術(shù)
我國電為市場的發(fā)展經(jīng)歷了幾次大起大落，卻一直達(dá)不到歐美電為市場水平。盡管我國智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)已經(jīng)加入了能夠支持現(xiàn)階段電為市場所需要的先進(jìn)模塊，省級以上的調(diào)度控制系統(tǒng)也可以滿足電為市場運(yùn)行需求，但這項(xiàng)技術(shù)并沒有得到實(shí)際應(yīng)用，又由于缺乏一定的市場規(guī)則，導(dǎo)致這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際電為市場中的運(yùn)行受到了一定阻礙。
4.3運(yùn)行方式自描述及動態(tài)解析技術(shù)
電網(wǎng)運(yùn)行方式通常是指導(dǎo)調(diào)度運(yùn)行控制技術(shù)的重要依據(jù)現(xiàn)階段，電網(wǎng)運(yùn)行方式主要有年度、月度以及特殊運(yùn)行方式，這些運(yùn)行方式具有同一特點(diǎn)就是都要按照紙質(zhì)蓋章運(yùn)行控制管理規(guī)定，負(fù)責(zé)電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃人員要根據(jù)此規(guī)定合理組織發(fā)電、交易以及檢修等計(jì)劃，負(fù)責(zé)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的工作人員要根據(jù)此規(guī)定及時(shí)進(jìn)行調(diào)度指揮及操作控制目前的運(yùn)行方式基本都是給人看并由人執(zhí)行操作的但隨著電網(wǎng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，運(yùn)行方式的約束條件也隨之變得復(fù)雜，大量可再生能源的隨機(jī)性也在增多，使得紙質(zhì)運(yùn)行方式難以適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度需求這就需要使用電子運(yùn)行方式，在確保人可讀的同時(shí)，還要實(shí)現(xiàn)機(jī)器可讀，之所以有這樣的要求，主要是為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)動態(tài)識別能為，準(zhǔn)確解析運(yùn)行方式動態(tài)效果，保證電網(wǎng)調(diào)度安全運(yùn)行。
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