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智能电网发展对地区电网调度模式的要求及应对措施

www.epenet.cn 来源:中国电力设备网 2016/12/23 9:28:19
  
    电网中传统的地区电网结构、数据处理形式与调度模式随着智能电网的不断推进,出现了新的矛盾与挑战,本文提出了电网分层分区发展的规划思路,总结了提高调度平台数据处理能力的措施方法,给出了电网提高自我管理能力的措施与建议。

    1.背景及意义

    随着智能电网概念的提出和电力体制改革的不断深化,传统的电网调度运行方式面临巨大挑战,诸如:由于电网安全稳定性等各方面的要求,当前变配电网络大多呈分层分区的多形态运行,电网传统的集中调度模式与当前的地区电网结构形态与运行方式现状显然存在着有待协调之处;在计算机及通信等软硬件技术不断发展的强有力支撑下,伴随着电网结构的日益复杂化和调度自动化要求的日趋提高,电网的调度运行中有海量的数据信息需要进行有效管理。如何结合智能电网的建设,实现将数据的就地分布式管理与高度集中的统一平台管理无缝挈合,对于提高电网的调度及运行管理效率意义显著。

    2.适宜于分层分区式地区电网结构的发展模式

    电网的分层分区运行显然是电网发展的必经之路。合理的分层分区会给电网的安全运行带来许多好处,不仅能有效降低短路电流外,还有利于调度员在任何情况下都可以更加方便。因此,电网的分层分区运行不应认为是由于短路容量所限的被迫之举,而是电网发展中具有战略意义的举措之一。

    随着现代化管理和智能电网建设的发展,调度自动化系统的重要性越来越明显,它是电网运行管理,实现安全多供,减员增效的必要手段。采用分层分区控制的方式管理和规划电网,可以提高电网控制中心稳定的冗余度,提高系统运行的可靠性。同时由于分层分区管理规划的灵活性,可以更好地适应电网的发展和管理制度的变化。

    地区电网分层分区发展模式的规划思路为:

    (1)分区规划。以变电站布点、行政区域、主要地理特征等为条件,对规划区进行供电分区划分,依据分区内负荷特性、现状网络等差异进行分区规划,各个分区间保留一定比例的联络

    (2)分层规划。随着地区电网发展的不断深入,中压配电网规模将迅速扩大,规范网络接线方式,优化网络结构,在保证可靠性的前提下简化中压配电网结构,形成高、中、低压层次分明的网络结构。

    基于分层分区原则的地区电网规划是指从负荷预测开始建立在分区以及区内分块的概念上,因地制宜采用先进方法,将地区电网分成若干相对独立的分区,结合不同电压等级电源布点和容量的优化调整,使负荷分区分布趋于平衡。使地区电网有相对明确、基本稳定的供电范围。在此基础上分别对各分区内的电网网架进行设计,最终将各分区网架相互联络,形成可靠的网格状结构。

    合理的分层、分区电网结构是建设一个既安全又能抵御各种灾害的“坚强电网”基础,因此,地区电网建设具有坚强抗灾性能的电网,其分层分区规划应满足以下几点:

    坚持科学的电源、电网规划设计。优化考虑电源点在各个电压等级的分层接入,合理布局,保障各级电网在正常和事故状态都有可用的电源。高度重视电网结构布局的安全性及灵活性,分散外接电源,分区运行,互为备用,提高其抗击自然灾害的能力。

    适应于智能电网背景下的地区电网建设,应重视发展微型电网并将其确定为电网规划设计的主导思想。发展具有自愈功能的智能电网,包括智能输电网和智能配电网,是当前世界能源和环境客观形势发展的必然结果。把分布式电网集成入配电网是智能化电网的核心,将配电网改造成主动配电网和微电网将极大提高用户用电的可靠性,提高抗灾能力。在发展微网的同时,中低压电网的每一分区都宜有适当的分布式电源作为支撑电源。

    3.有利于提高数据处理效率和考虑数

    据特性的分布式数据处理平台研究随着智能电网的不断完善,电网将具有更快采集速率的采集装置,这将给电力调度自动化二次系统带来很大的变化和挑战。一方面,巨大的数据量对一次系统的数据采集带来了很大的压力,需要发展大信息量、高速数字实时通信及处理技术。另一方面,众多的调度自动化系统采集和积累了大量的电力系统运行、生产管理以及电力市场运营等方面的相关信息。但是计算机积累的众多数据,直接影响了系统对于数据的有效利用与高效处理。因此,提出提高调度平台数据处理能力的措施与方法主要有:

    (1)网格技术

    网格技术理念是在多个机构动态形成的虚拟组织中共享资源和协同解决问题,其本质是共享和协作。网格技术在电力调度自动化领域的应用可将其称为“电力网格”。电力网格具有很强的分布式处理和信息集成能力。因此,电力网格有助于在不同区域调度中心之间交换数据,解决电力系统海量数据之间多种数据格式共存的问题,构建数据网格和信息网格,将数据变成信息,为实现及时、准确地掌握整个电力系统的实时动态创造条件。网格具备整合电力系统现有数据和资源的功能,并能提供分布式高性能计算能力,网格技术对于网络上各种资源的巨大整合能力使其应用到电力系统中来为不同调度系统间信息和资源的共享带来方便,并能够支撑整个电力系统数据共享、监控、分析计算和仿真的平台。采用网格技术来实现信息共享、集成,提高海量数据处理效率的优势是按照原有的数据存放的格式和位置。

    (2)数据仓库与数据挖掘

    数据仓库和数据挖掘能够从大量的数据中挖掘出隐含于其中的知识,并使数据存储技术进入一个更高的阶段。不仅利用了数据仓库的存储功能,对历史数据进行查询与遍历,并且通过数据挖掘能够找出历史数据之间的潜在关系,挖掘其背后隐藏着得许多信息。实时数据和历史数据作为电网运行的重要资料,需要在运行部门中共享。目前的数据传输使得各部门间数据流较为复杂,若面临海量数据,很难保证数据的一致性和唯一性。因此,将公共数据整理、统计起来,建立电网数据仓库,应用数据挖掘技术,实现数据一致性集成与共享,减轻网络负担。

    (3)多数据源调度信息的融合技术

    系统中存在多个数据源,进入综合数据平台的系统数据模型不同而且大部分统的数据可能存在冗余,在系统集成时需要对其中的冗余数据进行归并及预处理。经过预处理操作,以保证数据的合法性和有效性。对于数据的集成和应用过程可以从数据源、数据清洗、数据存储、数据表达、数据应用五个过程进行。在数据源的建立中要汇集各个模块的数据,并进行数据分析工作,为数据存储做准备。预处理操作除了做冗余信息处理外,还需要对电网缺失的信息进行估计和推断研究,以及坏数据的分析和处理,进行电网调度信息的状态估计等。

    4.提高电网自我管理能力的地区电网调度模式研究

    我国调度系统技术和装备目前已居国际先进水平。但随着坚强智能电网的逐步建设,分布式/储能电源的大规模接入,将使系统运营环境更趋复杂,保证系统运行安全的重要性更为突出。智能的调度机构类似电网的中枢神经系统,调度作用与地位更加突出,调度与电网业务各环节的联系将进一步加强,对事故的及时反应与处理能力也要求进一步提高,对完善调度控制技术和增强调度管理水平提出了更高的要求。从技术和管理两个方面提出加强地区电网自我管理能力的调度模式措施与建议:

    (1)技术方面

    1)数据传输网络化。是指能够通过专用的调度数据网络,实现电网运行信息和生产管理信息的快速、可靠传输以及系统的应急备用,为地区电网的安全稳定运行提供可靠的数据通信保障。

    2)运行监视全景化。是指能够从时间、空间、业务等多个层面和多个维度,实现调度生产各环节的全景监视、智能告警,实现电网运行、分析结果的全面整合、数据共享和多角度可视化展示,使电网调度能够全面、快速、准确、直观地掌握电网的运行状况。

    3)安全评估动态化。是指能够通过稳态、动态、暂态多角度在线安全分析评估,实现大电网运行的在线安全自动告警、辅助决策和多维多层协调的主动安全防御。

    4)调度决策精细化。能够通过对年度方式、月度检修、日前到实时计划编制与安全校核等核心业务的集中开展和规范化、流程化管理,实现调度决策的精益化、智能化和运行风险的预防预控。

    5)运行控制自动化。能够在全网AVC、解列、低频低压减载等控制策略统一协调优化的基础上,进行电网频率、电压、潮流、备用等自动调整和控制,实现地区电网一体化分级协调控制。

    (2)管理方面

    1)推进专业化运行检修。智能电网环境下电力一、二次设备的高度集成化及融合,使传统一、二次设备的界面模糊,要进一步推进专业化设备运行维护工作,坚持用全寿命周期管理理念统筹规划、设计、建设、运行等各环节管理。

    2)完善专业信息平台。通信信息平台作为支撑智能电网的技术支持平台,需要在通信系统和信息平台方面加强投入和管理,提高通信信息系统的可靠性、稳定性以及抵御各种自然灾害的能力。提高通信网络的数据传输能力,满足智能电网海量数据的传输要求,提高信息资源的整合利用率及协同能力,使生产控制、企业经营管理、营销与市场以及实时和非实时信息充分融合,实现电网公司内部横向信息和上下级电网公司纵向信息的互联互通提高应用深度和实用化程度。

    3)健全营销管理体制。优化整合营销业务及客户服务资源,深化与完善标准化营销业务组织模式的建设。建立适应新形势发展要求的集约化营销管理模式和新型的标准化营销业务组织模式,从整体上提高公司营销的市场应变能力、客户服务能力、管理控制能力和营销运作能力。

    5.结语

    智能电网的发展使得传统的调度模式需要与时俱进,本文分析了在其发展过程中出现的部分问题,并给出了相应应对策略,为其未来的发展提供了一定的参考。 
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