区域电网运行风险控制下发用电一体化调度方法

石彬

摘要：在国家电网调度中心提出了智能电网调度技术支持系统框架的基础上，提出如何在区域电网运行风险控制下并且符合目前调度系统实现智能电网调度技术支持系统框架的功能目标，指出可改造PNU使其具有遥信和遥调功能，具备与SCADA和故障录波系统的功能，因此完全取代二者，实现电网数据采集的统一。在一体化系统中实现上述所有功能，并指出为了实现智能电网应该新开发电网运行方式预安排、电网运行经济分析、在线断面极限功率计算、电网供电能力评估等应用功能.

关键词：区域电网;风险控制;一体化调度

引言：

智能电网是电力工业的一场巨大变革，将引起电力工业在各个领域的革新。作为电网运行的直接生产单位，电力调度通信中心面临的变革最为紧迫。为此，国家电网电力调度通信中心构建了《智能电网调度技术支持系统建设框架》，指导各网省公司建设智能电网技术支持系统。本文根据国调中心《智能电网调度技术支持系统建设框架》的目标，结合目前电力调度生产基础上实现智能化，研究了如何在实现智能电网调度技术支持系统的实现问题。

一、电网调度功能

由于电能的特点决定了电能必须实时平衡，即发电和用电必须实时平衡，因此作为电网安全稳定的直接生产单位，各网省调必须实时获得电网的相关运行数据并进行合理的电网运行方式安排和事故处理以确保电网的安全稳定运行。传统SCADA/EMS系统作为电力调度最核心的系统，实现对电力系统运行状况的监测和控制。SCADA通过采集各发电厂（站）、 变电站电气设备的电气量、开关量以及通过AGC、AVC等对电气设备进行控制和调节，实现“四遥”功能;故障录波系统和故障测距定位系统实现对电网事故数据的有效保存，电网安全校核系统和母线负荷预测系统实现对发电计划的有效安排;广域测量系统和电网动态预警系统实现对电网的动态监测和预警;电能量采集系统实现对电量采集。

二、数据一体化

实时传送电网动态数据并进行及时有效的分析是智能电网的最基本要求。由于SCADAEMS系统主要采集电力系统稳态数据，不能采集动态数据，因此其不能满足智能电网的要求。而基于同步相量测量单元设备PMU的出现较好地解决了此问题。由于PMU能够采集模拟量和数字量，因此其具备了SCADA的数据采集功能，同时由于PMU在电网发生扰动时，自动保存每秒9600点或10000点的瞬时数据（非向量），因此具备了保护录波仪的功能，故PMU基本具备了SCADA和故障录波仪的功能。但PMU完全取代SCADA和故障录波仪，目前还存在以下三个方面问题：

（一）由于PMU通常接入测量CT（PMU主要是为了保存电網低频振荡的数据），因此在电网发生大扰动时，由于电磁式测量CT存在磁饱和，其保存的电网暂态数据精度不高。

（二）对于目前PMU不具备的遥调和遥控功能，可对其进行改造，实现对遥调和遥控量的采集。

（三）数据传输。由于目前PMU上传WAMS主站的速度为50帧/s，因此当PMU完全取代SCADA系统时，海量动态数据的传输将会造成数据网的重载或阻塞，同时也会造成主站磁盘存储的浪费：此外，在电网稳态运行时，每个PMU子站这样大规模的传输海量数据也是没有必要的。因此在电网稳态时，可以适当降低PMU上传主站的动态数据。

综上，改造后的PMU完全具备了稳态数据、动态数据和暂态数据的采集与传输，完全可以取代SCADA和故障录波仪，大幅度降低设备的投资以及运行维护人员的工作量;因此其比SCADA和故障录波仪的数据更具有有效性。

三、数据库

（一）有关数据库的介绍

PI数据库和eDNA数据库虽然提供了历史数据的高速缓冲区，但本质上是-种纯文件系统的存储方式。ORACLE商用数据库在存储、查询、分布式访问、管理上均好于纯文件系统。另一方面，PI数据库和eDNA数据库主要是面向数据的，点与点之间没有关系，本身对电网模型和结构的描述的支持很弱，而ORACLE数据库用于描述电网模型等方面的技术非常成熟。

（二）一体化平台方案

目前国内不少电力公司EMS系统、WAMS系统、动态预警系统、负荷预测系统和发电计划安全校核等系统都是各自独立的系统，这方面是因为人们对新技术和新事物的认识和深入了解需要一个过程，另一方面是因为WAMS系统和动态预警系统为新的系统，可能存在着运行不稳定，因此若将WAMS系统和动态预警系统与EMS系统同一平台运行，可能会对EMS系统运行的可靠性造成影响。但随着国内WAMS系统和动态预警系统的成功运行，这些新系统运行已具备了与EMS系统相近的运行可靠性，为与EMS同-平台提供了基础。统一的支撑平台有如下几个方面的优势：

（1）集成各种量测数据，简化接口设计：在一体化平台支撑下，数据库管理系统统一存储和管理

PMU采集的数据，避免了各系统之间的大量数据交互。同时实现数据共享，方便各种高级应用功能的顺利实施。

（2）实现一体化维护，减轻维护工作量。随着电网建设的不断发展，可以使模型和图形的维护在统一平台上进行，可以方便地实现对历史、实时和未来电网模型和图形支持，以满足不同应用的需求。此外，在一体化平台支撑下，各系统具有统一的数据库维护界面、报警定义界面等，极大地提高了维护的方便性。

（3）实现一体化监视与操作，方便使用。在一体化平台支撑下，具有相同风格的人机交互界面，在同一台人机工作站上实现对各系统的监视和操作，在同一幅画面上可以对电网的稳态、动态和暂态行为进行监视，极大地提高了使用的方便性。

（4）共享硬件资源，减少硬件投资。在一体化平台支撑下，可以最大限度地实现硬件资源共享，如历史数据库服务器、Web服务器和人机工作站，从，而减少硬件投资。

五、功能一体化设想

（一）基本功能的一体化

WAMS系统与动态预警系统的高级应用功能诸如在线状态估计、在线静态安全分析、在线暂态功角计算分析（包括功角稳定、电压稳定和频率稳定）、在线动态稳定计算分析以及与之相适应的预防辅助控制策略等都可以在EMS系统上实现，而区别仅在于在线稳定计算同传统的基于EMS/SCADA进行在线稳定计算的区别就是在于其状态估计精度的提高。但随着改进后的PMU代替SCADA和故障录波仪时，将EMS、故障录波系统、WAMS和动态预警系统可以实现-体化。实现对电网的动态监测、在线低频振荡监测、在线稳定计算分析与预警，而调度运行中的其它系统可以作为功能应用一体化系统的高级子应用功能，并进一步推广应用新的高级应用功能。

（二）新应用功能推广实现智能化

目前国内很多在建或已建成的电网动态监测预警与辅助决策系统最主要的功能是为调度运行人员提供电网实时动态监测信息、预想故障下的系统稳定性以及辅助决策。

结语：

两大电网公司和五大发电集团作为支撑国民经济发展的特大型骨干企业，必须将企业的发展与国家的发展相结合，按照国家发展政策要求及时调整自己的发展思路。降低能源消耗、保护环境是保证国家可持续发展的重要条件，大型电力企业在这方面必须承担起更多的社会责任。只有国家走上可持续发展的道路，企业才能赢得良好的发展环境，才能健康持续的发展下去。

参考文献：

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