迪庆电网智能调度决策的数据融合方法研究

徐彬 张立刚 郭美忠 朱林 唐小涛

摘   要：提升迪庆电网调度中心智能调度业务能力是电网建设的重要一环，需要一套能指导其发展阶段的体系，即调度中心智能调度业务阶段性能力。文中将调度中心的业务归结为感知、预测、评估和决策4个方面，这4个方面构成了调度中心的业务链。

关键词：智能调度;调度中心;阶段性能力

0引言

在迪庆电网运营诸环节中，调度环节通过信息的获取、传输、处理和反馈等，实现对一次电力系统运行的监视、分析和控制，保障电能流通的安全、经济和优质，调度环节由迪庆电网调度中心完成，因此提高调度中心智能调度的业务水平是电网建设的重要和关键一环。

目前，国内外在此领域已开展了一些卓有成效的研究和实践。在国际上，有PJM先进控制中心[1]、高级配电自动化系统[2]、电力战略防御系统（SPID）[3]等;在国内，有国家电网的智能调度技术支持系统[4]、华东电网高级调度中心项目群[5]、华北电网安全防御及全过程发电控制系统[6]等。

上述研究均在一定程度上反映了智能调度的思想和内涵，但出发点和落脚点不尽相同，且没有针对智能调度的整体描述，没有全面详尽的智能调度建设路线图。本文将在上述研究的基础上，为调度中心提供可分享的智能调度战略框架和发展蓝图。

1调度中心的业务分析

调度中心是电网运行的调度指挥机构，是负责电网电力调度、运行方式、水调、继电保护、电力通信、电网调度自动化管理的职能部门。随着电网发展和电网管理水平的不断提高，电力系统运行调度涉及的业务范围不断扩大、业务量不断增加，业务之间的关联也越来越紧密。

调度中心的业务可以划分为感知、评估、预测、决策4个层面，这4个层面构成了调度中心的业务链：通过感知可获取电网当前的运行状态，了解电网正在发生什么;并在感知的基础上对电网运行状态进行评估，获知某一时间段内电网运行的总体态势，是否发生了安全稳定事故，是否存在隐患和风险，同时对于各种运行状况，分析其出现的原因，为后续调度控制提供依据;由于电网的调度控制总是针对未来的（已发生的事情不能被改变），因此还需要在评估和分析的基础上，预测电网将要发生什么;最后可通过决策，生成相应的控制指令并执行，使得电网运行回归到满意状态，即希望发生的状态。

此外，还需对业务链的整体运作能力进行仔细考察。在传统的调度系统中，业务链中的业务流程相对固定。由于需要与用户或其他调度中心进行实时互动，调度中心的业务链将不再是固定的，需要建设具有动态、高度适应性、及时响应特性的柔性业务链。这也正是智能调度系统与传统调度系统的最大区别之处。

2智能调度业务阶段性能力

智能调度业务能力需要对感知、预测、评估、决策4项业务进行阶段性的能力。同时，还需要整个业务链的通力协作，实现业务链的敏捷反应。

2.1实时感知

实时感知是指依托于先进的传感、通信、信息技术，通过量测、采集、传送、监视等环节，实现对表征电网运行状态的关键数据的实时监测，进而全面了解电网的实时运行状态，是后续分析和控制的基础。

实时感知包括快速、全面和准确3项特性：快速是指感知的频度能够捕捉电网的动态特性，满足实时分析和闭环控制的要求;全面是指感知的范围能够涵盖全网所有的关键信息;准确是指感知的内容具有高可信度。

2.2预测未来

预测未来是指通过分析电网运行内外部环境的变化提前感知电网未来的运行状态，作为决策的基础，其预测结果将直接影响决策的适用性。目前广泛应用于调度部门的预测包括负荷预测、水电/火电发电功率预测、天气水文预测等。

预测结果是对未来不确定性的描述，引入情景分析的方法实现对未来的不确定性预测。情景是对未来以某一概率发生的确定性态势的描述[7]，情景分析根据当前组织或系统所处的具体环境，辨识影响环境的确定性以及不确定性等因素，抽象出未来环境可能面对的多种情景，从而将具有高度不确定性的未来环境规划为有限多个典型的情景，大大降低了不确定性。

2.3运行评估

运行评估是调度中心调控、管理的基础，通过评估发现隐患或者需要改进的地方，进行调控和管理，从而实现电网的趋优运营。评估不仅需要对运行状态进行评估，即分析发生了什么，还需要对可能导致该状态的原因进行评估，即分析为什么发生。评估依托于指标，指标的选取和指标标准的制定将直接影响评估的优劣。

决策依赖于对电网运行状态的准确把握，对电网运行状态进行准确、及时、全面的评估是进行有效决策的前提。在实时监测信息和離线信息的基础上对电网的实时状态、历史状态进行综合评价，包括状态指标的实时计算、历史统计与考核、能力指标的计算分析，从而进行隐患识别与风险评估。

2.4智能决策

决策是为实现电网安全、优质、高效运行，针对所有的可控手段，动态制定调控方案的过程。决策是实现电网安全经济运行最直接和最重要的手段，也是调度中心的核心业务。智能决策应面向所有可控手段，按时间尺度的不同，调度中心需要做出多项决策，如图1所示。在不同的时间尺度上协同优化，以满足不同利益相关者的需求，实现电力大系统的趋优化运营。

不同时间尺度上的决策层层递进，形成决策链，下级决策在上级决策的基础上进行，上级决策在制定的过程中要充分考虑下级决策的可操作空间，因此不同时间尺度的决策同样需要协同。

在电网的新形势下，调度中心的决策归结为如何在不确定性情形下科学、合理地安排电能的生产、输送和使用。因此，智能决策需要更广泛地处理需求和外部环境的不确定性。

2.5敏捷反应

敏捷反应的关键在于建立一套具有动态、高度适应性和及时响应特性的柔性业务链。传统系统需要事先确定应用软件的工作顺序（控制流程），即在某个应用开始工作后，确定应该驱动哪个应用软件或在什么时刻驱动等。将这种按照时间关系不断推进的处理称为同步处理，该处理方式导致流程效率大为降低，达不到敏捷反应的要求。

采用数据驱动的方式，数据到齐后自行开始处理，无需其他子系统的指令，一方面各应用软件的处理完全是异步进行的，实现了应用组件的即时启动，另一方面应用软件之间没有直接的驱动关系，通过数据保持了松散的结合，流程链完全按照实时运行中数据产生的顺序动态制定，从而实现了流程的动态调整，成为柔性流程链。

3结语

建设智能调度系统意义重大，是解决未来日益复杂的电网调度与控制问题的最有力的手段。智能调度系统的研究与建设任务艰巨而具有挑战性，是一个系统的工程，绝不可能一蹴而就，智能调度业务阶段性能力是对这一过程的剖析和细化，更将各个方面的发展联系了起来，将较为分散的研究系统化，对智能调度系统的建设与发展具有科学评估与指明方向的双重意义。

参考文献：

[1]李姑，张磊.PJM运营管理及先进控制中心发展[J].华东电力，2009，37（6）：904-906.11Wei.ZHANG Lei Develognent of the PJM operation management and advanced control center[J].East China Electric Power，2009，37（6）：904-906.

[2]EPRI.Advanced distribution autoenation program overview[EB/OL].[2011-09-05].http：//mydocs epri.com/docs/Portfolio/PDF/2008_P124.pdf.

[3]1IU CC，JUNG Juhwan，HEYDT GT，et al.The strategic power infrastructure defense（SPID）system[J].IEEE Control Systems Magazine，2000，20（4）：40-52.

[4]国家电网公司智能电网调度技术支持系统建成[J].电力系统通信，2011，32（1）：53.

[5]张怀宇.华东电网高级调度中心建设研究与实践[J].华东电力，2009.37（6）：891-894.ZHANG Huaiyu.Research and practice of the construction of advanced dispatch center of the East China grid[J].East China Electric Power，2009，37（6）：891-894.

[6]常康，薛峰，楊卫东.中国智能电网基本特征及其技术进展评述[J].电力系统自动化，2009，33（17）：10-15.CHANG Kang，XUE Feng，YANG Weidong.Review on the basic characteristics and its technical progress of smart grid in China[J].Automation of Electric Power Systems，2009，33（17）：10-15.

[7]SCHOEMAKER PJ H.When and how to use scenario-a heuristic approach with illustration[J].Forecasting.1991.10（6）：549-564.[is]森欣司自律分散系统入门——从系统概念到应用技术[M].徐政，谭永东，译。北京：科学出版社，2008.