配电网智能调度模式及关键技术 陈灿灿 侯方域

配电网智能调度模式及关键技术陈灿灿侯方域
发表时间：2017-05-27T09:47:21.940Z 来源：《电力设备》2017年第5期作者：陈灿灿侯方域
[导读] 根据智能配电网实际需求，文中提出了配电网优化调度设计框架，以实现对智能配电网多种元素的全局优化调度。

（国网晋城供电公司山西省晋城市 048000）
摘要：含多类型分布式电源和多样性负荷的智能配电网迫切需要优化调度以实现各种资源的优化配置，近些年配电自动化系统和信息系统的建设也为配电网优化调度的实现提供了基础。

根据智能配电网实际需求，文中提出了配电网优化调度设计框架，以实现对智能配电网多种元素的全局优化调度。

首先分析了配电网态势感知和配电网运行趋势分析两个配电网优化调度基础技术，然后提出了配电网优化调度的总体目标，给出了配电网优化调度的框架设计和基本功能，主要包括优化手段、优化内容、人工决策等方面，并分析了实现配电网优化调度的6项关键技术。

关键词：配电网；智能调度；关键技术
配电网是电力负荷与大电网的中间环节，智能电网的发展需要配电网优化调度。

分布式发电，冷、热、电联产等多种供能方式及微电网以不同的并网方式接入配电网运行。

各种大容量动态负荷如电动汽车充放电设施、电动机、空调的接入改变了配电网的运行特性，影响了供电可靠性和电能质量。

早些年来，国内外学者对输电网进行了智能调度的研究，关注安全稳定运行、风险防御等内容。

近些年来，配电网调度也得到关注，但由于配电网量测信息的数量和质量不高，给智能调度带来困难，目前主要根据经验实现调度，或处于“盲调”状态。

由于配电网多辐射结构、开环运行方式的特点，无法直接采用大电网的调度方式和策略。

智能电网是国际电力工业的共同选择，也是我国电力工业的发展方向。

尽管各国的电网结构、运营模式因历史和现实因素的制约而呈现不同的特点，但自动化、互动化、数字化、信息化、智能化的发展趋势各国电网是一致的。

配电网作为联系电网和电力负荷的中间环节，是电力系统的神经中枢，是维系电力生产，保障电力安全稳定运行、实现电力系统资源优化配置的重要手段。

在电网快速发展的大环境下，传统的电网调度模式显然无法适应大电网、大数据时代的要求。

要结合信息技术，发展电网调度智能化，是当前迫切解决的新课题。

1当前配电网调度系统存在问题
近年来，随着电网智能化发展进一步推进，电网引入多种系统，如信息披露系统、水调自动化系统、能量管理系统、脱硫监测系统、广域测量系统、在线预决策系统、调度生产管理系统等，为电网的监视和调控手段带来多样化的选择，极大提高电网的自动化、智能化。

但是由于系统设计及技术方面的因素，使得调度运行还面临着许多问题。

1.1调度系统不够灵活智能电网调度系统不够灵活主要表现在没有一体化架构设计，不能覆盖多级调度和多专业，对于调度部门提出的横向协同、纵向贯通这样的需求更是无法满足。

这也是由于各级调度机构和厂站在建设各种技术支持系统时没有做到整体规划和协调，绝大多数是独立建设，定制发展，设计的规范化、标准化不足，在各个应用系统间数据共享困难，系统改动相互影响较大，导致目前的系统架构不灵活。

1.2调度系统业务导向不明确，功能实用性欠缺专业业务职业划分应当是人为地将交融的电网调度业务进行有效地分拆，使得不同的业务部门进行分批建设，以达到调度自动化系统业务导向明确的目的。

但事实上，调度系统建设初期就没有进行整体的规划和应用统一基础技术支撑体系，使得调度自动化系统不能满足调度计划、监视、预警、校正控制和调度管理等全方位的技术支持，无法使业务导向明确。

与此同时，随着电力行业的飞速发展，信息技术的应用，也导致了前期开发的调度系统部分功能实用性不强，如部分传统应用已不再具备实际应用的迫切性；一些应用需要投入大量的人力物力去维护才能正常运行；新业务无功能支持等等。

1.3标准化推广欠缺，实时仿真能力不强电力系统经过多年的自动化改造，电网数据和模型都应用多种版本，标准化管理发展一直跟不上技术发展的步伐，导致模型数据不统一、各独立模型既不能单独满足调度整体业务需求，也难以实现相互整合，标准化推广率低制约着智能电网调度运行的灵活性。

随着电网规模不断扩大，逐渐变得更加复杂，传统的经验型为主的调度方式也难以适应新形势的需要，电网实时仿真需要凸显，但当前调度系统硬件资源缺乏整合，先进的大规模高性能计算能力研究和应用严重不足，难以对大规模复杂电网暂态、动态、交直流混合进行实时仿真。

2引入配电网智能调度系统运行关键技术
配电网智能调度应当包括数据采集、调度决策、控制执行等多个环节，要实现智能调度，就重点解决多阶段一体化调度决策、运行评估、运行风险预警等关键技术问题。

2.1应用多阶段一体化调度决策技术一般而言，配电网智能调度时间跨度比较大，在规划阶段，通常由于负荷的变化、负荷性质、社会生产和生活的供电需求，配电网络和变压器需要设计一定的余度，通常实际负荷与设计值存在着较大的差距，而且高峰负荷持续时间比较短，造成较大的资源浪费，受到网络接线模式的限制，也难以形成最佳的调度方案。

这些灵活性不足也随着DG、微电网、储能装置、电动汽车充放电设施的到来而得到解决，可以通过运用多阶段一体化决策技术，对配电网络、电源、负荷之间的多阶段能量平衡调整，在研究各个调度阶段网络结构、配电设备、负荷资源、DG之间存在的相互作用和约束关系，在保证配电网安全性、可靠性、经济性等运行指标不受影响的前提下，建立多阶段能量平衡的一体化优化调度模型与算法，以实现供电方式和运行方式自动化，克服调度系统灵活性不足、标准化缺乏等问题。

2.2应用运行评估技术配电网是否能高效运行受到各个阶段的调度方案影响，自动化、互动化、信息化是配电网智能调度的目标。

采用正确、合理的配电网运行评估技术是智能调度的关键。

评估首先要确定各个运行指标，如配电网运行的安全性、可靠性、经济性、优质性、友好性等指标，它们之前存在着相互依赖、互相影响的关系，要深入研究影响配电网运行特性的指标，建立不同指标与配电网运行状态参数及其变化趋势之间函数关系，构建一个多目标、多层次、多属性的指标协同量化的指标评估模型，实现配电网运行有效评估。

由于配电网调度在不同阶段的相互作用不同，采用所建立的量化评估指标模型，分别去建立评估与后评价方法，明确调度系统业务导向，实现调度方案与运行高效正向影响。

2.3应用运行风险预警技术国家“十三五”规划中大力提倡发展新能源，而风力发电、水力发电以及光伏发电系统出力都受到自然环境的缺编，表现出随机性比较大。

小容量的DG尽管可以通过微电网并网运行，实现微电网接入点的功率控制，但还是具有一定的不可预见性，增加配电网负荷的不确定性，也是由于这些不确定因素的存在，使得配电网潮流分布也带有一定的随机性，这种随机性对配电网运行的安
全性、可靠性、经济性、友好性等各项指标构成一定的影响，增加配电网运行风险，降低供电质量。

因此，研究建立DG、微电网、储能装置、电动汽车充电放电设施等与新能源电源相关的变模糊随机模型，在尊重运行模糊特性和概率特性的前提下，建立动态配电网运行风险预警方案，提高智能调度的抗风险能力。

结束语：本文所提及的功能如分布式电源优化、网络优化、负荷优化、源—网—荷互动可以单独建立优化调度系统实现，也可在配电自动化主站系统上增加功能模块实现，尤其在增加分布式电源渗透率、均衡变压器负载率和降低配电网容载比方面有明显效果，具有重要的理论和实践应用价值。

本文提出的配电网优化调度的总体目标和配电网优化调度的技术体系框架，充分考虑未来新能源和多样性负荷占比大大增加、用电智能化、节能减排和能源互联的需求，但在未来与各种非电能源深度互联场景下，还需突破诸多技术和管理问题。

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