电力系统中的智能电网调度与优化

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基于智能电网的电力调度自动化与控制系统分析

作者：高鹏飞

来源：《中国科技纵横》2020年第08期

摘 要：随着我国科技及电力企业的快速发展，智能电网的电力调度自动化程度不断增强，并应用控制系统对电网运行实现自动控制，有效提高了电力企业的工作效率和供电的可靠性。因此，本文便对智能电网电力调度自动化与控制系统的软硬件配置、相关设计及改进技术展开分析。

关键词：智能电网;电力调度;自动化;控制系统

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0147-02

0引言

随着信息化技术和人工智能技术的发展与应用，在多个领域中实现了“智能+”的自动化模式。其中，智能电网的电力调度便在现代化进程的推动下进一步完善建设，朝着自动化的方向深入发展，因此，要想进一步提高智能电网调度的自动化水平，还应完善控制系统设计并加强先进技术的应用。

1软硬件配置分析

智能电网的电力调度自动化与控制系统主要是由三大部分构成的，分别为应用层、平台层、操作层。智能电网的电力调度控制系统设计需采用质量高、性能好的软硬件设备及计算机集群技术进行完善，促使该系统各个层面的功能作用可以实现自动化地互通配合，从而有效促进系统运行的可靠性。因此，在设计智能电网电力调度自动化与控制系统时，要先配备好相应的软硬件装置，为该系统的正常运行提供基础保障。

1.1硬件配置

硬件设备的选用上，要根据电力企业的规模及建设需要选用性能好、质量佳、功能多、损耗小的设备，提高装置的利用率。一是两台服务器，确保其均通过以太网和主网连接，其系统可选择Unix系统以及内存大于2GB的CPU，以实现对电力调度相关数据的自动监控和处理。二是配置两台数据服务器对用户数据、电力调度数据、相关资料报表等进行自动存储。三是计算机网络。在外网的设计上，利用路由器将其连接到本地，并设置防火墙，保障硬件设备的安龙源期刊网

电力电子技术在电力系统及智能电网中的应用

1引言

电力作为一种能源在人们日常生活和国民经济生产各领域已经占据越来越重要的地位。在改革开放以来经济的快速增长背后，社会用电量也不断的增多，电网架构的复杂化、电源的不足、雾霾的影响、化石能源的稀缺等问题已经越来越突出，电力系统的发展面临着前所未有的挑战。为此，在2009年5月20-22日召开的特高压输电技术国际会议上，国家电网公司提出了要建设国际领先、中国特色的坚强智能电网。随后，国家在“十二五”专项规划中确立了发展智能化电网的战略性地位。在电力系统及其智能化发展中，可再生能源的并网发电、储能装置的功率转换、交直流电网的柔性互联、配用电能的双向流动、无功和谐波的动态补偿等都需要依靠电力电子装置来实。

得益于高电压、大功率电力电子器件的发展，变换器模块化、单元化和智能化水平的提升，控制策略的进步，电力电子装置在电力系统中将会发挥更大的作用。随着分布式发电的不断增加和以特高压为骨干网架的智能电网建设的推进，电力电子技术将更加广泛地应用于电力系统的各个领域，为建设智能电网提供重要基础和技术支撑。本文从12个方面阐述电力电子技术在当今电力系统及智能电网发展中的重要应用。

2应用现状 2.1风力发电

中国经济快速发展背后，电力消耗不断增大，根据统计局数据，社会用电量由2000年的1.3万亿KW·h增长到2013年的5.3万亿KW·h[4]。2013年国家能源局的数据表明，我国电力装机容量仍然以火力发电为主，火力发电占总装机容量的69%[5]。化石能源的消耗除了短缺问题外还带来了严重的污染，雾霾天气已经困扰了人们多年。为此我国这几年不断加快能源调整的步伐，大力发展可再生能源发电，至2013年，我国风电累计并网装机达7548万KW，发电量1400亿KW·h。

风力发电系统中，通常采用电力电子技术进行并网、变速恒频控制。由于风具有间歇性和风速时大时小的特点，直接发出的电能存在电压、频率、相位等方面的稳定性问题。虽然采用恒频恒速控制起到一定的效果，随着控制要求的提高，和电力电子技术的进步，目前更多的采用变速恒频发电系统，利用变流器进行控制，通过整流、逆变对电能进行控制，使得各项电能指标符合电网的并网要求。

电力系统中的电网优化措施有哪些

在当今社会，电力已成为人们生活和生产中不可或缺的能源。而电力系统中的电网如同输送电力的“高速公路”，其优化对于保障电力的稳定供应、提高能源利用效率以及降低成本都具有至关重要的意义。那么，在电力系统中，都有哪些电网优化措施呢？

首先，我们来谈谈电网的规划与设计优化。合理的电网规划是电网优化的基础。在规划阶段，需要充分考虑未来一段时间内的电力需求增长趋势，包括不同地区的用电特点和负荷变化情况。通过精确的预测和分析，确定变电站的位置、容量以及输电线路的走向和规格。例如，对于新开发的工业园区或城市新区，要提前规划好足够容量的变电站和输电线路，以满足未来企业和居民的用电需求。同时，在规划中还要考虑电网的可靠性和安全性，避免单点故障导致大面积停电的情况发生。

电网结构的优化也是关键措施之一。优化电网结构可以提高电网的输电能力和稳定性。比如，采用环网结构可以增加供电的可靠性，当某一段线路出现故障时，电力可以通过其他线路继续输送，减少停电范围和时间。另外，合理设置分段开关和联络开关，能够灵活地调整电网的运行方式，实现负荷的优化分配。还有，发展智能电网，引入先进的通信和控制技术，实现电网的自动化监测和控制，也是优化电网结构的重要方向。 在设备方面，选用先进、高效的电力设备对于电网优化至关重要。例如，采用新型的变压器，其具有更低的损耗和更高的转换效率，可以减少电能在传输过程中的损耗。同样，高性能的断路器、开关柜等设备能够提高电网的操作可靠性和安全性。此外，定期对电力设备进行维护和检修，及时更换老化和故障设备，也是保障电网稳定运行的重要措施。

无功补偿优化是电网优化中不可忽视的一环。无功功率的存在会增加线路损耗、降低电压质量。通过合理配置无功补偿装置，如电容器、电抗器等，可以提高功率因数，减少无功功率的传输，从而降低线路损耗，提高电压稳定性。根据电网的负荷变化情况，动态调整无功补偿装置的投切，能够实现更加精确的无功补偿，进一步优化电网性能。

智能电网节能优化调度系统

王朝明[1][2]，马春生[2]

（东南大学 江苏南京 210096）[1]

（南京软核科技 江苏南京 210019）[2]

摘 要：本文基于智能电网和节能发电调度背景下，针对现代地区电网调度的特点，提出了智能电网节能优化调度系统，本系统由电网经济运行控制系统、分布式无功电压优化控制系统、能耗在线监测及综合降损分析系统、分布式电源优化调度和大用户优化调度等多个模块构成。通过该系统，地区电网能够实现有功无功的联合优化控制，在智能电网调度的正常模式下，实现电网在安全约束条件下的经济运行。

关键词：节能优化调度，节能发电调度，智能电网，经济运行，无功电压优化，在线线损

0 引言

经济调度的目标是在保证电网安全运行的

前提下，尽可能提高电网运行的经济性。传统的

经济调度一般只考虑当前运行方式的安全性约

束，而不考虑预想故障条件下的安全性约束，从

而使问题大大简化，数值计算简单迅速，其结果

则可能导致调度后电网因不满足预想故障条件下

的安全性约束而进入预警状态，下一断面又需进

行预防控制以消除预警状态，从而出现控制振荡

现象。为避免出现上述情况，在经济调度问题中

应加入预想故障条件下的安全性约束。其求解可

在传统经济调度结果的基础上，借鉴预防控制问

题的求解方法加以实现。

在智能电网环境下，要求各级调度在安全可

靠、经济环保、运行效率等多个目标下进行优化

调度，要求传统的调度转为以节能、环保、经济

为目标，以公正友好的方式接纳各种电源，能够

兼顾多目标优化、灵活协调、安全可靠。在智能

电网环境下，传统的经济调度要转变为节能优化

调度，调度员也只有在节能优化调度帮助下才能

达到智能电网的要求。

在节能发电调度和智能电网的背景下，智能

电网节能优化调度是地区电网经济运行的综合决

策平台，为地调提供了智能电网下、节能环境下

地区电网经济运行整体解决方案。它以系统安全

运行为约束条件，以降损节能为目标进行经济调

度。 1地区电网节能优化调度系统的定位