智能电网与传统电网调度模式之间的矛盾分析及应对措施(1)

摘要:针对地区电网调度模式在其智能化发展过程中出现的新问题与新挑战，从高度集中的统一数据平台与多属性、多来源海量数据处理之间的矛盾，高度智能化和自我管理特征与地区电网调度的人工处理模式之间的矛盾，多样化的信息平台与SCADA 平台的关联关系，集中调度模式与分层分区的变配电网络结构的矛盾等4 个方面，分析了智能电网发展与传统的地区集中调度工艺间的矛盾。基于此，提出了电网调度应对智能电网发展的措施。

传统电网的集中调度特点是以经验型调度为主，而智能电网调度的特点是具有预警、预控、优化、协调的能力，并且拥有科学的辅助决策和工具的支撑。仅有部分辅助分析功能，缺乏统一协调管理[1]。特别是基础自动化问题较为突出，存在薄弱环节[2]，制约着未来电网调度的智能化发展。本文通过分析地区电网在智能电网发展与传统的集中调度工艺间的矛盾，针对智能调度在新形势下需要引起格外关注的环节，提出相应的应对措施。

1 统一数据平台与海量数据处理之间的矛盾

基础自动化环节薄弱是电网调度智能化发展的突出问题，其中数据平台对电网数据信息的高效处理能力就是一个重要方面。数据平台是地区电网调度自动化系统运行和开发的基础，负责为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术支撑，并为整个调度系统的集成和高效可靠运行提供保障。数据平台的主要技术包括: 数据采集、存储系统、数据输出、数据传输、数据加工、数据服务和数据展现。这些技术构成了数据平台的主要功能，通过相互之间的配合实现数据信息的有效处理。

1. 1 海量数据特点

智能电网中将广泛采用统一的信息建模标准，为智能调度提供完整、准确、一致、及时、可靠的基础数据。这些在电网调度领域中出现的数据具有存储周期短、连续性强、数据量大和可靠性需求高的特点，并且正以爆炸性的趋势迅速增长，形成了多属性、多来源的海量数据。具体特点如下。

( 1) 数据量庞大

根据电网中实时数据、历史数据发展的趋势，数据量将达到较大的数量级，这将对现有存储设备提出巨大挑战。

( 2) 资源分布性

随着数据规模的迅速扩大，数据以及与数据相关的各种资源也逐渐呈现出一种分布性的趋势。主要体现为数据资源、存储资源和用户资源分布性。智能电网环境下的地区电网面临着分布式电源、储能及电动汽车接入电网，涉及到电网及用户侧的实时数据信息，为了保持电网安全稳定运行，同时满足用户侧的能源使用需求，需要考虑这种调度环境下新增的数据信息及相关存储处理技术。

( 3) 资源异构性

数据获取阶段所采用的设备、手段和方式都千差万别，取得的数据在数据形态、数据结构上也各不相同，导致了对数据的访问、分析和处理方法多种多样，造成了数据资源的异构性[1]。

( 4) 数据密集型应用的增多

根据智能电网的发展要求，智能调度将拥有更多的应用服务，但是每增加一种应用，意味着将增加新种类的数据。因此，信息共享与信息集成是多种应用模块高效并列运行的关键。

1. 2 矛盾分析

高度集中的统一数据平台与海量数据处理之间存在如下矛盾。

( 1) 人员职责

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。多属性、多来源的海量数据使得运行部门间的数据流更加复杂，增大了系统维护与升级的难度与成本。这将造成一方面使得系统资源得不到充分利用，日常维护量大; 另一方面难以保证数据的一致性、准确性和实时性。

( 2) 数据存取效率

目前传统数据库只能作为数据管理的手段，主要用于事务处理，如电力设备缺陷处理、电能量存贮查询等，很难满足分析处理和决策服务的要求。然而，高级的智能电力决策支持系统所采用数据库技术要求能够存储海量数据。

( 3) 数据处理能力

海量数据的涌现将给数据平台中数据处理能力带来新的挑战。主要表现为: 调度信息与跨安全区数据同步能力，数据的公共信息建模与有效管理能力，调度中心内部实时数据服务及企业级共享信息服务能力。

1. 3 应对措施

电网积累的海量数据，将影响调度系统对于数据的有效利用和高效处理。鉴于网格技术具有很强的分布式处理和信息集成能力[2]，所以采用电力网格可以解决电网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、准确地掌握整个电网的实时动态创造条件。

2 智能化管理特征与人工处理模式之间的矛盾

2. 1 高度智能化管理特征的调度模式

在智能电网的调度管理上，更有效的设备参数管理、基于信息化的高效流程管理措施、生产运行管理制度、专业管理上调度各机构协调办公机制的实现将显著提升电网调度运行的效率。

具有智能化管理特征的调度模式在智能电网中将发挥不可替代的作用，对于电网的影响主要有以下方面。

( 1) 提升EMS 性能

包括提升控制中心分析处理能力; 提高监控范围和质量; 具备强抗扰动能力，事故时具有快速的自愈能力。

( 2) 灵活

大量分布式电源/储能元件将逐步接入电网，分布式电源的特性( 如间歇性和随机性) 要求地区电网调度控制具备更加灵活的调控手段和管理措施。

( 3) 兼容性强

主要体现在2 个方面: 一是有效容纳大量分布式发电的接入，实现电网在集中式发电与分布式发电并存下的协调调度; 二是具备电力市场实施过程中不同阶段的适应能力，实现市场环境下多种运行模式的有效兼容。

( 4) 优化能力

智能电网含有将现有电力资源和技术整合的理念，即从全局角度加强优化技术的运用，在安全和经济间寻找最佳平衡; 通过调整优化的运行方式，发掘现有电力设备潜力提高资源利用效率。