针对上述问题,建议有步骤地开展以下工作:
1)积极推进厂站侧数字化进程。具体来说有:
①在IEC 61850标准的指导下,推动数字化变电站建设;②实现输电元件的测量、保护、控制、通信一体化,实现对输电元件的数字化监测以及分散式的智能决策;③实现发电厂的数字化生产,如汽机/锅炉的效率管理、发电机的调频/调压管理等。
2)加强调度侧高级应用系统的集成和标准化建设。“华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统”首次将以往分散的EMS、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成,调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换,便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。该方面的经验值得借鉴和推广。
3)加强系统元件数学模型研究,尤其是一些传统难点(如负荷模型)或新兴元件(如风电机组、光伏电站、柔性交流输电系统(FACTS)设备等)的数学模型分析。精确且物理意义明确的数学模型,可以更好地指导数字化过程中的数据采集、状态监测、安全控制等。
4)积极与公共服务系统配合,将对系统安全稳定影响较大的外部信息(如天气、地质等)数字化,并集成到相应的决策分析系统中,为电力系统避免自然灾害导致的大停电提前做好准备。
3自动化
3.1电力系统自动化进展
传统电力系统自动化按照领域可划分为调度自动化、厂站自动化和配电自动化。
电网调度自动化系统发展迄今已经历3代:20世纪70年代基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统可以称为第1代;80年代基于通用计算机的EMS称为第2代;90年代基于RISC/UNIX的开放式分布式EMS/DMS称为第3代。 “随着计算机和网络技术的飞速发展,第4代自动化系统的基础条件如Internet技术、面向对象技术、数据库技术、Java技术、中间件技术、多代理技术、厂站自动化技术、安全防护技术、电力市场运营技术等已经具备,预计新一代自动化系统将于21世纪初诞生。”
厂站自动化随着计算机、自动化、通信和网络技术的发展,大体经历了集中式、分层分布式和现场总线式3个发展阶段。
中国配电自动化的进程明显落后于世界先进水平。西方发达国家的配电自动化已经经历了3个阶段:第1阶段是20世纪70年代实现重要线路故障自动隔离、自动抄表等;第2阶段从20世纪80年代开始,进行了大量的配电自动化试点工作及馈线自动化、营业自动化、负荷控制的试点工作;第3阶段从20世纪末开始,伴随计算机与网络通信技术发展以及电力工业市场化改革,以配电管理系统、配电自动化、用户自动化为主要内容的综合自动化成为配电网自动化的发展方向。1999年原国家电力公司《配电系统自动化规划设计导则》正式对“配电系统自动化”的概念进行了定义。中国从20世纪90年代中后期开始了配电自动化的试点工作,目前基本处于发达国家发展历程中的第2阶段。
事实上,按照自动控制的功能可以将电力系统各项控制措施划分为“三道防线”。“三道防线”的概念是中国电力工作者对电力技术的重要贡献。
随着电力系统越来越复杂,以及测量、通信技术的发展,“三道防线”必然朝着在线、优化、协调、自适应和综合防御的方向发展]。
3.2问题与建议
在电力系统自动化发展过程中存在如下问题:
1)调度侧各种控制系统或辅助决策系统,种类较多,缺少集成和统一标准;另外,调度侧仍需人工参与才能实现闭环控制,缺少智能专家系统支持。
2)厂站端的自动控制装置依然以PID控制为主。PID有简单、可靠的优点,但在某些场合下,已不能满足智能电网对自动化的要求。
3)相对于调度自动化处于世界领先水平,中国的厂站自动化,尤其是配电自动化水平仍较低。
4)各种控制措施以分散、独立控制为主,缺少彼此间的协调优化。
针对上述问题,建议有步骤地开展以下工作:
1)类似于数字化与信息化中的标准化建设,统一调度侧各控制系统的功能、接口、数据库等。
2)加快智能控制方法的工程化进程,如专家系统、多代理系统等。依靠智能控制方法,减少人工参与,实现实时在线的定值修改、策略搜索、在线自动控制等功能。
3)借鉴国外在综合自动化方面的经验,积极发展配电自动化。配电自动化是实现用户与电网互动的重要环节,是智能电网建设的重要组成部分,需引起高度重视。
4)深入研究各种安全稳定问题的机理和控制措施原理,达到全局范围内的自动控制措施的优化协调,如“三道防线”间的协调、有功/无功控制间的协调、频率/电压控制间的协调等。
4互动化
4.1电力系统互动化进展
如果说信息化、数字化和自动化是实现智能电网的手段,那么,互动化则可以称为智能电网的目的和本质要求。
智能电网中的互动化包含2层含义:①发电与电网之间的互动;②电网与用户之间的互动。电网为发电商提供透明公开的电价信息,发电商之间通过报价竞标参与博弈。同样的道理,用户也通过透明公开的电价信息决定用电量和自有分布式电源的使用情况。通过电力市场参与者之间的互动,实现社会效益最大化。
