【中國智能制造網(wǎng) 學(xué)術(shù)論文】智能調(diào)度自動化將是智能電網(wǎng)運行不可缺少的智能系統(tǒng)，對其研究必須從中國的國情出發(fā)，充分利用先進的IT技術(shù)和智能化科技，以及先進的通信技術(shù)，必須將自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在模型結(jié)構(gòu)上統(tǒng)一，兼容，實現(xiàn)系統(tǒng)間的雙向互動，既能分散運行，又能自由組合。　　目前，以信息技術(shù)徹底改造現(xiàn)有的電力能源利用體系，大限度地開發(fā)電網(wǎng)體系的能源效率成為當(dāng)前非常熱門的焦點。主要通過一個數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將電能從開發(fā)、輸送、存儲、轉(zhuǎn)換(發(fā)電)、輸電、配電、供電、售電、服務(wù)以終端用戶等多個環(huán)節(jié)進行智能化控制。將能源的利用水平提高到一個新的臺階。降低污染，提高投資和收益比例，這就是智能電網(wǎng)的基本建設(shè)思想。電網(wǎng)調(diào)度自動化主站的發(fā)展也將受到智能電網(wǎng)框架思想的影響，并基于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，向智能化發(fā)展。
　　
　　一、智能電網(wǎng)概念
　　
　　智能電網(wǎng)是經(jīng)濟和科技發(fā)展的必然。近年來，美、歐等不少國家都相繼開展了智能電網(wǎng)的有關(guān)研究。到目前為止還都處于初級階段。美國電力科學(xué)研究院(EPRI)提出“IntelliGrid”概念，而美國能源部(DOE)則提出了“GridWise”。雖然二者稱謂不同，但內(nèi)涵和目標(biāo)基本一致。在歐洲，則采用了“SmartGrid”。盡管智能電網(wǎng)在上還沒有統(tǒng)一的定義，但是總體來說，是使用健全的雙路通信、的傳感器和分布式計算機的電力傳輸和分配網(wǎng)絡(luò)，其目的是改善電力的傳送和使用的效率、可靠性和安全性。
　　
　　二、傳統(tǒng)和智能電網(wǎng)調(diào)度自動化區(qū)別
　　
　　傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動化主要由變電站自動化和調(diào)度主站自動化組成。自1954年，中國從蘇聯(lián)引進了遠方終端裝置RTU，東北電網(wǎng)安裝了16套遙測裝置后，中國進入了變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展時代。此后國內(nèi)開始了系列遠動產(chǎn)品的研制開發(fā)，并在華北，華東和東北三大電網(wǎng)推廣應(yīng)用。變電站自動化走過了集中式、分布式的道路。調(diào)度主站系統(tǒng)也是在20世紀60年代中期，隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，基于計算機的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)SCADA的研制而開始的。兩者構(gòu)成了傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度自動化的基本框架，其對客戶的服務(wù)簡單、信息單向，系統(tǒng)內(nèi)部存在多個信息孤島，缺乏信息共享。雖然局部的自動化程度在不斷提高，但由于信息的不完善和共享能力的薄弱，使得系統(tǒng)中多個自動化系統(tǒng)是割裂的、局部的、孤立的，不能構(gòu)成一個實時的有機統(tǒng)一整體，所以整個電網(wǎng)的智能化程度較低。而與傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動化相比，設(shè)想中的智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)將進一步拓展對電網(wǎng)全景信息(指完整的、正確的、具有時間斷面的、標(biāo)準(zhǔn)化的電力流信息和業(yè)務(wù)流信息等)的獲取能力，以堅強、可靠、通暢的實體電網(wǎng)架構(gòu)和信息交互平臺為基礎(chǔ)，以服務(wù)生產(chǎn)全過程為需求，整合系統(tǒng)各種實時生產(chǎn)和運營信息，通過加強對電網(wǎng)業(yè)務(wù)流實時動態(tài)的分析、診斷和優(yōu)化，為電網(wǎng)運行和管理人員提供更為全面、完整和精細的電網(wǎng)運營狀態(tài)圖，并給出相應(yīng)的輔助決策支持，以及控制實施方案和應(yīng)對預(yù)案，大程度地實現(xiàn)更為精細、準(zhǔn)確、及時、績優(yōu)的電網(wǎng)運行和管理。智能電網(wǎng)將進一步優(yōu)化各級電網(wǎng)控制，構(gòu)建結(jié)構(gòu)扁平化、功能模塊化、系統(tǒng)組態(tài)化的柔性體系架構(gòu)，通過集中與分散相結(jié)合，靈活變換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、智能重組系統(tǒng)架構(gòu)、佳配置系統(tǒng)效能、優(yōu)化電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)與傳統(tǒng)電網(wǎng)截然不同的電網(wǎng)構(gòu)成理念和體系。由于智能電網(wǎng)自動化可及時獲取完整的輸電網(wǎng)信息，因此可極大地優(yōu)化電網(wǎng)全壽命周期管理的技術(shù)體系，承載電網(wǎng)企業(yè)社會責(zé)任，確保電網(wǎng)實現(xiàn)優(yōu)技術(shù)經(jīng)濟比、佳可持續(xù)發(fā)展、大經(jīng)濟效益、優(yōu)環(huán)境保護，從而優(yōu)化社會能源配置，提高能源綜合投資及利用效益。
　　
　　三、目前智能電網(wǎng)自動化研究現(xiàn)狀
　　
　　雖然中國還沒有從國家層面制定智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，但在很多方面的研究成果已經(jīng)為發(fā)展智能電網(wǎng)奠定了一定的基礎(chǔ)。尤其在智能電網(wǎng)調(diào)度自動化方面主要是建設(shè)數(shù)字化變電站和提升調(diào)度自動化主站系統(tǒng)。
　　
　　目前數(shù)字化變電站主要基于先進的變電站網(wǎng)絡(luò)通信、非常規(guī)互感器、智能終端系統(tǒng)和系統(tǒng)協(xié)議IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，和以前使用的標(biāo)準(zhǔn)不同之處在于對象模型，它以服務(wù)器模型、邏輯設(shè)備模型、邏輯節(jié)點模型和數(shù)據(jù)對象模型建立了裝置和變電站的數(shù)據(jù)模型。IEC61850定義了統(tǒng)一的XML配置語言用于描述這些數(shù)據(jù)模型。這些工作使得裝置和變電站的數(shù)據(jù)變得透明化，使得數(shù)據(jù)變得確定化，滿足數(shù)據(jù)讀取和互操作的要求。采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述方法定義各類數(shù)據(jù)對象類型DOType、DAType；多種類型的數(shù)據(jù)對象組成邏輯節(jié)點類型(LNType)；多種類型的邏輯節(jié)點組成邏輯設(shè)備，后形成裝置模板；通過多個裝置實例、一次設(shè)備實例形成變電站數(shù)據(jù)；定義了完整地描述這些數(shù)據(jù)對象的語言代碼和方法；定義了完整地描述面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)服務(wù)的方法。與傳統(tǒng)的變電站相比，數(shù)字化變電站具有的特點是采用新型互感器，通過過程總線實現(xiàn)測量信息的全面共享；間隔層，甚至站控層自動化功能突破智能裝置的“邊界”，實現(xiàn)自由分布和應(yīng)用集成；取消傳統(tǒng)的“硬接線”，自動化功能之間的邏輯配合關(guān)系建立在信息交換的基礎(chǔ)上；變電站作為電力自動化系統(tǒng)的信息源和控制終端，通過信息傳輸為控制中心系統(tǒng)提供更加完整和豐富的信息，例如一次設(shè)備監(jiān)測信息、二次設(shè)備監(jiān)測信息、電網(wǎng)運行狀態(tài)信息、電網(wǎng)故障信息、計量信息等；變電站自動化系統(tǒng)成為整體電力自動化系統(tǒng)的有機組成部分，通過變電站信息傳輸可以實現(xiàn)如區(qū)域無功優(yōu)化策略、區(qū)域防誤策略、區(qū)域備自投策略、電網(wǎng)故障分析系統(tǒng)等控制中心功能。
　　
　　調(diào)度自動化主站也將隨著技術(shù)的進步得到進一步提升，目前主要是采用先進的IEC61970標(biāo)準(zhǔn)，給系統(tǒng)帶來新的變化。使得系統(tǒng)可以是不同廠商開發(fā)的EMS應(yīng)用的集成和獨立開發(fā)的完整EMS系統(tǒng)之間的集成，也可以是EMS系統(tǒng)與有關(guān)電力系統(tǒng)運行的其他系統(tǒng)之間的集成，例如發(fā)電或配電管理系統(tǒng)。IEC61970使EMS的應(yīng)用軟件組件化和開放化。能即插即用和互聯(lián)互通，使系統(tǒng)集成和信息共享更加容易。對電力系統(tǒng)中的三個主要的涉眾――終用戶、開發(fā)商和行業(yè)管理者――都具有重要的意義。這種變化使得系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用得到了極大的自由空間，和以往相比可以更加開放地融合其他商家的產(chǎn)品。使得接口和模型更加通用，為以后的系統(tǒng)之間交互提供了很大的自由度。信息流間的壁壘減弱了，信息孤島將被消除，系統(tǒng)之間可以共享資源，為系統(tǒng)智能化提供了大量可互通的模型結(jié)構(gòu)。
　　
　　四、智能化調(diào)度自動化設(shè)想
　　
　　未來的智能調(diào)度自動化系統(tǒng)將是一個龐大的智能化系統(tǒng)，系統(tǒng)將基于測量體系A(chǔ)MI將負荷數(shù)據(jù)和系統(tǒng)聯(lián)系起來，測量體系包括智能電表，通信網(wǎng)絡(luò)，用戶室內(nèi)外網(wǎng)等。系統(tǒng)將包括基于三維的GIS地理信息子系統(tǒng)，智能配網(wǎng)子系統(tǒng)，智能輸電運行子系統(tǒng)，以及智能機器人巡視子系統(tǒng)等。由于所有的區(qū)域性智能調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)能互相傳輸，互相兼容，所以互動性非常強，消除了信息孤島。強大的系統(tǒng)間冗余和組合能力使得數(shù)據(jù)能在全局范圍內(nèi)得到整合。可以從各個區(qū)域性系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中調(diào)用所需要的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，并形成全局性的電網(wǎng)拓撲能以及為人工智能提供完整統(tǒng)一的電網(wǎng)模型。這樣的智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)扁平、多層分布、功能可組及布置靈活。構(gòu)建信息交互與共享的層次架構(gòu)，避免無謂的、甚至是有害的海量信息操作。同時，新型的智能化信息交互平臺將是堅固的、靈活的、抗攻擊的、自防御的。智能化調(diào)度自動化系統(tǒng)將發(fā)電，輸電、配電和用戶信息統(tǒng)一到完整的平臺上，并實現(xiàn)電網(wǎng)的雙向互動供電。從用戶端來說，個性化、需求化、靈活的電能需求將可以得到實現(xiàn)；自有、富余、投資性電能可以用于電網(wǎng)補充、調(diào)配和應(yīng)急。從電網(wǎng)側(cè)而言，可以實時掌握電能需求、即時掌控負荷分配、預(yù)估系統(tǒng)安全穩(wěn)定、有效調(diào)配電能資源、合理引導(dǎo)用戶節(jié)電、快速應(yīng)對突發(fā)風(fēng)險、切實提高投資效益。而且，雙向交互式的信息溝通，將會大大提高真實、有效信息的傳遞，提升智能電網(wǎng)的反應(yīng)速度和效能；還可以拉近與用戶的距離，體驗用戶需求，鑄就良好企業(yè)形象，切實履行企業(yè)社會責(zé)任；促進用戶主動關(guān)注和參與電網(wǎng)穩(wěn)定運行，培養(yǎng)用戶主動節(jié)能。
　　
　　智能調(diào)度自動化將是智能電網(wǎng)運行不可缺少的智能系統(tǒng)，對其研究必須從中國的國情出發(fā)，充分利用先進的IT技術(shù)和智能化科技，以及先進的通信技術(shù)。必須將自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在模型結(jié)構(gòu)上統(tǒng)一，兼容，實現(xiàn)系統(tǒng)間的雙向互動，既能分散運行，又能自由組合。在安全性，保密性的基礎(chǔ)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)群中的自由定位。使得智能電網(wǎng)能實現(xiàn)信息交互、需求交互，使得社會效益大化。
　　
　　（原標(biāo)題：物聯(lián)網(wǎng)：智能電網(wǎng)自動化技術(shù)深思）