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为我国特高压交直流混联大电网安上智慧大脑

2017-11-15 08:35 来源:科技日报

  调度是控制电网安全稳定运行的大脑,是维系电力生产过程的基础,是保障智能电网运行和发展的重要手段。相比于国外,我国电网调度控制技术研究起步较晚,但发展迅速,很多技术已达到世界领先水平。其中,2008年国家电网公司组织研发的智能电网调度控制系统(D5000),基于一体化平台集成了实时监控与预警等4大类应用,获得国家科技进步二等奖,目前已推广至国网运营范围内全部省级以上及众多地区电网调度机构。

  电网调度控制面临新挑战

  当前,我国特高压交直流混联电网规模不断扩大,电网运行特性发生深刻改变,电网调度控制也面临了新的更大的挑战。一方面,特高压长距离、大功率输电,跨越多个气候区,运行环境复杂多变,亟须各级调度同步掌控电网运行态势;另一方面,特高压电网送受端、交直流强耦合,存在局部故障影响全局的安全风险,需要在全网层面实时进行跨区一体化安全预警和风险防控;此外,大范围源—网—荷资源的优化配置,亟须提升市场条件下全网范围精益化调控的决策支撑能力。

  新架构、新技术,为大电网安全经济运行保驾护航

  据国家重点研发计划项目“大电网智能调度与安全预警关键技术研究及应用”负责人、国家电力调度控制中心许洪强副主任介绍:“现有调度控制系统沿袭了电网弱互联阶段的体系架构,难以支撑大型交直流混联电网调度运行的需求。迫切需要开展大型交直流混联电网一体化智能调度与安全预警关键技术研究,构建基于云计算理念的‘物理分布、逻辑统一’的智能调控平台,实现大电网整体协调控制,提升大电网运行安全预警能力。”

  项目围绕特高压大型交直流混联电网调度运行控制重大需求设置了五个课题,即智能调控平台体系架构和实时透明访问技术,调控系统按需建模与广域数据分布式处理技术,计及源荷双侧不确定性的大电网智能调度控制技术,大电网一体化在线安全风险防控和智能决策技术,以及面向大电网的一体化运行智能调控平台开发和应用。

  智能调控平台体系架构和实时透明访问技术面向大型交直流混联电网的一体化调度运行的监视、控制和决策的业务需求,以云计算、网络科学、信息物理融合等理论为指导,提出支持“物理分布、逻辑统一”的分布式异地多活智能调控平台体系架构;以数据资源的网络化、服务化为基础,按权限和需求对任意位置的电网信息透明访问,实现数据资源的需则可用,为后续课题提供基础技术支撑。

  调控系统按需建模与广域数据分布式处理技术着重解决大电网模型的灵活定义、图模多版本管理、分布式源端维护与按需共享,提出数据流式处理方法,实现广域数据需则可用及高速并行处理、数据分布式存储和高效访问技术,实现基于大数据的主子站广域协同处理和故障诊断,为后续课题提供模型、数据支撑。

  计及源荷双侧不确定性的大电网智能调度控制技术通过研究异质电源与柔性负荷响应不确定性统一模型和电力系统大规模分析及优化的计算方法,采用计及置信区间的多周期多目标调度计划生成电网经济运行域,结合数据挖掘和智能学习技术对大电网运行状态进行多维度实时评估,从而得到电网最优运行点,并指导和实施分区电网源荷协同优化控制。

  电网一体化在线安全风险防控和智能决策技术提出计及源荷双侧不确定性的大电网安全风险评估方法,采用数据挖掘技术对大电网进行多时间尺度快速安全风险前瞻预警,对高风险预警场景进行大电网安全风险预防控制策略优化,并跟踪系统状态对三道防线和系统保护进行协同校核,实现大电网一体化安全风险防控和智能决策。

  项目预期将研发高可扩展性和高性能的智能调控平台并实现示范应用,实现电网负荷峰谷差降低5%、新能源消纳能力提高3%。项目的实施,将改变调控中心各自孤立进行分析决策的现状,为我国特高压交直流混联大电网安上智慧的大脑,实现全网范围内的精益化调控决策,显著提升大电网调度“预想、预判、预控”能力和智能化水平,实现电网优化运行的“自动巡航”和安全风险防控的“智能决策”。在节约系统建设成本、降低电网负荷峰谷差、提高新能源消纳水平、避免重大停电事故等方面可产生显著的经济和社会效益。

(责任编辑:王蔚)

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