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摘要：随着特高压交直流互联电网的建设，新能源的开发和电力市场改革的深入推进，中国电网运行特性发生了深刻变化，这对电网调度和控制能力提出了更高的要求。根据电网调度控制操作的业务特点，未来调度控制系统应采用分布式集中应用功能调度模型。本文总结了未来电网调度控制系统应用功能的三大新特点，即全局性，快速性和准确性，分析了实现功能的基础工作。
关键词：未来电网；调度控制系统；应用功能
1前言
特高压交直流互联大型电网的建设，提高了优化大规模资源配置的能力，并使各级电网之间的耦合更加紧密。局部故障可能会影响整体情况，电网安全管理和控制面临巨大挑战，需要在大电网上进行统一的实时监控和风险控制。高压直流输电和新能源发电引入了大量的电力电子设备，电网电力电子的特点突出，稳定的形式变得更加复杂，需要进一步提高大电网的实时在线分析和风险防范能力，为整个电网提供综合决策支持，确保电网安全稳定运行。目前，电网控制系统由调度机构独立建设运行。尽管电网是相互联系的，但控制系统属于烟囱式，难以及时获得辖区外的电网信息，电网局势分析和安全控制大部分限于电网管辖范围。这样的监管机构很难建立一个调控系统的技术体系来支持大型AC/DC混合电网的需求。
2应用功能的全、快、准特征
应用功能是监管体系中最重要的部分，为各种监管业务提供最直接的支持。该应用功能具有全局性，快速性和准确性的特点，能够满足综合电网的在线调控要求，实现了对控制系统保障能力的提高。
2.1应用功能的全局性
应用功能的全局性是未来电网控制系统最显著的特点，需要巩固整个网络模型和全网数据的全局化基础，全面升级应用功能，实现控制系统由局部到整体控制的整体飞跃。
2.1.1模型全
全面完整的电力系统模型是调节系统应用功能的基础，有必要将电网模型从以前的各个调度机构转移到统一模型，并根据整个网络的需要放弃网络等值方法，简化建模过程，克服网络等值和模型拼接的缺点，并从网格到环境进行一到两次全方位建模，实现“一个电网，一组模型”的目标。
2.1.2数据全
目前，调控系统处理的数据主要是基于电网一次设备的运行数据，包括多点稳态数据，枢纽变电站和发电厂电网相量测量单元的动态数据，以及故障记录器记录的瞬态数据。未来的调度控制系统需要额外处理例如运行状态，环境数据，运营流程，甚至安排电话记录，因为这些是电网分析决策的宝贵数据来源。调度控制系统的所有数据包括实时，历史和未来三个维度。实时数据主要用于在线调度和运行，通过准确地累积历史数据可以提高大数据挖掘分析结果的准确性，预测准确的未来数据可以更好地控制网络运行趋势。
2.1.3功能全
目前的调控系统主要采用局部模型和数据进行分析和计算。应用功能的分析结果必然是局部的，不能满足电网集成运行的需要。未来电网调度控制系统的作用主要包括两个方面：一方面，要从全球角度对现有职能进行升级;另一方面需要开发新的功能来满足集成控制的不断发展。未来，控制系统需要在所有模型和数据的基础上，从全球角度设计，开发和应用功能，以便实时信息的全球监测，全球运行特性分析以及全球预防和控制操作风险。
2.2应用功能的快速性
整个模型的应用功能数量和电网的全部数据量将显着增加，这将对控制系统的运行速度产生很大的影响。为了满足系统实时运行的要求，应用功能在数据采集，分析和计算以及电网响应方面面临着更高的速度挑战。
当前控制中心通过协议以点对点的方式获取本地电网的运行数据，并通过传输方法获取其他电网的数据，数据采集速度有限。快速获取电网模型和运行数据是保证应用功能在线运行的基本前提，一旦电网统一模型的任何模型得到更新，应用功能必须能够快速感知和获取最新的模型。未来的调度控制系统将对整个网络进行统一的分析和决策，这就需要快速无差别地获取本地及其他地区的全网运行数据，实现电网实时信息的广域同步意识和同视图显示。目前监管体系的网络分析和在线稳定性分析等应用功能的计算范围主要受调度范围的限制，新能源产量的不确定性很少考虑。新能源产量的不确定性是调度计划编制和在线稳定性分析的关键问题。考虑到不确定性的计算量远远超出了传统的分析和计算，他们的计算速度已成为在线应用成功的决定性因素。因此，只有采取各种有效措施，以指数方式提高计算速度，才有可能使各个应用功能在大规模电网一体化的分析和决策中发挥作用。
2.3应用功能的准确性
为确保模型信息和数据信息的准确性，更多是依靠管理工作到位，而技术手段也可以发挥作用。目前的建模方法受控制中心监管范围的限制，并且模型的准确性不能得到充分保证。统一网络建模消除了对拼接或等效中间链路的需求，提高了未来电网调度控制系统的主要和次要模型的准确性，并为全球分析和计算应用提供了一致，准确和可靠的网格模型。现行调控系统基于网格模型和调度数据进行分析计算，在此基础上，计算结果从上到下协调一致。决策结果的准确性受局部网格模型和数据的约束，不同控制中心的决策结果可能会相互影响，甚至出现矛盾现象。未来的电网调度控制系统将基于统一的网络模型和数据，根据安全，经济，环保等不同经营目标进行统一分析计算。它可以满足全网分析和决策的要求，也可以作为全网模型和数据的基础。
3实现全、快、准应用功能的基础工作
实现未来电网控制系统功能的全面，快速，准确应用面临诸多挑战。目前，迫切需要开展一系列网格模型，数据积累和改进管理措施的基础工作。网格模型是所有应用程序功能的基础。早期控制系统的外部网络模型采用等效方法，不能真实反映电网的实际连接情况，导致网络分析精度低，误差大。模型拼接需要多个控制中心根据一定的规则在边界重复建模设备，拼接过程复杂。定时拼接不能保证模型的实时性。为了满足监管一体化和调度一体化的大规模运营要求，在控制中心内部业务模型的综合维护与控制中心之间的多应用模型集成维护模型构建方案被提出来。利用先进的云计算技术和按需构建大规模网络模型云，首先要加强电网模型的参数控制和质量控制，规范工厂站点和设备模型的指定，避免重复设备、名称不同的调度机构，并促进控制系统的应用。基于网格模型的因果分析方法已被广泛应用于电力系统分析领域。对于一些内在的机制，并不是非常明确的应用场景，比如电网设备的故障预测和诊断，或者计算量太大以至于无法满足在线应用要求的应用场景；最大化运营方式的部署和单纯依靠传统的电力系统分析方法无法有效地解决这些复杂的问题，而基于大数据的人工智能分析方法可以提供有用的补充。“统一调度和分级管理”是确保我国电网安全运行的制度优势。根据电网业务的特点和计算机技术水平，各级控制中心独立建立了不同针对性的控制系统。
4结语
为充分支持特高压互联大型电网的调度运行，需要采用先进成熟的计算机信息和通信技术，建设高度集成的未来电网调度和控制系统，以支持特高压互联大型电网的一体化运行。未来调度控制系统的应用功能基于全模型，全数据和全功能。它具有采集速度快，计算速度快，响应速度快等特点，以信息准确性，决策准确性和控制准确性为目标。实现调控技术支撑手段由局部向全局、由经验向智能、由计划向市场的转变，有望将电网调控运行提升到“正常状态下的自动巡航，故障状态下的自动导航”的未来电网调度控制新高度。
参考文献
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作者简介：
刘永静（1986-）女，汉族，研究生，工程师，主要从事调度安全管理，风险管控，重要流程检测等。