目前，以信息技術(shù)徹底改造現(xiàn)有的電力能源利用體系，最大限度地開(kāi)發(fā)電網(wǎng)體系的能源效率成為當(dāng)前非常熱門(mén)的焦點(diǎn)。主要通過(guò)一個(gè)數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將電能從開(kāi)發(fā)、輸送、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換(發(fā)電)、輸電、配電、供電、售電、服務(wù)以終端用戶(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行智能化精確控制。將能源的利用水平提高到一個(gè)新的臺(tái)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(dòng)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(jì)算機(jī)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(jì)和科技發(fā)展的必然。近年來(lái)，美、歐等不少?lài)?guó)家都相繼開(kāi)展了智能電網(wǎng)的有關(guān)研究。到目前為止還都處于初級(jí)階段。美國(guó)電力科學(xué)研究院( EPRI)提出“Intelli Grid”概念，而美國(guó)能源部(DOE)則提出了“GridWise”。雖然二者稱(chēng)謂不同， 但內(nèi)涵和目標(biāo)基本一致。在歐洲，則采用了“Smart Grid”。盡管智能電網(wǎng)在國(guó)際上還沒(méi)有統(tǒng)一的定義，但是總體來(lái)說(shuō)，是使用健全的雙路通信、高級(jí)的傳感器和分布式計(jì)算機(jī)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(dòng)化區(qū)別
傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要由變電站自動(dòng)化和調(diào)度主站自動(dòng)化組成。自1954年，中國(guó)從蘇聯(lián)引進(jìn)了遠(yuǎn)方終端裝置RTU，東北電網(wǎng)安裝了16套遙測(cè)裝置后，中國(guó)進(jìn)入了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展時(shí)代。此后國(guó)內(nèi)開(kāi)始了系列遠(yuǎn)動(dòng)產(chǎn)品的研制開(kāi)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(dòng)化走過(guò)了集中式、分布式的道路。調(diào)度主站系統(tǒng)也是在20世紀(jì)60年代中期，隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)SCADA的研制而開(kāi)始的。兩者構(gòu)成了傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的基本框架，其對(duì)客戶(hù)的服務(wù)簡(jiǎn)單、信息單向，系統(tǒng)內(nèi)部存在多個(gè)信息孤島，缺乏信息共享。雖然局部的自動(dòng)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(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)是割裂的、局部的、孤立的，不能構(gòu)成一個(gè)實(shí)時(shí)的有機(jī)統(tǒng)一整體， 所以整個(gè)電網(wǎng)的智能化程度較低。而與傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化相比，設(shè)想中的智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)將進(jìn)一步拓展對(duì)電網(wǎng)全景信息(指完整的、正確的、具有精確時(shí)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(jiān)強(qiáng)、可靠、通暢的實(shí)體電網(wǎng)架構(gòu)和信息交互平臺(tái)為基礎(chǔ)，以服務(wù)生產(chǎn)全過(guò)程為需求，整合系統(tǒng)各種實(shí)時(shí)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)信息，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)業(yè)務(wù)流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的分析、診斷和優(yōu)化，為電網(wǎng)運(yùn)行和管理人員提供更為全面、完整和精細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)圖，并給出相應(yīng)的輔助決策支持，以及控制實(shí)施方案和應(yīng)對(duì)預(yù)案，最大程度地實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)、準(zhǔn)確、及時(shí)、績(jī)優(yōu)的電網(wǎng)運(yùn)行和管理。智能電網(wǎng)將進(jìn)一步優(yōu)化各級(jí)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(guò)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)、最佳配置系統(tǒng)效能、優(yōu)化電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，實(shí)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(dòng)化可及時(shí)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(huì)責(zé)任，確保電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比、最佳可持續(xù)發(fā)展、最大經(jīng)濟(jì)效益、最優(yōu)環(huán)境保護(hù)，從而優(yōu)化社會(huì)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(dòng)化研究現(xiàn)狀
雖然中國(guó)還沒(méi)有從國(guó)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(dòng)化方面主要是建設(shè)數(shù)字化變電站和提升調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)。
目前數(shù)字化變電站主要基于先進(jìn)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(duì)象模型，它以服務(wù)器模型、邏輯設(shè)備模型、邏輯節(jié)點(diǎn)模型和數(shù)據(jù)對(duì)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(yǔ)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(mǎn)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(lèi)數(shù)據(jù)對(duì)象類(lèi)型DOType、DAType；多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)對(duì)象組成邏輯節(jié)點(diǎn)類(lèi)型(LNType)；多種類(lèi)型的邏輯節(jié)點(diǎn)組成邏輯設(shè)備，最后形成裝置模板；通過(guò)多個(gè)裝置實(shí)例、一次設(shè)備實(shí)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(duì)象的語(yǔ)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(diǎn)是采用新型互感器，通過(guò)過(guò)程總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)測(cè)量信息的全面共享；間隔層，甚至站控層自動(dòng)化功能突破智能裝置的“邊界”，實(shí)現(xiàn)自由分布和應(yīng)用集成；取消傳統(tǒng)的“硬接線(xiàn)”，自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)的信息源和控制終端，通過(guò)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(cè)信息、二次設(shè)備監(jiān)測(cè)信息、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)信息、電網(wǎng)故障信息、計(jì)量信息等；變電站自動(dòng)化系統(tǒng)成為整體電力自動(dòng)化系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，通過(guò)變電站信息傳輸可以實(shí)現(xiàn)如區(qū)域無(wú)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(dòng)化主站也將隨著技術(shù)的進(jìn)步得到進(jìn)一步提升，目前主要是采用先進(jìn)的IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)，給系統(tǒng)帶來(lái)新的變化。使得系統(tǒng)可以是不同廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)的EMS應(yīng)用的集成和獨(dú)立開(kāi)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(yùn)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)。IEC 61970使EMS的應(yīng)用軟件組件化和開(kāi)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(duì)電力系統(tǒng)中的三個(gè)最主要的涉眾――最終用戶(hù)、開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(dòng)化設(shè)想
未來(lái)的智能調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)將是一個(gè)龐大的智能化系統(tǒng)，系統(tǒng)將基于高級(jí)測(cè)量體系A(chǔ)MI將負(fù)荷數(shù)據(jù)和系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，高級(jí)測(cè)量體系包括智能電表，通信網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)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)，高級(jí)智能配網(wǎng)子系統(tǒng)，高級(jí)智能輸電運(yùn)行子系統(tǒng)，以及智能機(jī)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(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)能互相傳輸，互相兼容，所以互動(dòng)性非常強(qiáng)，消除了信息孤島。強(qiáng)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?？梢詮母鱾€(gè)區(qū)域性系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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?fù)淠芤约盀槿斯ぶ悄芴峁┩暾y(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(wú)謂的、甚至是有害的海量信息操作。同時(shí)，新型的智能化信息交互平臺(tái)將是堅(jiān)固的、靈活的、抗攻擊的、自防御的。智能化調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)將發(fā)電，輸電、配電和用戶(hù)信息統(tǒng)一到完整的平臺(tái)上，并實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的雙向互動(dòng)供電。從用戶(hù)端來(lái)說(shuō)，個(gè)性化、需求化、靈活的電能需求將可以得到實(shí)現(xiàn)；自有、富余、投資性電能可以用于電網(wǎng)補(bǔ)充、調(diào)配和應(yīng)急。從電網(wǎng)側(cè)而言，可以實(shí)時(shí)掌握電能需求、即時(shí)掌控負(fù)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(hù)節(jié)電、快速應(yīng)對(duì)突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、切實(shí)提高投資效益。而且，雙向交互式的信息溝通，將會(huì)大大提高真實(shí)、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(hù)的距離，體驗(yàn)用戶(hù)需求，鑄就良好企業(yè)形象，切實(shí)履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任；促進(jìn)用戶(hù)主動(dòng)關(guān)注和參與電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，培養(yǎng)用戶(hù)主動(dòng)節(jié)能。
結(jié)語(yǔ)
智能調(diào)度自動(dòng)化將是智能電網(wǎng)運(yùn)行不可缺少的智能系統(tǒng)，對(duì)其研究必須從中國(guó)的國(guó)情出發(fā)，充分利用先進(jìn)的IT技術(shù)和智能化科技，以及最先進(jìn)的通信技術(shù)。必須將自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在模型結(jié)構(gòu)上統(tǒng)一，兼容，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的雙向互動(dòng)，既能分散運(yùn)行，又能自由組合。在安全性，保密性的基礎(chǔ)上實(shí)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(shí)現(xiàn)信息交互、需求交互，使得社會(huì)效益最大化。
