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摘 要:结合我国的当前电网建设的现状分析,在未来的互联特大电网的环境下,如何实现调度技术支持系统的架构是此次研究的重点。本次探索了对等网络方式的计算机物理分布架构,对智能电网调度技术支持架构进行对比分析。在完成具体分析之后,针对其中的关键技术问题做出探索。
关键词:互联电网;调度技术;系统架构
前言:电网系统的构建是一项复杂的工程,并且依据电能的特性要求,无论是在存储、用电还是电网应用的多个环节,无法保持其中的平衡并加以准确控制。这使得未来互联电网的出现,势必对调度技术支持系统架构产生依赖性。下面对支持系统进行需求分析,构建业务框架,最终满足设计要求。
1 未来互联电网调度技术需求分析
1.1全网一体化的分析
截止到2020年开始,国家电网已经初步建成。当然,在未来电网实现互联的情况下,调度基础的支撑作用也更加显著。一旦出现较小的扰动,较势必整个整个电网格局的健全与完善,引发“蝴蝶效应”。基于此,应该构建一个完整的调动技术支持系统,精准的控制互联电网的协调发展。
1.2全局一体化调度计划
在我国电网的长期发展规划当中,其中到2020年中国能源发电装机的比例将达到35%,到2050年,清洁能源与可再生能源电力成为主要电源之一[1]。全局一体化的调度计划,需要站在协调调度的基础模式之下,强调国、网、省三级调度系统的反复迭代,完成精细化的操作。
1.3闭环实时控制决策
随着未来可再生能源发电规模的增大,局域电网要求运用好平衡的发展模式,探索整个电网的内在发展要求,能够集中协调控制决策。同时,在区域内部形成良好的组网形态,满足符合变动的基础要求。
2 未来电网调度技术支持业务架构
2.1集散式系统架构
本次针对未来互联电网的基础发展要求,提出全网集散式的调度与控制系统,即CDDCS框架,对整个集中决策与监控等模式相结合。在全面继承了分布式控制系统的同时,具备优良的品质要求,强调系统信息综合应用。在本次的集散式系统架构当中,主要架构分为四个层级:
第一层级,厂站过程级。该层次是整个CDDCS框架的基础层级,其中包括国调厂站自动化系统、网调厂站自动化系统、省调厂站自动化系统。
第二层级,监视控制级。在不同的层级及阶段,监视控制机主要是对整个区域电网的运行进行监控,确保调度分析的准确可靠[2]。
第三层级,电网分析级。在整个电网分析级当中,充分运用上传数据以及涉及到电网运行状态,对互联电网实现运行检验,满足安全调度的基本要求。包括网络分析、电网安全稳定分析以及电网运行经济性及环保性分析等。
第四层级,调度决策层。在这一过程中,充分运用调度资源,进而最大范围内的实现资源层面的优化,做到互联电网的精准控制。在该层级当中,包括调度计划安排、实施控制决策以及运行方式调整等。
2.2业务应用的集中
在整个业务的集中层级,涉及到的各项内容集中主要表现在以下几个方面。
第一,基础模型数据的集中。电网模型的构建,是未来互联电网构建的基础,模型的集中主要是对电网设备的集中,能够在物理层级形成统一的模型管理模式,使得调度机构执行各项基础服务。
第二,网络分析应用集中。网络分析的集中,主要表现在完整的输电网全模型以及运行方式数据的各项分析计算提供服务。改善电力系统计算准确性,提高整个电力系统的全局掌控。
第三,调度计划应用集中。针对不同电网需要,形成统一的调度计划,包括对发电计划数据收集、数据校验、优化计算、安全校核、评估分析等多项基础要求,做到目标最优化的全面解读。在降低设备运行费用的基础之上,提高系统经济效益。
3 互联电网调度技术支持系统硬件构架
3.1对等方式的硬件架构
对等网络架构的出现,是未来计算机信息系统发展的必然途径之一,当然也是整个系统的得以实现的基础内容。本次提出运用对等网络架构作为CDDCS的基础硬件架构,将各种计算、存储等计算机硬件资源进行充分整合,进而形成一个动态化的可拓展空间,强调电网模型以及数据存取能力。
在整个硬件的框架当中,其中的在不同层级数据核心骨干网进行具体调度,形成不同的平台服务系统,进而通过各项服务决策系统,结合实时监控服务器,满足接入的基础要求。构成整个物理资源分布式的结构要求。通过各个不同层级之间的电网互联网,强调电网系统运行的可靠性与容灾能力。
3.2与现有架构对比分析
与当前电网调度技术支持系统框架而言,而系统属于物理分布式的系统,在全数据分散点实现计算节点的准确控制。但与之前的电网调度技术支持系统不同的是,在此次的物理框架当中存在不同的计算节点,满足一体化调度业务的开展。但即便系统之间存在一定的差距,但依旧无法改变传统电网分层分区控制模式,对全局性与协调性方面的作用及效果显著,符合整个系统控制品质与控制效果的大幅度提升。
4 关键技术问题探析
针对本次未来互联电网调度技术方面的研究,架构的灵活性为整个系统的运行带来一定影响,具体包括以下几个方面:
(1)计算机系统安全问题。CDDCS架构实现了电网信息的透明共享,使得电网调度技术所面临的信息安全更加严峻[3]。在整个信息安全因素当中,主要包括主机系统、应用系统、网络系统等多层面的内容。应该强调网络安全,深入探索安全访问技术。
(2)调度系统通信实时性问题。在整个通信网络框架下,各个系统节点应该实现紧密的配合,确保平台高效、可靠通信机制的建立。
(3)数据分布式处理问题。在广义环境以及手段下,实时数据分布存储与交互是整个物理分布式架构系统无法规避的问题。对于实施数据分布式处理技术而言,需要将各种技术优势充分发挥。
(4)计算机硬件资源调度。在对等网络框架基础之下,受到节点资源管理困难的影响。资源的预测与实现,需要强调各个资源的充分融合,满足动态环境下对资源的获取与负载均衡要求[4]。
结论:终上所述,本次自未来互联电網的统一调度作为基础的出发点,对调度技术支持系统所面临的发展需求进行具体探析。提出基于物理分布框架下的全网集散式电网调度与控制基础,最大范围内进行资源优化调度,为未来互联电网的可持续发展提供保障。
参考文献:
[1]杜刚,孟勇亮,彭晖,等.地区电网智能调度控制系统实践与展望[J].电力系统自动化,2015,4(01):200-205.
[2]辛耀中,石俊杰,周京阳,等.智能电网调度控制系统现状与技术展望[J].电力系统自动化,2015,7(01):102-108.
[3]常乃超,张智刚,卢强,等.智能电网调度控制系统新型应用架构设计[J].电力系统自动化,2015,2(01):153-159.
[4]滕贤亮,高宗和,朱斌,等.智能电网调度控制系统AGC需求分析及关键技术[J].电力系统自动化,2015,7(01):181-187.
关键词:互联电网;调度技术;系统架构
前言:电网系统的构建是一项复杂的工程,并且依据电能的特性要求,无论是在存储、用电还是电网应用的多个环节,无法保持其中的平衡并加以准确控制。这使得未来互联电网的出现,势必对调度技术支持系统架构产生依赖性。下面对支持系统进行需求分析,构建业务框架,最终满足设计要求。
1 未来互联电网调度技术需求分析
1.1全网一体化的分析
截止到2020年开始,国家电网已经初步建成。当然,在未来电网实现互联的情况下,调度基础的支撑作用也更加显著。一旦出现较小的扰动,较势必整个整个电网格局的健全与完善,引发“蝴蝶效应”。基于此,应该构建一个完整的调动技术支持系统,精准的控制互联电网的协调发展。
1.2全局一体化调度计划
在我国电网的长期发展规划当中,其中到2020年中国能源发电装机的比例将达到35%,到2050年,清洁能源与可再生能源电力成为主要电源之一[1]。全局一体化的调度计划,需要站在协调调度的基础模式之下,强调国、网、省三级调度系统的反复迭代,完成精细化的操作。
1.3闭环实时控制决策
随着未来可再生能源发电规模的增大,局域电网要求运用好平衡的发展模式,探索整个电网的内在发展要求,能够集中协调控制决策。同时,在区域内部形成良好的组网形态,满足符合变动的基础要求。
2 未来电网调度技术支持业务架构
2.1集散式系统架构
本次针对未来互联电网的基础发展要求,提出全网集散式的调度与控制系统,即CDDCS框架,对整个集中决策与监控等模式相结合。在全面继承了分布式控制系统的同时,具备优良的品质要求,强调系统信息综合应用。在本次的集散式系统架构当中,主要架构分为四个层级:
第一层级,厂站过程级。该层次是整个CDDCS框架的基础层级,其中包括国调厂站自动化系统、网调厂站自动化系统、省调厂站自动化系统。
第二层级,监视控制级。在不同的层级及阶段,监视控制机主要是对整个区域电网的运行进行监控,确保调度分析的准确可靠[2]。
第三层级,电网分析级。在整个电网分析级当中,充分运用上传数据以及涉及到电网运行状态,对互联电网实现运行检验,满足安全调度的基本要求。包括网络分析、电网安全稳定分析以及电网运行经济性及环保性分析等。
第四层级,调度决策层。在这一过程中,充分运用调度资源,进而最大范围内的实现资源层面的优化,做到互联电网的精准控制。在该层级当中,包括调度计划安排、实施控制决策以及运行方式调整等。
2.2业务应用的集中
在整个业务的集中层级,涉及到的各项内容集中主要表现在以下几个方面。
第一,基础模型数据的集中。电网模型的构建,是未来互联电网构建的基础,模型的集中主要是对电网设备的集中,能够在物理层级形成统一的模型管理模式,使得调度机构执行各项基础服务。
第二,网络分析应用集中。网络分析的集中,主要表现在完整的输电网全模型以及运行方式数据的各项分析计算提供服务。改善电力系统计算准确性,提高整个电力系统的全局掌控。
第三,调度计划应用集中。针对不同电网需要,形成统一的调度计划,包括对发电计划数据收集、数据校验、优化计算、安全校核、评估分析等多项基础要求,做到目标最优化的全面解读。在降低设备运行费用的基础之上,提高系统经济效益。
3 互联电网调度技术支持系统硬件构架
3.1对等方式的硬件架构
对等网络架构的出现,是未来计算机信息系统发展的必然途径之一,当然也是整个系统的得以实现的基础内容。本次提出运用对等网络架构作为CDDCS的基础硬件架构,将各种计算、存储等计算机硬件资源进行充分整合,进而形成一个动态化的可拓展空间,强调电网模型以及数据存取能力。
在整个硬件的框架当中,其中的在不同层级数据核心骨干网进行具体调度,形成不同的平台服务系统,进而通过各项服务决策系统,结合实时监控服务器,满足接入的基础要求。构成整个物理资源分布式的结构要求。通过各个不同层级之间的电网互联网,强调电网系统运行的可靠性与容灾能力。
3.2与现有架构对比分析
与当前电网调度技术支持系统框架而言,而系统属于物理分布式的系统,在全数据分散点实现计算节点的准确控制。但与之前的电网调度技术支持系统不同的是,在此次的物理框架当中存在不同的计算节点,满足一体化调度业务的开展。但即便系统之间存在一定的差距,但依旧无法改变传统电网分层分区控制模式,对全局性与协调性方面的作用及效果显著,符合整个系统控制品质与控制效果的大幅度提升。
4 关键技术问题探析
针对本次未来互联电网调度技术方面的研究,架构的灵活性为整个系统的运行带来一定影响,具体包括以下几个方面:
(1)计算机系统安全问题。CDDCS架构实现了电网信息的透明共享,使得电网调度技术所面临的信息安全更加严峻[3]。在整个信息安全因素当中,主要包括主机系统、应用系统、网络系统等多层面的内容。应该强调网络安全,深入探索安全访问技术。
(2)调度系统通信实时性问题。在整个通信网络框架下,各个系统节点应该实现紧密的配合,确保平台高效、可靠通信机制的建立。
(3)数据分布式处理问题。在广义环境以及手段下,实时数据分布存储与交互是整个物理分布式架构系统无法规避的问题。对于实施数据分布式处理技术而言,需要将各种技术优势充分发挥。
(4)计算机硬件资源调度。在对等网络框架基础之下,受到节点资源管理困难的影响。资源的预测与实现,需要强调各个资源的充分融合,满足动态环境下对资源的获取与负载均衡要求[4]。
结论:终上所述,本次自未来互联电網的统一调度作为基础的出发点,对调度技术支持系统所面临的发展需求进行具体探析。提出基于物理分布框架下的全网集散式电网调度与控制基础,最大范围内进行资源优化调度,为未来互联电网的可持续发展提供保障。
参考文献:
[1]杜刚,孟勇亮,彭晖,等.地区电网智能调度控制系统实践与展望[J].电力系统自动化,2015,4(01):200-205.
[2]辛耀中,石俊杰,周京阳,等.智能电网调度控制系统现状与技术展望[J].电力系统自动化,2015,7(01):102-108.
[3]常乃超,张智刚,卢强,等.智能电网调度控制系统新型应用架构设计[J].电力系统自动化,2015,2(01):153-159.
[4]滕贤亮,高宗和,朱斌,等.智能电网调度控制系统AGC需求分析及关键技术[J].电力系统自动化,2015,7(01):181-187.