業(yè)務(wù),保證分析決策業(yè)務(wù)不中斷.

2.3 并行計算

分析決策中心的計算對象覆蓋全網(wǎng),同時又要為所有調(diào)控中心提供分析決策服務(wù),計算任務(wù)繁重.并行計算同時使用多種計算資源,是提高分析決策中心計算速度和處理能力的一種有效手段,已經(jīng)在多控制中心分解協(xié)調(diào)計算中得到初步應(yīng)用[13].通過對分析決策中心硬件、數(shù)據(jù)、模型等多維度資源的動態(tài)調(diào)度,實現(xiàn)資源的快速分配和彈性擴展,構(gòu)建基于多機多核和圖形處理器(GPU)的高速并行計算框架,實現(xiàn)不確定潮流和多目標(biāo)優(yōu)化等的并行計算,可以大幅提高分析決策中心的計算速度,滿足應(yīng)用功能計算快的要求.

2.4 大數(shù)據(jù)

電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析是當(dāng)前的研究熱點之一,在大數(shù)據(jù)的存儲和訪問、建模和融合、數(shù)據(jù)篩選與特征提取、數(shù)據(jù)挖掘與機器學(xué)習(xí)等方面都取得了一定的進(jìn)展,未來在電力系統(tǒng)調(diào)控領(lǐng)域?qū)⒌玫竭M(jìn)一步應(yīng)用[14-16].大數(shù)據(jù)挖掘相比于傳統(tǒng)方法在計算準(zhǔn)確性和計算速度方面存在獨到的優(yōu)勢,文獻(xiàn)[17]基于大數(shù)據(jù)快速挖掘電網(wǎng)運行的薄弱點,幫助電網(wǎng)運行人員準(zhǔn)確把握電網(wǎng)安全運行特征.未來調(diào)控系統(tǒng)通過構(gòu)建多級電網(wǎng)運行知識庫,借助電網(wǎng)運行事件序列模式關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù),可根據(jù)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)特征識別電網(wǎng)運行軌跡；通過構(gòu)建調(diào)控人員操作行為專家知識庫,借助行為模式機器學(xué)習(xí)技術(shù),可為調(diào)控人員操作自動推薦輔助決策.

2.5 人工智能

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識別、多智能體和深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)已經(jīng)在電力暫態(tài)穩(wěn)定分析和負(fù)荷預(yù)測等領(lǐng)域得到了初步應(yīng)用[18-19].將人工智能技術(shù)和電力系統(tǒng)分析技術(shù)相結(jié)合,可以為調(diào)控系統(tǒng)全、快、準(zhǔn)的應(yīng)用功能提供智能化解決方案.基于時序模式挖掘的設(shè)備故障預(yù)警與診斷技術(shù),可實現(xiàn)跨變電站、多級調(diào)度中心的故障協(xié)同診斷.針對新能源發(fā)電的不確定性,通過智能化技術(shù)將發(fā)電計劃沿著日前、日內(nèi)和實時不斷推進(jìn)的時間進(jìn)度,由不確定的運行區(qū)間逐漸逼近到一個確定的最優(yōu)運行點,實現(xiàn)電網(wǎng)運行的經(jīng)濟、環(huán)保和市場多目標(biāo)最優(yōu).新能源發(fā)電的不確定進(jìn)一步加劇了電網(wǎng)運行風(fēng)險評估的難度,智能化技術(shù)在高安全風(fēng)險場景篩選、預(yù)防控制在線快速優(yōu)化決策方面都能發(fā)揮積極的作用,提升電網(wǎng)安全風(fēng)險防控的智能化水平.

3 實現(xiàn)全、快、準(zhǔn)應(yīng)用功能的基礎(chǔ)工作

實現(xiàn)未來電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)應(yīng)用功能全局、快速和準(zhǔn)確的目標(biāo),面臨諸多挑戰(zhàn),當(dāng)前亟需在電網(wǎng)模型、數(shù)據(jù)積累,以及改進(jìn)管理措施方面開展一系列的基礎(chǔ)工作.

3.1 模型云建設(shè)

電網(wǎng)模型是所有應(yīng)用功能的基礎(chǔ).早期調(diào)控系統(tǒng)外網(wǎng)模型采用等值方式,不能真實反映實際電網(wǎng)聯(lián)系,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)分析準(zhǔn)確率低、誤差偏大.模型拼接需要多個調(diào)控中心按一定的規(guī)則對邊界部分的設(shè)備重復(fù)建模,拼接過程復(fù)雜,定時拼接也不能保證模型的實時性.為適應(yīng)調(diào)控一體化和調(diào)度一體化的大運行要求,文獻(xiàn)[20]提出了調(diào)控中心內(nèi)部全業(yè)務(wù)模型一體化維護(hù)和調(diào)控中心之間多應(yīng)用模型一體化共享的模型建設(shè)方案,為模型云建設(shè)積累了經(jīng)驗.借鑒先進(jìn)的云計算技術(shù),構(gòu)建按需服務(wù)的大電網(wǎng)模型云,首先需要加強電網(wǎng)模型參數(shù)質(zhì)量管控,規(guī)范廠站和設(shè)備模型的命名,避免不同調(diào)度機構(gòu)之間設(shè)備重名,規(guī)范一、二次設(shè)備ID編碼及有效關(guān)聯(lián),方便調(diào)控系統(tǒng)應(yīng)用.

按照設(shè)備的調(diào)度管轄范圍和業(yè)務(wù)應(yīng)用需要,建立多區(qū)域多業(yè)務(wù)多用戶分責(zé)維護(hù)機制,每個調(diào)控中心直接在模型云中完成管轄范圍的設(shè)備建模,無需模型拼接,實現(xiàn)模型維護(hù)和設(shè)備參數(shù)的流程化管理,提高模型更新的實時性.通過靜態(tài)規(guī)則校核與動態(tài)參數(shù)校核相結(jié)合的模型質(zhì)量評價與校驗,對模型數(shù)和拓?fù)溥B接關(guān)系實現(xiàn)雙重校核,提高模型質(zhì)量.根據(jù)各類業(yè)務(wù)對電網(wǎng)模型時間、空間和區(qū)域的不同使用需求,提供合適的模型裁剪與發(fā)布服務(wù).

3.2 數(shù)據(jù)云建設(shè)

基于電網(wǎng)模型的因果分析方法已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域.對于有些內(nèi)在機理不是十分清晰的應(yīng)用場景,如電網(wǎng)設(shè)備故障預(yù)測和診斷,或者計算量太大不能滿足在線應(yīng)用要求的應(yīng)用場景,如最大化消納新能源出力的運行方式安排和風(fēng)險評估,單純依靠傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析方法已經(jīng)不能高效解決這類復(fù)雜問題,基于大數(shù)據(jù)的人工智能分析方法則可以提供有益的補充.而這些由數(shù)據(jù)驅(qū)動的分析方法,其前提是積累種類齊全、數(shù)量充沛的數(shù)據(jù).調(diào)控系統(tǒng)存在多種類型的大數(shù)據(jù),從時間維度來看,有電網(wǎng)實時大數(shù)據(jù)、海量歷史大數(shù)據(jù)、預(yù)測大數(shù)據(jù)；從業(yè)務(wù)維度來看,有電網(wǎng)運行大數(shù)據(jù)、設(shè)備大數(shù)據(jù)、管理大數(shù)據(jù)、人員行為大數(shù)據(jù)；從外部環(huán)境來看,有經(jīng)濟、氣象、輿情等大數(shù)據(jù).這些數(shù)據(jù)目前分散在不同調(diào)度機構(gòu)、不同專業(yè)、不同安全區(qū),嚴(yán)重影響了基于大數(shù)據(jù)的人工智能的實現(xiàn).未來調(diào)控系統(tǒng)將應(yīng)用先進(jìn)成熟的大數(shù)據(jù)存儲、接口、服務(wù)等技術(shù),不斷積累數(shù)據(jù),建設(shè)服務(wù)于全網(wǎng)的數(shù)據(jù)云.結(jié)合大電網(wǎng)調(diào)控業(yè)務(wù)開展大數(shù)據(jù)智能挖掘技術(shù)研究,尋求智能化應(yīng)用的突破,提高數(shù)據(jù)對于分析決策的支撐能力.

3.3 管理措施創(chuàng)新

“統(tǒng)一調(diào)度、分級管理”是中國保證電網(wǎng)安全運行的體制性優(yōu)勢.根據(jù)電網(wǎng)業(yè)務(wù)特點和計算機技術(shù)水平,以往調(diào)控系統(tǒng)針對各級調(diào)控中心獨立建設(shè).未來調(diào)控系統(tǒng)可針對國、分、省和省、地、縣兩個層面分別建設(shè)統(tǒng)一的分析決策中心,在各級調(diào)控機構(gòu)建設(shè)分散的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng).部分已有的管理措施可能不適應(yīng)這種新的調(diào)控系統(tǒng)架構(gòu),需要創(chuàng)新調(diào)控系統(tǒng)建設(shè)和運維等方面的管理方法.通過構(gòu)建各級調(diào)控中心協(xié)同管理流程,打破電網(wǎng)模型和運行數(shù)據(jù)管理的“信息孤島”,配套制定相關(guān)運行管理規(guī)定,有效提高模型和數(shù)據(jù)質(zhì)量,使得面向全網(wǎng)一體化運行的未來調(diào)控系統(tǒng)能更好地支撐五級調(diào)度管理體系.

4 結(jié)語

為了全面支撐特高壓互聯(lián)大電網(wǎng)的調(diào)度運行,需要借鑒先進(jìn)成熟的計算機信息通信技術(shù),構(gòu)建邏輯上高度一體化的大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng),支撐各級調(diào)控中心業(yè)務(wù)的一體化運作.未來調(diào)度控制系統(tǒng)的應(yīng)用功能以模型全、數(shù)據(jù)全、功能全為基礎(chǔ),以獲取快、計算快、響應(yīng)快為特征,以信息準(zhǔn)、決策準(zhǔn)、控制準(zhǔn)為目標(biāo),實現(xiàn)調(diào)控技術(shù)支撐手段由局部向全局、由經(jīng)驗向智能、由計劃向市場的轉(zhuǎn)變,有望將電網(wǎng)調(diào)控運行提升到“正常狀態(tài)下的自動巡航,故障狀態(tài)下的自動導(dǎo)航”的智能調(diào)度新高度.