智能电网调度发电计划体系架构及关键技术_图文

1、 张 智 刚等 ：智 能 电 网 调度 发 电计划 体 系 架 构 及关 键技 术 智 能化 的数据 挖 掘 方法 ，挖 掘母 线 负 荷 的变 化特 点 ，以预 测模型 的多样性 去适应母 线负荷 变化规律 建模 能 够 事 半功 倍 地利 用 先 进 的优 化方 法 高 效地 解 决复 杂的实 际 问题 ，并提高计划 的合理 性和可操 的多样性 ，为智 能化母线 负荷预测 方法奠 定深厚 的 模型基础 。深入研 究母线 负荷预测 的模式 识别方法 和 自适应预 测方法 ，在深 入研 究母 线负荷特 性 的基 作 性 。在智 能化的优 化建模 中，首先应 该提 高优化 建模 的科 学性和 高

2、效性 ，提 高建模 的精细化 程度 ， 必 须 深 入研 究 复 杂 约束 条件 对 优 化模 型 的求解 精 础上 ，结合 丰 富的预测方法 库和智 能化识别 机制 ， 度和 计算 效率 的影响 ，提 出约 束条件最 少、计算精 度和 效益高 的最佳建 模方法 。结合 实际运行人 员的 经验 ，研究包 括部分 模糊约 束 以及 非解 析约束 的科 学表 示方法和 解析化 建模方 法 。针对 矛盾约束 以及 不 同重 要度 的约束 ，应 结合智 能化偏好 决策方法 ， 实现约 束的重要 性分级 以及约 束的柔性 协调控制 ， 针 对母线 负荷 的不 同特 点 ，科学 、灵 活地选择 最佳 预测

3、模型和预测参数 ， 并通过闭环反馈动态修正预 测模 型 的结 构和参数 ；深入研 究母线 负荷 的多级协 调技 术， 借鉴人 工智 能统筹兼顾 、 全局优 化 的思路 ， 协调 系统负荷预 测和母线 负荷预 测 的结 果 ，进一 步 提高预测 结果 的科 学性 。实现智 能化 的电 网预测 技 术应该深 入研究影 响待预测 量变化 的相关 因素 ，以 及 各影响 因素与待预 测量之 间的相 关关系 。在 全面 构 建 相关 因素信 息 库 和 待预 测 量历 史数 据库 的基 础上 ，结 合预测 人员 的经 验 ，通 过不 断的 自学习和 训练过程 ，逐 步提 高模 式识别 方法 的识别 能力

4、和计 从而确保 发 电计 划更 为适应 实际调度运 行的需求 。 结 合优化算 法和智 能化模拟 摄动方 法 ，深 入分析模 型 的可行性 和合理 性 ，并 为实际调度 运行人 员提供 最佳 的模型 校正策 略 ，从而 从模型 的角度全 面提高 发 电计划 的可行性和 最优性 。此 外 ，模型 的制定过 程 还应 根 据现 场 工 作 人 员 的实 际要 求 灵 活地 定 制 和 自动添 加约 束条件 ，能够灵 活感知外 部环境 的变 化 ，实现 优化建 模 自动 、灵活 自校 正过程 。 智 能化发 电计划模 型求解策 略 计 划制 定模 块 是 整 个智 能 化 发 电计 划 的 决 策

5、核 心 ，其本 质是一 个大规 模复杂 约束 的混 合整数 规 划 问题 。传统 的计算 方法都 是直接利 用各类 数 学 优化 方 法 求解 ，在 有 限 的 时 间 内很难 求 得最 优 解 。智 能化发 电计划求 解策 略应基 于 电力 系统的 自 身特 点，结合运行 人员 的实际需 求 ，在不影 响运行 算精度 ，灵活适应 电网负荷和 新能源发 电能力在 空 间维度和 时间维度上 随外部相 关 因素变 化而发 生的 变化 ，为发 电计划 的制定奠定坚实 的数据基础 。 智 能化的可再生 能源 发 电能 力预测技 术 利用大 电网服务 于大可再 生能源是 建设坚强智 能 电网的重要 内容

6、 。由于可再生 能源受气象 等外 界 因素影 响显著 ， 电网接入 分散 ，给 电网 的供应 侧和 需求侧 带来 了双 重的不确 定性 ，给 电网 的安全 稳定 运行带 来 了极大 的挑战 ，为此 必须深入 研究影 响可 再生 能源 发 电能力 的各类 因素及其对可 再生 能源 发 电能力 的影 响规律 。通 过广泛地 记忆各类 运行方 式 下的影 响因素及相应 的可再生 能源 发 电历 史数据 ， 最优性 的前提 下 ，有 效降低待 求解模 型的 复杂度 。 深 入 研 究形 成 完 备最 小约 束 集 的智 能 化动 态 识 别 方 法 ，在算 法 的动 态执行 过程 中灵活选 择最佳优

7、化 空间 ，全面提 高 问题 的计算速 度 。结合 发 电计划 问 题 的物理特 性 ，深入研 究起 作用整数变 量 的智 能化 识别方法 ， 从而在 不损 失最优 性的前提下有效提高 问 题的求解效率 。 究如何结合经济学 以及智能优 化算 研 法中的分解协调和最优性原理 ， 实现总体决策和分散 决策相互配 合 、总分协 调决策 的智能化 分解 协调方 建立 全面 的历 史信息库 ，并基 于智能化 的模 式识别 技术 ，精确把握 在不 同外 部环 境 下可再生 能源 的发 电能力 。为 了将 可再生 能源 发 电能 力的不确定 性量 化 ，为 智能化 的发 电计划提供 数据基础 ，必须 深入

8、 研究可 再生能源 的概 率模型 ，利用先进 的序列运 算 理论，结合可 再生能源 的运行模 型 以及现场 工作 人 员的实际运行 经验 ，全 面把握可再 生能源发 电的概 率性 模型 ，为考 虑风 险的计划决策提 供支持 。智 能 化 的可再生能源预测 技术不 仅要预测 可再生 能源 的 发 电能力 ，更要深入 研究可 再生能源 的随机性对 系 统潮流 、系统备用 以及发 电计划安全 性和经济性 的 法， 并提 出相应 的最优性判 断准 则。 研究机组组合算 法 的寻优路径 、 初始 可行解、 分支策略 以及组合方法 ， 将 电力系统的物理本质 、 数学优化算法 以及现场 人员 的运行经验相

9、结合 ， 根据外 界条件 的变化 以及历 史记 忆路径 ， 灵活地 选择最 佳寻优 路径和策略 ， 从而 实现 整个 发 电计划 的 自适应寻优策略 。 智 能化 的电网安全校核 技 术 传 统 的 发 电计 划 电网安 全 校 核 是 以几 个 典 型 的 电网运 行 方 式对 应 的静 态和 动 态 限 值为 安全 约 影响 ，结合 最优化技 术 以及概 率性模 型分析 ，实现 综合考虑可 再生能源 发 电概率性行为 的最佳决策 。 智能 化的发 电计 划建模 技术 发 电计划 由多个 复杂的优 化模型 构成 ，科 学地 第 卷 第 期 电 网 技 术 束 ，对 电网发 电计 划进行 约

10、束 。而这 种典 型 的运行 响 ，必须 形成协 调运 作机制 的闭环 、 自学 习过程 ， 确保协 作机 制 的智 能化 。 智 能化 的发 电计划 后评 估机 制 发 电计 划 后 评 估 是 通 过 自动 记录 电 网运 行 的 方式所对 应 的发 电计划 与考虑 安全 约束 的最优 发 电 计 划相 差甚远 ，这 就决定 了这 种 以典 型运 行方 式为 基 础 的传 统安 全校核 方式过 于粗 放 。 因此迫 切 需要 能够针对 短期 电网的发 电计 划 ，建立 精细化 的 电网 关键 历史 数据 ，设定灵 活 的分析 计算 目标 ，以安全 约束 机组 组合 为计 算核心 ，客观地

11、评价 、分析 电网 的调 度运 行状 况 。在智 能 电网调度 发 电计划 中 ，不 仅可 以对运 行方 式进 行后 评估 ，还 能对 电网未来 运 行状 况进 行模拟 分析 和计 算 。后 评估 机制 是建 设智 能 电网调度 的重 要 内容 ，为发 电计划 运行 方式库 的 积累 、关键故 障和 场景 的识别 、发 电计划风 险 的识 别和 防范提 供 了有力 的工 具 。针 对智 能 电网调度发 电计划 的各 项评估 要求 ，应 深入研 究后 评估 模型 的 安 全校核 模型 ，综合考 虑 电 网稳态 安 全约束 条件 、 暂态 安全 约束条件 以及 基于 电网风 险 的 电网安全裕 度

12、 ，实现对 电网安全边 界 的实时动 态把 握 。深 入研 究特 高压 大 电网和 交直 流混 合系统 的静 态安 全校核 模型及 建模 方法 ，建立 基于 直流潮 流和 交流潮 流 的 大规模 多 时段安全 校核 数学模 型 。分析 时段耦 合对 阻塞管 理调 整策略 的影 响机制 ，建 立全 时段协 调优 化 的阻塞 管理 调整 策略 。为进 一步提 高 电网安 全校 核的精度 、速度 和 智能性 ，应通 过 构造理想 调度 模 型 以及仿 真计算 ，深 入研 究 电网的安 全运行 规律 ， 全 面把握 电网的关键场 景 ，并通 过智 能化 的模式 识 别方法快 速 、准 确地 判断 电

13、网的安全 状况 。深入 研 究 电网静 态安全 校核 和动 态安全 校核 与最优 发 电计 划模 型 的 闭环 反馈机 制 ，通 过结 合现场 运行 经验 以 及 智能决 策分析 的模拟 计算 结果 ，研 究复杂 的动 态 建 立方 法 。深 入研 究 能够反 映各类 模拟 分析 需求 的 指 标评 价体系 ，通 过对 比计算 电网实 际调度 与最优 调度 的电 网运 行状 态和技 术指 标 ，多角度 地 分析 、 评 价运 行 中安全 与经济 方面 存在 的优化 空 间 。基于 全 面 的指标评 价体 系 ，深入研 究综 合考虑 各类 指标 的智能 化指标 综合 分析评 价方 法 ，结合 实

14、 际调 度运 行 需求 的偏好 ，模拟人 脑 的模糊 决策 过程 ，对 电网 调度 运行 水平进 行评 估 ，并通 过智 能化辅 助 决策 ， 安全 约束静 态化 表示方 法 ，并实现 安全 约束 与经济 优化 目标 的最优 协调 ，在保 证 电网安全 的前提 下 实 现 电网发 电计划 的经 济最优 。 发 电计划 的智 能化协 调运作 机 制 发 电计 划 本质 上 是 一个 多维 度 的 复杂 优 化 问 题 ，由于直接 整体 求解 的复 杂性 ，需要在 多个 维度 提 出不 断 向最优 调度 目标 贴近 的解 决方案 。通 过建 立 电网运 行评价 分析 的常 态机 制 ，实现对 电网

15、调度 运行 和模拟 分析 的闭环动 态调整 ，从 而有 效提 高整 个智 能化 发 电计 划 的 自组 织性 和 自我校 正能力 。 上进行 分解 ，协 调寻优 。在 时间维度 上分 为 月度 、 周 、日、日内等 不 同周期 ；在空 间维度 上可 分 为 国、 网 、省等 多层决 策分 级 ；在 功 能上涵 盖 负荷预 测 、 机 组组 合 、经 济调度 、安全 校核 以及 相关 业务 流程 和 管理 手段 等多 项功 能 。为 了实 现发 电计 划在 多个 维度上 的协 调运 作 ，达 到 安全 、经济 的综合 最优 ， 必须深 入研 究智 能化 的协 调优化 方法 ，研 究 多维度 发

16、电计 划协 调运 作 的准 则 ，判 断是否 由于 各级 计划 结论 智 能 电网 调度 发 电计 划 是 从 电 网运 行 控 制 决 策 的角度 ，由远 及近 从 多个 时 间维度 综合 考虑 电网 安全预 控 、风 险 管理 、经济优 化 、节 能环保 等 多优 化 目标 ，采用 各类 先进 的智 能化技 术 ，保 障 电网安 全 、可 靠 、经 济 、灵活 、高效 、可持 续地 运行 。从 电网预测 、分析 、建模 、决 策 、控 制 、计 划 、展 现 等 多个 方 面全面 实现 电网运行 管理 的智 能化 、一 体 化 、科 学化和 实用 化 ，为驾驭 大 电网运行 ，全面 提 高

17、 电网资源 优化 配置 的能 力提供 有效 的技 术支撑 。 智 能化 是使 复 杂 系统 具 有 敏 锐 感 知 、迅 速 反 应 、周密 思维 和有 效活 动等 能力 的途径 。基于这 一 之 间缺 乏协 调运 作给 电网安全带 来 隐患 ，以及 发 电 计 划是 否实现 了全局节 能 、经 济 的协调 最优 ，是否 存 在进 一步 改进 的空 问 。建立 全面 的评估 机 制 ，通 过 智能 化 的综 合 评价方 法 ，深入研 究 能够 全面评 价 发 电计划 各维 度协 调优 化程度 的科 学评 价方 法 。深 入研 究 发 电计 划 中各项 功 能在 不 同时 间维度 、不 同 科

18、学 的智 能化定 义 ，本 文提 出了智 能 电网调度发 电 计 划 的重要特 征 ，其 中包 括信 息感 知的 灵 敏化 、信 息采集 的 自动化 、信息 筛选 的智 能化 、信 息记忆 的 科 学化 、信 息预 测 的精 确 化 、预 测 结果 的协调 化 、 决策模 型建 模 的高效化 、优化 性 能的全 局化 、优 化 求 解 的敏捷 化 、协 调校 正 的动 态化 、反馈 修正 的 闭 空 间维度 之 间的 协调运 作机 制 ，并形 成 以智能化 检 测 、识别 、分析 、校 正为基 础 的动态 更新 机制 ，确 保 实现 智能化 发 电计划整 体 的协 调性和 有序 性 。为 了适

19、应 调度 模 式 等 外 部 环 境 变 化 对 协 调 机 制 的 影 张 智 刚 等 ： 智能 电网 调度 发 电计 划 体 系架 构 及 关 键 技术 环化 、计划 安排 的互动化 、调度协作 的一 体化 、计 算过程 的可视化 和结果 展示 的可 知化 ；提 出了以智 能化记忆 、识别 、“ 前顾后 ” 瞻 、动态协 调 、滚动优 黄 伟 ，孙昶辉 ，吴 平 ，等 含分 布式发 电系 统 的微网 技术研究 综述 电网技术 ， ， （） ： ， ， ， ， ， ） ： （ ） 化为主要特 征 的智能 电网调度发 电计划模 式 ；实现 了由远 及近 、由粗及 细 、各级 协调 、动态 优化

20、 的 电 网资源 配置 、风险管理 以及预 防预控 ，形 成 了由近 及远 的逐 级校 验和 闭环 反馈 的智 能 化 的 自学 习过 程 ；详细 设计 了基 于智能化 方法 的母 线 负荷 预测 、 【 苗 新 ，张恺 ，曰世 明，等 支撑 智能 电 网的信息 通信体 系【】 电 网技 术 ， ， （ ： ） ， ， ， 】 ， ， （ ： （ ） ） 王智冬 ，李晖 ，李隽 ，等 智能 电网 的评估指 标体 系 电网技 术， ， （ ： ） ， ， ， 可 再 生 能源 发 电能 力 预测 技 术 、 发 电计 划 建模 技 术 、电 网安全 校核技术 、发 电计划模 型求解策 略 、 发

21、 电计 划的协 调运作机 制与方 法 ，以及 发 电计 划后 （ ， ，（： ） 评估机 制与方法 。发 电计 划安排 是大 电网安全经 济 运行 的基 础性工作 ，实现 发 电计划 的智 能化决策 对 】 ： 全 面提 高驾驭大 电网能力 ，提 升 电网安全 、经济运 行 水平 ，具有 重要 的理论 与应用价值 。 ： 参考文献 【 陈 树勇 ，宋 书芳 ，李兰 欣 ，等 智能 电网技术 综述】 电网技术 ， ， （） ： ， ， ， ： 】 ： ， ： ，（） ， ： （ ） ： 【】 钟金 ，郑睿 敏 ，杨卫红 ，等 建 设信息 时代 的智 能 电网 电网 技术 ， ， （） ： ， ， ， 【 ， ： ，（） ， ： （ ） 【 林 宇峰 ，钟金 ，吴复 立 智能 电刚技 术体 系探 讨 电网技术 ， ， （