基于物聯(lián)網(wǎng)的電網(wǎng)調(diào)度信息全局監(jiān)控方法研究

1、    基于物聯(lián)網(wǎng)的電網(wǎng)調(diào)度信息全局監(jiān)控方法研究    蔡飄逸摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，推動(dòng)了我國電力領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。電網(wǎng)和電力通信技術(shù)本身的不斷發(fā)展和外部環(huán)境變化，使得其對電力有效調(diào)度的要求越來越高。相關(guān)的電網(wǎng)調(diào)度信息全局監(jiān)控方式也在面臨全新的挑戰(zhàn)。電網(wǎng)調(diào)度信息監(jiān)控過程首先需要對電網(wǎng)的傳輸負(fù)載信息進(jìn)行調(diào)度，即建立電網(wǎng)調(diào)度控制模型，在此基礎(chǔ)上結(jié)合網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)和通信技術(shù)提高電網(wǎng)調(diào)度信息全局監(jiān)控能力。可以說，研究有效的電網(wǎng)調(diào)度信息監(jiān)控方法在促進(jìn)電力的優(yōu)化供應(yīng)和自適應(yīng)控制方面具有重要意義。本文就基于物聯(lián)網(wǎng)的電網(wǎng)調(diào)度信息全局監(jiān)控方法展開探討。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);

2、電網(wǎng)調(diào)度信息;全局監(jiān)控引言在電力產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的當(dāng)下，電網(wǎng)調(diào)度工作的質(zhì)量問題一直是電力企業(yè)乃至社會(huì)各界所關(guān)注的熱典性話題。物聯(lián)網(wǎng)是在射頻識(shí)別技術(shù)上發(fā)展起來的新型信息技術(shù)，目前已開始在電網(wǎng)調(diào)度中的推廣應(yīng)用。1物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系架構(gòu)1.1感知層感知層用來感知和識(shí)別物體，收集基礎(chǔ)設(shè)備的狀態(tài)信息。通過安裝在基礎(chǔ)單元的控制器、傳感器收集信息如溫度、濕度、用電量等動(dòng)態(tài)信息以及地理位置、設(shè)備型號(hào)等靜態(tài)信息，再通過射頻識(shí)別（rfid、激光掃描、紅外感應(yīng)等方式交付給網(wǎng)絡(luò)層。有別于傳統(tǒng)應(yīng)用場景，應(yīng)用在智能電網(wǎng)中的傳感器要適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境，對于安裝在架空線路上的部分還需承受雨淋、冰凍、暴曬等惡劣自然條件。1.2應(yīng)用層應(yīng)

3、用層是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、行業(yè)專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)充分結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)廣泛智能化應(yīng)用的解決方案集合。通過應(yīng)用層，物聯(lián)網(wǎng)最終實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)、行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合。應(yīng)用層位于最上層，也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最終目的。它由各種服務(wù)器組成，其主要功能包括對采集數(shù)據(jù)的匯集、轉(zhuǎn)換、分析，以及用戶層呈現(xiàn)的適配和事件觸發(fā)等?；谖锫?lián)網(wǎng)，有著為數(shù)眾多的智能電網(wǎng)的應(yīng)用，包括數(shù)字化運(yùn)營調(diào)控方面的用電信息采集、電能優(yōu)化分配自動(dòng)化等，精益化資產(chǎn)管理方面的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備運(yùn)行預(yù)警等，企業(yè)資源管理方面的供應(yīng)商管理庫存（vmi）感知、智能化信息運(yùn)維監(jiān)控等。1.3網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)準(zhǔn)確、及時(shí)地送達(dá)感知層收集的信息。網(wǎng)絡(luò)層的主體是現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)，對于用

4、電網(wǎng)、線路狀態(tài)等敏感信息都應(yīng)該通過電力內(nèi)部通信網(wǎng)解決，非敏感信息可借由社會(huì)公網(wǎng)傳遞。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用會(huì)使通信數(shù)據(jù)量大幅增長，原有電力專網(wǎng)需進(jìn)行硬件升級，滿足帶寬要求。在智能電網(wǎng)中，物聯(lián)網(wǎng)的傳輸手段更加豐富，包括光纖骨干網(wǎng)、電力載波通信、微波通信等。2基于物聯(lián)網(wǎng)的電網(wǎng)調(diào)度信息全局監(jiān)控方法2.1電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)管理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)管理具體涵蓋了調(diào)度管理數(shù)據(jù)、調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)、安全校核數(shù)據(jù)與生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)管理等幾方面內(nèi)容。參照業(yè)務(wù)地域劃分情況的差異性，一般是對生產(chǎn)管理和生產(chǎn)控制兩大區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。調(diào)度管理數(shù)據(jù)針對設(shè)備的基本參數(shù)、額定參數(shù)與氣象信息的調(diào)整，除了調(diào)整電氣設(shè)備參數(shù)信息以外，也要對電力生產(chǎn)

5、、計(jì)劃、營運(yùn)等數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整、監(jiān)督與管控;調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)管理涵蓋了發(fā)電用電規(guī)劃、水庫調(diào)整規(guī)劃、電力營銷規(guī)劃、電力負(fù)荷重點(diǎn)調(diào)整規(guī)劃、水文預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等;安全校核數(shù)據(jù)具體涵蓋了以下幾方面內(nèi)容：對電網(wǎng)系統(tǒng)電壓值的監(jiān)測、對電壓失穩(wěn)率進(jìn)行測算、靜態(tài)性失穩(wěn)故障和暫時(shí)性失穩(wěn)故障調(diào)整情況的監(jiān)督與管理等，借此方式維護(hù)與提升電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安穩(wěn)性;生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)具體是對電網(wǎng)過往數(shù)據(jù)、電量數(shù)據(jù)等進(jìn)行監(jiān)管，進(jìn)而強(qiáng)化電力資源配送的安全性。2.2電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)﹄娏π畔⑾到y(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控調(diào)度，包括生產(chǎn)、銷售、運(yùn)行等，調(diào)度是電力生產(chǎn)的核心，涉及了電力生產(chǎn)、電力規(guī)劃、電力設(shè)施建設(shè)、電力營銷、安全監(jiān)控與應(yīng)急處理等多個(gè)方面，

6、通過對這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測管理，并進(jìn)行及時(shí)的調(diào)度，能夠有效提高電力企業(yè)安全管理質(zhì)量，確保電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，滿足用戶用電需求。電力負(fù)荷是電力調(diào)度中重要的依據(jù)，電力負(fù)荷預(yù)測運(yùn)算往往比較復(fù)雜，要考慮到天氣、濕度等多方面的因素，本文采用改進(jìn)決策樹預(yù)測算法進(jìn)行數(shù)據(jù)的離散化，進(jìn)而對參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，設(shè)某區(qū)域一天用電負(fù)荷為pi，則電力負(fù)荷變化率vn定義式為：vn=（pn-pn-1）/pn-1×100%。2.3數(shù)據(jù)加工電網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋范疇的廣泛性以及電氣設(shè)備設(shè)施數(shù)目的龐大性，是電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)累積量日益攀升的內(nèi)在原因之一，在實(shí)踐中很多技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)多數(shù)電網(wǎng)系統(tǒng)中匯聚了過多的過往數(shù)據(jù)信息，其最大的作用

7、是將最近幾年中電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀況呈現(xiàn)出來。但是數(shù)據(jù)信息的龐大化以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的繁雜性，外加數(shù)據(jù)信息零散性相對較大，均會(huì)對電網(wǎng)調(diào)度目標(biāo)的達(dá)成造成干擾，此時(shí)為了確保電網(wǎng)調(diào)度工作質(zhì)量，一般需要進(jìn)行深度加工和解析，同時(shí)將具有實(shí)用價(jià)值的信息有效檢索出來，其對電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)劃和調(diào)度方案編制的合理性產(chǎn)生的影響是極為深遠(yuǎn)的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)信息加工處理方面的應(yīng)用，合理性是極為顯著的，有效地收集了累積下來的過往信息與現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)資源，并進(jìn)行相應(yīng)篩選，數(shù)據(jù)利用率將會(huì)有大幅度提升。2.4電網(wǎng)調(diào)度的全局監(jiān)控輸出采用zigbee組網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度信息監(jiān)控的組網(wǎng)設(shè)計(jì)，構(gòu)建電網(wǎng)調(diào)度信息的輸出模型，可將其描述為：其中

8、，j表示電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)維數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征量;f和v分別表示電網(wǎng)調(diào)度信息的交流頻率和直流電壓自信息。假設(shè)利用容量優(yōu)化估計(jì)方法所得到電網(wǎng)調(diào)度信息的負(fù)載為，當(dāng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，采用虛擬同步監(jiān)測的方法進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度信息的優(yōu)化融合和自適應(yīng)控制，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度信息的大數(shù)據(jù)采樣和融合結(jié)果實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的全局監(jiān)控，得到電網(wǎng)調(diào)度信息的全局監(jiān)控輸出為：綜上分析，實(shí)現(xiàn)了對電網(wǎng)調(diào)度信息的全局監(jiān)控，可監(jiān)控電網(wǎng)中的直流電壓諧波與波動(dòng)等指標(biāo)，保證電網(wǎng)調(diào)度過程的有效運(yùn)行。結(jié)語電力系統(tǒng)的調(diào)度監(jiān)控對電網(wǎng)的運(yùn)行效率與建設(shè)管理具有重要的作用，也是電力企業(yè)能源生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。在建立電網(wǎng)調(diào)度控制模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控設(shè)計(jì)，有利于提高電網(wǎng)調(diào)度信息全局監(jiān)控能力。參考文獻(xiàn)：1郭建成，南貴林，許丹，等.大電網(wǎng)全局監(jiān)控內(nèi)涵與關(guān)鍵技術(shù)j.電力系統(tǒng)自