调度中心智能调度业务成熟度模型及其应用

2.1实时感知

实时感知是指依托于先进的传感、通信、信息技术，通过量测、采集、传送、监视等环节，实现对表征电网运行状态的关键数据的实时监测，进而全面了解电网的实时运行状态，是后续分析和控制的基础。

实时感知包括快速、全面和准确3项特性：快速是指感知的频度能够捕捉电网的动态特性，满足实时分析和闭环控制的要求;全面是指感知的范围能够涵盖全网所有的关键信息;准确是指感知的内容具有高可信度。按照这3个特性实现程度的不同，可以将实时感知划分为以下4个阶段。

1)稳态数据采集、传送与监视

目前各电网公司主要依托于数据采集与监控(SCADA)系统实现对电网运行状态的实时感知。SCADA系统的远程终端单元(RTU)的数据采集速度较低，使得SCADA系统只能提供周期为3～6s的稳态数据，不能测量动态数据，且其通信和数据库技术也不能满足动态信息传送与存储的要求。此外RTU没有引入全球定位系统(GPS)的卫星同步信号，测量数据没有时标，导致数据同步性差，在一定程度上影响了上层高级应用的调控效果。

2)动态数据采集、传送与监视

随着智能电网的不断推进，电网运行特性日益复杂、运行状态变化频繁，基于稳态数据的实时感知已经无法满足电网调控的需求，动态信息的测量越来越重要。进入21世纪以来，广域测量系统(WAMS)得到了快速的发展和应用，WAMS以同步相量测量技术为基础，通过相量测量单元(PMU)以及现代通信技术，对地域广阔的电力系统运行状态进行动态监测和分析。与传统量测相比，具有全网同步、精度高、密度高、数据刷新快等特点。但由于PMU本身价格昂贵，只能在关键节点配置，导致其测量结果无法满足系统的能观性，此外PMU没有数据下行通道，不能提供指令下发功能。

3)广域数据同步、多数据源融合

目前，SCADA系统和WAMS数据不共享，无法最大限度地发挥各自的优点，因此实现两者的相互融合成为关键，但融合存在采样频率不一致和无法利用时标进行数据同步的困难。针对这一问题，提出了动态SCADA(DSCADA)系统的概念，即通过集成各种数据采集渠道，建立统一、开放的广域信息平台，从而实现广域数据同步和多数据源融合。

4)基于先进数据过滤技术的高可信度实时感知体系

由于测量精度、通信干扰等原因，量测数据不可避免地存在误差，甚至可能严重偏离真实状态，使得量测数据不能准确地反映电网的运行状态。因此，在数据融合的基础上，通过先进状态估计系统等先进的数据过滤技术，来消除各种扰动造成的数据偏差，辨识不良数据，从而提高量测数据的可信度，建立高可信度的实时感知体系。

2.2预测未来

预测未来是指通过分析电网运行内外部环境的变化提前感知电网未来的运行状态，作为决策的基础，其预测结果将直接影响决策的适用性。目前广泛应用于调度部门的预测包括负荷预测、风电/光伏发电功率预测、天气水文预测等。

预测结果是对未来不确定性的描述。按照对于不确定性描述的方法和范围不同，可以将预测未来划分为以下4个阶段。

1)确定性或概率性的预测

传统的预测结果一般都是确定性的，如常规的负荷预测只给出一个确定的数值，其缺点是无法确定预测结果可能的波动范围。实际上，由于预测问题的超前性，确定性的预测并不符合客观需求。区间预测和概率性预测可以在一定程度上给出预测结果的变化范围，但其实际应用效果还有待检验和完善，特别是各种预测结果的概率分布函数难以解决[13]。

2)基于情景分析的不确定性预测

为应对传统预测的不足，引入情景分析的方法实现对未来的不确定性预测。情景是对未来以某一概率发生的确定性态势的描述[14]，情景分析根据当前组织或系统所处的具体环境，辨识影响环境的确定性以及不确定性等因素，抽象出未来环境可能面对的多种情景，从而将具有高度不确定性的未来环境规划为有限多个典型的情景，大大降低了不确定性。

3)考虑智能电网需求和外部环境不确定性的情景分析

在智能电网新形势下，需求和外部环境的不确定性大大增加。以大规模风电场接入电力系统为例，由于风能的随机性和波动性较大，导致风电输出功率的不确定性较大，而且其功率波动常与用电负荷的波动趋势相反，给传统的、基于确定性负荷预测的电力系统调度带来了很大的挑战。情景分析恰好适用于高度不确定性的情况，因此，将情景分析的方法推广到考虑智能电网需求和外部环境的预测。

4)基于情景的统一预测、仿真、培训体系

情景是对电网某一运行状态的描述，而调度中心的仿真和培训系统都是基于历史数据或模拟数据进行的，这些数据表征的就是电网的某一特定运行状态，因此都可以抽象成情景，即可将情景分析的方法推广到仿真和培训领域中，形成统一的预测、仿真、培训体系。

2.3运行评估

运行评估是调度中心调控、管理的基础，通过评估发现隐患或者需要改进的地方，进行调控和管理，从而实现电网的趋优运营。评估不仅需要对运行状态进行评估，即分析发生了什么，还需要对可能导致该状态的原因进行评估，即分析为什么发生。评估依托于指标，指标的选取和指标标准的制定将直接影响评估的优劣。据此，可以将运行评估划分为以下4个阶段。

1)分散、孤立的指标评价及离线的考核管理

目前各电网公司往往通过相对分散和孤立的指标对电网运行状态进行评价，通过单一指标的统计对调度中心的业务能力进行离线考核，使得评估不能实时、动态地进行，具有滞后性;不能全面反映电网的运行状态，具有片面性;同时不能反映电网运行状态出现的原因，具有表面性。

2)在线运行状态评估与隐患识别

决策依赖于对电网运行状态的准确把握，对电网运行状态进行准确、及时、全面的评估是进行有效决策的前提。该阶段在实时监测信息和离线信息的基础上对电网的实时状态、历史状态进行综合评价，包括状态指标的实时计算、历史统计与考核、能力指标的计算分析，从而进行隐患识别与风险评估。