調度中心智能調度業(yè)務成熟度模型及其應用

摘要：提升調度中心智能調度業(yè)務能力是智能電網建設的重要一環(huán)，需要一套能指導其發(fā)展和評估其發(fā)展階段的模型和體系，即調度中心智能調度業(yè)務成熟度模型。文中首先將調度中心的業(yè)務歸結為感知、預測、評估和決策4個方面，這4個方面構成了調度中心的業(yè)務鏈。然后針對單個業(yè)務能力和業(yè)務鏈能力，分別提出了不同階段的劃分標準，最終形成了調度中心智能調度業(yè)務成熟度模型;所提出的成熟度模型，具有高度靈活性和可移植性，可作為各地建設智能調度的重要參考。

0引言

智能電網(smartgrid)對提高電網安全、靈活、自愈、互動、經濟、兼容、清潔等方面的水平，推動電力行業(yè)能源結構調整以及可持續(xù)發(fā)展將發(fā)揮至關重要的作用[1]，已成為未來電網的發(fā)展方向[2-5]。

全球性地開展智能電網建設，需要一套能指導其發(fā)展和評估其發(fā)展階段的模型和體系。IBM聯(lián)合美國生產力和質量中心(APQC)以及全球智能電網聯(lián)盟(GIUNC)，提出了智能電網成熟度模型(smartgridmaturitymodel，SGMM)[6]，從策略、管理和監(jiān)管、組織結構、技術、社會與環(huán)境、電網運行、人員及資產管理、產業(yè)鏈的整合、用戶的體驗與管理等9個方面出發(fā)，通過提供一組關鍵性能指標(KPI)來衡量智能電網發(fā)展。智能電網成熟度模型不僅可衡量電力企業(yè)在智能電網方面取得的進展，明確當前所處的階段，而且作為一種戰(zhàn)略和決策的框架，可幫助電力企業(yè)建立一個可分享的智能電網發(fā)展藍圖，同時提供技術、管理和組織方面的指導。

智能電網涵蓋范圍較大，包括了電網規(guī)劃、建設、調度、維護、營銷等電網運營的各個環(huán)節(jié)。在電網運營諸環(huán)節(jié)中，調度環(huán)節(jié)通過信息的獲取、傳輸、處理和反饋等，實現(xiàn)對一次電力系統(tǒng)運行的監(jiān)視、分析和控制，保障電能流通的安全、經濟和優(yōu)質，在智能電網體系中起到“神經中樞”的作用，是電網的大腦。調度環(huán)節(jié)由電網調度中心完成，因此提高調度中心智能調度的業(yè)務水平是智能電網建設的重要和關鍵一環(huán)。

目前，國內外在此領域已開展了一些卓有成效的研究和實踐。在國際上，有PJM先進控制中心[7]、高級配電自動化系統(tǒng)[8]、電力戰(zhàn)略防御系統(tǒng)(SPID)[9]等;在國內，有國家電網的智能調度技術支持系統(tǒng)[10]、華東電網高級調度中心項目群[11]、華北電網安全防御及全過程發(fā)電控制系統(tǒng)[12]等。

上述研究均在一定程度上反映了智能調度的思想和內涵，但出發(fā)點和落腳點不盡相同，且沒有針對智能調度的整體描述，沒有全面詳盡的智能調度建設路線圖。本文將在上述研究的基礎上，借鑒智能電網成熟度模型的思想，給出調度中心智能調度業(yè)務成熟度模型，以期建立統(tǒng)一且適應面廣的能力評估模型和建設指導體系，為調度中心提供可分享的智能調度戰(zhàn)略框架和發(fā)展藍圖。

1調度中心的業(yè)務分析

調度中心是電網運行的調度指揮機構，是負責電網電力調度、運行方式、水調、繼電保護、電力通信、電網調度自動化管理的職能部門。隨著電網發(fā)展和電網管理水平的不斷提高，電力系統(tǒng)運行調度涉及的業(yè)務范圍不斷擴大、業(yè)務量不斷增加，業(yè)務之間的關聯(lián)也越來越緊密。為全面梳理調度中心的業(yè)務，首先從調度中心面臨的問題入手。為實現(xiàn)對電網的調度指揮，調度中心需要解答以下問題：電網正在發(fā)生什么，發(fā)生了什么，為什么發(fā)生，將要發(fā)生什么，以及希望發(fā)生什么?；卮鹕鲜鰡栴}的過程也就是調度中心完成業(yè)務的過程。

因此，調度中心的業(yè)務可以劃分為感知、評估、預測、決策4個層面，如圖1所示。這4個層面構成了調度中心的業(yè)務鏈：通過感知可獲取電網當前的運行狀態(tài)，了解電網正在發(fā)生什么;并在感知的基礎上對電網運行狀態(tài)進行評估，獲知某一時間段內電網運行的總體態(tài)勢，是否發(fā)生了安全穩(wěn)定事故，是否存在隱患和風險，同時對于各種運行狀況，分析其出現(xiàn)的原因，為后續(xù)調度控制提供依據(jù);由于電網的調度控制總是針對未來的(已發(fā)生的事情不能被改變)，因此還需要在評估和分析的基礎上，預測電網將要發(fā)生什么;最后可通過決策，生成相應的控制指令并執(zhí)行，使得電網運行回歸到滿意狀態(tài)，即希望發(fā)生的狀態(tài)。

圖1調度中心業(yè)務劃分

此外，還需對業(yè)務鏈的整體運作能力進行仔細考察。在傳統(tǒng)的調度系統(tǒng)中，業(yè)務鏈中的業(yè)務流程相對固定。但在智能電網環(huán)境下，一方面由于風電等新能源具有隨機性、間歇性強的特性，另一方面由于需要與用戶或其他調度中心進行實時互動，調度中心的業(yè)務鏈將不再是固定的，需要建設具有動態(tài)、高度適應性、及時響應特性的柔性業(yè)務鏈。這也正是智能調度系統(tǒng)與傳統(tǒng)調度系統(tǒng)的最大區(qū)別之處。

國家電網公司研發(fā)的智能電網調度技術支持系統(tǒng)，也反映出了對上述調度中心各項業(yè)務的支持。該系統(tǒng)具有四大類應用：實時監(jiān)視與預警類應用、調度計劃類應用、安全校核類應用和調度管理類應用。其中，實時監(jiān)視與預警類應用包含了調度中心的感知、評估和決策業(yè)務，調度計劃類應用包含了預測業(yè)務，安全校核類應用包含了評估和決策業(yè)務，調度管理類應用則包含了感知業(yè)務以及部分敏捷反應的功能。由此可見，本文所述內容與國內最先進的調度系統(tǒng)具有一致性，與目前調度支持系統(tǒng)各試點單位所做工作也并不沖突，可用于各地智能電網的建設。

2智能調度業(yè)務成熟度模型

智能調度業(yè)務成熟度模型，用于評估調度中心業(yè)務能力，因此需要對感知、預測、評估、決策4項業(yè)務進行階段性的能力評估。同時，由于調度系統(tǒng)的高效率運作不僅需要各方面的良好性能，還需要整個業(yè)務鏈的通力協(xié)作，實現(xiàn)業(yè)務鏈的敏捷反應，因此還需在業(yè)務能力成熟度分析基礎上對業(yè)務鏈進行能力成熟度分析。下文分別從“實時感知、預測未來、運行評估、智能決策”4項業(yè)務和表征業(yè)務鏈的“敏捷反應”出發(fā)，分階段對其能力評估進行分析，從而得到智能調度業(yè)務成熟度模型，如圖2所示。值得一提的是，由于智能調度的發(fā)展需要建立在基礎硬件設施的發(fā)展之上，如數(shù)據(jù)采集、網絡傳輸?shù)?，因此該模型也適用于評估和指導物理電網以及相關輔助設備的發(fā)展。