“数字南方电网”构想

按照这一分级调度架构，“数字南方电网”构架包括基础支撑平台建设、电网数字化建设和智能化建设3个方面，其组成如图2所示。
　　
　　

　　
　　2.1 基础支撑平台的建设
　　
　　⑴围绕信息的获取，需要建立实时同步数据采集系统，它是数字化建设的基础。除了需要进一步提高底层监测系统的实时性外，还要求建立基于全球定位系统（GPS）的面向整个南方电网的时间同步网。
　　
　　⑵针对数据的传输问题，需要建设基础通信平台，它由基础传输网络、数据网络平台、时钟同步系统、安全系统和其他辅助系统构成。其中，基础传输网络为应用系统和数据网络平台提供基础通信通道；数据网络平台在其上提供一个共享带宽、自动路由的业务通道平台；时钟同步系统为同步传输网络提供频率同步信号，维系各同步传输设备链路对接；安全系统除了提供生产系统内的可靠运行保障手段外，还可以减小、消除外网非法攻击，使整个电网系统安全、可靠运行。
　　
　　基础通信平台是数据传输的物理平台，包括覆盖整个南方电网的光纤主通信信道和基于电力载波、微波、通用分组无线业务（GPRS）等其他通信技术的辅助及备用通信信道，通过先进的网络管理技术和容错技术，可以提供一个可靠的高速物理信道给“数字南方电网”的调通中心使用。
　　
　　⑶为保障数据使用的数字化，需要一个数据转换系统，让数据的提供者和使用者能够对数据有一致的理解，即建设一个标准化的数据共享平台，它由通用数据访问接口、公用数据模型和数据交换平台构成。其中，通用数据访问接口实现了数据访问方式与应用的无关性；公用数据模型实现了数据表示与应用的无关性；数据交换平台实现了数据处理与数据位置的无关性。
　　
　　数据共享平台的建设必须依据相关的标准，规范数据的表示方式和交换接口，实现不同系统之间数据格式的转换，以保证数据的无缝共享。可以认为，是一个逻辑的数据传输平台，与基础通信平台共同实现了数据传输的数字化。

　2.2 南方电网数字化建设
　　
　　按照“数字南方电网”的分级调度架构，数据的使用也按网调、省调、地调、区县调分层和分级进行，各层以本级采集的数据为基础，结合上级调度的控制命令和下级提交的量测数据进行本级的智能调度。同时，每级调度均需以数字化形式向上级报告本级的状态，同时通过控制命令调控下级的状态。
　　
　　数字化建设所涉及的信息分为静态信息、动态信息和暂态信息，可以概括为以下几类：
　　
　　⑴电网各组成部分的物理结构和特性数据等静态数据，它们属于静态信息；
　　
　　⑵电网的运行状态数据，按采样间隔又可分为暂态信息（如纳秒级的故障录波、毫秒级的保护）和动态信息（如秒级的监控与数据采集（SCADA）），一些非关键的计量信息还可能更长（如用户计量数据）；
　　
　　⑶控制策略与运行参数整定数据；
　　
　　⑷预测和计划数据，其实时性要求不太高；
　　
　　⑸历史数据，包括正常运行状态的保存和故障录波信息。
　　
　　基础支撑平台实现了数据获取和传输的数字化，并为数据使用的数字化提供了支撑。依托该平台，南方电网数字化建设的任务就是在生产管理和运行管理中实现数据使用的数字化。
　　
　　生产管理的数字化主要包括以下内容：
　　
　　⑴设备的数字化管理。首先要实现终端设备测量、保护、控制、通信的一体化，然后在此基础上实现对设备“健康状况”的数字化监测，从而进一步实现对设备检修、维护、更新的数字化管理，达到真正意义上的状态检修。
　　
　　⑵营销的数字化管理。需要对与生产相关的内容进行数字化管理（如购电和辅助服务合同、日中电力市场、需求侧管理等），更重要的是要将这些数据提供给调度运行系统使用，从而使得调度决策的依据更为全面和可靠。
　　
　　运行管理的数字化其建设可进一步划分为分析决策和决策执行2个层面。
　　
　　分析决策通常由调度中心完成，包括：
　　
　　⑴数字化输电调度系统。需要建立综合调度平台和运行在其上的常规分析系统，由调度员根据分析结果制定调度决策，并通过统一的指令下达系统下发，其目标是实现在分析系统辅助下的调度员决策系统。
　　
　　⑵数字化配电网调度系统。需要建设一体化的配网调度自动化系统，将传统的配电网业务和负荷管理、分布式电源管理纳入统一的框架之下。
　　
　　⑶数字化输电线路。要求实现输电线路的移动巡检和监测，同时对线路关键指标进行动态监测，在实现输电线路可视化监测的基础上，利用地理信息系统（GIS）技术实现线路的自动化管理。
　　
　　为了确保调度决策的准确、可靠执行，需要对执行系统进行如下的改造或建设：
　　
　　⑴数字化发电管理。是指针对主力发电厂的管理。主力发电厂一般直接连接到输电网，由输电调度进行管理，它需要对现有发电厂进行改造，实现一次、二次和通信接口的标准化，并在此基础上将机组的启停和调控纳入输电调度的自动化管理系统中。
　　
　　⑵数字化变电站。需要实现变电站的数据采集、保护、控制、数据通信的数字化。其中，数据采集、保护、控制和站内数据通信的数字化应参照IEC61850进行建设和改造，而与调度系统的数据通信数字化则应在国际电工委员会第57技术委员会（IECTC57）标准的框架下选择合适的方式进行。
　　
　　2.3 南方电网智能化建设
　　
　　南方电网将逐步实现智能系统对调度员工作的替代，完成从分析系统辅助下的调度员决策向调度员辅助下的智能化决策的转变。同时，将负荷、实时电价、分布式电源纳入智能调度的直接监管之下，使得南方电网具备自动恢复到安全稳定状态的能力，实现电网的自愈功能。主要包括以下建设内容：
　　
　　⑴智能调度系统∞]（包括输电调度和配电调度）。是南方电网智能化建设的核心，其通过一组智能化分析模块对系统当前状态进行实时的评估乃至超实时的预估，对于可能出现的不满意状况，启动相应的决策模块制定解决策略，这些策略可以由调度员确认后执行，也可以自动执行。为配合智能决策的执行，调度决策的执行系统必须与决策系统拥有一致的行为模式，它们共同构成混成自动控制系统。在系统给出的调度运行架构中，各部分的职能都非常清晰，使得一些复杂的控制逻辑能够纳入简单的框架之中，可以确保多目标综合趋优控制的理想得以实现。