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摘要：

我國(guó)未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)具有高比例間歇式清潔能源大范圍消納，與周邊國(guó)家聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)以及會(huì)大量應(yīng)用VSC電壓源換相直流輸電等特征，交直流電網(wǎng)相互影響的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度加快。要滿足大電網(wǎng)安全穩(wěn)定需求，重要的基礎(chǔ)是建設(shè)發(fā)展控制保護(hù)專用信息通信網(wǎng)（ControlandProtectionDedicatedNetwork，CPDN）（簡(jiǎn)稱控制保護(hù)專網(wǎng)），實(shí)現(xiàn)大范圍多類型電網(wǎng)信息交互、融合。D-5000的WAMS系統(tǒng)因時(shí)滯長(zhǎng)難以承擔(dān)控制的任務(wù)。控制保護(hù)專網(wǎng)信息中心級(jí)別按照信息中轉(zhuǎn)兩層架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備接入安全識(shí)別、信息流量控制、信息優(yōu)先級(jí)調(diào)度等功能。控制保護(hù)專網(wǎng)原型系統(tǒng)已經(jīng)在華中電網(wǎng)建成投運(yùn)，新一代控制保護(hù)專網(wǎng)建成后，能夠?qū)崿F(xiàn)控制與保護(hù)系統(tǒng)之間的信息交換，有利于相互之間協(xié)調(diào)；安控系統(tǒng)將具有感知電網(wǎng)運(yùn)行趨勢(shì)的能力，有助于安全與效率之間的平衡；調(diào)度自動(dòng)化業(yè)務(wù)遷移至控制保護(hù)專網(wǎng)后，性能指標(biāo)將得到提升。控制保護(hù)專網(wǎng)的建設(shè)將是電網(wǎng)運(yùn)行控制水平大幅提升的重要基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：

全球能源互聯(lián)網(wǎng)；控制保護(hù)專網(wǎng)；信息轉(zhuǎn)運(yùn)及控制；架構(gòu)

引言

目前，我國(guó)電網(wǎng)已經(jīng)到了非常特殊的發(fā)展時(shí)期，電網(wǎng)的特點(diǎn)和特征比較突出。同步電網(wǎng)裝機(jī)容量規(guī)模已經(jīng)位居世界前列，最高電壓等級(jí)、最大輸電容量的特高壓交直流工程和電網(wǎng)已經(jīng)建成投運(yùn)多年，并初步形成特高壓交直流電網(wǎng)，同一送端電網(wǎng)、同一受端電網(wǎng)接入超/特高壓直流工程數(shù)量和容量規(guī)模在全球是獨(dú)一無(wú)二的[1]。不遠(yuǎn)的將來(lái)，我國(guó)將首先推動(dòng)“一帶一路”周邊國(guó)家電網(wǎng)互聯(lián)互通，進(jìn)而實(shí)質(zhì)性推動(dòng)構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，因此需要更大范圍傳輸清潔綠色能源[2]。此外，我國(guó)電力行業(yè)工程師駕馭大電網(wǎng)安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行能力面臨著新的考驗(yàn)，需要面對(duì)有挑戰(zhàn)性的新需求。

1電網(wǎng)發(fā)展控制特點(diǎn)及其對(duì)信息通信技術(shù)的需求分析

1.1高比例間歇式清潔能源發(fā)電是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的主要形態(tài)，需要發(fā)展結(jié)合多源信息的新型運(yùn)行控制技術(shù)

根據(jù)我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014年—2020年），風(fēng)電重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)酒泉、蒙西、蒙東、冀北、吉林、黑龍江、山東、哈密、江蘇等9個(gè)大型現(xiàn)代風(fēng)電基地，到2020年，風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到2億kW。風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模接近華北或華中或華東2016年電網(wǎng)裝機(jī)水平，華北、華中、華東、西北及東北電網(wǎng)消納風(fēng)電比例約20%~30%。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，無(wú)論是從國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的視角來(lái)看，中國(guó)應(yīng)對(duì)全球氣候變化責(zé)任壓力都在持續(xù)加大，高比例（10%~50%）風(fēng)電、光伏等清潔能源消納是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的主要形態(tài)[2]。風(fēng)電、光伏等清潔能源發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性特點(diǎn)，風(fēng)電發(fā)電負(fù)荷較大區(qū)間一般在后半夜，電網(wǎng)負(fù)荷處于低谷，在北方供暖期間熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組以供熱定電模式為主，電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻壓力巨大。電網(wǎng)調(diào)峰主要依據(jù)調(diào)度發(fā)電計(jì)劃曲線及依靠調(diào)度自動(dòng)化AGC系統(tǒng)協(xié)調(diào)，調(diào)整常規(guī)發(fā)電機(jī)機(jī)組、抽蓄機(jī)組等出力，調(diào)整響應(yīng)時(shí)間一般在分鐘級(jí)。電網(wǎng)調(diào)頻也是依靠常規(guī)發(fā)電機(jī)包括抽蓄機(jī)組，根據(jù)頻率偏差自動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速器及原動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功率調(diào)整。依據(jù)儲(chǔ)能情況（如火電原動(dòng)機(jī)壓力包、水電水頭）調(diào)整響應(yīng)時(shí)間一般在秒級(jí)至數(shù)秒級(jí)甚至到分鐘級(jí)范圍。電網(wǎng)應(yīng)對(duì)更高比例間歇式清潔能源發(fā)電的策略，一方面需要建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的交直流混聯(lián)電網(wǎng)，包括發(fā)展配套的抽水蓄能及電化學(xué)儲(chǔ)能等大規(guī)模電量型儲(chǔ)能系統(tǒng)，為大規(guī)模、高比例間歇式清潔能源發(fā)電消納提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ)；另一方面，風(fēng)電和光伏發(fā)電短期功率預(yù)測(cè)已基本實(shí)現(xiàn)大范圍應(yīng)用，對(duì)于提高電網(wǎng)更高精度的發(fā)電調(diào)峰和調(diào)頻控制具有工程應(yīng)用價(jià)值，結(jié)合大范圍采集電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、物聯(lián)設(shè)備等多源信息的系統(tǒng)運(yùn)行控制薄弱環(huán)節(jié)分析、調(diào)峰/調(diào)頻能力分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電場(chǎng)主動(dòng)功率調(diào)整，提升整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行控制水平。

1.2特高壓直流送端同方向、受端同方向并以捆狀

輸電，需要發(fā)展利用多源信息的新型交直流混聯(lián)電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)±800kV天山—中州特高壓工程額定輸送容量達(dá)800萬(wàn)kW、輸電距離2191.5km，于2014年1月13日完成全部系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)并正式投運(yùn)，是我國(guó)首個(gè)送端風(fēng)電與火電以打捆配套建設(shè)電源方式并大規(guī)模遠(yuǎn)距離送出工程[3]。2017—2018年，還將陸續(xù)投運(yùn)以風(fēng)電與火電以打捆配套建設(shè)電源方式的±800kV、800萬(wàn)kW酒泉—湖南、1000萬(wàn)kW錫盟—江蘇2條特高壓工程。預(yù)計(jì)到2020年，送端西北、華北、東北“三北”并且受端在華北~華中~華東方向的直流工程將達(dá)到20多回[4-5]。當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展存在“強(qiáng)直弱交”現(xiàn)象，特高壓直流的建設(shè)投運(yùn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)特高壓交流，交流電網(wǎng)可能難以承受故障轉(zhuǎn)移功率沖擊或者難以為多回特高壓或超高壓常規(guī)直流電網(wǎng)換相換流器（LineCommutatedConverter，LCC）提供有效的電壓支撐，交流系統(tǒng)存在薄弱環(huán)節(jié)，還可能反過(guò)來(lái)限制特高壓直流輸送能力[6]。如2015年9月19日，錦蘇特高壓直流帶負(fù)荷540萬(wàn)kW發(fā)生雙極閉鎖，造成華東電網(wǎng)頻率跌落至49.563Hz、越限持續(xù)207s，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定造成嚴(yán)重影響[7]。為解決“強(qiáng)直弱交”問(wèn)題并保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，一方面需要按照“強(qiáng)直強(qiáng)交”原則構(gòu)建交直流協(xié)調(diào)發(fā)展交直流混聯(lián)特高壓電網(wǎng)；另一方面，客觀上電網(wǎng)已經(jīng)形成送端同方向、受端同方向、直流落點(diǎn)密集多條直流捆狀群，可能影響的范圍更加嚴(yán)重，客觀上需要考慮利用多源信息，加強(qiáng)直流捆狀群與交流電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制能力，更好地應(yīng)對(duì)大規(guī)模、高比例間歇式清潔能源大范圍消納。

1.3電力系統(tǒng)一次設(shè)備“電力電子化”特征發(fā)展趨勢(shì)明顯，需要發(fā)展與此相適應(yīng)的快速安全穩(wěn)定控制技術(shù)

隨著大功率絕緣柵雙極型晶體管（InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT）、脈寬調(diào)制（PulseWidthModulation，PWM）和多電平控制等技術(shù)的成熟，國(guó)內(nèi)自換相的電壓源換流器（VoltageSourceConverter，VSC）直流實(shí)現(xiàn)了示范工程應(yīng)用[8]。上海南匯、廣東南澳、浙江舟山等以電纜線路輸電形式的多端柔直工程已經(jīng)建成投運(yùn)，即將規(guī)劃建設(shè)渝鄂±500kV背靠背柔直工程，以及以架空線路輸電形式的±500kV張北柔直電網(wǎng)科技示范工程，工程計(jì)劃于2018年前后建成投運(yùn)。張北柔直電網(wǎng)工程將重點(diǎn)示范的安全穩(wěn)定控制關(guān)鍵技術(shù)主要有：純風(fēng)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)并且無(wú)常規(guī)同步電源電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)，直流電網(wǎng)與落點(diǎn)交流電網(wǎng)有功功率和頻率類、無(wú)功功率和電壓類的協(xié)調(diào)控制技術(shù)，以及直流電網(wǎng)與風(fēng)電、光伏、抽水蓄能等多能源發(fā)電協(xié)調(diào)控制技術(shù)等。LCC常規(guī)直流采用晶閘管只能控制導(dǎo)通而不能控制關(guān)斷，通過(guò)控制觸發(fā)角實(shí)現(xiàn)直流電壓一個(gè)維度調(diào)整控制；VSC直流采用基于IGBT和與之反并聯(lián)二極管組成基本模塊的核心部分，可控制導(dǎo)通和關(guān)斷，進(jìn)行2個(gè)有功類和無(wú)功類維度調(diào)整控制[9]。因此VSC柔直的動(dòng)態(tài)響應(yīng)比常規(guī)直流響應(yīng)更快，柔直電網(wǎng)可控制的目標(biāo)也隨著節(jié)點(diǎn)規(guī)模的增加而增加。為充分利用柔直電網(wǎng)“電力電子化”特征明顯的快速響應(yīng)性能，需要依靠控制信號(hào)傳輸時(shí)滯小、容量大、覆蓋范圍廣的信息通信處理技術(shù)，利用風(fēng)電和光伏發(fā)電短期功率預(yù)測(cè)、D-5000調(diào)度自動(dòng)化、交直流電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)等多源信息，滿足柔直電網(wǎng)與交流系統(tǒng)間多元化控制的需求和多目標(biāo)控制可能需要協(xié)調(diào)的需求，也可以適應(yīng)未來(lái)電網(wǎng)高比例間歇式清潔能源發(fā)電大范圍消納的需求[10]。

2與安全穩(wěn)定分析控制業(yè)務(wù)相關(guān)的信息通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

從大電網(wǎng)安全穩(wěn)定計(jì)算分析和控制的角度來(lái)看，信息通信技術(shù)涉及安全穩(wěn)定控制專用通道、調(diào)度自動(dòng)化D-5000平臺(tái)SCADA/EMS系統(tǒng)和WAMS系統(tǒng)，以及智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.1電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制信息通信專用通道

采用專用信息傳輸時(shí)滯小，數(shù)據(jù)傳輸可靠性較高。即使在信息通信通道檢修情況下通道也能夠?qū)崿F(xiàn)“一主一備”模式運(yùn)行，能夠在300ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)從信號(hào)觸發(fā)、處理到安全穩(wěn)定控制裝置動(dòng)作完畢全過(guò)程[11]。安控系統(tǒng)對(duì)于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要作用，目前已經(jīng)投運(yùn)的安控系統(tǒng)相互間并沒(méi)有信息交互，處于信息孤島狀態(tài)，適應(yīng)未來(lái)電網(wǎng)多目標(biāo)、多約束條件下安全穩(wěn)定控制的壓力較大。

2.2調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)

SCADA系統(tǒng)承擔(dān)EMS調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)采集等任務(wù)，基本理念是假設(shè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)在分鐘級(jí)范圍內(nèi)變化不大。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定計(jì)算分析功能是EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)中近幾年逐步接近于成熟的業(yè)務(wù)，是調(diào)度運(yùn)行人員了解和掌握電網(wǎng)安全穩(wěn)定特性的重要手段之一。面向安全穩(wěn)定分析業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)及不足分別表現(xiàn)在以下幾方面。優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算分析所需數(shù)據(jù)量豐富，潮流計(jì)算所需的電源開(kāi)機(jī)、電網(wǎng)一次設(shè)備投運(yùn)狀態(tài)及變電站負(fù)荷等電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)等主網(wǎng)信息均能夠提供，基本可以滿足計(jì)算分析業(yè)務(wù)需要。不足：難以實(shí)現(xiàn)安控裝置動(dòng)作邏輯模擬功能，原因是廠家多、裝置量大而廣，接口很難接入在線安全分析系統(tǒng)，較難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)校核安控策略對(duì)當(dāng)前狀態(tài)適應(yīng)性的功能。WAMS系統(tǒng)包括PMU裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，應(yīng)用最多的是系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和記錄、故障錄波；其次是用于基于實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)的電網(wǎng)運(yùn)行軌跡分析，如小干擾穩(wěn)定分析和擾動(dòng)源定位等功能。基于WAMS系統(tǒng)的穩(wěn)定控制理論上研究的較多，用于安全穩(wěn)定實(shí)際控制的成功案例幾乎沒(méi)有，究其原因首先是用于控制的信息傳輸機(jī)制欠缺，在建設(shè)設(shè)計(jì)階段沒(méi)有提出應(yīng)用于控制的需求以及欠缺大量控制信息傳輸時(shí)如何處理的方法，WAMS系統(tǒng)只是定位于錄波和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其正常運(yùn)行時(shí)時(shí)滯可能很小，但通信鏈路檢修狀態(tài)下時(shí)滯可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)秒級(jí)，難以滿足安全穩(wěn)定控制信息對(duì)時(shí)滯、通道可靠性等方面的要求；其次是采用IP尋址技術(shù)，大量信息時(shí)存在網(wǎng)絡(luò)阻塞問(wèn)題。

2.3智能變電站

智能變電站發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力之一來(lái)自設(shè)備層面，節(jié)約人力和物力資源以及環(huán)境資源，提升變電站運(yùn)行效率。與以模擬量量測(cè)信號(hào)為特征的常規(guī)變電站相比較，智能變電站信息化、網(wǎng)絡(luò)化程度較高，變電器、開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備和電力系統(tǒng)自動(dòng)控制裝置二次設(shè)備狀態(tài)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)可采集、匯總的信息倍增，變電站包括自動(dòng)控制、運(yùn)維效率等業(yè)務(wù)在內(nèi)的運(yùn)行水平顯著提升。從大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制的角度來(lái)看，雖然智能變電站可以利用的信息容易獲得、控制輸出也更易實(shí)現(xiàn)，智能變電站的控制對(duì)象為變壓器抽頭調(diào)整等站內(nèi)慢速過(guò)程的調(diào)整、低頻/低壓減載等電網(wǎng)安全穩(wěn)定第三道防線設(shè)備的控制對(duì)信息通信時(shí)間響應(yīng)性能要求不高。但電網(wǎng)安全穩(wěn)定第一和第二道防線，對(duì)信息通信時(shí)間響應(yīng)性能要求較高。智能變電站如果緊急控制期間出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)阻塞或丟包等問(wèn)題，將增加信息通信時(shí)延，對(duì)穩(wěn)定控制效果不利[12]。

2.4控制保護(hù)專網(wǎng)原型系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和分析

國(guó)家863計(jì)劃“提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定和運(yùn)行效率的柔性控制技術(shù)”課題研究了大電網(wǎng)智能柔性控制系統(tǒng)，在華中電網(wǎng)成功進(jìn)行了示范應(yīng)用以及長(zhǎng)期運(yùn)行，華中跨區(qū)交直流協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)工程具備9回直流和交流系統(tǒng)共70個(gè)信號(hào)的協(xié)調(diào)處理能力，除具備直流緊急功率控制功能外，還具備直流功率調(diào)制和直流阻尼調(diào)制等功能，驗(yàn)證了基于多源信息中轉(zhuǎn)調(diào)度模式的跨區(qū)協(xié)調(diào)控制工程實(shí)施可行性，提升了電網(wǎng)運(yùn)行效率和安全穩(wěn)定水平[11]。圖1為示范工程控制保護(hù)專網(wǎng)原型系統(tǒng)，站間流向?yàn)樾畔⑼ǖ馈Ｔ谑痉豆こ虒?shí)施過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)為：WAMS系統(tǒng)信息傳輸時(shí)滯長(zhǎng)，難以滿足廣域控制對(duì)信息高速、可靠傳輸?shù)囊螅豢刂朴眯畔⑼ㄐ畔到y(tǒng)多采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形式，未實(shí)現(xiàn)信息聯(lián)網(wǎng)，信息難以實(shí)現(xiàn)共享、利用率低；控制信息與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)彼此孤立，難以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。信息化是智能電網(wǎng)發(fā)展的重要特征之一，在配用電側(cè)尤為重要，主網(wǎng)具備多源數(shù)據(jù)融合、滿足多業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸需求的信息通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)智能分析與廣域協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)。隨著國(guó)家能源戰(zhàn)略對(duì)特高壓交直流發(fā)展計(jì)劃中“四交、四直”的落實(shí)，大規(guī)模新能源基地及其送出工程的投入建成，以“三華”電網(wǎng)為中心的特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的“強(qiáng)直弱交”特征更為突出，大電網(wǎng)的安全、高效運(yùn)行需要以更為靈活、可靠、高速的信息通信體系為基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定分析及控制系統(tǒng)作為必要的保障。必須研究基于廣域多源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)中轉(zhuǎn)處理的穩(wěn)定控制信息通信體系架構(gòu)及具有可操作性的構(gòu)建方案和運(yùn)行控制措施，滿足安全穩(wěn)定控制實(shí)時(shí)性和可靠性的要求，解決不同安控系統(tǒng)信息的“孤島”問(wèn)題、原有WAMS系統(tǒng)時(shí)延至少數(shù)秒和難以承載海量實(shí)時(shí)信息傳輸問(wèn)題以及連鎖故障防御仍處于被動(dòng)防御狀態(tài)等難題。安控、WAMS、智能變電站及控制保護(hù)專網(wǎng)穩(wěn)定控制性能和功能拓展性能比較如表1所示。

2.5控制保護(hù)專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)思路及核心功能要點(diǎn)

從以上分析可以看出，與安全穩(wěn)定分析控制相關(guān)的信息通信業(yè)務(wù)雖然能夠滿足當(dāng)前電網(wǎng)的需要，但難以滿足未來(lái)電網(wǎng)的需要，有必要建成面向電網(wǎng)安全穩(wěn)定業(yè)務(wù)需要的控制保護(hù)專網(wǎng)。控制保護(hù)專網(wǎng)的建設(shè)要點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)信息通信流可管、可控，并可以管理安全穩(wěn)定控制類設(shè)備的自動(dòng)接入身份識(shí)別。從帶寬及利用率、業(yè)務(wù)承載能力等方面來(lái)看，SDH/MSTP業(yè)務(wù)小范圍用于安全穩(wěn)定分析控制已是成熟技術(shù)，但用于應(yīng)對(duì)大范圍、大容量安全穩(wěn)定控制信息交換其承載能力壓力較大。需要考慮采用PTN技術(shù)，設(shè)備帶寬達(dá)到1000M和10G，業(yè)務(wù)承載性能更好，實(shí)際成熟時(shí)應(yīng)考慮優(yōu)先采用[12]。此外，對(duì)于輸電距離達(dá)到數(shù)千km或者對(duì)于通信時(shí)滯敏感場(chǎng)景，可以考慮載波通信技術(shù)，類似于股票信息交換技術(shù)也可利用，大量信息同時(shí)觸發(fā)，可靠性也較高。

3控制保護(hù)專網(wǎng)關(guān)鍵支撐技術(shù)及應(yīng)用前景

3.1關(guān)鍵技術(shù)

從未來(lái)適應(yīng)高比例清潔能源消納的電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)以及電網(wǎng)安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制的需求分析，未來(lái)電網(wǎng)需要發(fā)展?jié)M足安全控制大范圍信息交換、捆狀多換流站間協(xié)調(diào)控制等方面的技術(shù)，發(fā)展基于控制保護(hù)專網(wǎng)的跨區(qū)大容量輸電交直流電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)，核心是實(shí)現(xiàn)原有安全穩(wěn)定控制專網(wǎng)、調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)、站域網(wǎng)等信通網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制保護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)融合，特征是具備信息傳輸通道和信息流的“調(diào)度”管控能力、管控多廠家信通和安控以及監(jiān)測(cè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化接入，適應(yīng)我國(guó)電力市場(chǎng)化復(fù)雜運(yùn)行條件、大范圍和高比例間歇式清潔能源消納等背景下的安全穩(wěn)定分析與控制業(yè)務(wù)發(fā)展需要。主要關(guān)鍵支撐技術(shù)體現(xiàn)在以下幾方面。

1）控制保護(hù)專網(wǎng)信息通信通道架構(gòu)和信息管控及設(shè)備研制。主要研究建設(shè)控制保護(hù)專網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)路線及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，制定控制保護(hù)專網(wǎng)安全防護(hù)、信息交換標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)信息通信硬件管控平臺(tái)（核心芯片）、軟件管控平臺(tái)，研制適應(yīng)控制保護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式的信通設(shè)備。

2）基于控制保護(hù)專網(wǎng)的交直流協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究。研發(fā)適應(yīng)更多直流信息交互、具備連續(xù)換相失敗防御的交直流協(xié)調(diào)控制方法；借鑒運(yùn)行方式計(jì)算數(shù)據(jù)安排的思路，研究結(jié)合實(shí)時(shí)信息等多源信息的跨區(qū)輸電穩(wěn)定特性、安控策略校核方法；研究基于多源信息的連鎖故障主動(dòng)防御技術(shù)，包括聯(lián)絡(luò)線振蕩中心廣域快解和振蕩軌跡預(yù)測(cè)解列技術(shù)。

3）基于控制保護(hù)專網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制關(guān)鍵設(shè)備研制。研制監(jiān)測(cè)與控制一體化設(shè)備，監(jiān)測(cè)設(shè)備支持控制信號(hào)、支持物聯(lián)設(shè)備信息處理、支持電磁暫態(tài)記錄、支持控制設(shè)備自適應(yīng)模塊化接入，解決在役PMU錄波性能不一致、對(duì)控制支撐薄弱問(wèn)題；研制能夠遠(yuǎn)程維護(hù)、支持多源信息接入的安控裝置；研究與直流、安控設(shè)備信息交互的接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4）研發(fā)支撐全球能源互聯(lián)網(wǎng)格局的信息通信架構(gòu)及設(shè)備研制。研發(fā)支撐多業(yè)務(wù)并且信息安全符合防護(hù)要求的大容量、高性能信息通信技術(shù)，研制自適應(yīng)安全身份識(shí)別和辨識(shí)等關(guān)鍵設(shè)備，突破PTN技術(shù)瓶頸。

3.2應(yīng)用前景

控制保護(hù)專網(wǎng)建成后，能夠?qū)崿F(xiàn)控制與保護(hù)系統(tǒng)之間的信息交換，有利于相互之間協(xié)調(diào)；安控系統(tǒng)將具有感知電網(wǎng)運(yùn)行趨勢(shì)的能力，有助于安全與效率之間的平衡；調(diào)度自動(dòng)化業(yè)務(wù)遷移至控制保護(hù)專網(wǎng)后，在線安全分析等高級(jí)應(yīng)用數(shù)據(jù)質(zhì)量等性能指標(biāo)將得到提升；安控裝置動(dòng)作邏輯實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)后將能夠?qū)崿F(xiàn)安控策略實(shí)時(shí)分析校核；交直流協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)將具備更廣域的控制能力，能夠?qū)崿F(xiàn)直流送端與受端聯(lián)合多回直流相繼長(zhǎng)時(shí)間換相失敗的交直流系統(tǒng)主動(dòng)防御，控制保護(hù)專網(wǎng)應(yīng)用前景廣闊。

4結(jié)語(yǔ)

基于國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目配套跨區(qū)交直流協(xié)調(diào)控制示范工程成功經(jīng)驗(yàn)，為適應(yīng)我國(guó)未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)以及全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)發(fā)展需求，提出了發(fā)展廣域交直流協(xié)調(diào)控制技術(shù)的思路，重點(diǎn)建設(shè)控制保護(hù)專網(wǎng)，重點(diǎn)研發(fā)接入控制保護(hù)專網(wǎng)的新型安控裝備和信通管控平臺(tái)和設(shè)備，同時(shí)也需要實(shí)現(xiàn)針對(duì)跨區(qū)輸電結(jié)合多源信息分析和控制技術(shù)上的突破。實(shí)現(xiàn)故障跨區(qū)影響傳導(dǎo)的預(yù)防性協(xié)調(diào)控制，是一種適應(yīng)于大電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)的跨換代技術(shù)，對(duì)于安全穩(wěn)定控制保護(hù)技術(shù)的發(fā)展具有重大影響和示范作用。

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作者：卜廣全 趙兵 胡濤 于之虹 單位：中國(guó)電力科學(xué)研究院