調度中心智能調度業(yè)務(wù)成熟度模型及其應用

摘要：提升調度中心智能調度業(yè)務(wù)能力是智能電網(wǎng)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(wù)成熟度模型。文中首先將調度中心的業(yè)務(wù)歸結為感知、預測、評估和決策4個(gè)方面，這4個(gè)方面構成了調度中心的業(yè)務(wù)鏈。然后針對單個(gè)業(yè)務(wù)能力和業(yè)務(wù)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(wù)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(wǎng)(smartgrid)對提高電網(wǎng)安全、靈活、自愈、互動(dòng)、經(jīng)濟、兼容、清潔等方面的水平，推動(dòng)電力行業(yè)能源結構調整以及可持續發(fā)展將發(fā)揮至關(guān)重要的作用[1]，已成為未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向[2-5]。

全球性地開(kāi)展智能電網(wǎng)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(chǎn)力和質(zhì)量中心(APQC)以及全球智能電網(wǎng)聯(lián)盟(GIUNC)，提出了智能電網(wǎng)成熟度模型(smartgridmaturitymodel，SGMM)[6]，從策略、管理和監管、組織結構、技術(shù)、社會(huì )與環(huán)境、電網(wǎng)運行、人員及資產(chǎn)管理、產(chǎn)業(yè)鏈的整合、用戶(hù)的體驗與管理等9個(gè)方面出發(fā)，通過(guò)提供一組關(guān)鍵性能指標(KPI)來(lái)衡量智能電網(wǎng)發(fā)展。智能電網(wǎng)成熟度模型不僅可衡量電力企業(yè)在智能電網(wǎng)方面取得的進(jìn)展，明確當前所處的階段，而且作為一種戰略和決策的框架，可幫助電力企業(yè)建立一個(gè)可分享的智能電網(wǎng)發(fā)展藍圖，同時(shí)提供技術(shù)、管理和組織方面的指導。

智能電網(wǎng)涵蓋范圍較大，包括了電網(wǎng)規劃、建設、調度、維護、營(yíng)銷(xiāo)等電網(wǎng)運營(yíng)的各個(gè)環(huán)節。在電網(wǎng)運營(yíng)諸環(huán)節中，調度環(huán)節通過(guò)信息的獲取、傳輸、處理和反饋等，實(shí)現對一次電力系統運行的監視、分析和控制，保障電能流通的安全、經(jīng)濟和優(yōu)質(zhì)，在智能電網(wǎng)體系中起到“神經(jīng)中樞”的作用，是電網(wǎng)的大腦。調度環(huán)節由電網(wǎng)調度中心完成，因此提高調度中心智能調度的業(yè)務(wù)水平是智能電網(wǎng)建設的重要和關(guān)鍵一環(huán)。

目前，國內外在此領(lǐng)域已開(kāi)展了一些卓有成效的研究和實(shí)踐。在國際上，有PJM先進(jìn)控制中心[7]、高級配電自動(dòng)化系統[8]、電力戰略防御系統(SPID)[9]等;在國內，有國家電網(wǎng)的智能調度技術(shù)支持系統[10]、華東電網(wǎng)高級調度中心項目群[11]、華北電網(wǎng)安全防御及全過(guò)程發(fā)電控制系統[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(diǎn)和落腳點(diǎn)不盡相同，且沒(méi)有針對智能調度的整體描述，沒(méi)有全面詳盡的智能調度建設路線(xiàn)圖。本文將在上述研究的基礎上，借鑒智能電網(wǎng)成熟度模型的思想，給出調度中心智能調度業(yè)務(wù)成熟度模型，以期建立統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略框架和發(fā)展藍圖。

1調度中心的業(yè)務(wù)分析

調度中心是電網(wǎng)運行的調度指揮機構，是負責電網(wǎng)電力調度、運行方式、水調、繼電保護、電力通信、電網(wǎng)調度自動(dòng)化管理的職能部門(mén)。隨著(zhù)電網(wǎng)發(fā)展和電網(wǎng)管理水平的不斷提高，電力系統運行調度涉及的業(yè)務(wù)范圍不斷擴大、業(yè)務(wù)量不斷增加，業(yè)務(wù)之間的關(guān)聯(lián)也越來(lái)越緊密。為全面梳理調度中心的業(yè)務(wù)，首先從調度中心面臨的問(wèn)題入手。為實(shí)現對電網(wǎng)的調度指揮，調度中心需要解答以下問(wèn)題：電網(wǎng)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?wèn)題的過(guò)程也就是調度中心完成業(yè)務(wù)的過(guò)程。

因此，調度中心的業(yè)務(wù)可以劃分為感知、評估、預測、決策4個(gè)層面，如圖1所示。這4個(gè)層面構成了調度中心的業(yè)務(wù)鏈：通過(guò)感知可獲取電網(wǎng)當前的運行狀態(tài)，了解電網(wǎng)正在發(fā)生什么;并在感知的基礎上對電網(wǎng)運行狀態(tài)進(jìn)行評估，獲知某一時(shí)間段內電網(wǎng)運行的總體態(tài)勢，是否發(fā)生了安全穩定事故，是否存在隱患和風(fēng)險，同時(shí)對于各種運行狀況，分析其出現的原因，為后續調度控制提供依據;由于電網(wǎng)的調度控制總是針對未來(lái)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(wǎng)將要發(fā)生什么;最后可通過(guò)決策，生成相應的控制指令并執行，使得電網(wǎng)運行回歸到滿(mǎn)意狀態(tài)，即希望發(fā)生的狀態(tài)。

圖1調度中心業(yè)務(wù)劃分

此外，還需對業(yè)務(wù)鏈的整體運作能力進(jìn)行仔細考察。在傳統的調度系統中，業(yè)務(wù)鏈中的業(yè)務(wù)流程相對固定。但在智能電網(wǎng)環(huán)境下，一方面由于風(fēng)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(hù)或其他調度中心進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，調度中心的業(yè)務(wù)鏈將不再是固定的，需要建設具有動(dòng)態(tài)、高度適應性、及時(shí)響應特性的柔性業(yè)務(wù)鏈。這也正是智能調度系統與傳統調度系統的最大區別之處。

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

2智能調度業(yè)務(wù)成熟度模型

智能調度業(yè)務(wù)成熟度模型，用于評估調度中心業(yè)務(wù)能力，因此需要對感知、預測、評估、決策4項業(yè)務(wù)進(jìn)行階段性的能力評估。同時(shí)，由于調度系統的高效率運作不僅需要各方面的良好性能，還需要整個(gè)業(yè)務(wù)鏈的通力協(xié)作，實(shí)現業(yè)務(wù)鏈的敏捷反應，因此還需在業(yè)務(wù)能力成熟度分析基礎上對業(yè)務(wù)鏈進(jìn)行能力成熟度分析。下文分別從“實(shí)時(shí)感知、預測未來(lái)、運行評估、智能決策”4項業(yè)務(wù)和表征業(yè)務(wù)鏈的“敏捷反應”出發(fā)，分階段對其能力評估進(jìn)行分析，從而得到智能調度業(yè)務(wù)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，如數據采集、網(wǎng)絡(luò )傳輸等，因此該模型也適用于評估和指導物理電網(wǎng)以及相關(guān)輔助設備的發(fā)展。