調(diào)度中心智能調(diào)度業(yè)務(wù)成熟度模型及其應(yīng)用

摘要：提升調(diào)度中心智能調(diào)度業(yè)務(wù)能力是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要一環(huán)，需要一套能指導(dǎo)其發(fā)展和評(píng)估其發(fā)展階段的模型和體系，即調(diào)度中心智能調(diào)度業(yè)務(wù)成熟度模型。文中首先將調(diào)度中心的業(yè)務(wù)歸結(jié)為感知、預(yù)測、評(píng)估和決策4個(gè)方面，這4個(gè)方面構(gòu)成了調(diào)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(biāo)準(zhǔn)，最終形成了調(diào)度中心智能調(diào)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(shè)智能調(diào)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(jì)、兼容、清潔等方面的水平，推動(dòng)電力行業(yè)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整以及可持續(xù)發(fā)展將發(fā)揮至關(guān)重要的作用[1]，已成為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向[2-5]。

全球性地開展智能電網(wǎng)建設(shè)，需要一套能指導(dǎo)其發(fā)展和評(píng)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(jiān)管、組織結(jié)構(gòu)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境、電網(wǎng)運(yùn)行、人員及資產(chǎn)管理、產(chǎn)業(yè)鏈的整合、用戶的體驗(yàn)與管理等9個(gè)方面出發(fā)，通過提供一組關(guān)鍵性能指標(biāo)(KPI)來衡量智能電網(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(dāng)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(gè)可分享的智能電網(wǎng)發(fā)展藍(lán)圖，同時(shí)提供技術(shù)、管理和組織方面的指導(dǎo)。

智能電網(wǎng)涵蓋范圍較大，包括了電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、調(diào)度、維護(hù)、營銷等電網(wǎng)運(yùn)營的各個(gè)環(huán)節(jié)。在電網(wǎng)運(yùn)營諸環(huán)節(jié)中，調(diào)度環(huán)節(jié)通過信息的獲取、傳輸、處理和反饋等，實(shí)現(xiàn)對一次電力系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)視、分析和控制，保障電能流通的安全、經(jīng)濟(jì)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(diào)度環(huán)節(jié)由電網(wǎng)調(diào)度中心完成，因此提高調(diào)度中心智能調(diào)度的業(yè)務(wù)水平是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要和關(guān)鍵一環(huán)。

目前，國內(nèi)外在此領(lǐng)域已開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(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)[8]、電力戰(zhàn)略防御系統(tǒng)(SPID)[9]等;在國內(nèi)，有國家電網(wǎng)的智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)[10]、華東電網(wǎng)高級(jí)調(diào)度中心項(xiàng)目群[11]、華北電網(wǎng)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(diào)度的思想和內(nèi)涵，但出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)不盡相同，且沒有針對智能調(diào)度的整體描述，沒有全面詳盡的智能調(diào)度建設(shè)路線圖。本文將在上述研究的基礎(chǔ)上，借鑒智能電網(wǎng)成熟度模型的思想，給出調(diào)度中心智能調(diào)度業(yè)務(wù)成熟度模型，以期建立統(tǒng)一且適應(yīng)面廣的能力評(píng)估模型和建設(shè)指導(dǎo)體系，為調(diào)度中心提供可分享的智能調(diào)度戰(zhàn)略框架和發(fā)展藍(lán)圖。

1調(diào)度中心的業(yè)務(wù)分析

調(diào)度中心是電網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)，是負(fù)責(zé)電網(wǎng)電力調(diào)度、運(yùn)行方式、水調(diào)、繼電保護(hù)、電力通信、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化管理的職能部門。隨著電網(wǎng)發(fā)展和電網(wǎng)管理水平的不斷提高，電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度涉及的業(yè)務(wù)范圍不斷擴(kuò)大、業(yè)務(wù)量不斷增加，業(yè)務(wù)之間的關(guān)聯(lián)也越來越緊密。為全面梳理調(diào)度中心的業(yè)務(wù)，首先從調(diào)度中心面臨的問題入手。為實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的調(diào)度指揮，調(diào)度中心需要解答以下問題：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?；卮鹕鲜鰡栴}的過程也就是調(diào)度中心完成業(yè)務(wù)的過程。

因此，調(diào)度中心的業(yè)務(wù)可以劃分為感知、評(píng)估、預(yù)測、決策4個(gè)層面，如圖1所示。這4個(gè)層面構(gòu)成了調(diào)度中心的業(yè)務(wù)鏈：通過感知可獲取電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，了解電網(wǎng)正在發(fā)生什么;并在感知的基礎(chǔ)上對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，獲知某一時(shí)間段內(nèi)電網(wǎng)運(yùn)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(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對于各種運(yùn)行狀況，分析其出現(xiàn)的原因，為后續(xù)調(diào)度控制提供依據(jù);由于電網(wǎng)的調(diào)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(píng)估和分析的基礎(chǔ)上，預(yù)測電網(wǎng)將要發(fā)生什么;最后可通過決策，生成相應(yīng)的控制指令并執(zhí)行，使得電網(wǎng)運(yùn)行回歸到滿意狀態(tài)，即希望發(fā)生的狀態(tài)。

圖1調(diào)度中心業(yè)務(wù)劃分

此外，還需對業(yè)務(wù)鏈的整體運(yùn)作能力進(jìn)行仔細(xì)考察。在傳統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)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(jī)性、間歇性強(qiáng)的特性，另一方面由于需要與用戶或其他調(diào)度中心進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，調(diào)度中心的業(yè)務(wù)鏈將不再是固定的，需要建設(shè)具有動(dòng)態(tài)、高度適應(yīng)性、及時(shí)響應(yīng)特性的柔性業(yè)務(wù)鏈。這也正是智能調(diào)度系統(tǒng)與傳統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)的最大區(qū)別之處。

國家電網(wǎng)公司研發(fā)的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，也反映出了對上述調(diào)度中心各項(xiàng)業(yè)務(wù)的支持。該系統(tǒng)具有四大類應(yīng)用：實(shí)時(shí)監(jiān)視與預(yù)警類應(yīng)用、調(diào)度計(jì)劃類應(yīng)用、安全校核類應(yīng)用和調(diào)度管理類應(yīng)用。其中，實(shí)時(shí)監(jiān)視與預(yù)警類應(yīng)用包含了調(diào)度中心的感知、評(píng)估和決策業(yè)務(wù)，調(diào)度計(jì)劃類應(yīng)用包含了預(yù)測業(yè)務(wù)，安全校核類應(yīng)用包含了評(píng)估和決策業(yè)務(wù)，調(diào)度管理類應(yīng)用則包含了感知業(yè)務(wù)以及部分敏捷反應(yīng)的功能。由此可見，本文所述內(nèi)容與國內(nèi)最先進(jìn)的調(diào)度系統(tǒng)具有一致性，與目前調(diào)度支持系統(tǒng)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(shè)。

2智能調(diào)度業(yè)務(wù)成熟度模型

智能調(diào)度業(yè)務(wù)成熟度模型，用于評(píng)估調(diào)度中心業(yè)務(wù)能力，因此需要對感知、預(yù)測、評(píng)估、決策4項(xiàng)業(yè)務(wù)進(jìn)行階段性的能力評(píng)估。同時(shí)，由于調(diào)度系統(tǒng)的高效率運(yùn)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(xiàn)業(yè)務(wù)鏈的敏捷反應(yīng)，因此還需在業(yè)務(wù)能力成熟度分析基礎(chǔ)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(yù)測未來、運(yùn)行評(píng)估、智能決策”4項(xiàng)業(yè)務(wù)和表征業(yè)務(wù)鏈的“敏捷反應(yīng)”出發(fā)，分階段對其能力評(píng)估進(jìn)行分析，從而得到智能調(diào)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(diào)度的發(fā)展需要建立在基礎(chǔ)硬件設(shè)施的發(fā)展之上，如數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)龋虼嗽撃Ｐ鸵策m用于評(píng)估和指導(dǎo)物理電網(wǎng)以及相關(guān)輔助設(shè)備的發(fā)展。