調度中心智能調度業務成熟度模型及其應用

摘要：提升調度中心智能調度業務能力是智能電網建設的重要一環，需要一套能指導其發展和評估其發展階段的模型和體系，即調度中心智能調度業務成熟度模型。文中首先將調度中心的業務歸結為感知、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務鏈。然后針對單個業務能力和業務鏈能力，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，推動電力行業能源結構調整以及可持續發展將發揮至關重要的作用[1]，已成為未來電網的發展方向[2-5]。

全球性地開展智能電網建設，需要一套能指導其發展和評估其發展階段的模型和體系。IBM聯合美國生產力和質量中心(APQC)以及全球智能電網聯盟(GIUNC)，提出了智能電網成熟度模型(smartgridmaturitymodel，SGMM)[6]，從策略、管理和監管、組織結構、技術、社會與環境、電網運行、人員及資產管理、產業鏈的整合、用戶的體驗與管理等9個方面出發，通過提供一組關鍵性能指標(KPI)來衡量智能電網發展。智能電網成熟度模型不僅可衡量電力企業在智能電網方面取得的進展，明確當前所處的階段，而且作為一種戰略和決策的框架，可幫助電力企業建立一個可分享的智能電網發展藍圖，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，包括了電網規劃、建設、調度、維護、營銷等電網運營的各個環節。在電網運營諸環節中，調度環節通過信息的獲取、傳輸、處理和反饋等，實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、經濟和優質，在智能電網體系中起到“神經中樞”的作用，是電網的大腦。調度環節由電網調度中心完成，因此提高調度中心智能調度的業務水平是智能電網建設的重要和關鍵一環。

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[8]、電力戰略防御系統(SPID)[9]等;在國內，有國家電網的智能調度技術支持系統[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務成熟度模型，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展藍圖。

1調度中心的業務分析

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。隨著電網發展和電網管理水平的不斷提高，電力系統運行調度涉及的業務范圍不斷擴大、業務量不斷增加，業務之間的關聯也越來越緊密。為全面梳理調度中心的業務，首先從調度中心面臨的問題入手。為實現對電網的調度指揮，調度中心需要解答以下問題：電網正在發生什么，發生了什么，為什么發生，將要發生什么，以及希望發生什么。回答上述問題的過程也就是調度中心完成業務的過程。

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

圖1調度中心業務劃分

此外，還需對業務鏈的整體運作能力進行仔細考察。在傳統的調度系統中，業務鏈中的業務流程相對固定。但在智能電網環境下，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，調度中心的業務鏈將不再是固定的，需要建設具有動態、高度適應性、及時響應特性的柔性業務鏈。這也正是智能調度系統與傳統調度系統的最大區別之處。

國家電網公司研發的智能電網調度技術支持系統，也反映出了對上述調度中心各項業務的支持。該系統具有四大類應用：實時監視與預警類應用、調度計劃類應用、安全校核類應用和調度管理類應用。其中，實時監視與預警類應用包含了調度中心的感知、評估和決策業務，調度計劃類應用包含了預測業務，安全校核類應用包含了評估和決策業務，調度管理類應用則包含了感知業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具有一致性，與目前調度支持系統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智能調度業務成熟度模型

智能調度業務成熟度模型，用于評估調度中心業務能力，因此需要對感知、預測、評估、決策4項業務進行階段性的能力評估。同時，由于調度系統的高效率運作不僅需要各方面的良好性能，還需要整個業務鏈的通力協作，實現業務鏈的敏捷反應，因此還需在業務能力成熟度分析基礎上對業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項業務和表征業務鏈的“敏捷反應”出發，分階段對其能力評估進行分析，從而得到智能調度業務成熟度模型，如圖2所示。值得一提的是，由于智能調度的發展需要建立在基礎硬件設施的發展之上，如數據采集、網絡傳輸等，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展。