智能调度效为先 探访南方电网清洁能源调度背后的神秘“大脑”

被誉为“世界屋脊”的青藏高原，去年冬季积雪较常年同期多出七成。今年4月，积雪消融，直接导致云南澜沧江、金沙江干流来水异常偏丰。这也意味着，2019年，南方电网清洁能源消纳攻坚战在入汛前提前打响。

今年4月开始，南方电网西电东送三大特高压直流工程(云广直流工程、糯扎渡直流工程、滇西北直流工程)全部满发，较往年提前一个月。当月，南方电网公司针对西电东送主通道的设备检修工期和施工方案，连续组织3次现场会议专题研究，将普洱换流站GIL设备整改工期从214天压缩到94天。

面对天气异常、水情异常的极端情况，南方电网公司从全局出发，系统谋划，与各方共谋清洁能源消纳大计。

西电东送是南方电网的生命线，“八交十直”西电东送通道的送电能力达到5000万千瓦，年送电量超2100亿千瓦时，推动西部清洁能源源源不断输送至东部地区。而电网调度如同这张网络的“大脑”，统揽大局，决胜千里。

统揽全局 网厂联动腾空间

如何推动水电、光伏、风电等清洁能源的消纳,是当前我国电网系统普遍面临的难题。

2018年，南方电网公司提出南方电网清洁能源调度工作方案及操作规则，明确将清洁能源最大化消纳列为仅次于电网安全的最优先调度约束，为各级调度提供了执行层面的指引，充分发挥南方电网“一盘棋”作用。

为确保汛前水库消落，南网总调每月组织全网水调会商，做好水库发电与航运、供水、生态各行业综合用水协调，滚动制定逐月、旬、日水电运行计划。

南网总调水调处负责人李崇浩说，今年4月中旬到5月,澜沧江、金沙江上游融雪导致来水比常年同期偏多一倍，“根据形势的变化，我们每周分析水情变化，并动态调整发电安排。”

南网总调及时发布金沙江弃水风险预警，配合输电线路检修滚动调整梯级水电发电计划。从4月初开始，南方电网安排三大特高压直流工程满送，比去年提早约1个月。同时，通过提前布局，挖掘清洁能源消纳的每一分潜力。

每年4月中上旬左右，是云南西双版纳传统的泼水节。泼水节期间，澜沧江下游会举办丰富的节日活动。“把水储存在上游，这是当地政府对安全的考虑，但是今年消纳困难，如果有办法多消落一两米水位，都值得去争取。”李崇浩介绍说，在南网总调的部署下，云南电网公司与地方政府积极协调，澜沧江公司全力配合，流量要求最终得以放宽。数据显示，今年西双版纳泼水节期间，通过缩短景洪流量控制时段并增加出库流量400秒/立方米，促进糯扎渡多消落水位1.5米。

今年以来，广西出台政策压减汛期火电最小技术出力，腾出约116万千瓦发电空间;云南压减小龙潭、巡检司、红河等电厂供热负荷，汛期腾出消纳空间近10亿千瓦时……为最大限度减少汛期富余水电，南方电网从整盘棋着手，推动地方政府出台了各项支持清洁能源消纳的实招，为清洁能源消纳腾出了空间。

6月底，广东、广西、海南三省区101座火电厂最小运行方式及机组最小技术出力书面核定工作全部完成，较原并网调度协议约定值增加调峰能力256万千瓦，有效提升了清洁能源低谷消纳能力。

同时，南网总调积极开展“两个细则”技术系统升级改造，于今年1月正式实施2017版辅助服务补偿细则，按照新补偿标准开展辅助服务补偿工作。2019年一季度，五省区辅助服务补偿费用约20亿元，是去年同期的4倍左右，基本达到扩大辅助服务规模的预期效果。其中，冷备补偿、旋备补偿、调峰补偿3个模块占总补偿费用的95%，占比分别为45%、42%、8%。

通过提升辅助服务补偿标准，扩大辅助服务补偿规模，有效提升了发电企业提供辅助服务积极性，增强系统运行调节灵活性，为消纳清洁能源提供了更大的空间。

见招拆招 各个击破解难题

今年4月24日，云南普洱，来自南网总调、超高压公司、西电集团等10多家单位的技术专家围绕一个设备整改停电方案，开展了整整一天的讨论。

这是普洱、牛寨换流站GIL设备整改现场停电协调会的现场。根据先前两次会议的分析研讨结论，为了从根本上消除安全隐患，普洱换流站8个间隔的GIL设备需要全部更换。按照原先的计划，需要200多天。“这意味着糯扎渡水库的水能损失将以十亿计。”张蔷说，从2019年年初开始，公司就关注了云南来水异常的情况，对涉及水电消纳的重要工程项目工期进度、影响进行了系统评估，“不影响云南水电消纳，不影响广东电力供应，这是前提条件。”

张蔷来到南网总调运行方式处已经8年多时间了，如今，主管涉及西电东送工程项目基建、检修计划的他，对于每一个细节，都抠得很严。2019年，他组织召开了6次禄高肇直流停电协调会，尽一切可能压缩工程的停电时间。在他的工作日历上显示，12月，他需要关注南网直调的输变电设备88条次，待启动的新设备13项。西电东送通道的运维管理，在他的脑海里变成了一个个清晰的时间节点、关键环节。

优化，再优化;压缩，再压缩。以普洱换流站为例，这次检修工期从原先的214天压缩为94天，意味着来自云南最大水库——糯扎渡水库数十亿吨的水资源被转化为电能源源不断地输送到了广东。

做好西电东送通道运维管理，减少非计划停运次数和停运时间，使得水能利用率大幅提升。数据显示，2018年以来，南方电网直流闭锁和临停总时间同比下降30%，主汛期(7—9月)云南送出通道日均利用小时数达到20.5小时，云电送粤通道日均利用小时数约21.4小时。

云上“网来” 智能调度新生态

科技部明确指出，智能电网是实施新的能源战略和优化能源资源配置的重要平台，涵盖发电、输电、配电、用电和调度各环节。

南方电网公司广泛利用先进的信息和材料等技术，实现清洁能源的大规模接入与利用，提高能源利用效率，确保安全、可靠、优质的电力供应。

配网处于西电送达用户的末端场景，是影响用户体验的“最后一公里”。为保障西部的电能安全，可靠地调配到广东的用户手中，南方电网公司积极推进“智慧调度”和配网集约化建设。

2019年3月19日，全国首个省地一体化调度操作机器人在广东正式投运，广东电网35千伏—500千伏主网调度操作在全国率先实现智能化“机器人模式”。同时，广东调控中心还成功研发国内外首个复杂电网“智能机器调度员(AO)”系统。该系统拥有分析决策能力和自我进化能力，通过机器自主学习，从海量运行信息中绘制出一幅电网安全运行的“知识图谱”，自动发现电网关键断面，自主决策电网调度规则。

“现在，所有调度员应用统一视图开展调度运行管理工作，通过OS2平台，可以对馈线、配变实时监视，配网调度员能及时、主动发现和处置配网故障、配变重过载、电压越限等运行异常情况，有效防止调度误操作，大幅提高供电安全性和可靠性。”广东调控中心调度部部长董锴介绍，以往，由于缺乏基础数据和自动化手段，配网调度员仅仅根据图纸调度，而图纸常常无法及时更新，对于现场复杂多变的状况，调度员只能凭经验“盲”调。而现在一张图管理、一盘棋统筹，电网变得可感知了，彻底改变以往“图纸+电话”的“盲”调时光。

“基于调度云的大规模算力，综合防御系统日前安全校核从原来的1个多小时缩短到10分钟。”南方电网公司技术专家梁寿愚介绍说，今年8月，南方电网调度云平台提供的大规模接入，特别是IOT设备方面，解决清洁能源数据采集问题;提供大数据分析能力，生成有用的数据样本，用于训练生成AI模型，用于能源消纳的决策支持。

通过调度云，南方电网公司整合全网的电网运行基础数据，实现了各级调度资源和数据的共享。目前，南网总调监视的变电站等级已经由220千伏拓展到35千伏，数量从1000多个增加到7000多个。这些数据每秒会以万次以上的变化频率积累成数据库。梁寿愚表示，南网调度云将与云计算平台、大数据平台和人工智能平台融合，成为南网统一的、基于互联网最新技术的调度自动化系统平台。

在云计算、大数据和人工智能等新技术应用于电力调度领域方面，南方电网公司已经组建了一支由南网技术专家以及阿里巴巴、IBM研究院等外部专家组成的高级智库团队，成立了CDAI创新工作室，研究建设调度云平台及实时数据中心。

云南水能利用率

年份 实际发电量(亿千瓦时) 水能利用率

2016年 1905.2 85.85%

2017年 2114.2 87.99%

2018年 2350.94 93.06%

2019年11月28日 2358 99.28%

2019年(1—11月)南方电网消纳清洁能源相关数据

组织的停电协调会次数 7

优化检修项目个数 31

缩减工期天数 182

共计增加水电消纳数量 22亿千瓦时