调度中心智能调度业务成熟度模型及其应用

摘要：提升调度中心智能调度业务能力是智能电网建设的重要一环，需要一套能指导其发展和评估其发展阶段的模型和体系，即调度中心智能调度业务成熟度模型。文中首先将调度中心的业务归结为感知、预测、评估和决策4个方面，这4个方面构成了调度中心的业务链。然后针对单个业务能力和业务链能力，分别提出了不同阶段的划分标准，最终形成了调度中心智能调度业务成熟度模型;所提出的成熟度模型，具有高度灵活性和可移植性，可作为各地建设智能调度的重要参考。

0引言

智能电网(smartgrid)对提高电网安全、灵活、自愈、互动、经济、兼容、清洁等方面的水平，推动电力行业能源结构调整以及可持续发展将发挥至关重要的作用[1]，已成为未来电网的发展方向[2-5]。

全球性地开展智能电网建设，需要一套能指导其发展和评估其发展阶段的模型和体系。IBM联合美国生产力和质量中心(APQC)以及全球智能电网联盟(GIUNC)，提出了智能电网成熟度模型(smartgridmaturitymodel，SGMM)[6]，从策略、管理和监管、组织结构、技术、社会与环境、电网运行、人员及资产管理、产业链的整合、用户的体验与管理等9个方面出发，通过提供一组关键性能指标(KPI)来衡量智能电网发展。智能电网成熟度模型不仅可衡量电力企业在智能电网方面取得的进展，明确当前所处的阶段，而且作为一种战略和决策的框架，可帮助电力企业建立一个可分享的智能电网发展蓝图，同时提供技术、管理和组织方面的指导。

智能电网涵盖范围较大，包括了电网规划、建设、调度、维护、营销等电网运营的各个环节。在电网运营诸环节中，调度环节通过信息的获取、传输、处理和反馈等，实现对一次电力系统运行的监视、分析和控制，保障电能流通的安全、经济和优质，在智能电网体系中起到“神经中枢”的作用，是电网的大脑。调度环节由电网调度中心完成，因此提高调度中心智能调度的业务水平是智能电网建设的重要和关键一环。

目前，国内外在此领域已开展了一些卓有成效的研究和实践。在国际上，有PJM先进控制中心[7]、高级配电自动化系统[8]、电力战略防御系统(SPID)[9]等;在国内，有国家电网的智能调度技术支持系统[10]、华东电网高级调度中心项目群[11]、华北电网安全防御及全过程发电控制系统[12]等。

上述研究均在一定程度上反映了智能调度的思想和内涵，但出发点和落脚点不尽相同，且没有针对智能调度的整体描述，没有全面详尽的智能调度建设路线图。本文将在上述研究的基础上，借鉴智能电网成熟度模型的思想，给出调度中心智能调度业务成熟度模型，以期建立统一且适应面广的能力评估模型和建设指导体系，为调度中心提供可分享的智能调度战略框架和发展蓝图。

1调度中心的业务分析

调度中心是电网运行的调度指挥机构，是负责电网电力调度、运行方式、水调、继电保护、电力通信、电网调度自动化管理的职能部门。随着电网发展和电网管理水平的不断提高，电力系统运行调度涉及的业务范围不断扩大、业务量不断增加，业务之间的关联也越来越紧密。为全面梳理调度中心的业务，首先从调度中心面临的问题入手。为实现对电网的调度指挥，调度中心需要解答以下问题：电网正在发生什么，发生了什么，为什么发生，将要发生什么，以及希望发生什么。回答上述问题的过程也就是调度中心完成业务的过程。

因此，调度中心的业务可以划分为感知、评估、预测、决策4个层面，如图1所示。这4个层面构成了调度中心的业务链：通过感知可获取电网当前的运行状态，了解电网正在发生什么;并在感知的基础上对电网运行状态进行评估，获知某一时间段内电网运行的总体态势，是否发生了安全稳定事故，是否存在隐患和风险，同时对于各种运行状况，分析其出现的原因，为后续调度控制提供依据;由于电网的调度控制总是针对未来的(已发生的事情不能被改变)，因此还需要在评估和分析的基础上，预测电网将要发生什么;最后可通过决策，生成相应的控制指令并执行，使得电网运行回归到满意状态，即希望发生的状态。

图1调度中心业务划分

此外，还需对业务链的整体运作能力进行仔细考察。在传统的调度系统中，业务链中的业务流程相对固定。但在智能电网环境下，一方面由于风电等新能源具有随机性、间歇性强的特性，另一方面由于需要与用户或其他调度中心进行实时互动，调度中心的业务链将不再是固定的，需要建设具有动态、高度适应性、及时响应特性的柔性业务链。这也正是智能调度系统与传统调度系统的最大区别之处。

国家电网公司研发的智能电网调度技术支持系统，也反映出了对上述调度中心各项业务的支持。该系统具有四大类应用：实时监视与预警类应用、调度计划类应用、安全校核类应用和调度管理类应用。其中，实时监视与预警类应用包含了调度中心的感知、评估和决策业务，调度计划类应用包含了预测业务，安全校核类应用包含了评估和决策业务，调度管理类应用则包含了感知业务以及部分敏捷反应的功能。由此可见，本文所述内容与国内最先进的调度系统具有一致性，与目前调度支持系统各试点单位所做工作也并不冲突，可用于各地智能电网的建设。

2智能调度业务成熟度模型

智能调度业务成熟度模型，用于评估调度中心业务能力，因此需要对感知、预测、评估、决策4项业务进行阶段性的能力评估。同时，由于调度系统的高效率运作不仅需要各方面的良好性能，还需要整个业务链的通力协作，实现业务链的敏捷反应，因此还需在业务能力成熟度分析基础上对业务链进行能力成熟度分析。下文分别从“实时感知、预测未来、运行评估、智能决策”4项业务和表征业务链的“敏捷反应”出发，分阶段对其能力评估进行分析，从而得到智能调度业务成熟度模型，如图2所示。值得一提的是，由于智能调度的发展需要建立在基础硬件设施的发展之上，如数据采集、网络传输等，因此该模型也适用于评估和指导物理电网以及相关辅助设备的发展。