周良才
探索人工智能与调度运行的融合创新
周良才密切监测电网运行情况。徐彬 摄
“开发正备用预警监视中心,难点是怎么用一张图实现电网可调可控资源全景展示、深度分析和智能决策……”5月24日上午,国家电网有限公司华东分部调度控制中心值长周良才在劳模工作室与团队成员开展“头脑风暴”,讨论调度“数字脑”项目的技术、流程问题。该项目是调控领域创新应用,有助于推动调度专业数字化转型。
周良才自2010年起投身主网调度运行生产一线,通过技术创新、管理创新推动调度业务转型发展,提升调度运行专业数字化智能化水平。
华东电网主干网架由1000千伏和500千伏交流输电网架构成,通过14回跨区直流与华中、西南、华北、西北、南方电网等相联。随着华东电网规模扩大,调度专业日常任务日益繁重。周良才积极探索数字化电网调度指挥体系的构建与实施,并于2019年主持开发华东电网调度运行一体化指挥平台,创造性地将生产指挥、运行管理、数据分析三个维度的调度业务集成在统一平台。2020年年底,华东电网调度运行一体化指挥平台投入试运行,构建了全新的“多任务并行、多单位协作、多业务协同、多信息共享”的数字化调度指挥模式,打通了各业务系统间的数据壁垒,实现业务间的相互协同。目前,平台相关成果已在各省级电力公司及以上单位推广。
人工智能(AI)技术的发展让周良才敏锐地意识到,如果能将AI技术与电网运行业务融合应用,将极大改变电网调度方式。2020年,在“电网调度运行智能化发展路径和典型场景研究”中,周良才与团队系统梳理了各类型前沿技术的特点,并总结了AI技术在电网调控领域的典型应用场景。2021年,周良才开始负责国网华东分部科技项目“基于深度强化学习的电网有功频率协同优化控制关键技术研究”,带领团队开发具有在线学习、自我提升、逻辑推演能力的电网有功多目标协同优化控制系统。该系统基于深度强化学习技术,采用纯数据驱动方案,通过构建合理的奖惩模型,可在几十毫秒内完成决策。为解决求解搜索过程中出现的不安全情况,他和团队成员提出了一种安全深度强化学习算法,确保了人工智能方案动作轨迹的安全性。这是世界范围内首次以华东电网这样大规模区域电网实际运行数据完成的智能体训练、仿真和验证工作。该项目相关成果在2022年国际电气与电子工程师协会电力与能源协会学术年会上发表,并被评为最优论文。
“我们验证了深度强化学习技术在大电网运行控制中的可行性,但要实现人工智能体‘从历史数据训练到实时数据学习、从离线策略到在线策略、从辅助决策到自主控制’,还有很长的路要走。”周良才说。当前,他还负责国家电网公司总部指南项目和分部科技项目各1项,并正在继续探索深度强化学习算法在电网调度领域的应用。
裘愉涛
攻克继电保护规程规范难题
裘愉涛审查新一代变电站二次系统图纸。胡幸集 摄
长满了老茧的手和一双智慧的眼睛是裘愉涛给人们的第一印象。作为浙江杭州供电公司调度控制中心的一员,他从事继电保护专业33年,技术精湛,5年里曾2次作为特邀专家援助西藏电力事业,被当地居民亲切地称为“带来光明的雪域使者”。
继电保护是保障电力系统安全稳定运行的第一道防线。裘愉涛始终从实际出发,刻苦钻研,精益求精,取得了一系列突破性成果。
2008年,在国家电网公司推进坚强智能电网建设过程中,面对前所未有的电网体系架构和智能化水平要求,裘愉涛带领团队率先开展智能变电站运维技术研究。半年时间里,他每个周末都泡在继电保护实验室里,终于将智能变电站继电保护工作原理和运行机制琢磨透彻,并牵头编写了《继电保护IEC 61850工程应用模型》等9项国家及行业标准,填补了国内继电保护标准化通信协议的空白。
有了系列的规程规范,智能变电站建设有了统一标准。但采用光纤通信的继电保护装置与传统主要依赖电气连接的继电保护装置在运行维护上有较大差别。为了让运维检修人员快速掌握智能变电站继电保护装置的原理,裘愉涛于2014年编写了《智能变电站继电保护技术问答》《智能变电站继电保护题库》两本教材。现在,这两本教材已成为继电保护专业权威教材,累计销量超10万册。
不同厂家设备型号有几百种,配置各不相同,给继电保护整定、运维、检修工作带来一定困难和风险。为此,裘愉涛带领团队,从保护逻辑、回路设计、端子排布置等方面逐条研究,于2013~2015年完成了国家继电保护装置标准化设计规范的制定。从此,继电保护运维检修人员只需熟悉一套标准,就可以熟练完成绝大部分整定、运维、检修工作,工作效率和安全性大幅提升。
2012年,国网浙江电力裘愉涛劳模创新工作室正式挂牌成立。该工作室围绕继电保护专业,与浙江大学等高校,以及南瑞集团有限公司、中国电力科学研究院等单位开展合作,形成了产学研用一体化研究力量,开展分布式新能源并网、柔性低频输电保护等各类技术攻关40余项,累计获省部级科技进步奖24项。裘愉涛的徒弟中,1人获评浙江省劳动模范,1人获浙江省五一劳动奖章,人获评浙江青年工匠,9人取得高级技师资格。2023年11月,工作室获评“浙江省最具影响力劳模工匠创新工作室”。
近年来,为保障国家能源安全,国家电网公司逐步推进自主可控继电保护装置应用。裘愉涛主动承接了设备检测验证任务,顺利完成了全电压等级、全类型自主可控保护设备的检测验证工作,为自主可控设备的全面应用和可靠运行打下坚实基础。“保障每一套继电保护装置安全、可靠、稳定运行,让每一次电网故障都能正确快速地消除,是我永远的追求。”裘愉涛说。
周耀辉
解决电网调度自动化“疑难杂症”
周耀辉在自动化机房检查数据。 吴小慧 摄
5月24日,陕西安康供电公司调度控制中心自动化专责周耀辉与同事们完成了35千伏宁陕关口变电站改造配套过渡负荷转接装置柜综合自动化系统调试工作。该装置将确保变电站改造期间,智能电网调度控制D5000系统监控、电量数据采集和线损计算正常运行。
2001年,周耀辉加入安康供电局新成立的调度自动化班。在自动化班的日子里,他要么在变电站工作现场,要么在自动化机房,扎实接好每一根线、核算每一个数据。2007年,周耀辉成为自动化班班长。在他和班组成员的努力下,2014年,安康电网变电站调度数据网实现全覆盖;2018年,安康电网完成智能电网调度控制系统建设;2023年,安康电网实现电网一张图。
大家都说,周耀辉肯吃苦、爱钻研,擅长解决“疑难杂症”。
2016年7月,安康一座110千伏变电站连续多次出现不明原因的远动通道中断现象,周耀辉得知情况后立刻前往该变电站,发现存在主站前置系统判断通道异常等情况。已实现无人值守的变电站不具备住宿条件,周耀辉在控制室的椅子上将就了一夜。经过不断思考、分析、校对,他通过分析远动机的收发报文找到故障原因并消除隐患,确保了变电站稳定运行。
周耀辉立足实际不断创新。他提出的“现场两套系统并行、调控主站拼接全站信息”技术方案实现了一次完成当地后台和调控主站的信息核对验收,保障了综合自动化改造期间新旧两套系统的平滑过渡。
2019年,安康电网调控主站D5000系统建成投运。保障主站系统调控信息的准确性需要人工核对变电站传动信息,工作量大。周耀辉又提出了在调控主站机房利用远动机搭建模拟信息对点测试平台开展新建调控主站系统信息核对验证的方法。应用该方法,安康供电公司在60天内完成了108座厂站自动化信息的核对工作,极大提升了工作效率。
2012~2019年,周耀辉主持完成了安康电网四代地区电网调度自动化系统、两代集控系统的建设及118座无人值守变电站的调试任务;参与陕西省电力调度D5000系统建设,负责地区调度大运行技术支持系统建设及34座330千伏变电站的监控信息接入和监控业务移交工作,为提升电网调控智能化水平提供技术支撑。
韩自奋
破解新能源并网消纳“密码”
韩自奋在电力调度大厅开展新能源与分布式电源调度工作。 韩甜甜 摄
调度大厅里,屏幕上滚动着各项数据,调度电话铃声不时响起。韩自奋坐在桌前,盯着屏幕上不断更新的数据,随时记录注意事项。
“每一项数据都体现着当前新能源运行实时情况。要想做到科学调度、精准调度,就要对电网运行规律有很详细的了解。”深耕电力调度专业24年,韩自奋对电网和新能源运行特性有着深刻理解。
韩自奋自2000年入职起从事水电调度工作。他在工作中发现,水电站在长时间大流量工况下,虽然水位降低,但发电量仍有很大提升空间。经过反复计算和推演,韩自奋创造性地提出水库水电站弃水增发电量、黄河梯级水库运行水位动态控制的策略方法,大幅提升了水电站发电效率。
2008年,韩自奋转到新能源与分布式电源调度管理岗位。如何用好甘肃省资源禀赋优势?大规模新能源发电如何精准调度?高比例新能源电力如何稳定消纳?面对一项项难题,没有现成经验可循,没有成功模式可套用,他用实际行动找出答案。
新能源电源并网容量越来越大,如果没有相应的调度管理制度、技术标准、支撑平台,新能源相当于“自由”运行。韩自奋多方收集资料、现场调研,牵头制定了新能源调度管理规定、调度运行指标评价体系等一系列制度办法,推动新能源管理标准从无到有,为规范新能源并网运行奠定了坚实基础。
甘肃河西地区风电发展迅速。为提升风电场站安全运行水平,保障大电网安全,韩自奋带领团队奔走在戈壁滩,逐个调研风电场站,逐项解决问题。他平均每年出差天数200天以上,鼻有血丝、唇带裂纹成为他的常态。团队成员打趣地说:“韩博士一心‘追风逐日’,也成了风一样的男子!”
功夫不负有心人。在韩自奋的带领下,团队针对当时风电场的情况制订了并网整改查评大纲,推动完成风电场风机低电压穿越改造,大幅提高了河西地区风电并网运行的安全性。
近年来,甘肃新能源电源和储能大规模并网,时间紧、任务重,重任再次落到韩自奋肩上。结合多年的新能源调度管理经验,他创新提出新能源(储能)并网验收机制,制订新能源调度属地化管理办法,组织开发新能源(储能)并网平台,优化并网流程、简化并网手续,大幅缩短并网条件确认时间。
韩自奋带领团队成员赴各个场站了解情况,开展现场技术服务指导,一对一了解项目业主并网需求。2023年全年,韩自奋及团队成员累计服务全省新能源电力并网1943万千瓦,实现了“应并尽并、能并早并”。
面对重重困难,韩自奋着力解决高占比新能源电力消纳、新能源发电功率预测精度提升、气象资源评估等方面的难题。他说:“相比荣誉,解决新能源运行上的难题让我更有成就感。破解自然密码,读懂风光奥秘,是我不变的追求。”