針對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中監(jiān)控信息綜合分析

【摘要】隨著信息化時(shí)代的到來以及我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的電力行業(yè)發(fā)展速度也有所加快，電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行也面臨著信息化帶來的巨大挑戰(zhàn)。在電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行過程中，監(jiān)控信息的獲取和處理具有十分重要的作用。本文就對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過程中監(jiān)控信息綜合分析過程中值得關(guān)注的問題進(jìn)行了探討，并提出了以電學(xué)基礎(chǔ)理論為指導(dǎo)的各類信號(hào)的測(cè)量結(jié)果，以及監(jiān)控信息與測(cè)量技術(shù)、信號(hào)相結(jié)合的方法，并在此基礎(chǔ)上提出了通過綜合技術(shù)手段進(jìn)行電網(wǎng)操作和監(jiān)控的方法。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)運(yùn)行；監(jiān)控信息；綜合分析

隨著我國(guó)電力供應(yīng)行業(yè)的快速發(fā)展，以及電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，傳統(tǒng)較為薄弱的局部電網(wǎng)結(jié)構(gòu)潛在的安全事故隱患和風(fēng)險(xiǎn)也逐漸受到了人們的關(guān)注，同時(shí)，由運(yùn)行、施工、設(shè)計(jì)等因素所導(dǎo)致的電網(wǎng)負(fù)荷損失、解列和跳閘等問題的發(fā)生率也呈現(xiàn)出了逐漸上升的趨勢(shì)。近年來國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究證實(shí)，人為因素在電網(wǎng)事故發(fā)生過程中起到了十分關(guān)鍵的影響作用。下文就結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行的基本特征以及實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)監(jiān)控信息的綜合處理方法進(jìn)行了分析。

1.現(xiàn)階段電網(wǎng)運(yùn)行的基本特征

現(xiàn)階段，我國(guó)大部分的重要城市和省會(huì)城市都已經(jīng)基本檢查了較為完善的220kV及以上電壓等級(jí)的供電網(wǎng)絡(luò)，有些較為發(fā)達(dá)的城市還基本建成了“雙環(huán)”形式的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著我國(guó)三峽工程的建成和投入使用，我國(guó)的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)格局已經(jīng)逐步建成并形成了一定的規(guī)模，同時(shí)，電網(wǎng)建設(shè)與電源建設(shè)不同步的問題也逐漸得到了轉(zhuǎn)變。電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的信息化格局已經(jīng)基本建成并全面鋪開，各個(gè)省市內(nèi)部的電力供應(yīng)信息化網(wǎng)絡(luò)格局已經(jīng)逐漸基本形成和完善，我國(guó)也逐步建成了較為完善的跨地區(qū)、跨省的電力信息網(wǎng)絡(luò)框架。截至2000年初，我國(guó)50%的縣調(diào)和95%的地調(diào)都已經(jīng)建成了以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)實(shí)時(shí)SCADA系統(tǒng)。2000年我國(guó)還建立建成了部分跨省電網(wǎng)，并在能量管理系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，這一系統(tǒng)同時(shí)具有調(diào)度員培訓(xùn)模擬、交易計(jì)劃、發(fā)電計(jì)劃、安全分析、潮流最優(yōu)化以及自動(dòng)發(fā)電控制等現(xiàn)代化功能。對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行來說，已經(jīng)逐漸由傳統(tǒng)的異態(tài)電網(wǎng)事故轉(zhuǎn)變?yōu)榱艘猿B(tài)設(shè)備為主的管理模式。

依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)提出的智能電網(wǎng)通信要求及其制定的“一強(qiáng)三優(yōu)”總體發(fā)展規(guī)劃，安徽省以原有電力通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，在整合各級(jí)資源、均衡發(fā)展、統(tǒng)籌規(guī)劃的基礎(chǔ)上，在實(shí)用、先進(jìn)、成熟通信技術(shù)原則的基礎(chǔ)上，建立簡(jiǎn)稱了經(jīng)濟(jì)高效、接入靈活、可靠性高、覆蓋全面、結(jié)構(gòu)合理的電力通信網(wǎng)絡(luò)，從而逐漸實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)和電力設(shè)施的全覆蓋。“十二五”期間，安徽省建成了南北10G的主干光纖通信網(wǎng)絡(luò)，全省檢查過了專用的500kv線路繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)全省的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了整合改造，從而大大提高了電力供應(yīng)的效率。

2.電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控信息綜合分析中應(yīng)注意的問題

《安徽電網(wǎng)二次系統(tǒng)規(guī)劃導(dǎo)則》中對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中的監(jiān)控信息綜合分析做出了如下規(guī)定：“系統(tǒng)事故處理時(shí)，值班調(diào)度員應(yīng)及時(shí)了解自動(dòng)裝置動(dòng)作、繼電保護(hù)、斷路器位置等情況，結(jié)合自動(dòng)裝置信息、遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化信號(hào)以及潮流、電壓、頻率的變化情況對(duì)事故進(jìn)行判斷分析，從而提高事故處理的正確性。”值班運(yùn)行人員需準(zhǔn)確了解設(shè)備運(yùn)行的振動(dòng)、壓力、溫度等系統(tǒng)參數(shù)的基本內(nèi)涵，以及相關(guān)的測(cè)量方法，掌握現(xiàn)代化的信息技術(shù)工具的使用方法，以此來對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行系統(tǒng)判斷和輔助分析，并為實(shí)際操作提供指導(dǎo)。筆者對(duì)近年來的電網(wǎng)監(jiān)控工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了分析總結(jié)，將電網(wǎng)運(yùn)行過程中監(jiān)控信息的獲取和分析方法以及操作和控制手段進(jìn)行如下總結(jié)。

第一，發(fā)電廠或變電所直流電源中斷控制過程中，斷路器位置指示燈通常不會(huì)出現(xiàn)指示，斷路器遙信量證實(shí)斷路器處于斷位狀態(tài)，這一現(xiàn)象的發(fā)生類似于母線故障發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象。若不對(duì)這兩類現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分，則已誤判為發(fā)生了母線問題，若僅僅依據(jù)母線故障問題的基本方法和程序進(jìn)行處理，則會(huì)發(fā)生操作和調(diào)度錯(cuò)誤問題。一般情況下，值班人員在遇到這類故障現(xiàn)象后，應(yīng)避免急于盲目地確定現(xiàn)場(chǎng)斷路器實(shí)際位置。合理的故障檢查和排除方法為：對(duì)保護(hù)裝置的動(dòng)作情況進(jìn)行全面準(zhǔn)確檢查，對(duì)是否存在母差保護(hù)動(dòng)作問題進(jìn)行檢查，在此基礎(chǔ)上對(duì)母線上元件CT以及母線PT指示情況進(jìn)行觀察，確定三相電壓和電流是否平衡。若PT指示為正常的三相電壓，則表明母線能夠正常受電。若主變壓器或是線路CT證實(shí)三相電流平衡，且符合相應(yīng)的功率量，則表明一次系統(tǒng)完全正常[1]。

第二，可以通過監(jiān)控系統(tǒng)所具有的計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)功能，對(duì)斷路器的動(dòng)作頻度、次數(shù)和時(shí)間進(jìn)行檢查。調(diào)度部門裝置繼電保護(hù)信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)后，可以通過這一系統(tǒng)遠(yuǎn)傳所產(chǎn)生的信息，對(duì)保護(hù)動(dòng)作情況進(jìn)行判斷，并對(duì)故障的發(fā)生范圍和故障性質(zhì)進(jìn)行判斷分析，從而保證及時(shí)準(zhǔn)確地劃定巡線的范圍[2]。

經(jīng)過信息組織及集成的電網(wǎng)信息被送入電網(wǎng)智能監(jiān)控模塊。該模塊將調(diào)度運(yùn)行人員在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行過程中所需要關(guān)注的重點(diǎn)信息進(jìn)行歸納、統(tǒng)一。實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，不需要人工干預(yù)，同時(shí)提供一定的自適應(yīng)性，能隨著電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化，自動(dòng)變更運(yùn)行監(jiān)控重點(diǎn)信息。結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際情況，對(duì)電網(wǎng)預(yù)想故障進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，提示系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)電網(wǎng)中的故障擾動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并結(jié)合電網(wǎng)一二次設(shè)備動(dòng)作信息，智能判斷電網(wǎng)故障范圍和具體故障點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于人工干預(yù)之外的主動(dòng)智能監(jiān)控。

第三，在現(xiàn)場(chǎng)斷路器位置檢查的基礎(chǔ)上，對(duì)斷路器分合閘次數(shù)以及計(jì)數(shù)器和斷路器的指示情況進(jìn)行全面檢查，從而為電網(wǎng)運(yùn)行事故的檢查和處理提供可靠依據(jù)。若斷路器反復(fù)發(fā)生滅弧現(xiàn)象，則滅弧介質(zhì)會(huì)逐漸劣化，在電力資源輸送至故障部位后，則會(huì)導(dǎo)致斷弧失敗問題，嚴(yán)重者還會(huì)造成斷路器爆炸等較為嚴(yán)重的后果，進(jìn)而給人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大損失。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)定以及斷路器說明書的相關(guān)要求，對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行檢查，能夠?yàn)檎顟B(tài)下斷路器的有效安全運(yùn)行提供可靠保證，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行和斷路器操作的規(guī)范性，降低上述故障問題的發(fā)生率[3]。

第四，需要注意的是，值班人員避免簡(jiǎn)單地從SCADA系統(tǒng)的遙信量指示情況對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷分析。若主變壓器所控制的直流電源發(fā)生故障，則會(huì)造成主變壓器二次和一次開關(guān)位置繼電器出現(xiàn)失電現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的發(fā)生與主變壓器跳閘或停電所表現(xiàn)出的狀態(tài)相近。此時(shí)，不僅要根據(jù)上文所述的基本方法對(duì)主變壓器CT的指示電流量進(jìn)行檢查，還應(yīng)注意檢查直流控制屏內(nèi)有無焦糊味。若存在明顯的焦糊味，則需首先檢查直流系統(tǒng)的運(yùn)行情況，而避免盲目地投入直流[4]。

3.總結(jié)

隨著我國(guó)電力行業(yè)以及電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展完善，我國(guó)的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性也在逐漸提高，并逐漸進(jìn)入了信息化的關(guān)節(jié)階段。通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在電網(wǎng)的自動(dòng)化調(diào)度過程中也得到了廣泛的應(yīng)用，我國(guó)的電網(wǎng)調(diào)度工作現(xiàn)階段正處于發(fā)展改革的關(guān)鍵時(shí)期。隨著以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的現(xiàn)代化管理手段在電網(wǎng)運(yùn)行中應(yīng)用的不斷擴(kuò)展和深入，電網(wǎng)運(yùn)行過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)也都實(shí)現(xiàn)了多媒體信息覆蓋，電網(wǎng)內(nèi)部相關(guān)特征也在其快速建立過程中產(chǎn)生了積極的反作用。

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