依托智能電網(wǎng)面向用戶的中山調(diào)控一體化模式研究與實踐

摘 要：為適應(yīng)電網(wǎng)的不斷發(fā)展和智能技術(shù)的應(yīng)用，研究優(yōu)化電網(wǎng)運行操作管理機制，通過設(shè)備控制功能向調(diào)度的轉(zhuǎn)移實現(xiàn)調(diào)度和變電設(shè)備運行集控功能的集約融合，建設(shè)電網(wǎng)調(diào)度、監(jiān)視和控制的調(diào)控一體化自動化信息綜合平臺，實現(xiàn)調(diào)控一體化管理模式。

關(guān)鍵詞：調(diào)度；監(jiān)控；電網(wǎng)；一體化

1 研究背景

現(xiàn)代經(jīng)濟社會對電力依賴性越來越強，對供電可靠性的要求也越來越高，這對電網(wǎng)運行提出了更高的要求。作為電力生產(chǎn)的直接管理者和指揮者，調(diào)度聯(lián)系著發(fā)、輸、變、配、用電各個環(huán)節(jié)，影響到電能量流通的全過程。增強調(diào)度運行人員對輸、變、配電系統(tǒng)及負荷的實時控制能力，減少調(diào)度指令流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，保證電網(wǎng)調(diào)控要求的快速實施顯得日益重要和迫切。

2 關(guān)鍵管理模式

中山電網(wǎng)調(diào)控一體化模式按照“調(diào)控一體、主配一體、集中控制、集中監(jiān)視”的原則建設(shè)。調(diào)度控制中心負責(zé)電網(wǎng)的調(diào)度、監(jiān)視、設(shè)備遠方操作，變電管理所負責(zé)設(shè)備的巡視、維護、設(shè)備現(xiàn)場操作等。

2.1 調(diào)控一體化運轉(zhuǎn)模式

中山供電局調(diào)度控制中心設(shè)立調(diào)度監(jiān)控分部，負責(zé)地區(qū)主網(wǎng)調(diào)度、配網(wǎng)調(diào)度、電網(wǎng)監(jiān)控的運行值班工作，在分部設(shè)立主管以及技術(shù)管理崗位。主管直接管理調(diào)度總值長，主網(wǎng)調(diào)度員、配網(wǎng)調(diào)度員、監(jiān)控員定期輪崗，值班期間由總值長全面負責(zé)當(dāng)班業(yè)務(wù)，主網(wǎng)調(diào)度員、配網(wǎng)調(diào)度員、監(jiān)控員合署辦公、各司其職，互相協(xié)助，完成好值班工作。

2.2 崗位職責(zé)

調(diào)度監(jiān)控分部設(shè)置主管、主網(wǎng)調(diào)度專責(zé)、配網(wǎng)調(diào)度專責(zé)、電網(wǎng)監(jiān)控專責(zé)管理崗位：主管負責(zé)調(diào)度監(jiān)控分部的安全生產(chǎn)、運行及技術(shù)管理工作；主網(wǎng)調(diào)度專責(zé)、配網(wǎng)調(diào)度專責(zé)、電網(wǎng)監(jiān)控專責(zé)負責(zé)各專業(yè)管理，協(xié)助分部主管做好日常工作管理。調(diào)度總值長是運行當(dāng)班安全第一責(zé)任人，負責(zé)安排交接班、審票、監(jiān)護等工作；主網(wǎng)調(diào)度員負責(zé)系統(tǒng)運行監(jiān)視、斷面控制、主網(wǎng)停送電操作、工作票許可、事故處理等；配網(wǎng)調(diào)度員負責(zé)配網(wǎng)運行監(jiān)視、負荷控制、配網(wǎng)停送電操作、工作票許可、事故處理等；監(jiān)控員負責(zé)設(shè)備監(jiān)視、電壓調(diào)整、轉(zhuǎn)中調(diào)令、遠方操作、受理電容檢修等。

2.3 系統(tǒng)及設(shè)備監(jiān)視模式

中山供電局無人值班站采用“電網(wǎng)調(diào)度與變電監(jiān)控一體化設(shè)置，變電巡維中心按作業(yè)半徑分散布點”的管理模式。在電網(wǎng)運行管理中，調(diào)度掌握整個系統(tǒng)信息，對系統(tǒng)整體運行負責(zé)，而變電運行部門掌握設(shè)備的詳細運行情況，對設(shè)備本身負責(zé)。調(diào)度控制中心監(jiān)視范圍為中山電網(wǎng)10kV至500kV所有設(shè)備的全境監(jiān)視，系統(tǒng)信號與設(shè)備信號的上送范圍見表1：

2.4 系統(tǒng)及設(shè)備控制模式

中山電網(wǎng)一次設(shè)備操作范圍為全部GIS變電站開關(guān)、刀閘、地刀，部分常規(guī)變電站開關(guān)、刀閘，這些設(shè)備運行至檢修狀態(tài)的操作由監(jiān)控遠方執(zhí)行。目前中山電網(wǎng)220kV及以下站內(nèi)開關(guān)、220kV刀閘、110kV刀閘遠方遙控覆蓋率分別達到100%、66.7%、50%，站外10kV配電開關(guān)遠方遙控覆蓋率為5.7%。二次設(shè)備控制方面，中山電網(wǎng)已將具備條件的71座變電站投入軟壓板遠方投退功能，軟壓板遠方投退覆蓋率達到77.2%，這些變電站10kV線路帶電作業(yè)的重合閘投退，以及方式轉(zhuǎn)換時10kV、110kV備自投配合投退操作由調(diào)度監(jiān)控遠方操作。

2.5 調(diào)控一體化模式主要業(yè)務(wù)流程

2.5.1 監(jiān)控遠方操作業(yè)務(wù)流程。對于220kV及以下的GIS變電站，以及具備遠方操作條件的常規(guī)變電站，中調(diào)、地調(diào)調(diào)度員根據(jù)檢修計劃下達操作指令給監(jiān)控員，監(jiān)控員接令后，通過調(diào)度安全約束系統(tǒng)對開關(guān)、刀閘、軟壓板實施遠方分合操作，并以變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)為輔助手段，監(jiān)視設(shè)備位置與狀態(tài)；變電運行人員現(xiàn)場配合操作，進行設(shè)備狀態(tài)檢查、刀閘操作電源投退、遠方就地轉(zhuǎn)換開關(guān)切換、懸掛標示牌等操作。

2.5.2 綜合停電計劃流程（設(shè)備停運-開工）。調(diào)度員向監(jiān)控員或巡維人員下達布置系統(tǒng)安全措施的操作任務(wù)。設(shè)備檢修申請單中的系統(tǒng)安全措施布置完成后，由調(diào)度員通知現(xiàn)場巡維人員，巡維人員許可工作票開工。

2.5.3 綜合停電計劃流程（工作完工-復(fù)電）。設(shè)備檢修申請單中的工作完工后，由現(xiàn)場巡維人員恢復(fù)現(xiàn)場安全措施，之后匯報調(diào)度員。調(diào)度員根據(jù)巡維人員的匯報，綜合其他相關(guān)檢修申請單的執(zhí)行情況以及系統(tǒng)條件，安排設(shè)備復(fù)電，并向監(jiān)控員或巡維人員下達設(shè)備復(fù)電的操作任務(wù)。

2.5.4 設(shè)備異常處理流程。設(shè)備異常告警信息由監(jiān)控員負責(zé)監(jiān)視，監(jiān)控員發(fā)現(xiàn)異常告警后首先匯報調(diào)度員，并根據(jù)告警信息判斷設(shè)備是否可以維持運行，并通知巡維人員到站檢查。無法根據(jù)遠方信息判斷設(shè)備是否可以維持運行時，變電巡維人員根據(jù)現(xiàn)場檢查情況做出綜合判斷，并代表設(shè)備運維單位向調(diào)度員匯報有關(guān)情況。如果設(shè)備需要緊急停運，調(diào)度員負責(zé)調(diào)整系統(tǒng)運行方式。

2.5.5 站內(nèi)設(shè)備跳閘事故處理流程。調(diào)度員、監(jiān)控員均負責(zé)監(jiān)視設(shè)備事故跳閘信息。發(fā)生設(shè)備跳閘后，調(diào)度員立即調(diào)整電網(wǎng)運行方式，減少設(shè)備跳閘對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行及電力供應(yīng)的影響；監(jiān)控員立即通知巡維中心派人到站檢查設(shè)備并向調(diào)度員匯報。

2.5.6 線路跳閘事故處理流程。線路跳閘后，調(diào)度員根據(jù)事故信號迅速調(diào)整電網(wǎng)運行方式，盡量降低線路跳閘對電網(wǎng)安全運行及可靠供電的影響。調(diào)度員結(jié)合保護動作情況、站內(nèi)設(shè)備檢查情況以及系統(tǒng)條件，決定是否對線路強送電。無論線路強送是否成功，調(diào)度員都通知線路維護單位進行事故巡線。在線路跳閘事故處理過程中，由監(jiān)控員通知巡維人員到站檢查。

3 關(guān)鍵技術(shù)平臺

中山電網(wǎng)調(diào)控一體化的安全技術(shù)支撐體系，分為必備基礎(chǔ)模塊和先進輔助模塊。必備基礎(chǔ)模塊是調(diào)控一體化管理模式必需的技術(shù)支撐手段，先進輔助模塊是中山供電局為提高調(diào)控一體化實施質(zhì)量和內(nèi)涵建設(shè)的先進功能模塊。

3.1 基礎(chǔ)模塊

3.1.1 模塊一：信息分區(qū)分流功能。信息分區(qū)分流功能是電網(wǎng)監(jiān)視的技術(shù)基礎(chǔ)，系統(tǒng)按照變電站以及電壓等級劃分為不同的責(zé)任區(qū)，所有廠站的實時信息根據(jù)責(zé)任區(qū)的設(shè)置發(fā)送到不同的監(jiān)控站點，每個監(jiān)控站點只處理該責(zé)任區(qū)域內(nèi)需要處理的信息，告警信息窗也只顯示與該責(zé)任區(qū)相關(guān)的告警信息，從而提高了整個系統(tǒng)的響應(yīng)速度和工作性能，同時有效地起到了各監(jiān)控站點之間的信息分層和安全隔離的作用。

3.1.2 模塊二：調(diào)度安全約束系統(tǒng)。調(diào)度安全約束系統(tǒng)是主網(wǎng)控制的技術(shù)基礎(chǔ)，系統(tǒng)基于EMS中已有的電網(wǎng)模型和實時數(shù)據(jù)，將電網(wǎng)拓撲和“五防”規(guī)則結(jié)合起來實現(xiàn)電氣設(shè)備間的操作閉鎖，同時提供一個與實際操作完全一致的圖形化界面用于操作票的起草、校核及調(diào)度員、監(jiān)控員的操作仿真。調(diào)度安全約束系統(tǒng)具備全站五防、跨站五防及跨電壓五防的特點，確保對變電站斷路器、隔離開關(guān)、和接地刀閘遠方操作的安全性。

3.1.3 模塊三：配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是配網(wǎng)監(jiān)視和控制的技術(shù)基礎(chǔ)。通過兩遙、三遙功能的上送，實現(xiàn)配網(wǎng)線路的全境遙信、遙測監(jiān)視、部分開關(guān)的遙控功能。在此基礎(chǔ)上開發(fā)配電網(wǎng)合環(huán)輔助決策支持系統(tǒng)，該決策系統(tǒng)從配電網(wǎng)SCADA數(shù)據(jù)庫中讀取實時網(wǎng)絡(luò)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，識別網(wǎng)絡(luò)環(huán)路狀態(tài)，分析當(dāng)前合環(huán)操作的安全性，實現(xiàn)配網(wǎng)不停電合環(huán)轉(zhuǎn)供電。

3.2 輔助模塊

3.2.1 模塊一：網(wǎng)絡(luò)電子發(fā)令系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)電子發(fā)令系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)度令的傳輸，取代傳統(tǒng)電話發(fā)令模式。其中配網(wǎng)部分基于3G通信網(wǎng)絡(luò)和綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)構(gòu)建，實現(xiàn)移動網(wǎng)絡(luò)接令。網(wǎng)絡(luò)發(fā)令避免了電話發(fā)令錯誤記錄、諧音誤會等危險點，提高了調(diào)度員工作效率。

3.2.2 模塊二：電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）。AVC系統(tǒng)基于EMS一體化平臺，通過對電網(wǎng)內(nèi)各變電站的有載調(diào)壓裝置和無功補償設(shè)備進行集中監(jiān)視、統(tǒng)一管理和在線控制，從全局的角度對廣域分散的電網(wǎng)無功裝置進行協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，實現(xiàn)全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制閉環(huán)運行。

3.2.3 模塊三：區(qū)域備自投功能。中山電網(wǎng)基于EMS的廣域備自投系統(tǒng)已在220kV中山-110kV凱茵-110kV五桂山——220kV旗樂的鏈式結(jié)構(gòu)電網(wǎng)中應(yīng)用。系統(tǒng)提出了多項安全策略，在調(diào)度自動化平臺上實現(xiàn)了區(qū)域范圍內(nèi)的備自投，實現(xiàn)鏈式結(jié)構(gòu)電網(wǎng)中備用電源和工作電源不在同一個變電站的自動投切。

3.2.4 模塊四：變電站遙視及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)利用先進的數(shù)字多媒體技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)實現(xiàn)環(huán)境信息及視頻圖像的高清晰度、高幀率遠端傳送，使調(diào)度監(jiān)控人員可利用此系統(tǒng)實現(xiàn)遠方監(jiān)視變電站運行設(shè)備，代替運行人員日常例行巡視，直觀顯示遠方操作結(jié)果、運行設(shè)備外部情況等。

3.2.5 模塊五：保信系統(tǒng)。保信系統(tǒng)基于EMS一體化平臺，共享EMS模型、圖形和實時數(shù)據(jù)，以網(wǎng)絡(luò)拓撲分析為基礎(chǔ)，實現(xiàn)一、二次設(shè)備模型建立和保護故障信息處理。主要用于調(diào)度端查看保護故障信息、核對定值、上傳錄波文件等，為調(diào)度監(jiān)控人員提供實時的故障信息和快捷的查詢方式，為事故處理提供決策依據(jù)。

3.2.6 模塊六：氣象信息電網(wǎng)調(diào)度策略研究系統(tǒng)?；谥猩降貐^(qū)氣象信息的電網(wǎng)調(diào)度策略研究系統(tǒng)通過電力、氣象深度合作，通過氣象數(shù)據(jù)傳輸平臺，將相關(guān)的氣象災(zāi)害預(yù)警信息、暴雨云團追蹤系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)、雷電定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報等海量信息送至電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)平臺，由平臺通過科學(xué)分析手段，分析實時、歷史數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)的分析結(jié)論，為電網(wǎng)調(diào)度提供決策支持。

3.2.7 模塊七：用電調(diào)度管控及輔助決策系統(tǒng)。用電調(diào)度管控及輔助決策系統(tǒng)在主配網(wǎng)模型數(shù)據(jù)拼接的基礎(chǔ)上，以電網(wǎng)實時拓撲分析，通過“電源點追溯”，獲取用戶供電路徑。根據(jù)電網(wǎng)實際運行狀態(tài)及設(shè)備檢修信息，動態(tài)分析電網(wǎng)運行風(fēng)險并提供預(yù)警功能。實現(xiàn)電網(wǎng)故障隔離、故障恢復(fù)路徑搜索、故障恢復(fù)預(yù)案編制、故障恢復(fù)預(yù)案推送、故障恢復(fù)模擬預(yù)演、故障報告生成等。

以上各模塊中，信息分區(qū)分流、調(diào)度安全約束系統(tǒng)、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是電網(wǎng)監(jiān)視與控制的技術(shù)基礎(chǔ)；主、配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)令系統(tǒng)是調(diào)度員與上級調(diào)度、現(xiàn)場運行人員進行接發(fā)令的信息處理平臺；電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)、區(qū)域備自投功能是實現(xiàn)電網(wǎng)自動控制的有效手段；變電站遙視及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、保信系統(tǒng)、氣象信息電網(wǎng)調(diào)度策略研究系統(tǒng)、用電調(diào)度管控及輔助決策系統(tǒng)為調(diào)度員準確決策提供了多方面的信息渠道。通過以上調(diào)控一體化關(guān)鍵技術(shù)模塊的建設(shè)，形成了一整套完善的調(diào)控一體化信息綜合平臺，實現(xiàn)調(diào)度臺的多角度立體決策、智能調(diào)度。

4 結(jié)束語

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的深入，以及相關(guān)技術(shù)支持體系的發(fā)展，未來對電網(wǎng)運行管理模式的研究將更加注重調(diào)度和變電設(shè)備運行集控功能的集約融合、統(tǒng)一管理。輸變配電設(shè)備逐漸由現(xiàn)場控制轉(zhuǎn)向調(diào)度遠方控制，是未來科技發(fā)展的必然趨勢，調(diào)控一體化電網(wǎng)調(diào)度管理模式也是未來電網(wǎng)調(diào)度管理模式的必然發(fā)展方向。

參考文獻

[1]姚遠.探討電網(wǎng)調(diào)控一體化運行管理模式[J].黑龍江科技信息，2014（31）：57.