一種配電網(wǎng)安全預(yù)警分析系統(tǒng)的研究

唐海峰，張 捷，侯四維

（1.國網(wǎng)上海市北供電公司，上海 200072；2.上海合澤電力工程設(shè)計咨詢有限公司，上海 200433）

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)也不斷加快，配電網(wǎng)資產(chǎn)規(guī)模越來越大，隨之配電網(wǎng)工作趨大量化和復(fù)雜化，必須依靠自動化、系統(tǒng)化、信息化的管理方式來實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行管理工作。

配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)中直接面向用戶供電的環(huán)節(jié)，關(guān)系到用戶能否得到安全可靠優(yōu)質(zhì)的電能。加強(qiáng)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行管理工作，保證電力平穩(wěn)安全運(yùn)行具有重大的意義。

為提升配電網(wǎng)的管理水平，保證配電網(wǎng)的安全運(yùn)行，本文介紹一種配電網(wǎng)安全預(yù)警分析系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

邏輯結(jié)構(gòu)是配電網(wǎng)安全預(yù)警分析系統(tǒng)的靈魂，也是系統(tǒng)構(gòu)建的首要步驟，是根據(jù)預(yù)警分析系統(tǒng)的基本原理和配電網(wǎng)監(jiān)控要求及其特點(diǎn)建立的一個多維度的復(fù)合結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。預(yù)警分析邏輯結(jié)構(gòu)的預(yù)警指標(biāo)、時間和層次3個維度分別代表了預(yù)警原理、時間尺度和預(yù)警對象四層涵義［1］。

（1）預(yù)警指標(biāo)維度

預(yù)警指標(biāo)維度是預(yù)警邏輯結(jié)構(gòu)的核心，根據(jù)預(yù)警系統(tǒng)的基本原理，包括警源、警情和警度3部分。其基本流程是：確定警源，監(jiān)測警源和警情，分析警情和警度。

（2）時間維度

時間是預(yù)警分析的重要參數(shù)，預(yù)警分析發(fā)布時間與警情發(fā)生的時間間隔越長，警情越需要盡快處理，但緊急配電網(wǎng)安全事故的預(yù)警更為重要。警源和警度的監(jiān)控是保證預(yù)警分析有效性的重要措施。

（3）層次維度

配電網(wǎng)安全預(yù)警分析系統(tǒng)的層次維度主要從配電網(wǎng)事故指標(biāo)的角度進(jìn)行劃分，主要包括單因子預(yù)警、多因子預(yù)警2大類。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用B／S架構(gòu)，由客戶端和服務(wù)器組成，其中服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器，分別實(shí)現(xiàn)預(yù)警分析數(shù)據(jù)庫管理，預(yù)警應(yīng)用程序的管理和運(yùn)行；在Internet上，系統(tǒng)采用 Web Services結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端以 Web服務(wù)器為主體，通過注冊數(shù)據(jù)及應(yīng)用服務(wù)，向客戶端瀏覽器提供預(yù)警分析信息發(fā)布、預(yù)警分析互操作以及預(yù)警應(yīng)急聯(lián)動等服務(wù)。從上述的分析來看，構(gòu)建多層次體系結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)安全預(yù)警系統(tǒng)，有利于配電網(wǎng)安全信息共享，減少系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)，節(jié)約信息資源，提高系統(tǒng)效能［1］。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

該配電網(wǎng)安全預(yù)警分析系統(tǒng)按照模塊可分為功能模塊和基本模塊2大類［2］。其中功能模塊主要包括安全預(yù)警分析模塊、重要用戶管理模塊，完成調(diào)度安全性分析和檢修計劃安全校核編排；基本模塊為系統(tǒng)管理模塊，系統(tǒng)整體框架見圖3。

（1）安全預(yù)警分析模塊：分為35kV及以上變電站安全預(yù)警分析模塊、10kV配變安全預(yù)警分析模塊。內(nèi)容包括停役變電站名稱、電壓等級、停役的年月份、計劃停役的時間、主要工作內(nèi)容、有無全站停電風(fēng)險、有無重要用戶停電風(fēng)險等。并可供用戶對其進(jìn)行編輯、生成告知書并可對告知書進(jìn)行編輯。

圖3 系統(tǒng)整體框架圖

（2）重要用戶管理模塊：主要為新增重要用戶電源站索引數(shù)據(jù)模塊。內(nèi)容包括單位、用戶的實(shí)際名稱、CMS戶名、戶號、地址、重要性等級、電壓等級、供電電源數(shù)、電系編號及名稱、進(jìn)線方式、站名、母線、是否是開關(guān)站等。用戶可根據(jù)需要導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)表。

1.3 系統(tǒng)功能

從信息管理的角度來講，信息系統(tǒng)的基本功能包括數(shù)據(jù)管理（數(shù)據(jù)的輸入、輸出及修改和維護(hù)等）、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)查詢3部分。結(jié)合配電網(wǎng)安全預(yù)警系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，系統(tǒng)的功能如下：

（1）安全預(yù)警分析功能。安全預(yù)警分析功能實(shí)現(xiàn)35kV及以上變電站、10kV配變調(diào)度安全性分析、檢修計劃安全校核與編排功能。打開瀏覽器，進(jìn)入主頁面，將此數(shù)據(jù)庫打開，通過搜索功能將所需的檢修計劃選定，可清晰地瀏覽數(shù)據(jù)信息，審閱和檢查檢修計劃報告，了解檢修計劃中有無全站停電風(fēng)險、有無重要用戶停電等重要檢查的信息。

管理者在審閱和檢查時，發(fā)現(xiàn)錯誤可對主要的檢修工作內(nèi)容和措施等信息進(jìn)行編輯并保存。若有全站停電風(fēng)險或重要用戶停電風(fēng)險，應(yīng)將此信息保存在風(fēng)險數(shù)據(jù)庫中，以便今后調(diào)用，生成告知書，發(fā)放到相關(guān)部門對進(jìn)行檢修，檢修完成后，上傳檢修報告，使得整個管理系統(tǒng)成為一個閉環(huán)反饋的管理系統(tǒng)［3］，如圖4所示。

圖4 安全預(yù)警分析閉環(huán)管理系統(tǒng)

（2）重要用戶管理功能。實(shí)現(xiàn)變電站名、電系編號及名稱、CM戶名、地址、重要性等級、電壓等級、供電電源數(shù)、進(jìn)線方式、母線、開關(guān)站等信息的管理，生成數(shù)據(jù)庫。有需要時可方便的查閱、調(diào)取或修改提高了管理的工作效率。

2 實(shí)例應(yīng)用

以上海某區(qū)和田10kV配變檢修計劃為例驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)用性。打開瀏覽器，登陸賬號進(jìn)入配電網(wǎng)安全預(yù)警系統(tǒng)首頁，選擇10kV配變檢修計劃管理系統(tǒng)，如圖5所示。

圖5 10kV變電站檢修計劃數(shù)據(jù)庫圖

圖5顯示了2014年10月份檢修計劃電壓等級、變電站名稱、停役設(shè)備、計劃停復(fù)役開始時間、計劃停復(fù)役結(jié)束時間、主要工作內(nèi)容、有無全站停電風(fēng)險、有無重要用戶風(fēng)險、生成告知書、編輯告知書工作任務(wù)等狀態(tài)信息。通過狀態(tài)信息可以看出變電站檢修計劃有無無全站停電風(fēng)險，重要用戶有無停電風(fēng)險。

選擇需要審閱和查找的和田變電站，共有2條記錄，其中停役設(shè)備為和13和田電話開關(guān)線路、和8止園開關(guān)線路。若查出和8止園開關(guān)線路信息有誤，或需了解或修改重要客戶的名稱及預(yù)防停電措施內(nèi)容，打開編輯頁面，如圖6所示。

圖6 10kV和田站和8止園開關(guān)編輯頁面圖

從編輯頁面可詳細(xì)了解工作內(nèi)容及檢修類型，若需修改，修改后保存即可。保證管理者第一時間查閱到準(zhǔn)確的檢修信息，生成告知書發(fā)放到相關(guān)部門，保證檢修工作與審核工作高效可靠的完成。本軟件運(yùn)行平穩(wěn)達(dá)到了設(shè)計目的，具有實(shí)用意義。

3 結(jié)語

（1）本文介紹的配電網(wǎng)預(yù)警分析系統(tǒng)，具有配電網(wǎng)預(yù)警分析和重要用戶管理功能。

（2）經(jīng)上海某區(qū)和田實(shí)例運(yùn)行，證明系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)既定功能。

（3）通過該配電網(wǎng)安全預(yù)警分析系統(tǒng)，可加強(qiáng)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度管理，可有效提高電力企業(yè)工作效率，推進(jìn)配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］ 詹曉燕.環(huán)境安全預(yù)警系統(tǒng)研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2005.

［2］ 毛 田，姚建剛.110kV配電網(wǎng)智能檢修與安全校核管理系統(tǒng)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2013，37（2）：125-129.MAO Tian，YAO Jian-gang，XIN Jun.Intelligent overhaul and safety check management system of 110kV distribution network［J］.Automation of Electric Power Systems，2013，37（2）：125-129.

［3］ 李 陽，高自友.鐵路安全預(yù)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報，2004，14（6）：36-40.LI Yang，GAO Zi-you.Study and design of railway safety pre-warning system［J］.China Safety Science Journal，2004，14（6）：36-40.