提高電力調(diào)控系統(tǒng)的可靠性方案

王琳

摘 要 本文主要闡述調(diào)控系統(tǒng)在可靠性方面存在的問題，并探討如何通過一系列的措施，如運用控制論的方法、采用計算機和電力機器人領域的新技術等，來提高電力調(diào)控系統(tǒng)的可靠性，為未來智能電網(wǎng)的發(fā)展打好基礎。

關鍵詞 電力調(diào)度；監(jiān)控運行；調(diào)控系統(tǒng)；可靠性

中圖分類號 TM6 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）16-0094-02

從人類社會進入電氣化時代以來，經(jīng)濟的發(fā)展和人民的日常生活就越來越離不開電能的供應。隨著當前經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家對工業(yè)4.0項目的大力推廣，以及各種諸如風電、光伏發(fā)電等分布式新能源的開發(fā)和在大型蓄電池方面的應用，為更好地管理日趨龐大、復雜的電網(wǎng)和其中各種類型的電力設備，保障電力的供需平衡，現(xiàn)在我國已全面開展電力調(diào)度監(jiān)控一體化工作，電網(wǎng)也開始逐漸往智能化方向發(fā)展。

1 電力調(diào)控系統(tǒng)的可靠性

電力調(diào)度監(jiān)控一體化（簡稱調(diào)控）工作主要是依托電力調(diào)控系統(tǒng)的平臺來開展的，因此，調(diào)控系統(tǒng)的可靠性是調(diào)控工作能否正常開展的關鍵。為更好地應對新形勢下的電網(wǎng)發(fā)展，我們要及時處理當前調(diào)控系統(tǒng)中存在的問題，并提前布局、采取有效措施來提升調(diào)控系統(tǒng)的可靠性。

那么，所謂的調(diào)控系統(tǒng)的可靠性主要包括有3點，即系統(tǒng)運行要穩(wěn)定，且速度要快；收集到的數(shù)據(jù)需如實并能簡單明了的反映現(xiàn)場的情況，且冗余信息?。划斣O備或電網(wǎng)出現(xiàn)異?；蚴鹿蕰r，能幫助調(diào)控員提升故障應急響應和后期處置。

2 調(diào)控支持系統(tǒng)中存在的問題

2.1 系統(tǒng)的運行速度不夠快

隨著變電站數(shù)量越來越多，信息量越來越大，調(diào)控系統(tǒng)的運行速度會逐漸減低，有時會提示虛擬內(nèi)存不足，導致調(diào)控員查看、調(diào)閱信息和操作時，需要比較久的時間，或者無法同時進行多項任務。

2.2 調(diào)控系統(tǒng)中會收到誤報的信號

有時，系統(tǒng)中會收到和現(xiàn)場實際不符的異常信號。它們是由于電力設備自身或者輔助設備等存在問題導致的，但被監(jiān)控員判斷為異常信號后，就會根據(jù)工作流程，通知運行人員去現(xiàn)場檢查。這就增加了雙方的工作量，減低了系統(tǒng)中有效信號的比例。

2.3 調(diào)控系統(tǒng)中存在冗余信號

這些冗余信號主要是設備的檢修調(diào)試信號和頻報信號。目前，系統(tǒng)中已開始采用屏蔽牌功能，能有效地減少工作期間的出現(xiàn)在監(jiān)控畫面上的調(diào)試信號[1]。但遇到某些情況需要臨時拆除屏蔽牌時，就需要調(diào)試人員向監(jiān)控員申請，這就會增加雙方的工作量，期間也會產(chǎn)生一定的冗余信號。對于頻報信號，目前已有30s過濾的方法，但設備自身存在的缺陷導致的信號抖動如果在30s內(nèi)復歸且多次出現(xiàn)，會無法及時發(fā)現(xiàn)。

2.4 事故時系統(tǒng)監(jiān)控畫面不夠明了

大量事故同時發(fā)生時，尤其是遇到臺風等惡劣天氣，出現(xiàn)線路跳閘條數(shù)或者次數(shù)很多時，調(diào)控員的工作量會突然大大增加。由于部分變電站存在特殊點，畫面提供的信息比較少，需要人工判斷處理的先后順序。另一方面，多條跳閘的信息報文同時出現(xiàn)、互相參差，還會耗費比較久的時間進行區(qū)分，影響調(diào)控員的處理速度。

3 電力調(diào)控系統(tǒng)的可靠性改進與創(chuàng)新措施

3.1 定期升級調(diào)控系統(tǒng)的服務器，提升系統(tǒng)的硬件能力

可以依據(jù)本地區(qū)每年變電站和發(fā)電廠的數(shù)量增加的情況，定期升級調(diào)控系統(tǒng)的服務器，來提升系統(tǒng)的運行速度和存儲空間，保證系統(tǒng)能快速響應調(diào)控員的查看和控制的需求。

3.2 應用當前先進的電力機器人技術，初步排除異常信號

在以往的調(diào)控運行中，一旦發(fā)現(xiàn)異常信號，需要通知運維人員去現(xiàn)場檢查確認，既耗時又費力，有時還有人手不足的問題。而隨著傳感器領域不斷取得新的突破，電力機器人的應用也越來越多，比如，國網(wǎng)山東電力科研院排除萬難、創(chuàng)新開發(fā)的各種類型的電力機器

人[2]。我們可以在調(diào)控系統(tǒng)中逐步接入變電站巡檢機器人，對部分異常信號進行初步檢查確認，提高信號的處置效率。另外，還可以用它來配合進行事故后的現(xiàn)場檢查，提高事故處理效率，提高電網(wǎng)的供電可靠性。

3.3 采用控制論的思想，進一步減少冗余信號

對于監(jiān)控員來講，其工作的側(cè)重點就是對信號進行分析，進而才能夠有效地排除設備存在的缺陷。但冗余信號如果太多，在單位時間內(nèi)的有效信息量就很小，會大大增加監(jiān)控員的工作量，而人的注意力也是有限的[3]。

因此，我們可以通過采用控制論的思想，用負反饋調(diào)節(jié)來進一步減少冗余信號，合理有效的分配有限的大部分注意力在有價值的小部分信息上[4]。

對于檢修調(diào)試信號，可以在屏蔽牌的基礎上，再增加分級權限管理功能。即監(jiān)控員作為系統(tǒng)管理員，具有高級權限，調(diào)試人員無法拆除監(jiān)控員掛上的屏蔽牌，但監(jiān)控員和調(diào)控系統(tǒng)在拆除屏蔽牌時，會將調(diào)試人員掛的屏蔽牌同時拆除。調(diào)試人員具有次一級權限，當設備被監(jiān)控員掛上屏蔽牌后，就可直接自行向系統(tǒng)申請拆除屏蔽牌，則有且僅有當前提交申請的監(jiān)控機上才可以看到調(diào)試信號；工作結(jié)束前，再自行向系統(tǒng)提出申請，重新掛上屏蔽牌。送電前，系統(tǒng)會根據(jù)調(diào)度票和系統(tǒng)拓撲來自行檢查所有相關設備和監(jiān)控機是否已拆牌，監(jiān)控員也會再次人工確認。

對于設備本身引起的頻報信號，可以在30s過濾的基礎上，利用計算機的強大運算、邏輯、存儲能力再進行統(tǒng)計，只要某條信號有復歸，就在后臺統(tǒng)計信號出現(xiàn)次數(shù)。當達到一定數(shù)值后，無論之前是否有展示過，都判定為設備可能有缺陷存在，在監(jiān)控畫面中提示監(jiān)控員及時進行處置。

3.4 優(yōu)化系統(tǒng)圖形界面，采用人工智能領域算法

思路

為提高異常、事故處理時的分析、處置正確性、全面性，提高重要負荷的供電可靠性，除了平時做好反事故演習，更要提前在系統(tǒng)中做好布局，優(yōu)化系統(tǒng)界面，提高信息的辯識度和敏感度，來輔助判斷事故處理的優(yōu)先順序。比如硬件上，屏幕要大、展示要清晰，用本屏幕能顯示的最大分辨率來展示。在圖形界面上，對于字型、字體和大小、顏色、對比度都要更符合人體工學。在調(diào)控系統(tǒng)上簡單明了的標注重要信息，尤其是區(qū)別于常規(guī)站的信息，化具體的數(shù)字臺帳為更直觀的圖片信息。

對于單一的線路跳閘而言，由于出現(xiàn)的信號大多類似，且有規(guī)律可循，可以利用成指數(shù)級增長的計算機能力，對從幾十年來電網(wǎng)運行過程中存在的海量數(shù)據(jù)，采用人工智能領域算法的思路，通過深度學習+人工輔助的辦法進行分析、統(tǒng)計，形成相應的典型跳閘信號模板[5]。每當有跳閘時，系統(tǒng)會將信號和模板比對，如果一致，就直接生成一條跳閘信息，而不將詳細的每條報文直接展示給監(jiān)控員。例如：時間XX：XX，110kV甲乙線線路跳閘，重合不成，XX保護動作等等。只有當和模板不匹配時，才在監(jiān)控畫面上進行推送，由監(jiān)控員進行人工分析、判斷，同時系統(tǒng)也將本次情況記錄在模板中進行學習，為之后的優(yōu)化模板提供基礎。在功能完善后，還可以進一步根據(jù)同樣的模式，由系統(tǒng)自行摸索主變、母線、甚至大型事故模板的開發(fā)。

本文僅是簡要的探討如何通過一系列的措施，如控制論的方法，計算機和電力機器人領域的新技術，來提高調(diào)控系統(tǒng)的可靠性，希望能為未來智能電網(wǎng)的發(fā)展打好基礎，同時，也希望能為各位同仁的工作提供助力，共同保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行。

參考文獻

[1]郭琪彬，鮑曉寧，林志艷，等.調(diào)控一體模式下電網(wǎng)設備監(jiān)控標準化管理體系建設[J].科技與企業(yè)，2013（7）：129.

[2]蘇建軍.電力機器人技術[M].北京：中國電力出版社，2015：1-10.

[3]康納德.快思慢想[M].臺灣：遠見天下文化出版股份有限公司，2012：58-59，93-96.

[4]金觀濤，華國凡.控制論與科學方法論[M].北京：新星出版社，2005：20-30，51-60.

[5]皮埃羅·斯加魯菲.智能的本質(zhì)：人工智能與機器人領域的64個大問題[M].北京：人民郵電出版社，2017：5-20，27-30.endprint