電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息集中智能監(jiān)視設(shè)計

鄒鑫，路建明，李京，李光輝

（國網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長沙410004)

電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息集中智能監(jiān)視設(shè)計

鄒鑫，路建明，李京，李光輝

（國網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長沙410004)

根據(jù)當(dāng)前湖南電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行值班的核心任務(wù)要求，綜合安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保四個因素，提煉出頻率、母線電壓等十余個湖南電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息，在D5000系統(tǒng)中對這些關(guān)鍵信息進(jìn)行集中智能監(jiān)視，分為電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵信息總體監(jiān)視、展示關(guān)鍵信息明細(xì)、展示關(guān)鍵信息分析結(jié)果和輔助決策三個層次。有利于調(diào)度人員提升工作效率，及時發(fā)現(xiàn)和處理電網(wǎng)運(yùn)行隱患，更好地掌控電網(wǎng)運(yùn)行。

電網(wǎng)調(diào)度；關(guān)鍵信息；集中智能監(jiān)視

為適應(yīng)生產(chǎn)生活用電需求不斷增長、電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、運(yùn)行特性日益復(fù)雜的新形勢，作為保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行技術(shù)支撐之一的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)取得了較大的發(fā)展，在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行應(yīng)用上呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)海量化、監(jiān)控畫面日益增多的特點(diǎn)。為方便調(diào)度人員及時發(fā)現(xiàn)和處理電網(wǎng)運(yùn)行隱患，提升工作效率，提煉電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵信息并進(jìn)行集中智能監(jiān)視設(shè)計變得越來越迫切。這些年來，專家們作出了卓有成效的理論研究與實(shí)踐探索，文獻(xiàn) 〔1〕提出建設(shè)基于各類安全指標(biāo)的電網(wǎng)實(shí)時安全預(yù)警系統(tǒng)，文獻(xiàn) 〔2〕闡述了一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)運(yùn)行駕駛艙概念和技術(shù)，并提出了建立調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵績效指標(biāo)(key performance indicators，KPI)的思想，文獻(xiàn) 〔3〕建立了電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵績效指標(biāo)體系用于評價電力系統(tǒng)運(yùn)行績效，文獻(xiàn) 〔4〕設(shè)計了基于態(tài)勢感知技術(shù)的電力系統(tǒng)運(yùn)行駕駛艙(power system operation cockpit，POC)的總體結(jié)構(gòu)及功能模塊并應(yīng)于南方電網(wǎng)調(diào)度控制中心。本文擬在上述文獻(xiàn)研究與實(shí)踐的基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)前湖南省調(diào)調(diào)度運(yùn)行工作和自動化系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況，總結(jié)提煉湖南電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息，探討在D5000系統(tǒng)中設(shè)計開發(fā)關(guān)鍵信息集中智能監(jiān)視功能，以便于調(diào)度人員及時發(fā)現(xiàn)和處理電網(wǎng)運(yùn)行隱患，更好地掌控電網(wǎng)運(yùn)行。

1 調(diào)度運(yùn)行值班工作和自動化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

調(diào)控機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)組織、指揮、指導(dǎo)和協(xié)調(diào)電網(wǎng)運(yùn)行，以保障電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行。湖南省調(diào)調(diào)度員在值班過程中主要負(fù)責(zé)指揮湖南電網(wǎng)的運(yùn)行、操作和故障處置，負(fù)責(zé)跨省聯(lián)絡(luò)線功率控制，協(xié)助電網(wǎng)頻率調(diào)整，負(fù)責(zé)直調(diào)范圍內(nèi)無功與電壓調(diào)整。

調(diào)度員值班期間主要通過D5000系統(tǒng)來監(jiān)視、分析電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行情況，而當(dāng)前D5000中的各項(xiàng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)或指標(biāo)相對分散，需要同時監(jiān)視的畫面很多，需要使用的功能模塊也較多，經(jīng)常需要手動頻繁切換畫面，監(jiān)視和操作都比較不便。例如穩(wěn)態(tài)實(shí)時監(jiān)控模塊就包括44個主要的監(jiān)視畫面，電壓監(jiān)視、穩(wěn)定斷面、在線分析監(jiān)視等各業(yè)務(wù)模塊分散，而跨省聯(lián)絡(luò)線區(qū)域控制偏差(area control error，ACE)和頻率控制需用到自動發(fā)電控制(automatic generation control，AGC)系統(tǒng)、湖南電網(wǎng)實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)視表等多個模塊。

基于當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的工作任務(wù)和調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀，調(diào)度員在值班過程中需要實(shí)時監(jiān)視大量數(shù)據(jù)畫面，這一方面不利于調(diào)度員聚焦注意力，另一方面也不利于調(diào)度員從海量的數(shù)據(jù)中快速地提取電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的關(guān)鍵信息，因此非常有必要設(shè)計開發(fā)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息智能監(jiān)視模塊，以實(shí)現(xiàn)對值班監(jiān)視的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類優(yōu)化整合和展示。

2 關(guān)鍵信息集中智能監(jiān)視設(shè)計

設(shè)計采用分層顯示的模式，逐步將監(jiān)視內(nèi)容細(xì)化，既可以展示整體也可以細(xì)看局部，每個層次中根據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)視與分析計算結(jié)果，鎖定主要問題及對策，供調(diào)度人員參考。關(guān)鍵信息監(jiān)視共分為3個層次，3個層次之間進(jìn)行邏輯關(guān)聯(lián)，如圖1所示。

圖1 關(guān)鍵信息監(jiān)視分層

電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息是指能反映電網(wǎng)運(yùn)行狀況的優(yōu)劣、穩(wěn)定裕度、潛在風(fēng)險、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵指標(biāo)的信息。根據(jù)當(dāng)前湖南電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行值班的核心任務(wù)和長期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，再綜合安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)與環(huán)保四個因素，從海量電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)中提煉出湖南電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息，見表1。

表1 湖南電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息

在D5000系統(tǒng)中對上節(jié)所提煉出的關(guān)鍵信息進(jìn)行集中智能監(jiān)視化設(shè)計與開發(fā)。

第1層是電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息總體監(jiān)視情況，以便調(diào)度人員對運(yùn)行狀態(tài)有總體掌握，設(shè)計界面如圖2所示。

圖2 調(diào)度關(guān)鍵信息監(jiān)視總表設(shè)計

圖2 中所有關(guān)鍵信息按安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保分類排列。每一項(xiàng)信息都由兩個圖標(biāo)組成，分別是名稱圖標(biāo)和數(shù)據(jù)圖標(biāo)，名稱圖標(biāo)展示表1中的信息名稱，數(shù)據(jù)圖標(biāo)展示信息相關(guān)指標(biāo)數(shù)值，例如“穩(wěn)定斷面”展示當(dāng)前重載或超載的穩(wěn)定斷面的數(shù)量，“最大可調(diào)出力”展示系統(tǒng)最大可調(diào)整的發(fā)電出力。每一項(xiàng)信息都按照一定的邏輯規(guī)則設(shè)置告警闕值，例如 “穩(wěn)定斷面”告警闕值為任一穩(wěn)定斷面功率超過其控制限額的90%，“母線電壓”告警闕值為任一調(diào)度管轄監(jiān)視變電站任一組220 kV及以上母線電壓值日波動幅值超過5%。若某指標(biāo)達(dá)到告警闕值時則給出告警，配置有告警閃爍、掛牌、彈窗、聲響告警等方式供選擇，例如當(dāng)存在穩(wěn)定斷面重載或過載時，“穩(wěn)定斷面”的圖標(biāo)告警閃爍，而 “數(shù)據(jù)”圖標(biāo)展示當(dāng)前重載和過載的穩(wěn)定斷面的數(shù)量。點(diǎn)擊圖2中的各關(guān)鍵信息的名稱圖標(biāo)可進(jìn)入第二層詳細(xì)展示界面，查看信息明細(xì)。

第2層是關(guān)鍵信息的詳細(xì)展示界面，每一項(xiàng)關(guān)鍵信息對應(yīng)一個展示界面，展示形式多樣化，部分界面是根據(jù)關(guān)鍵信息的特性專門定制開發(fā)，部分界面是利用現(xiàn)有的D5000系統(tǒng)中已有的功能模塊界面。其中 “穩(wěn)定斷面”以表格的形式展示多個重載或超載斷面，內(nèi)容包括斷面當(dāng)前潮流、當(dāng)日最大、最小潮流及其對應(yīng)時間以及斷面潮流控制限額，不同斷面可以根據(jù)負(fù)載率的大小進(jìn)行排序，如圖3所示。“在線預(yù)警”展示在線安全穩(wěn)定分析系統(tǒng)實(shí)時六類計算掃描的結(jié)果，如圖4所示。

圖3 穩(wěn)定斷面詳細(xì)展示界面

圖4 在線預(yù)警詳細(xì)展示界面

第3層是關(guān)鍵信息分析結(jié)果和輔助決策展示，展示D5000系統(tǒng)中有關(guān)分析計算和輔助決策的結(jié)果，主要應(yīng)用于 “穩(wěn)定斷面”與 “在線預(yù)警”兩項(xiàng)關(guān)鍵信息。安全類信息 “穩(wěn)定斷面”設(shè)計界面如圖5所示。斷面監(jiān)視、分析與輔助決策設(shè)計圖分為 “信息明細(xì)”和 “分析結(jié)果與輔助決策”兩個大區(qū)域，兩個區(qū)域的內(nèi)容進(jìn)行邏輯關(guān)聯(lián)，點(diǎn)擊“信息明細(xì)”區(qū)域中的 “斷面1”，可以在 “分析結(jié)果與輔助決策”區(qū)域展示 “斷面1”相應(yīng)的電源和負(fù)荷靈敏度實(shí)時計算及分析結(jié)果和輔助決策建議，以提示調(diào)度員調(diào)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)與控制，點(diǎn)擊其他斷面，“分析結(jié)果與輔助決策”區(qū)域展示的內(nèi)容可以自動切換展示相應(yīng)的信息。

圖5 穩(wěn)定斷面智能監(jiān)視設(shè)計

3 結(jié)語

根據(jù)湖南省調(diào)調(diào)度運(yùn)行值班工作任務(wù)和調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合調(diào)度運(yùn)行值班的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提煉出一系列湖南省調(diào)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵信息，并在D5000系統(tǒng)中設(shè)計開發(fā)了關(guān)鍵信息集中智能監(jiān)視功能，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分功能的應(yīng)用。關(guān)鍵信息集中智能監(jiān)視功能提升了調(diào)度人員的工作效率，有利于調(diào)度人員及時發(fā)現(xiàn)和處理電網(wǎng)運(yùn)行隱患，更好地掌控電網(wǎng)運(yùn)行。本文聚焦于關(guān)鍵信息的歸納總結(jié)以及集中智能監(jiān)視功能的設(shè)計，底層軟硬件技術(shù)支持的開發(fā)、其他關(guān)鍵信息的補(bǔ)充與完善還需在后續(xù)研究與實(shí)踐中進(jìn)一步探討。

〔1〕孫宏斌，胡江溢，劉映尚，等.調(diào)度控制中心功能的發(fā)展—電網(wǎng)實(shí)時安全預(yù)警系統(tǒng) 〔J〕.電力系統(tǒng)自動化，2004，28 (15):1-6.

〔2〕汪際峰，周華鋒，熊衛(wèi)兵，等.復(fù)雜電力系統(tǒng)運(yùn)行駕駛艙技術(shù)研究 〔J〕.電力系統(tǒng)自動化，2014，38(9):100-106，131.

〔3〕趙川，葉華，梁鈴，等.電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵績效指標(biāo)(KPI)的構(gòu)建方法 〔J〕.電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2015，27(5): 97-102.

〔4〕周華鋒，胡榮，李曉露，等.基于態(tài)勢感知技術(shù)的電力系統(tǒng)運(yùn)行駕駛艙設(shè)計 〔J〕.電力系統(tǒng)自動化學(xué)報，2015，39(7): 130-137.

Design of Key Information Centralized Intelligent Monitoring for Grid Dispatching Operation

ZOU Xin，LU Jianming，LI Jing，LI Guanghui
(State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410004，China)

According to the core tasks of Hunan electrical power dispatching operation，and considering comprehensive four factors:safety，economy，high quality，environmental protection，this paper refines some key informations of Hunan electrical power grid dispatching operation.The key information is centralized intelligent monitored in D5000 system through integrated monitoring，detail monitoring and analysis results and decision making.It makes it easier for dispatcher to control the overall situation of power grid，find and treat power grid risks in time.

grid dispatching；key information；centralized intelligent monitoring

TM732

B

1008-0198(2017)04-0073-03

鄒鑫(1983)，男，漢族，湖南衡陽人，碩士，工程師，從事調(diào)度運(yùn)行工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.04.021

2017-02-07 改回日期:2017-04-17