電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控及防誤技術研究

李俊艷

摘要：我國電力網(wǎng)絡規(guī)模不斷擴大的背景之下，電網(wǎng)調(diào)度工作所存在的問題逐漸顯現(xiàn)，其滯后性、非智能化特征對電力網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行造成了一定的阻礙。因此，加強電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控及防誤技術的深入研究，有利于提高電力系統(tǒng)的運行效率，優(yōu)化系統(tǒng)的服務功能，最大限度地滿足電力生產(chǎn)活動的各種需求，推動現(xiàn)代化電力企業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大。實現(xiàn)這樣的發(fā)展目標，應提高對信息化技術及自動控制技術的全面認識，構建出符合電網(wǎng)調(diào)度的智能監(jiān)控體系，全面提升電網(wǎng)工作過程中整體的調(diào)度水平。

關鍵詞：電網(wǎng)調(diào)度;智能監(jiān)控;防誤技術

0、引言

據(jù)國家重點研發(fā)計劃項目“大電網(wǎng)智能調(diào)度與安全預警關鍵技術研究及應用”負責人、國家電力調(diào)度控制中心許洪強副主任介紹：“現(xiàn)有調(diào)度控制系統(tǒng)沿襲了電網(wǎng)弱互聯(lián)階段的體系架構，難以支撐大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)調(diào)度運行的需求。迫切需要開展大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)一體化智能調(diào)度與安全預警關鍵技術研究，構建基于云計算理念的‘物理分布、邏輯統(tǒng)一的智能調(diào)控平臺，實現(xiàn)大電網(wǎng)整體協(xié)調(diào)控制，提升大電網(wǎng)運行安全預警能力?！?/p>

1、電力調(diào)度操作全過程監(jiān)控系統(tǒng)研制背景

1.1 多起電網(wǎng)誤調(diào)度事故原因分析

從近幾年電力調(diào)度發(fā)生的事故分析，造成的原因主要有：（1）、操作票的開票、審票制度執(zhí)行不嚴，操作中未嚴格按操作管理制度執(zhí)行。（2）、工作許可及工作結(jié)束手續(xù)不清，造成誤送電。（3）、發(fā)令不規(guī)范，發(fā)令、復誦不清，造成調(diào)令發(fā)錯對象。 （4）、操作中現(xiàn)場狀態(tài)未弄清，盲目操作。

1.2調(diào)度操作流程分析

（1）調(diào)度操作系統(tǒng)通過電話調(diào)度指令，針對操作的特殊性，調(diào)度操作監(jiān)護制度落實到位。（2）由于調(diào)度模擬屏及調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，實時反映信息，調(diào)度運行預覽也難以實現(xiàn)。（3）現(xiàn)有的調(diào)度操作票系統(tǒng)也存在一些問題，調(diào)度操作票系統(tǒng)維護工作票系統(tǒng)雖然已經(jīng)有了應用在管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)，但他們不是技術相關需要，不能滿足商務管理調(diào)度要求。（4）調(diào)度操作票系統(tǒng)只有在調(diào)度表的使用，操作，循環(huán)，和變電站是彼此分離的，電子監(jiān)控并未實現(xiàn)閉環(huán)管理，可以實現(xiàn)雙方的互動和資源共享。

2、 電網(wǎng)實時監(jiān)控與智能告警

2.1 電網(wǎng)運行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控

穩(wěn)態(tài)監(jiān)控是智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的基本功能，可處理各類模擬量和狀態(tài)量，支持旁路代、對端代、狀態(tài)估計代等操作以及多源數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)質(zhì)量碼處理并可對遙測遙信采樣查詢。穩(wěn)態(tài)監(jiān)控對設備和斷面的狀態(tài)動態(tài)拓撲著色功能直接影響運行人員對電網(wǎng)狀態(tài)的判斷，且應能靈活配置。穩(wěn)態(tài)監(jiān)控還需支持斷路器、隔離開關和分接頭的遠方控制和調(diào)節(jié)以滿足電網(wǎng)運行中遙控的需求。

2.2電網(wǎng)運行動態(tài)監(jiān)視與分析

動態(tài)監(jiān)視與分析是穩(wěn)態(tài)監(jiān)控的重要補充，具備動態(tài)和穩(wěn)態(tài)量測對比、壞數(shù)據(jù)辨識、公式定義和提供計算庫的能力。該模塊能提供相角測量歸算、機組運行狀態(tài)監(jiān)視，支持相角參考個性設置。此外，應提供母線平衡、斷面監(jiān)視、量測及相角差越限告警及屏蔽功能。主站間PMU實時及歷史數(shù)據(jù)的遠程調(diào)閱為近年來實用化過程中的新增功能。隨著特高壓交直流互聯(lián)電網(wǎng)特性的日益復雜，低頻振蕩監(jiān)視、在線擾動識別、機組一次調(diào)頻及勵磁系統(tǒng)性能分析監(jiān)視等在運行中也逐步實用化，發(fā)揮著愈來愈大的作用。

2.3 繼電保護設備在線監(jiān)視與分析

繼電保護設備在線監(jiān)視與分析應能實時處理保護設備狀態(tài)量、模擬量、事件/定值/軟壓板信息、故障錄波等以及異常告警、自檢、動作和通信狀態(tài)等信息，從而正確顯示保護設備的運行狀態(tài)及動作，確保發(fā)生故障時給出故障簡報并提供給綜合智能告警。當前保護信息已成為綜合智能告警重要的數(shù)據(jù)源之一。該模塊可支持保護設備定值等信息的查詢召喚，具備裝置遠程操作能力及必要的安全機制，具備一定的智能分析能力。

2.4 安全穩(wěn)定控制裝置（系統(tǒng)）在線監(jiān)測

安穩(wěn)裝置在線監(jiān)測能提供裝置運行方式監(jiān)視，如壓板狀態(tài)、允切狀態(tài)、可切負荷和機組量、直流最大可提升和回降量等運行方式信息以及通道狀態(tài)、異常告警、裝置動作等信息，并能提供安控裝置（系統(tǒng)）的動作行為和異常狀態(tài)的統(tǒng)計分析及事件告警，具備當值策略控制量不足的告警功能，支持召喚定值和策略表描述文件等。安穩(wěn)裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)是為應對電網(wǎng)迅速發(fā)展后安自裝置數(shù)量增多、復雜性增強的局面提出的技術新舉措。目前在各地的建設及實用化進展程度不一。

2.5 綜合智能分析與告警

綜合智能分析與告警改變了故障時依靠廠站運行人員電話匯報調(diào)度的傳統(tǒng)模式，可第一時間分析產(chǎn)生設備跳閘等系統(tǒng)異常告警，還可結(jié)合保護信息產(chǎn)生保護設備異常告警，可結(jié)合網(wǎng)絡分析和在線安全穩(wěn)定分析等產(chǎn)生電網(wǎng)運行預警，可結(jié)合水電或新能源檢測管理系統(tǒng)產(chǎn)生氣象水情預警，可結(jié)合雷電定位系統(tǒng)產(chǎn)生雷電預警信息。綜合智能告警可提供規(guī)范的告警信息格式，支持可靈活配置的告警邏輯庫和關聯(lián)推理，并可觸發(fā)高級應用分析計算。隨著近年來調(diào)控一體化的推進，該功能逐步實現(xiàn)了系統(tǒng)間告警的實時校驗和推送并可根據(jù)需要實現(xiàn)跨系統(tǒng)訂閱本調(diào)機構所關心的告警。告警信息推送支持信息行、變色閃爍、推圖、語音等多種形式以便第一時間告知運行人員。

3、電網(wǎng)調(diào)度運行智能防誤技術的應用

3.1在電氣設備防誤操作中的應用

電氣設備的操作也是電網(wǎng)調(diào)度運行工作的關鍵，電氣設備的誤操作現(xiàn)象也成為電網(wǎng)調(diào)度工作的難點，在電網(wǎng)調(diào)度運行智能防誤技術應用之后，可以充分發(fā)揮出電網(wǎng)調(diào)度運行智能防誤技術對電氣設備安全防誤、校核的優(yōu)勢，及時規(guī)避電氣設備出現(xiàn)的誤操作現(xiàn)象，從而有效地保證電氣設備運行的可靠性。電網(wǎng)調(diào)度運行智能防誤技術所具備的電氣設備安全防誤、校核，主要是將電網(wǎng)中的電氣設備作為節(jié)點，同時將電氣設備之間建立拓撲連接的關系，整體形成電網(wǎng)的模型，而在對其進行拓撲分析時，要重點考慮到電網(wǎng)的連線方式、運行模式、運行方式等。另外，通過智能防誤操作系統(tǒng)建立圖形模型，并對圖形模型進行相應操作。一 方面可以實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度;另一方面可以根據(jù)圖形模型所顯示的數(shù)據(jù)來分析電網(wǎng)模型中各項電氣系統(tǒng)運行過程中的各項參數(shù)，并根據(jù)對這些參數(shù)的分析來判斷電氣設備是否存在運行問題等現(xiàn)象，從而有效的提高電網(wǎng)系統(tǒng)中電氣設備運行的可靠性，避免誤操作現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2多層次安全校核

（1）智能拓撲防誤：基于IEC61970標準SVG圖形和CIM模型的智能拓撲防誤校驗，利用抽象接線模型庫、拓撲防誤規(guī)則庫，對區(qū)域電網(wǎng)進行局部和全局拓撲搜索判斷，不僅可實現(xiàn)開關、刀閘和接地刀閘操作的基本防誤操作，還可支持特殊防誤邏輯，如甩負荷、合環(huán)/解環(huán)、倒母等操作判斷。

（2）掛牌校驗：該系統(tǒng)支持掛牌防誤校驗，除具備檢修工作牌、保電牌、隔離牌等掛牌類型防誤校驗外，還支持接地牌的動態(tài)防誤校驗，利用智能拓撲搜索判斷接地有效區(qū)域及接地規(guī)則校驗。

（3）二次信息校驗：該系統(tǒng)除了在開票、流轉(zhuǎn)、審核、執(zhí)行全過程中對二次壓板狀態(tài)進行實時校驗外，還支持二次告警信息的安全校核，如控制回路斷線、SF6氣壓低、彈簧未儲能等告警信息，可根據(jù)實際需求配置。

（4）電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)校驗：該系統(tǒng)能對形成校核斷面潮流進行分析計算，判斷基態(tài)潮流下的電網(wǎng)越限情況等;可在拓撲防誤校核的基礎上，通過潮流分析進行母線失壓、母線過壓等防誤校核。

3.3在調(diào)度智能操作票中的應用

一般情況下，在電網(wǎng)調(diào)度運行的過程中，需要根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的實際情況開具操作票，而在以往電網(wǎng)調(diào)度的過程中，經(jīng)常會因操作票開具的不合理，影響到調(diào)度的工作質(zhì)量，甚至對電網(wǎng)的正常運行產(chǎn)生一定的威脅。另外，調(diào)度開具操作票缺乏與實際的緊密聯(lián)系，僅通過調(diào)度人員的工作經(jīng)驗以及維修人員對電網(wǎng)調(diào)度運行的表面分析來開具相應的操作票，從某種意義上來講，這種操作票的開具缺乏一定的科學依據(jù)，不僅在開具操作票過程中會消耗一定的資源，甚至也無法保證操作票開具的合理性、適應性，不利于電網(wǎng)調(diào)度工作的穩(wěn)定。而在電網(wǎng)調(diào)度運行智能防誤技術應用以來，可以通過系統(tǒng)形成的圖形模型，讓調(diào)度人員通過圖形的解析，及時了解電網(wǎng)運行中存在的問題，尤其是對一些潛在故障因素的檢測極為重要，確保能夠在發(fā)現(xiàn)故障問題在第一時間將其解決，從而有效的保證電網(wǎng)系統(tǒng) 運行的安全性、可靠行。通過電網(wǎng)調(diào)度運行智能防誤技術在調(diào)度智能操作票應用的實際情況來分析，電網(wǎng)調(diào)度操作票主要分為綜合令、單項令、檢修申請出票、任務推理出票等部分，綜合令，主要是對配電網(wǎng)母線、開關、變壓器等設備實施中執(zhí)行操作指令;單項令，主要對刀閘、開關等實施單步操作生成單項操作命令;檢修申請出票，主要是通過獲取一些檢修申請的數(shù)據(jù)，并對檢修申請票進行詳細的分析，生成相應的操作命令;任務推理出票，一般情況下主要用于操作任務形成的操作票。

4、結(jié)束語

電網(wǎng)調(diào)度在供電系統(tǒng)中占有重要地位，對于保證供電安全有著特殊的意義。電網(wǎng)的運行調(diào)度要求迅速、準確，而且需要對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，調(diào)度工作要求做到制度化、規(guī)范化和程序化。隨著技術的不斷更新，控制系統(tǒng)越來越成熟。電網(wǎng)調(diào)度要積極引進控制系統(tǒng)，這對于保證電網(wǎng)調(diào)度安全有著重要作用。

參考文獻：

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