電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控與事故處理輔助決策

肖曉琳

【摘 ?要】電網(wǎng)規(guī)模日益壯大的同時，電網(wǎng)的控制技術(shù)也在不斷發(fā)展，已有的電網(wǎng)EMS系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代電網(wǎng)快速發(fā)展的需要，需要建立起便于調(diào)度員操作的電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控和事故處理的系統(tǒng)，使電網(wǎng)調(diào)度人員在面對電網(wǎng)多變的運行情況以及突發(fā)事故時能更好的進行決策處理。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)調(diào)度;智能監(jiān)控;事故處理;決策系統(tǒng)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)正在向著大電網(wǎng)、大機組、高電壓的趨勢發(fā)展。大電網(wǎng)具有明顯的優(yōu)越性，可以合理開發(fā)與利用能源，節(jié)省投資與運行費用，增加供電可靠性等，尤其重要的是大電力系統(tǒng)防范和抵御事故的能力明顯增強。但是，現(xiàn)代大電網(wǎng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)也給調(diào)度運行工作帶來了新的問題。

一、電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控與輔助決策系統(tǒng)

電網(wǎng)調(diào)度實現(xiàn)智能化的監(jiān)控，并利用輔助決策系統(tǒng)的主要工作在于能夠感知到電網(wǎng)所包含的各項信息，并對電網(wǎng)內(nèi)在的一些變化趨勢以及可能會發(fā)生的事故進行分析和預(yù)知，以便合理的控制電壓的運行。而地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度智能輔助決策設(shè)計系統(tǒng)具體見圖1。

而電網(wǎng)的調(diào)度運行人員在監(jiān)控和處理電網(wǎng)時，利用SCA-DA/EMS系統(tǒng)時主要會面臨以下幾個難點：

1.信息混亂，分析和處理大批量的數(shù)據(jù)時依舊需要調(diào)度員來參與，尤其當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障發(fā)生和異常時，調(diào)度中心會有較多的保護信號、SOE、過載等信息涌入，監(jiān)控要點被較多的電網(wǎng)信息以及數(shù)據(jù)淹沒，且未能夠及時的作出歸納和組合，導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)度工作人員難以及時的對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行把握。

2.電網(wǎng)監(jiān)控更多的依賴調(diào)度人員，實行電網(wǎng)調(diào)度時更多的依賴經(jīng)驗進行，而盡管EMS系統(tǒng)盡管具備了潮流越限的報警功能，但還需要調(diào)度人員維護具體的限額，通過調(diào)度員對影響電網(wǎng)穩(wěn)定運行的因素進行判斷，并及時作出調(diào)整，確保限額符合電網(wǎng)運行的實際需求。

3.缺少相應(yīng)的事故處理輔助決策方式。電網(wǎng)的智能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)以及處理事故的輔助決策系統(tǒng)，能夠?qū)崟r的跟蹤電網(wǎng)的運行狀態(tài)，并進行事前預(yù)測，以便更好的進行事中決策，事后能夠恢復(fù)決策并繼續(xù)跟蹤，合理控制電網(wǎng)的安全運行，縮短電網(wǎng)恢復(fù)的時間，降低電網(wǎng)發(fā)生事故的概率，將損失降到最低。

二、關(guān)鍵技術(shù)分析

1.電網(wǎng)智能監(jiān)控模塊。在該監(jiān)控模塊中，相關(guān)信息進行集成之后調(diào)度的工作人員要將信息進行統(tǒng)一的歸納管理。對電力系統(tǒng)的運行動態(tài)進行監(jiān)控，以便可以更好的與電網(wǎng)運行情況進行適應(yīng)。如果設(shè)備在運行的過程中出現(xiàn)任何異常情況，便可以對重點監(jiān)控信息進行自動變更，分析出預(yù)想的故障，對部件的薄弱環(huán)節(jié)進行有效的提示，對故障擾動進行實時監(jiān)測，對設(shè)備動作信息的第一次和第二次實施有機結(jié)合，以便對故障發(fā)生的范圍進行精準(zhǔn)的判斷，實現(xiàn)沒有工作人員實施干預(yù)之外的智能化模式。

2.事故處理輔助決策模塊。通過應(yīng)用故障設(shè)備和重合等有有效對故障實施感知，在將調(diào)度時進行的巡線效率進行提高時，可依靠對故障實施測距實現(xiàn)。在電流送電的選擇上，需要對調(diào)度充分的優(yōu)化。而控制設(shè)備的緊急措施主要涵蓋了幾點信息，其中包括對靜態(tài)安全進行分析、對遮斷容量進行檢驗、對在線的持續(xù)穩(wěn)定性進行分析。在該環(huán)節(jié)的設(shè)備已經(jīng)基本具備了現(xiàn)代化自動調(diào)度系統(tǒng)，調(diào)度的工作人員要手動對該類分析軟件進行干預(yù)。經(jīng)過對其進行詳細(xì)的分析可以看出在電力系統(tǒng)有故障發(fā)生時，系統(tǒng)的智能化水平會非常低，根本無法對電網(wǎng)實際的變化狀況實施跟蹤，無法對電網(wǎng)進行掃描的同時又對電網(wǎng)序列實施計算，通常需要調(diào)度的工作人員進行手動將其進行觸發(fā)，逐次實施調(diào)閱，增加了工作人員的工作量以及工作壓力。所以，要將各個軟件的智能化水準(zhǔn)進行提升，設(shè)計好在線故障診斷系統(tǒng)和軟件分析處置系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障之后，要應(yīng)用在線故障診斷系統(tǒng)對發(fā)生的故障實施有效的識別，對其進行計算時要充分的對在線序列控制進行應(yīng)用，對分析出的應(yīng)用結(jié)果實施有效的整合，構(gòu)成處理事故輔助決策。

3.可視化。在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展至更高層級時，就會向可視化的趨勢進行發(fā)展，而可視化調(diào)度的有關(guān)數(shù)據(jù)可在輔助決策系統(tǒng)中進行顯示。該項技術(shù)利用計算機圖形的技術(shù)，實施面向?qū)ο笤O(shè)計，全力保障了電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，及時進行預(yù)警，為處理事故的相關(guān)決策提供直觀的呈現(xiàn)手段，滿足工作人員在對電力系統(tǒng)進行監(jiān)控的需求。

三、電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控與事故處理輔助決策系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)

在對電網(wǎng)調(diào)度進行監(jiān)控時需要不斷創(chuàng)新電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控的核心技術(shù)內(nèi)容，要充分結(jié)合電網(wǎng)事故所具有的特點，保證相應(yīng)技術(shù)措施能夠最大程度發(fā)揮作用，準(zhǔn)確判定信息的真?zhèn)?，保證各類信息能夠進行有序的排列。電網(wǎng)調(diào)度人員在進行事故分析處理過程中需要利用輔助處理決策系統(tǒng)來確保事故處理方案的有效性、科學(xué)性，保證事故實施處理預(yù)案的合理性，確保電網(wǎng)異常處理能力的全面提升。

1.電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù)。電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控與事故處理輔助決策系統(tǒng)以IEC61970系列標(biāo)準(zhǔn)和松耦合方式下XML自描述信息交換格式作為基礎(chǔ)進行相應(yīng)數(shù)據(jù)的綜合，主要包括：保護和信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、SCADA/EMS穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)等。該系統(tǒng)對于或得到的各方數(shù)據(jù)要進行辨識分析，通過數(shù)據(jù)濾波的形式來保證電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控與事故處理輔助決策系統(tǒng)具有完整、可靠的數(shù)據(jù)分析斷面。

2.以CM虛結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)分析通用平臺架構(gòu)的設(shè)計以及實現(xiàn)?？梢詫M虛結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)來開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用軟件，在不同結(jié)構(gòu)的平臺之間能夠進行雙向?qū)嶓w數(shù)據(jù)映射。調(diào)度平臺的整體架構(gòu)如圖2所示。

對于不同結(jié)構(gòu)的平臺來說，不但包括類似于OPEN300和層次庫結(jié)構(gòu)的SS40的關(guān)系庫結(jié)構(gòu)在線系統(tǒng)，同時也包括離線分析數(shù)據(jù)格式IEEE和具有量測的CM/XML/E文檔。這樣就能夠?qū)﹄x線和在線分析進行有效聯(lián)系，從而使得比較常用的離線計算資源可以和實時系統(tǒng)之間進行有效的數(shù)據(jù)連接，這樣其不但能夠有效應(yīng)用到全新的模型架構(gòu)上，同時也可以驗證以后設(shè)計的調(diào)度智能輔助決策支持系統(tǒng)軟件。

3.智能調(diào)度控制技術(shù)實現(xiàn)。首先需要對發(fā)生事故之后的電網(wǎng)安全情況以及最為薄弱的環(huán)節(jié)進行判定，在此基礎(chǔ)上按照穩(wěn)定水平的情況來進行靈敏度分析，再根據(jù)分析所得結(jié)果來調(diào)整恢復(fù)電網(wǎng)穩(wěn)定運行的相關(guān)策略。

4.多事故診斷以及處理技術(shù)的應(yīng)用。多事故診斷以及處理技術(shù)是由不同的技術(shù)組合而成，主要包括：錯誤信息冗余技術(shù)、多重復(fù)雜故障診斷技術(shù)、多目標(biāo)事故恢復(fù)策略技術(shù)等等。其中多重復(fù)雜故障診斷技術(shù)主要是以故障區(qū)域作為樞紐，通過分組技術(shù)來列表展示相應(yīng)的信息，主要包括：保護動作信息、開關(guān)動作信息、故障診斷信息等等，同時能夠?qū)@些信息內(nèi)容實施關(guān)聯(lián)重組操作。

電網(wǎng)調(diào)度是電力系統(tǒng)運行中的重要內(nèi)容，需要采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來保證電網(wǎng)調(diào)度的有效進行。電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控與事故處理輔助決策系統(tǒng)主要包括電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控系統(tǒng)以及電網(wǎng)事故處理輔助決策系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)，能夠有效進行電網(wǎng)調(diào)度的監(jiān)控以及事故處理，有效提升電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性，對于推動現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展具有非常重要的意義。

（作者單位：包頭供電局）