地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)的技術(shù)分析

曹威

摘要：電力是國家的支柱能源和經(jīng)濟(jì)命脈，國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和安全穩(wěn)定離不開電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)。如何做好電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)防控以及發(fā)生事故時(shí)如何及時(shí)響應(yīng)、盡快恢復(fù)電力供應(yīng)是電網(wǎng)工作者需長(zhǎng)期思考研究的課題。為此，本文通過對(duì)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行介紹，為后續(xù)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)判定與識(shí)別的實(shí)現(xiàn)提供理論支持。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度，安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，地區(qū)電網(wǎng)

0引言

目前，電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和電網(wǎng)事故處理已經(jīng)成為國內(nèi)外電力系統(tǒng)研究的關(guān)注點(diǎn)。國外電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)防控和事故處理策略研究起步較早，有些國家已進(jìn)入實(shí)用階段;國內(nèi)研究速度也逐漸迎頭趕上，目前在編制事故預(yù)案輔助系統(tǒng)、故障診斷、事故后恢復(fù)等方面的研究都取得了不錯(cuò)的成果。

1安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)原理

當(dāng)前，電力調(diào)度機(jī)構(gòu)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管控主要著重于事故結(jié)果的分析和總結(jié)，并利用分析和總結(jié)的成果不斷對(duì)現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)管理規(guī)程進(jìn)行完善和補(bǔ)充，通過對(duì)基層單位的宣貫和培訓(xùn)落實(shí)電網(wǎng)運(yùn)行過程中操作層面的風(fēng)險(xiǎn)控制。分析總結(jié)的基礎(chǔ)對(duì)象主要是過去或當(dāng)前拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的電網(wǎng)網(wǎng)架，而對(duì)于在將來時(shí)段中某些特定的電網(wǎng)操作，如線路檢修、設(shè)備停復(fù)役等可能對(duì)未來時(shí)段的電網(wǎng)運(yùn)行安全造成影響事件的預(yù)先評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果預(yù)先通知相關(guān)基層單位制定風(fēng)險(xiǎn)控制預(yù)案的預(yù)控措施的環(huán)節(jié)相對(duì)較薄弱。而典型的突發(fā)故障作為故障集的重要子集，理論上也可以通過利用EMS系統(tǒng)提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)在線運(yùn)行數(shù)據(jù)環(huán)境下的事故范圍計(jì)算和損失后果統(tǒng)計(jì)，進(jìn)一步為電網(wǎng)事故處置提供科學(xué)合理的評(píng)估數(shù)據(jù)，并輔助實(shí)現(xiàn)事故恢復(fù)方案的生成。

2安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)依據(jù)

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)飛速發(fā)展，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)由單一功能系統(tǒng)逐漸向多系統(tǒng)聯(lián)合的綜合系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，在統(tǒng)一的模型基礎(chǔ)上強(qiáng)化各應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互和功能集成，新的平臺(tái)及整合技術(shù)使得在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)間的應(yīng)用集成具備了可實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)條件[1-2]。

地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)的建設(shè)需要集成EMS/SCADA系統(tǒng)、DMIS系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)和應(yīng)用功能，以CIM標(biāo)準(zhǔn)模型清洗、組合、規(guī)范化源數(shù)據(jù)，統(tǒng)一各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型為運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)提供需要的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其理論和實(shí)踐依據(jù)主要包括法理依據(jù)和技術(shù)規(guī)范兩部份，主要為：

《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例》（國務(wù)院599號(hào)令）明確了電力安全事故在危害后果和事故等級(jí)方面的劃分標(biāo)準(zhǔn)，為電力企業(yè)有序開展運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)及事故應(yīng)急處置工作提供法律依據(jù)和工作標(biāo)準(zhǔn)。

《能量管理系統(tǒng)應(yīng)用程序接口》（EMS-API），采用其中的CIM模型（即通用信息模型標(biāo)準(zhǔn)）整合調(diào)度中心和公司各不同應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，系統(tǒng)建設(shè)所需要的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分布于公司和地調(diào)所建設(shè)的其它系統(tǒng)中，而由于源數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)廠家的不一致，導(dǎo)致運(yùn)行計(jì)劃數(shù)據(jù)模型得不到統(tǒng)一，因此必須解決計(jì)劃模型統(tǒng)一的問題，CIM即是解決這一問題的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)

（1）信息組織及集成模塊

信息的組織和集成，是對(duì)參與電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控所需要的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源的綜合以及數(shù)據(jù)模型的匹配和轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)需要使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分布于多個(gè)不同應(yīng)用系統(tǒng)，橫跨調(diào)度安全I(xiàn)I、III區(qū)，在時(shí)間維度上又分為按年、月、日、15min等不同間隔，為此系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)交換平臺(tái)對(duì)各系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，以基于IEC61970的通用信息模型（CIM）標(biāo)準(zhǔn)和國際常用數(shù)據(jù)交換格式（XML）標(biāo)準(zhǔn)搭建數(shù)據(jù)集市，利用現(xiàn)有的先進(jìn)信息技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)源的采集及綜合利用[3]。

（2）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的模型化

根據(jù)《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例》（國務(wù)院599號(hào)令）中關(guān)于地區(qū)級(jí)電網(wǎng)在電力安全事故在危害后果和事故等級(jí)方面的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)模型化，并固化到系統(tǒng)中，作為安全評(píng)估結(jié)果轉(zhuǎn)化為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的依據(jù)。

與自動(dòng)化系統(tǒng)（EMS）的應(yīng)用集成

地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)中的安全評(píng)估模塊是利用目前地調(diào)的EMS系統(tǒng)所提供的基礎(chǔ)網(wǎng)架和設(shè)備數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)支撐，因此系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)與EMS系統(tǒng)的應(yīng)用集成，這就要求兩個(gè)系統(tǒng)間在數(shù)據(jù)模型間要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化[4-5]。

電氣拓?fù)渌惴?/p>

以基于深度的拓?fù)渌惴榛A(chǔ)，結(jié)合電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)及廠站內(nèi)接線圖的電氣連接特性，實(shí)現(xiàn)了一套基于EMS/CIM電氣拓?fù)浒碾娋W(wǎng)網(wǎng)架拓?fù)浞治鏊惴?，快速?shí)現(xiàn)對(duì)事故所波及區(qū)域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和廠站接線方式的實(shí)時(shí)分析，準(zhǔn)確進(jìn)行事故范圍的分析和恢復(fù)方案的輔助生成。

故障處置及恢復(fù)專家規(guī)則庫

在故障發(fā)生后，根據(jù)受損后的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用電氣拓?fù)渌惴▽?duì)各波及站點(diǎn)及系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)情況進(jìn)行識(shí)別與分析，并根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)規(guī)則自動(dòng)生成一套有效的默認(rèn)恢復(fù)策略，供用戶參考，該規(guī)則庫的生成需要將地調(diào)運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行抽象和模型化，其難度較高。

4安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)技術(shù)點(diǎn)

（1）基于CIM標(biāo)準(zhǔn)的事故元件對(duì)象化

系統(tǒng)建設(shè)所需要的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分布于公司和地調(diào)所建設(shè)的其它系統(tǒng)中，如網(wǎng)架文件和實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)來源于EMS系統(tǒng)，備自投配置信息來源于DMIS系統(tǒng)等，而由于源數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)廠家的不一致，導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)模型得不到統(tǒng)一，而系統(tǒng)需要對(duì)備自投動(dòng)作及其配置情況進(jìn)行評(píng)估，因此必須解決基礎(chǔ)模型統(tǒng)一的問題，因此對(duì)基于簡(jiǎn)單文本形式的備自投裝置配置情況數(shù)據(jù)，必須利用CIM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)備的對(duì)象化，將備自投動(dòng)作的執(zhí)行過程轉(zhuǎn)化為EMS系統(tǒng)可識(shí)別的數(shù)據(jù)指令模型。

（2）圖模一體化和可視化互操作環(huán)境

系統(tǒng)采用基于CIM結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)資源平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了圖形、模型的統(tǒng)一，在圖形展現(xiàn)上采用廣泛適用于電力行業(yè)的SVG圖形格式，能夠使用戶直接在全圖形可視化界面上直觀地進(jìn)行設(shè)備選取等操作，同時(shí)檢修計(jì)劃的校核信息也能夠通過全網(wǎng)系統(tǒng)圖的形式進(jìn)行反饋。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換機(jī)制從地調(diào)前期已經(jīng)建設(shè)的EMS系統(tǒng)獲得CIM/XML和SVG資源文件，從而自動(dòng)獲取設(shè)備、拓?fù)?、圖形資源。

5結(jié)語

本文主要介紹了電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)的原理和依據(jù)，解決了6個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)（信息組織及集成模塊、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的模型化、與自動(dòng)化系統(tǒng)（EMS）的應(yīng)用集成、圖模一體化和可視化互操作平臺(tái)、電氣拓?fù)渌惴?、故障處置及恢?fù)專家規(guī)則庫）和2個(gè)技術(shù)點(diǎn)（基于CIM標(biāo)準(zhǔn)的事故元件對(duì)象化、圖模一體化和可視化互操作環(huán)境），為構(gòu)建電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防控系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn).

馬宇.電力調(diào)度運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)與防范對(duì)策[J].通信電源技術(shù)，2020，37（04）：132-133.DOI：10.19399/j.cnki.tpt.2020.04.053.

李梅.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)及發(fā)展研究[J].通信電源技術(shù)，2018，35（11）：76-77.DOI：10.19399/j.cnki.tpt.2018.11.024.

王冬.地市級(jí)電網(wǎng)調(diào)度安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管理研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2017.

葉剛進(jìn).供電企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)與管控體系研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

浙江湖州率先全面建成縣級(jí)供電企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)管控體系[J].電力安全技術(shù)，2012，14（06）：44.