接線圖糾錯校驗系統在省級電力調度中心應用分析

曹鋒，王想

(1.國網常州供電公司，江蘇 常州 213003；2.江蘇瑞中數據股份有限公司，南京 210003)

1 問題的提出

隨著電力事業的不斷發展，先進的計算機系統被用來解決復雜的電力調度問題，2011年江蘇省電力公司開展了“大運行”體系技術支持系統建設工程[1]，重點改造了省級電力調度中心(以下簡稱省調)能量管理系統(EMS)，實現省調500 kV變電站集中監控功能，同步推進智能電網調度技術支持系統(SG-OSS)集中監控功能的研發；在全省推廣了地縣一體化調度技術支持系統，實現了地區電網調度、監控、配網一體化技術支持；同時建設省、地、縣一體化調度管理信息系統，實現了調度運行、監控運行工作同一信息平臺運轉。

現代化設備的引入提高了系統運行的自動化程度，當電力系統發生復雜故障(如多重故障、越級故障等)時，調度中心的計算機系統通常只能簡單警報，收集故障信息并將其在終端上顯示出來。但目前仍存在2個問題：一方面，當有大量的警報信息、故障信息涌入調度中心時，難以進行正確識別，并可能由于判斷失誤而使故障擴大[2]；另一方面，現有電網數據的統計結果存儲采用5 min采樣的方式，分鐘級數據采樣與存儲導致調用時間超長，錯誤數據傳輸延遲時間較長，以及校驗信息準確性較低等問題[3]。

在故障狀態下，已有系統無法準確確定故障位置，無法區分冗余或延時信息，如果僅僅依靠數據采集與監視控制系統(SCADA)提供的信息，是很難準確判斷的。所以，實時故障糾錯校驗信息對于處理故障及故障后恢復，乃至于事故分析過程都是相當重要的。剔除無用信息、準確定位故障路徑、向運行人員或高層軟件系統提供處理事故依據的工作通常由經驗豐富的運行人員人工完成。但隨著計算機技術、人工智能技術的迅猛發展，這種基于經驗的處理模式完全可用基于規則的糾錯校驗系統來實現。

目前，國內尚無完整的關于“大運行”技術支持系統接線圖糾錯校驗系統，本文介紹一種基于規則的故障信息實時糾錯校驗系統，該系統以實時數據庫系統采集的實時設備信息作為數據基，采用規則匹配的方式準確、實時定位故障點，濾除冗余的信息及各種誤傳信息，準確定位故障點，提高電網安全運行水平，保證調度、監控員的工作效率，為各級監控員提供一個維護方便、計算準確、實用性強的接線圖糾錯校驗系統。

2 研究內容

2.1 接線圖糾錯校驗系統

系統建立在設備數據實時監控基礎上，結合電網“正常運行方式”與“設備實時狀態”，并根據當時電網運行方式，依據一定的規則，對接線圖進行糾錯和校驗，可提高電網安全運行水平，滿足調度、監控、維護方面的要求，其系統架構如圖1所示。

圖1 接線圖糾錯校驗交互示意

系統分為數據采集模塊、數據存儲模塊、數據服務模塊以及數據可視化展示模塊。數據采集模塊實時采集電網設備(開關、斷路器等)的實時狀態，通過海迅實時數據庫提供的數據接入接口存入海迅實時庫，保證數據采集與存儲的實時性。服務提供模塊增加接線圖糾錯校驗服務，其調用海迅實時數據庫訪問接口得到設備的實時狀態，根據一定的規則，實現對接線圖的糾錯校驗。所有與糾錯校驗相關的數據訪問、模型信息訪問、圖形訪問等操作均通過該服務，并且該服務為第三方應用提供事故全景反演的統一接口。數據展示層對服務提供模塊處理后傳遞來的數據進行可視化展示。系統服務部署如圖2所示，圖中AGC為自動發電控制，DAS為高級軟件應用系統，DTS為調度仿真系統。

圖2 接線圖糾錯校驗系統服務部署

2.2 實時設備運行狀態監控

該系統在數據源的選取上，采用實時數據庫采集的信息作為數據基，存儲電網運行過程中產生的所有遙測、遙信等實時數據，接線圖糾錯校驗系統中設備動態數據即來源于此。

實時數據庫的數據采集與監視控制與以往SCADA系統的實現有所不同，主要優勢體現在2個方面：一是精細化數據密度，數據變化信息實時存入實時庫，相比于傳統的周期性(分鐘級)采樣數據，可更加及時地反映電網的故障信息，確保故障信息零中斷傳輸；另一方面，基于實時數據的信息傳輸可以實現連續的事故全景反演。

實時數據庫的數據接入可達秒級，相對于傳統以分鐘級更新的關系數據庫，基于實時數據庫的接線圖糾錯系統可以更好地保證故障信息的零中斷傳輸。

2.3 規則描述

當發出接線圖糾錯校驗請求后，糾錯校驗服務將訪問關系庫與實時數據庫，從關系庫中獲取接線圖上設備的信息，同時從實時數據庫中獲取設備的實時信息，通過設備的實時信息和電網“正常運行”狀態進行比較，如果存在不一致的地方，則在圖形界面中顯示“錯誤”設備的信息(設備狀態、所屬廠站等)，并在接線圖上突出顯示(以顏色來區分正常設備等)，從而方便監控人員及時分析線路運行是否正常，提高效率。

具體規則比對步驟如下：

(1)根據電網的“正常運行方式”判斷電網設備運行狀態是否正確；

(2)根據“實時信息”判斷電網設備狀態是否與實時信息相符；

(3)結合當時電網運行方式，初步判斷接線圖是否正確，并提出消缺處理建議。

下面以開關和線路為例來描述具體規則。

(1)開關狀態分為運行、熱備用、冷備用以及檢修。

1)運行指地刀分位、開關二側閘刀合位(雙母方式有且只有一把母線側閘刀合位，出線閘刀合位)、開關合位；

2)熱備用指地刀分位、開關二側閘刀合位(雙母方式有且只有一把母線側閘刀合位，出線閘刀合位)、開關分位，遙測均為0；

3)冷備用指地刀分位、開關二側閘刀分位、開關分位，遙測均為0；

4)檢修指開關二側閘刀分位，開關二側地刀合位，遙測均為0。

通過獲取開關、地刀、電流等實時信息，結合以上規則分析設備狀態，從而判斷接線圖設備狀態正確與否。

(2)線路分為充電、一供一以及T接線。

1)充電指電源側開關合位，無電流；受電側開關分位，遙測為0；

2)一供一指電源側、受電側開關均合位，且電源側、受電側遙測平衡；

3)T接線指電源側、受電側所有開關為合位的開關遙測平衡(受電測所有遙測總加與電源側總加平衡)。

通過獲取實時庫中電源側和受電側等實時負荷以及開關狀態，根據以上規則來判斷接線圖線路是否正確。

2.4 可視化展示

現有電能管理系統不能以可視化的界面清晰地告知調度員當前電網的非正常運行方式，包括斷路器隔離開關的非正常位置，線路滿載程度或越限情況，因此換班時需要依次交接翻閱線路限額表查看目前線路越限情況，同時翻閱相關運行值班記錄，查找容易出現遺漏或不清楚正常運行方式的情況。

3 結束語

該技術在“大運行”技術支持系統的背景下，研究開發主要用于監測系統設備實際狀態的正確性檢測，實時了解設備的運行狀態，同時對接線圖進行糾錯和校驗，從而降低錯誤發生的概率，由此提高了電網的運行安全，保證了調度、監控等的工作效率，對電網穩定運行，加快主設備事故處理速度避免事故擴大，以及減少停電損失具有重要意義。

參考文獻：

[1]周巍，胡蕓，陳秋紅.“大運行”體系建設對地區電網調度的影響[J].中國電力教育,2011，30(18)：104-106.

[2]柳昂，邵越，金文德，等.基于海迅數據庫的電網運行監控分析及預警系統[J].浙江電力，2013，36(9)：50-53.

[3]王想，朱紅勤，曹國艷.基于海迅實時數據庫的電網運行數據統計查詢系統的設計[J].無線互聯科技，2013，29(1)：113-115.