依托智能電網面向用戶的中山調控一體化模式研究與實踐

摘 要：為適應電網的不斷發展和智能技術的應用，研究優化電網運行操作管理機制，通過設備控制功能向調度的轉移實現調度和變電設備運行集控功能的集約融合，建設電網調度、監視和控制的調控一體化自動化信息綜合平臺，實現調控一體化管理模式。

關鍵詞：調度；監控；電網；一體化

1 研究背景

現代經濟社會對電力依賴性越來越強，對供電可靠性的要求也越來越高，這對電網運行提出了更高的要求。作為電力生產的直接管理者和指揮者，調度聯系著發、輸、變、配、用電各個環節，影響到電能量流通的全過程。增強調度運行人員對輸、變、配電系統及負荷的實時控制能力，減少調度指令流轉環節，保證電網調控要求的快速實施顯得日益重要和迫切。

2 關鍵管理模式

中山電網調控一體化模式按照“調控一體、主配一體、集中控制、集中監視”的原則建設。調度控制中心負責電網的調度、監視、設備遠方操作，變電管理所負責設備的巡視、維護、設備現場操作等。

2.1 調控一體化運轉模式

中山供電局調度控制中心設立調度監控分部，負責地區主網調度、配網調度、電網監控的運行值班工作，在分部設立主管以及技術管理崗位。主管直接管理調度總值長，主網調度員、配網調度員、監控員定期輪崗，值班期間由總值長全面負責當班業務，主網調度員、配網調度員、監控員合署辦公、各司其職，互相協助，完成好值班工作。

2.2 崗位職責

調度監控分部設置主管、主網調度專責、配網調度專責、電網監控專責管理崗位：主管負責調度監控分部的安全生產、運行及技術管理工作；主網調度專責、配網調度專責、電網監控專責負責各專業管理，協助分部主管做好日常工作管理。調度總值長是運行當班安全第一責任人，負責安排交接班、審票、監護等工作；主網調度員負責系統運行監視、斷面控制、主網停送電操作、工作票許可、事故處理等；配網調度員負責配網運行監視、負荷控制、配網停送電操作、工作票許可、事故處理等；監控員負責設備監視、電壓調整、轉中調令、遠方操作、受理電容檢修等。

2.3 系統及設備監視模式

中山供電局無人值班站采用“電網調度與變電監控一體化設置，變電巡維中心按作業半徑分散布點”的管理模式。在電網運行管理中，調度掌握整個系統信息，對系統整體運行負責，而變電運行部門掌握設備的詳細運行情況，對設備本身負責。調度控制中心監視范圍為中山電網10kV至500kV所有設備的全境監視，系統信號與設備信號的上送范圍見表1：

2.4 系統及設備控制模式

中山電網一次設備操作范圍為全部GIS變電站開關、刀閘、地刀，部分常規變電站開關、刀閘，這些設備運行至檢修狀態的操作由監控遠方執行。目前中山電網220kV及以下站內開關、220kV刀閘、110kV刀閘遠方遙控覆蓋率分別達到100%、66.7%、50%，站外10kV配電開關遠方遙控覆蓋率為5.7%。二次設備控制方面，中山電網已將具備條件的71座變電站投入軟壓板遠方投退功能，軟壓板遠方投退覆蓋率達到77.2%，這些變電站10kV線路帶電作業的重合閘投退，以及方式轉換時10kV、110kV備自投配合投退操作由調度監控遠方操作。

2.5 調控一體化模式主要業務流程

2.5.1 監控遠方操作業務流程。對于220kV及以下的GIS變電站，以及具備遠方操作條件的常規變電站，中調、地調調度員根據檢修計劃下達操作指令給監控員，監控員接令后，通過調度安全約束系統對開關、刀閘、軟壓板實施遠方分合操作，并以變電站圖像監控系統為輔助手段，監視設備位置與狀態；變電運行人員現場配合操作，進行設備狀態檢查、刀閘操作電源投退、遠方就地轉換開關切換、懸掛標示牌等操作。

2.5.2 綜合停電計劃流程（設備停運-開工）。調度員向監控員或巡維人員下達布置系統安全措施的操作任務。設備檢修申請單中的系統安全措施布置完成后，由調度員通知現場巡維人員，巡維人員許可工作票開工。

2.5.3 綜合停電計劃流程（工作完工-復電）。設備檢修申請單中的工作完工后，由現場巡維人員恢復現場安全措施，之后匯報調度員。調度員根據巡維人員的匯報，綜合其他相關檢修申請單的執行情況以及系統條件，安排設備復電，并向監控員或巡維人員下達設備復電的操作任務。

2.5.4 設備異常處理流程。設備異常告警信息由監控員負責監視，監控員發現異常告警后首先匯報調度員，并根據告警信息判斷設備是否可以維持運行，并通知巡維人員到站檢查。無法根據遠方信息判斷設備是否可以維持運行時，變電巡維人員根據現場檢查情況做出綜合判斷，并代表設備運維單位向調度員匯報有關情況。如果設備需要緊急停運，調度員負責調整系統運行方式。

2.5.5 站內設備跳閘事故處理流程。調度員、監控員均負責監視設備事故跳閘信息。發生設備跳閘后，調度員立即調整電網運行方式，減少設備跳閘對電網安全穩定運行及電力供應的影響；監控員立即通知巡維中心派人到站檢查設備并向調度員匯報。

2.5.6 線路跳閘事故處理流程。線路跳閘后，調度員根據事故信號迅速調整電網運行方式，盡量降低線路跳閘對電網安全運行及可靠供電的影響。調度員結合保護動作情況、站內設備檢查情況以及系統條件，決定是否對線路強送電。無論線路強送是否成功，調度員都通知線路維護單位進行事故巡線。在線路跳閘事故處理過程中，由監控員通知巡維人員到站檢查。

3 關鍵技術平臺

中山電網調控一體化的安全技術支撐體系，分為必備基礎模塊和先進輔助模塊。必備基礎模塊是調控一體化管理模式必需的技術支撐手段，先進輔助模塊是中山供電局為提高調控一體化實施質量和內涵建設的先進功能模塊。

3.1 基礎模塊

3.1.1 模塊一：信息分區分流功能。信息分區分流功能是電網監視的技術基礎，系統按照變電站以及電壓等級劃分為不同的責任區，所有廠站的實時信息根據責任區的設置發送到不同的監控站點，每個監控站點只處理該責任區域內需要處理的信息，告警信息窗也只顯示與該責任區相關的告警信息，從而提高了整個系統的響應速度和工作性能，同時有效地起到了各監控站點之間的信息分層和安全隔離的作用。

3.1.2 模塊二：調度安全約束系統。調度安全約束系統是主網控制的技術基礎，系統基于EMS中已有的電網模型和實時數據，將電網拓撲和“五防”規則結合起來實現電氣設備間的操作閉鎖，同時提供一個與實際操作完全一致的圖形化界面用于操作票的起草、校核及調度員、監控員的操作仿真。調度安全約束系統具備全站五防、跨站五防及跨電壓五防的特點，確保對變電站斷路器、隔離開關、和接地刀閘遠方操作的安全性。

3.1.3 模塊三：配網自動化系統。配網自動化系統是配網監視和控制的技術基礎。通過兩遙、三遙功能的上送，實現配網線路的全境遙信、遙測監視、部分開關的遙控功能。在此基礎上開發配電網合環輔助決策支持系統，該決策系統從配電網SCADA數據庫中讀取實時網絡和狀態數據，識別網絡環路狀態，分析當前合環操作的安全性，實現配網不停電合環轉供電。

3.2 輔助模塊

3.2.1 模塊一：網絡電子發令系統。網絡電子發令系統通過網絡進行調度令的傳輸，取代傳統電話發令模式。其中配網部分基于3G通信網絡和綜合數據網構建，實現移動網絡接令。網絡發令避免了電話發令錯誤記錄、諧音誤會等危險點，提高了調度員工作效率。

3.2.2 模塊二：電網自動電壓控制系統（AVC）。AVC系統基于EMS一體化平臺，通過對電網內各變電站的有載調壓裝置和無功補償設備進行集中監視、統一管理和在線控制，從全局的角度對廣域分散的電網無功裝置進行協調優化控制，實現全網無功電壓優化控制閉環運行。

3.2.3 模塊三：區域備自投功能。中山電網基于EMS的廣域備自投系統已在220kV中山-110kV凱茵-110kV五桂山——220kV旗樂的鏈式結構電網中應用。系統提出了多項安全策略，在調度自動化平臺上實現了區域范圍內的備自投，實現鏈式結構電網中備用電源和工作電源不在同一個變電站的自動投切。

3.2.4 模塊四：變電站遙視及環境監測系統。系統利用先進的數字多媒體技術、通信技術、計算機技術實現環境信息及視頻圖像的高清晰度、高幀率遠端傳送，使調度監控人員可利用此系統實現遠方監視變電站運行設備，代替運行人員日常例行巡視，直觀顯示遠方操作結果、運行設備外部情況等。

3.2.5 模塊五：保信系統。保信系統基于EMS一體化平臺，共享EMS模型、圖形和實時數據，以網絡拓撲分析為基礎，實現一、二次設備模型建立和保護故障信息處理。主要用于調度端查看保護故障信息、核對定值、上傳錄波文件等，為調度監控人員提供實時的故障信息和快捷的查詢方式，為事故處理提供決策依據。

3.2.6 模塊六：氣象信息電網調度策略研究系統。基于中山地區氣象信息的電網調度策略研究系統通過電力、氣象深度合作，通過氣象數據傳輸平臺，將相關的氣象災害預警信息、暴雨云團追蹤系統所需數據、雷電定位系統數據、天氣預報等海量信息送至電網調度技術平臺，由平臺通過科學分析手段，分析實時、歷史數據，得出相應的分析結論，為電網調度提供決策支持。

3.2.7 模塊七：用電調度管控及輔助決策系統。用電調度管控及輔助決策系統在主配網模型數據拼接的基礎上，以電網實時拓撲分析，通過“電源點追溯”，獲取用戶供電路徑。根據電網實際運行狀態及設備檢修信息，動態分析電網運行風險并提供預警功能。實現電網故障隔離、故障恢復路徑搜索、故障恢復預案編制、故障恢復預案推送、故障恢復模擬預演、故障報告生成等。

以上各模塊中，信息分區分流、調度安全約束系統、配網自動化系統是電網監視與控制的技術基礎；主、配網網絡發令系統是調度員與上級調度、現場運行人員進行接發令的信息處理平臺；電網自動電壓控制系統、區域備自投功能是實現電網自動控制的有效手段；變電站遙視及環境監測系統、保信系統、氣象信息電網調度策略研究系統、用電調度管控及輔助決策系統為調度員準確決策提供了多方面的信息渠道。通過以上調控一體化關鍵技術模塊的建設，形成了一整套完善的調控一體化信息綜合平臺，實現調度臺的多角度立體決策、智能調度。

4 結束語

隨著智能電網建設的深入，以及相關技術支持體系的發展，未來對電網運行管理模式的研究將更加注重調度和變電設備運行集控功能的集約融合、統一管理。輸變配電設備逐漸由現場控制轉向調度遠方控制，是未來科技發展的必然趨勢，調控一體化電網調度管理模式也是未來電網調度管理模式的必然發展方向。

參考文獻

[1]姚遠.探討電網調控一體化運行管理模式[J].黑龍江科技信息，2014（31）：57.