試論大運行模式下的電網調度自動化系統管理

李麗麗　張琳

摘要：電網調度自動化系統是電網調度和變電監控的重要技術支持系統，在調控一體化模式下面對多方面的挑戰。 為積極推進“大運行” 體系建設應加強電網調度自動化系統的基礎建設，對不滿足調控一體化要求的系統進行改造，同時將智能調度等先進技術成果引入調度自動化系統， 不斷提升系統智能化水平。

前言

目前，國家電網公司全面推進人力資源、財務和物資集約化管理，積極構建“大規劃、大建設、大運行、大生產及大營銷”體系，通過實施集團化運作，集約化發展，精細化管理和標準化建設，實現公司發展方式的轉變。其中，“大運行”的重點是實現各級調控一體化，建立各級變電設備運行集中監控業務與電網調度業務高度融合的一體化調控體系。構建“大運行”體系，有利于增強電網抵御和防范風險的能力，有利于提高生產運行的集約化水平，有利于進一步提升各級調度對電網運行的協同能力和整體駕馭能力。

調控中心一體化要求電網調度自動化系統提供強有力的技術支撐，電網調度自動化系統需要同時接入該地區所有變電站的全部數據信息，同時實現各變電站狀態監視、遙控操作及故障分析處理等功能。現有的電網調度自動化系統在數據處理、信息分流及異常監視等各方面都面臨著新的挑戰。

一、電網調度自動化系統的現狀

電網調度自動化系統是監控電網運行的實時系統，具有很高的實時性、安全性和可靠性，其主要功能包括：數據采集、信息處理、統計計算、遙控、報警處理、安全管理、實時數據庫管理、歷史數據庫管理、歷史趨勢、報表生成與打印、 畫面編輯與顯示、Web 瀏覽、多媒體語音報警、事件順序記錄、事故追憶及調度員培訓等。

調度自動化系統具有操作監視屏幕化的特點，不管有人值班還是無人值班， 變電監控人員都是面對微機屏幕進行變電站的全方位監視與操作。目前，變電監視人員的主要工作就是在微機上瀏覽變電站工作狀況， 監視各種數據和報警信息。

二、大運行模式與調控一體化

目前，我國的變電監控運行與管理方式主要有變電站分站監控、 集控站分片控制和集控中心三種模式。隨著電網規模的迅速擴張，變電站投產數量快速增加，變電站分站監控和集控站分片控制模式的運行成本高、利用率低等缺陷日益凸顯，難以適應電網迅速發展的要求。

為提高電網企業運行效率，國家電網公司推行的大運行模式要求一個地區建立一個調控中心，按作業半徑分設若干運行維護操作隊，變電站無人值班，調控中心24 h值班。調控人員負責電網調度和設備監控、遙控操作，運行維護人員負責設備巡視、現場操作以及應急處理等。

三、電網調度自動化系統面臨的挑戰

1. 工作站信息分流

“大運行” 體系的重點是各級變電設備運行集中，監控業務與電網調度業務高度融合的一體化調控體系。電網調度自動化系統同時為調度運行人員和變電監控運行人員提供業務支撐，而且由于地區變電站數量龐大，監控運行人員必須分組分片進行監控，因此在電網調度自動化系統中必須對采集的自動化信息進行分流，實現每個用戶界面上只顯示該用戶所需的信息，各用戶間互不干擾。

在變電站分站監控或集控站分片控制的模式下，電網調度自動化系統的信息分流通常是通過廠站端信息的分層通信和主控端信息的選擇性屏蔽實現的。為減少自動化系統的層次，減少系統的復雜程度，提高維護效率和效果，調控一體化要求調度、集控必須采用同一套調度自動化系統，因此電網調度自動化系統應具有完善的信息分層和責任區管理功能。

對于監控工作站，電網調度自動化系統應通過責任區、角色、用戶及點責任區等設置來形成不同工作站上不同工作人員的權限，實現每個監控工作站只處理該責任區域內的信息。無關的畫面、報表和歷史數據等不會出現，報警信息窗只顯示與該責任區域相關的信息，遙控、置數和掛牌等操作也由各責任區域內的設備負責，從而實現各個監控工作站信息分流、有效隔離。盡管現有的大部分調度自動化系統能夠從技術上實現責任區、用戶和角色的劃分，但是如何靈活直觀地劃分責任區，提高維護效率，仍是值得研究的問題。

對于調度工作站，電網調度自動化系統既應保留所有變電站全部信息以備查詢，又應只顯示影響電網安全的重要信息，以防調度運行人員淹沒于海量信息而影響決策判斷。

2. 智能化報警技術

隨著電網規模的擴張，電網調度自動化系統接入的信息越來越多。 在雷雨、 高溫等惡劣天氣情況下，系統可能瞬時收到大量信號，造成調控人員無所適從， 容易出現認知障礙，即使經驗豐富的運行人員，也難以保證及時、準確地進行決策。

目前調度人員輔助決策系統的研究方法有機器學習、決策樹等，也有基于知識、邏輯的智能系統，還有基于調度人員經驗和操作規則的專家系統。這類人工智能方法的應用使得調度中心具有一定的智能化水平。在調度輔助決策系統未研究成熟前，對調度自動化系統報警信息進行智能化理解和處理，是目前更具實施性的措施。為了及時將變電運行工況和潛在威脅通知相關運行人員，減輕調控人員工作壓力，應開發利用電網調度自動化系統的智能功能，輔助調控人員辨識電網異常狀態。

調控人員最為關注的是報警信息，報警信息包含遙測越限、開關事故跳閘及保護動作等。報警信息不同于事項 事項是指電網中發生的任何遙信狀態變化， 通常順序記錄以便于事后查詢，報警信息則關注電網設備的異常狀態。

3. 面向多種專業需求

“大運行”模式下，電網調度自動化系統不僅為調度、 變電監控人員服務， 還需要兼顧方式、保護和自動化人員的需求。各種專業的出發點不同，對電網調度自動化系統的要求也不同。 例如， 調度業務傾向于關注整個電網的網架結構和潮流分布； 變電監控側重于關注變電站內部接線方式和變壓器負載等； 保護人員側重于關注保護裝置定值、 狀態等信息； 自動化人員側重于關注通道狀態、 網絡設備狀態等。

一方面，隨著變電站自動化技術的發展，變電站接入電網調度自動化系統的信息越來越多。另一方面，工作站各專業人員只關注自己專業份內的信息，不希望其他信息干擾自身正常工作。因此，電網調度自動化系統除了應具有足夠的數據存儲能力和數據處理能力外，還應為各專業提供界面統一、數據一致的各種服務，并實現同一工作站上不同專業人員的信息分流和過濾。

4. 環境監控和異常監控

電網調度自動化系統應具有相關的環境監控和異常監控措施。

1）對機房溫度、空調系統及電源系統等實現自動監控，一旦異常，通過短信平臺自動發送信息給相關人員。

2）對電網調度自動化系統的服務器 /工作站工況（CPU、內存和硬盤），網絡設備狀況（端口狀態和流量），通信通道工況和主要進程等實現自動監控，一旦異常，通過短信平臺自動發送消息給相關人員。

3）對數據庫、應用程序和系統程序實現自動備份技術，實現主備自動切換。 在條件成熟的情況下，應采用異地容災技術建立備用調度自動化系統。

四、結束語

電網調度自動化系統是電網調度和變電監控的重要技術支持系統，在調控一體化模式下面對多方面的挑戰。為積極推進“大運行”體系建設，應加強電網調度自動化系統的基礎建設，對不滿足調控一體化要求的系統進行改造，同時將智能調度等先進技術成果引入調度自動化系統，不斷提升系統智能化水平。