一種配電網安全預警分析系統的研究

唐海峰，張 捷，侯四維

（1.國網上海市北供電公司，上海 200072；2.上海合澤電力工程設計咨詢有限公司，上海 200433）

隨著經濟的持續發展，電網建設也不斷加快，配電網資產規模越來越大，隨之配電網工作趨大量化和復雜化，必須依靠自動化、系統化、信息化的管理方式來實現配電網的安全運行管理工作。

配電網作為電力系統中直接面向用戶供電的環節，關系到用戶能否得到安全可靠優質的電能。加強配電網的安全運行管理工作，保證電力平穩安全運行具有重大的意義。

為提升配電網的管理水平，保證配電網的安全運行，本文介紹一種配電網安全預警分析系統。

1 系統介紹

1.1 系統邏輯結構

邏輯結構是配電網安全預警分析系統的靈魂，也是系統構建的首要步驟，是根據預警分析系統的基本原理和配電網監控要求及其特點建立的一個多維度的復合結構模型如圖1所示。預警分析邏輯結構的預警指標、時間和層次3個維度分別代表了預警原理、時間尺度和預警對象四層涵義［1］。

（1）預警指標維度

預警指標維度是預警邏輯結構的核心，根據預警系統的基本原理，包括警源、警情和警度3部分。其基本流程是：確定警源，監測警源和警情，分析警情和警度。

（2）時間維度

時間是預警分析的重要參數，預警分析發布時間與警情發生的時間間隔越長，警情越需要盡快處理，但緊急配電網安全事故的預警更為重要。警源和警度的監控是保證預警分析有效性的重要措施。

（3）層次維度

配電網安全預警分析系統的層次維度主要從配電網事故指標的角度進行劃分，主要包括單因子預警、多因子預警2大類。

1.2 系統架構

本系統采用B／S架構，由客戶端和服務器組成，其中服務器包括數據庫服務器、應用程序服務器，分別實現預警分析數據庫管理，預警應用程序的管理和運行；在Internet上，系統采用 Web Services結構，服務器端以 Web服務器為主體，通過注冊數據及應用服務，向客戶端瀏覽器提供預警分析信息發布、預警分析互操作以及預警應急聯動等服務。從上述的分析來看，構建多層次體系結構的配電網安全預警系統，有利于配電網安全信息共享，減少系統重復建設，節約信息資源，提高系統效能［1］。系統架構如圖2所示。

圖1 系統邏輯結構圖

圖2 系統架構圖

該配電網安全預警分析系統按照模塊可分為功能模塊和基本模塊2大類［2］。其中功能模塊主要包括安全預警分析模塊、重要用戶管理模塊，完成調度安全性分析和檢修計劃安全校核編排；基本模塊為系統管理模塊，系統整體框架見圖3。

（1）安全預警分析模塊：分為35kV及以上變電站安全預警分析模塊、10kV配變安全預警分析模塊。內容包括停役變電站名稱、電壓等級、停役的年月份、計劃停役的時間、主要工作內容、有無全站停電風險、有無重要用戶停電風險等。并可供用戶對其進行編輯、生成告知書并可對告知書進行編輯。

圖3 系統整體框架圖

（2）重要用戶管理模塊：主要為新增重要用戶電源站索引數據模塊。內容包括單位、用戶的實際名稱、CMS戶名、戶號、地址、重要性等級、電壓等級、供電電源數、電系編號及名稱、進線方式、站名、母線、是否是開關站等。用戶可根據需要導入導出數據表。

1.3 系統功能

從信息管理的角度來講，信息系統的基本功能包括數據管理（數據的輸入、輸出及修改和維護等）、數據分析和數據查詢3部分。結合配電網安全預警系統的邏輯結構和系統結構分析結果，系統的功能如下：

（1）安全預警分析功能。安全預警分析功能實現35kV及以上變電站、10kV配變調度安全性分析、檢修計劃安全校核與編排功能。打開瀏覽器，進入主頁面，將此數據庫打開，通過搜索功能將所需的檢修計劃選定，可清晰地瀏覽數據信息，審閱和檢查檢修計劃報告，了解檢修計劃中有無全站停電風險、有無重要用戶停電等重要檢查的信息。

管理者在審閱和檢查時，發現錯誤可對主要的檢修工作內容和措施等信息進行編輯并保存。若有全站停電風險或重要用戶停電風險，應將此信息保存在風險數據庫中，以便今后調用，生成告知書，發放到相關部門對進行檢修，檢修完成后，上傳檢修報告，使得整個管理系統成為一個閉環反饋的管理系統［3］，如圖4所示。

圖4 安全預警分析閉環管理系統

（2）重要用戶管理功能。實現變電站名、電系編號及名稱、CM戶名、地址、重要性等級、電壓等級、供電電源數、進線方式、母線、開關站等信息的管理，生成數據庫。有需要時可方便的查閱、調取或修改提高了管理的工作效率。

2 實例應用

以上海某區和田10kV配變檢修計劃為例驗證系統的實用性。打開瀏覽器，登陸賬號進入配電網安全預警系統首頁，選擇10kV配變檢修計劃管理系統，如圖5所示。

圖5 10kV變電站檢修計劃數據庫圖

圖5顯示了2014年10月份檢修計劃電壓等級、變電站名稱、停役設備、計劃停復役開始時間、計劃停復役結束時間、主要工作內容、有無全站停電風險、有無重要用戶風險、生成告知書、編輯告知書工作任務等狀態信息。通過狀態信息可以看出變電站檢修計劃有無無全站停電風險，重要用戶有無停電風險。

選擇需要審閱和查找的和田變電站，共有2條記錄，其中停役設備為和13和田電話開關線路、和8止園開關線路。若查出和8止園開關線路信息有誤，或需了解或修改重要客戶的名稱及預防停電措施內容，打開編輯頁面，如圖6所示。

圖6 10kV和田站和8止園開關編輯頁面圖

從編輯頁面可詳細了解工作內容及檢修類型，若需修改，修改后保存即可。保證管理者第一時間查閱到準確的檢修信息，生成告知書發放到相關部門，保證檢修工作與審核工作高效可靠的完成。本軟件運行平穩達到了設計目的，具有實用意義。

3 結語

（1）本文介紹的配電網預警分析系統，具有配電網預警分析和重要用戶管理功能。

（2）經上海某區和田實例運行，證明系統運行實現既定功能。

（3）通過該配電網安全預警分析系統，可加強地區電網調度管理，可有效提高電力企業工作效率，推進配電網安全穩定運行。

［1］ 詹曉燕.環境安全預警系統研究［D］.杭州：浙江大學，2005.

［2］ 毛 田，姚建剛.110kV配電網智能檢修與安全校核管理系統［J］.電力系統自動化，2013，37（2）：125-129.MAO Tian，YAO Jian-gang，XIN Jun.Intelligent overhaul and safety check management system of 110kV distribution network［J］.Automation of Electric Power Systems，2013，37（2）：125-129.

［3］ 李 陽，高自友.鐵路安全預警系統的研究與設計［J］.中國安全科學學報，2004，14（6）：36-40.LI Yang，GAO Zi-you.Study and design of railway safety pre-warning system［J］.China Safety Science Journal，2004，14（6）：36-40.