大電網(wǎng)多級調(diào)度運行協(xié)同管理平臺設(shè)計與實現(xiàn)

喻宏元，劉　濤，楊笑宇，李群山，劉慧勇

（1.華中電網(wǎng)有限公司，武漢　430000；2.南瑞集團北京科東公司，北京　100192）

大電網(wǎng)多級調(diào)度運行協(xié)同管理平臺設(shè)計與實現(xiàn)

喻宏元1，劉濤1，楊笑宇2，李群山1，劉慧勇2

（1.華中電網(wǎng)有限公司，武漢430000；2.南瑞集團北京科東公司，北京100192）

針對目前國分調(diào)實時運行信息平臺中調(diào)度日志互相割裂、運行信息查詢展示功能較弱等問題，研究基于D5000管理平臺的主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺架構(gòu)。研究以共享數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，將調(diào)度日志、電力電量等運行信息進行統(tǒng)一規(guī)范化錄入的實時運行信息共享模型，實現(xiàn)實時運行信息在上下級調(diào)度間、專業(yè)處室間的共享；研究以信息規(guī)范化錄入為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)綜合信息查詢；研究基于數(shù)據(jù)資源整合、系統(tǒng)集成方式的可視化技術(shù)，實現(xiàn)運行信息綜合展示。

主網(wǎng)運行信息；共享模型；數(shù)據(jù)庫技術(shù)；協(xié)同管理

0　引言

隨著特高壓電網(wǎng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)特性日益復(fù)雜，送受端電網(wǎng)耦合越來越緊密。某一調(diào)度機構(gòu)直調(diào)設(shè)備故障對其他多個調(diào)度機構(gòu)電網(wǎng)實時運行產(chǎn)生影響的現(xiàn)象愈發(fā)常見，現(xiàn)有運作模式越來越難滿足大電網(wǎng)運行的要求。

為了滿足當前的電網(wǎng)運行管理要求，需要多級調(diào)度協(xié)同辦公與管理。“六家調(diào)度”共同管理“一張網(wǎng)”，國分調(diào)協(xié)同要求越來越高。需建設(shè)基于D5000管理平臺的“數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、責任分區(qū)、界面統(tǒng)一”的主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺［1］。該平臺應(yīng)能夠滿足主網(wǎng)協(xié)同辦公管理的應(yīng)用需求和系統(tǒng)建設(shè)的要求，基于智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)OMS平臺，滿足國分省協(xié)同辦公的要求，實現(xiàn)調(diào)度運行業(yè)務(wù)的實時高效協(xié)同。

從主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺架構(gòu)研究入手，確定平臺設(shè)計的思想與目標，并提出主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺的系統(tǒng)架構(gòu)。詳細闡述主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺在調(diào)度日志、綜合信息查詢以及主網(wǎng)運行信息展示三個方面的設(shè)計思路。最后對主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺的應(yīng)用成效進行分析和評價。

1　主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺架構(gòu)

1.1平臺總體設(shè)計框架

主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺主要包括主網(wǎng)運行信息展示、日志記錄、日志查詢3個應(yīng)用模塊，通過共享數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用。平臺總體設(shè)計框架如圖1所示。

圖1　平臺總體設(shè)計框架

1.2主要創(chuàng)新點

結(jié)合電網(wǎng)運行、電力電量、值班人員等信息，將分布到不同系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行集成，通過可視化技術(shù)展現(xiàn)電網(wǎng)的實時運行情況，為領(lǐng)導的決策提供支持，給調(diào)度員提供了全面透明的電網(wǎng)運行信息，提高了調(diào)度員的工作效率。

通過兩級調(diào)度之間的日志共享，6家單位能了解當前主網(wǎng)的設(shè)備故障、檢修、缺陷異常等關(guān)鍵信息，使得調(diào)度員的調(diào)度工作更加準確及時，使得調(diào)度日志實現(xiàn)了國分一體化運行。

實現(xiàn)了國分間的協(xié)同辦公效率，在調(diào)度日志里實現(xiàn)了巡線任務(wù)的下發(fā)流轉(zhuǎn)以及臨時工作的及時申請，基于E文本和關(guān)系數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)臨時緊急工作的快速流轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了調(diào)度臨時工作的一體化融合。

在綜合查詢模塊，實現(xiàn)了調(diào)度共享歷史數(shù)據(jù)的方便多角度查詢，方便領(lǐng)導和調(diào)度員的使用，并提供了電力電量的綜合查詢，為領(lǐng)導和調(diào)度員提供了更全面的電力電量信息。

2　系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

2.1日志記錄功能實現(xiàn)

國分調(diào)采用統(tǒng)一的記錄規(guī)范和統(tǒng)一的調(diào)度日志平臺進行調(diào)度日志記錄。調(diào)度日志包括共享部分和個性部分，共享日志對主網(wǎng)重大運行日志信息進行共享，個性部分各單位根據(jù)實際需要進行擴展［2］。共享日志分為實時共享、風險提示和日常事務(wù)3個欄目，包含7個模塊的內(nèi)容，分別為“主網(wǎng)故障”、“重大缺陷”、“重大檢修”、“特殊事項”、“重大風險”、“臨時工作”和“故障巡線”。其中“主網(wǎng)故障”、“重大缺陷”、“重大檢修”、“特殊事項”4個模塊可以由調(diào)度員根據(jù)需要新建流程，“重大風險”、“臨時工作”、“故障巡線”不能由調(diào)度員新建，只能由前4個業(yè)務(wù)模塊發(fā)起。

2.1.1調(diào)度運行信息統(tǒng)一規(guī)范設(shè)計

統(tǒng)一記錄規(guī)范是建立信息共享的基礎(chǔ)。根據(jù)國分調(diào)實際運行信息的需求，將現(xiàn)有需要共享的調(diào)度運行信息分為故障、異常、檢修、特殊事項四大類［3］。

1）故障。故障記錄分為簡單故障和復(fù)雜故障，簡單故障適用單一元件故障，對其他設(shè)備未造成影響；復(fù)雜故障適用于多重故障，如某一設(shè)備故障帶跳其他設(shè)備，或某次惡劣天氣造成多個設(shè)備跳閘。對每一類故障進行詳細字段分類。簡單故障統(tǒng)一規(guī)范設(shè)計模板如表1所示。

表1　簡單故障統(tǒng)一規(guī)范設(shè)計模板

復(fù)雜故障可以根據(jù)故障起始原因或先后順序進行拆分，以簡單故障模板進行標準化記錄，復(fù)雜信息通過文本方式記錄。復(fù)雜故障統(tǒng)一規(guī)范設(shè)計模板如表2所示。

表2　復(fù)雜故障統(tǒng)一規(guī)范設(shè)計模板

2）缺陷。異常缺陷參照《輸變電一次設(shè)備缺陷分類標準（試行）》進行分類，并添加缺陷影響，缺陷處置等信息。缺陷統(tǒng)一規(guī)范設(shè)計模板如表3所示。

表3　缺陷統(tǒng)一規(guī)范設(shè)計模板

3）檢修。檢修設(shè)備內(nèi)容通過III區(qū)的國分一體化計劃檢修系統(tǒng)中自動獲取檢修設(shè)備、開竣工時間等信息，檢修影響等信息需要手動輸入。重大檢修一項中，集中展示全國主網(wǎng)架330 kV及以上主設(shè)備檢修情況，主要包括線路、主變、母線、直流等。檢修內(nèi)容通過區(qū)的國分一體化計劃檢修系統(tǒng)中自動獲取。其中，國調(diào)及分中心檢修系統(tǒng)中只檢索管轄設(shè)備的檢修申請單，不檢索許可設(shè)備，以防止重復(fù)記錄。調(diào)度員需手工填寫控制要求，主要為斷面限額控制、分區(qū)解合環(huán)等。重大檢修統(tǒng)一設(shè)計規(guī)范模板內(nèi)容包括編號、區(qū)域、停電主設(shè)備、開工時間、竣工時間、工作內(nèi)容、主要控制措施。

4）特殊事項。特殊事項是指除故障、檢修、異常三類外其他對跨區(qū)系統(tǒng)運行有影響的事項，如特殊運行方式、嚴重自然災(zāi)害、重要調(diào)試等內(nèi)容。特殊事項統(tǒng)一設(shè)計模板內(nèi)容包括編號、發(fā)起方、事項描述、處理情況、對系統(tǒng)影響、推送范圍。

圖2　風險提示推送統(tǒng)一規(guī)范

2.1.2風險提示

風險提示是國分調(diào)對影響其他調(diào)度機構(gòu)的故障、異常、檢修、特殊事項等運行風險，日志記錄入庫同時推送至相關(guān)調(diào)度，受影響調(diào)度機構(gòu)確認并可填寫對其影響，發(fā)起方和接受方共同完善信息記錄。風險提示推送統(tǒng)一規(guī)范如圖2所示。

2.1.3日常事務(wù)

多級調(diào)度之間日常事務(wù)的溝通聯(lián)系主要分為兩種：一是上級單位對下級單位發(fā)布巡線等工作任務(wù)，下級完成工作之后，給上級單位進行反饋；二是下級單位對上級單位提出工作申請，上級單位根據(jù)申請內(nèi)容批示或批準，然后下級單位執(zhí)行工作，工作完成后上級單位進行確認。多級調(diào)度間的日常事務(wù)通過規(guī)范流程，實現(xiàn)日常事務(wù)工作的規(guī)范化和標準化管理，使得業(yè)務(wù)人員能夠快速處理需要多級調(diào)度協(xié)同來完成的工作，加強多級調(diào)度間的工作效率，提高大電網(wǎng)的協(xié)同管理水平。

但是，現(xiàn)階段多級調(diào)度間主要通過電話、郵件、傳真等方式來實現(xiàn)日常業(yè)務(wù)聯(lián)系，溝通效率不高，管理不規(guī)范。所以，需要在關(guān)鍵信息整合基礎(chǔ)上，梳理日常業(yè)務(wù)聯(lián)系流程，實現(xiàn)日常業(yè)務(wù)在線流轉(zhuǎn)，提高多級調(diào)度協(xié)同效率，實現(xiàn)日常事務(wù)協(xié)同的規(guī)范化管理［4］。在該系統(tǒng)的日常事務(wù)模塊里，梳理和總結(jié)了日常事務(wù)里的巡線任務(wù)和臨時工作申請兩種多級調(diào)度協(xié)同工作內(nèi)容，通過規(guī)范化的流程來實現(xiàn)這兩類工作的規(guī)范化管理，提高了這兩類工作的效率，同時也為其他多級調(diào)度協(xié)同工作的流程化規(guī)范化管理奠定了基礎(chǔ)。巡線任務(wù)由國調(diào)發(fā)起，分中心負責處理；臨時工作申請由分中心發(fā)起，國調(diào)負責批準并監(jiān)督分中心執(zhí)行，最后由國調(diào)完結(jié)。

圖3　巡線任務(wù)流程

1）巡線任務(wù)。國調(diào)直調(diào)線路故障后，國調(diào)判斷直流線路故障的影響情況，向相關(guān)分中心發(fā)布巡線任務(wù)。相關(guān)分中心確認接收，并安排相應(yīng)的運維部門巡線，運維部門巡線完成并向分中心匯報后巡線結(jié)果后，分中心在故障模板中填寫巡線結(jié)果，并向國調(diào)反饋已完成，國調(diào)根據(jù)多個分中心的巡線情況，國調(diào)確認完結(jié)，并安排故障消缺工作。為減少國調(diào)的人工判斷故障影響的工作量，系統(tǒng)將通過設(shè)備間的關(guān)聯(lián)關(guān)系建立關(guān)聯(lián)模型，根據(jù)線路運維信息自動發(fā)送巡線任務(wù)的目標。巡線任務(wù)流程如圖3所示。

2）臨時工作申請。臨時工作申請：分中心向國調(diào)提交臨時檢修申請（主設(shè)備、時間、電子申請單等），國調(diào)接收申請后進行相關(guān)方式調(diào)整，工作開始并通知分中心［5］。工作完成后，分中心確認工作結(jié)束并通知國調(diào)。國調(diào)確認工作完成，終結(jié)流程。該流程簡化國分調(diào)溝通流程，同時便于臨時工作的歸檔查詢。臨時工作申請流程如圖4所示。

圖4　臨時工作申請流程

如上所述，在日常事務(wù)模塊里，通過信息化技術(shù)和手段，將以前電話、傳真線下工作在線上執(zhí)行，實現(xiàn)了巡線任務(wù)和臨時工作申請兩類工作的規(guī)范化流程化管理，提高了多級調(diào)度間協(xié)同工作效率，為大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了重要管理手段。

2.2綜合信息查詢功能實現(xiàn)

在規(guī)范化錄入并統(tǒng)一入庫的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對故障、異常、檢修信息的模糊及高級查詢。綜合查詢包括“工作日志綜合查詢”、“電力電量綜合查詢”兩大功能模塊。

2.2.1工作日志綜合查詢

“工作日志綜合查詢”功能對調(diào)度日志中規(guī)范化的故障、檢修、異常、特殊事項等4類記錄進行查詢。查詢可按照關(guān)鍵字、時間的模糊查詢和依據(jù)查詢項的精確查詢。針對故障事項精確查詢提供包括設(shè)備類型、屬性名稱的查詢項；針對異常事項精確查詢提供屬性名稱有設(shè)備名稱、廠站名稱、電壓等級、缺陷部位、缺陷描述等查詢項；針對檢修事項精確查詢提供屬性名稱有所屬單位、開工時間、完工時間查詢項；針對特殊事項精確查詢提供屬性名稱有區(qū)域、事件分類、廠站、二級分類查詢項。實現(xiàn)調(diào)度日志細顆粒度多樣化查詢。

2.2.2電力電量綜合查詢

“電力電量綜合查詢”功能整合了一體化日報系統(tǒng)、燃料日報系統(tǒng)、計劃系統(tǒng)等查詢系統(tǒng)。提供按照日期（年、旬、月、日）、同比、環(huán)比、電網(wǎng)名稱（全國、國網(wǎng)、華北、華東、華中、東北、西北及各省）、屬性列表（調(diào)度發(fā)電量、發(fā)受售電量、發(fā)電電力、發(fā)受電電力、有序用電等）查詢選項，實現(xiàn)集中查詢?nèi)珖鞯仉娏﹄娏俊⑷剂稀⒒痣姲l(fā)電進度等信息［6］。

2.3主網(wǎng)運行信息展示功能實現(xiàn)

整合現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，綜合展示電力、電量、跨區(qū)交直流互聯(lián)電網(wǎng)實時運行、國分調(diào)值班員、實時運行日志重要信息，并綜合利用氣象、雷電、山火、水情等多服務(wù)信息提供全景化展示［7］。主網(wǎng)運行信息綜合展示結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流分別如圖5、圖6所示。

運行信息包含 “綜合展示”、“電力曲線”、“值班人員”、“風險提示”4個模塊。主網(wǎng)綜合信息展示模塊設(shè)計如表6所示。

圖5　主網(wǎng)運行信息綜合展示結(jié)構(gòu)圖

圖6　主網(wǎng)運行信息綜合展示界面數(shù)據(jù)流

表6　主網(wǎng)綜合信息展示模塊設(shè)計

3　主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺應(yīng)用效果

現(xiàn)階段基于D5000管理平臺的主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺，已經(jīng)在國網(wǎng)公司及其下屬各大分區(qū)進行了應(yīng)用部署。該平臺運行穩(wěn)定，用戶體驗較好，能夠滿足主網(wǎng)協(xié)同辦公管理的應(yīng)用需求和平臺建設(shè)的要求，實現(xiàn)多級調(diào)度協(xié)同高效辦公，提高主網(wǎng)協(xié)同辦公管理水平，促進主網(wǎng)協(xié)同辦公管理相關(guān)規(guī)范的完善，滿足大電網(wǎng)協(xié)同管理的要求。依據(jù)平臺功能設(shè)計方案，主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺主要實現(xiàn)了調(diào)度日志、綜合信息查詢、主網(wǎng)運行信息展示3個功能模塊。

1）調(diào)度日志模塊。調(diào)度日志模塊實現(xiàn)了故障、缺陷、檢修、特殊事項等各類共享日志的記錄功能，并實現(xiàn)日志的共享。調(diào)度日志模塊主界面如圖7所示。

圖7　調(diào)度日志主界面

2）綜合查詢模塊。調(diào)度日志綜合查詢功能，主要實現(xiàn)在規(guī)范化錄入并統(tǒng)一入庫的基礎(chǔ)上，對故障、異常、檢修等信息的模糊及高級查詢。綜合查詢模塊主界面如圖8所示。

圖8　綜合查詢模塊主界面

3）主網(wǎng)運行信息展示模塊。主網(wǎng)運行信息展示整合現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，綜合展示電力、電量、跨區(qū)交直流互聯(lián)電網(wǎng)實時運行、國分調(diào)值班員、實時運行日志重要信息，并綜合利用氣象、雷電、山火、水情等多服務(wù)信息提供全景化展示。主網(wǎng)運行信息展示界面如圖9所示。實現(xiàn)的功能包括：對電網(wǎng)的發(fā)受電力、水電、風電、核電、旋轉(zhuǎn)備用進行查詢，通過曲線方式進行可視化展示，并且可以按照不同的地區(qū)進行切換，查看不同地區(qū)的發(fā)受電力、水電等情況；對互聯(lián)電網(wǎng)、山火、水情、氣象等信息通過曲線、地圖進行可視化展示；展示當前各調(diào)度中心的值班人員信息，包括當前班次，當班人員姓名照片等；通過表格方式展示風電、核電、光伏的關(guān)鍵信息，如裝機容量、風電占比等信息；展示共享日志里面的重大風險，顯示當前未完結(jié)的重大風險、詳細內(nèi)容、處理狀態(tài)。

圖9　主網(wǎng)運行信息展示界面

4　結(jié)語

主網(wǎng)運行協(xié)同管理平臺依據(jù)國分協(xié)同辦公的業(yè)務(wù)需要，并結(jié)合現(xiàn)有主網(wǎng)運行平臺應(yīng)用成果，提出了基于D5000管理平臺的系統(tǒng)架構(gòu)和平臺建設(shè)方案。通過對調(diào)度日志記錄進行統(tǒng)一規(guī)范，實現(xiàn)了國分調(diào)實時共享調(diào)度日志，提高了工作效率。在規(guī)范化錄入并統(tǒng)一入庫的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了對電力電量、調(diào)度日志信息的模糊及高級查詢，提高了查詢的效率和精度。采用數(shù)據(jù)資源整合和系統(tǒng)集成的方式，實現(xiàn)了電網(wǎng)信息的綜合演示展示，方便專業(yè)處室了解電網(wǎng)實時運行情況，有助于其決策。該平臺實現(xiàn)了對任一調(diào)度機構(gòu)調(diào)管范圍內(nèi)發(fā)生可能影響其他調(diào)度機構(gòu)調(diào)管電網(wǎng)運行的嚴重異常以及故障時，立即向相關(guān)調(diào)度機構(gòu)推送具體情況，實現(xiàn)日內(nèi)高效協(xié)同。

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Design and Implementation of Collaborative Management Platform for Multilevel Scheduling and Operation of Large Power Grid

YU Hongyuan1，LIU Tao1，YANG Xiaoyu2，LI Qunshan1，LIU Huiyong2
（1.Central China Power Grid Co.，Ltd.，Wuhan 430000，China；2.NARI Group Company Beijing Branch，Beijing 100192，China）

In view of the present situation for current dispatch log that is separate from each other，and the query and display function of run-time information that is weak in the state grid and each district center run-time operation information platform，the collaborative management platform architecture of main network based on the D5000 management platform is researched. The unified run-time operation information sharing model is researched for the operation information of dispatch log，power consumption and others by normatively entering based on the shared database，to realize the real-time operational information share between superior and subordinative dispatch rooms and professional offices.The database technology based on the information normatively entering is researched，to realize the comprehensive information query.The comprehensive display of operation information is realized by researching the visualization technology based on the method of data resource integration and system integration.

main network operation information；sharing model；database technology；collaboration management

TM732

A

1007－9904（2016）08－0029－06

2015-10-22

喻宏元（1964），男，高級工程師，從事電力系統(tǒng)自動化相關(guān)工作。