城市電網智能調度故障輔助決策系統設計開發

翁龍歡

（國網廈門供電公司 福建 廈門 361000）

1 引言

我國電網智能調度不斷迅猛發展的同時，相應的電網運行復雜程度即技術水平也在不斷提升，因此導致電網故障發生的因素也越來越多，而通過開發出更為智能化的城市電網調度故障輔助決策系統軟件，可有效解決上述問題。

2 系統總設計方案

對于城市電網智能調度故障輔助決策系統設計來說，其主要目的體現在兩方面：一是“智能化”，二是“輔助決策”。通過調研城市電網地調平臺調度自動化系統OPEN3000及故障信息系統（故障錄波器等）相關配置，在軟件實現方式上如圖1所示。

圖1 基于OPEN3000輔助決策系統軟件設計實現

智能調度故障輔助決策系統主要由以下部分組成：

一是OPEN3000系統接口程序。該接口程序的主要功能是協助智能調度故障輔助決策系統完成OPEN3000系統自身配置信息訪問，還可以訪問變電站相關信息，接口程序位置分布方面，具體位于3區的web服務器之中，智能調度故障輔助決策系統進行相應訪問需要的接口由OPEN3000系統接口程序提供。

二是配置工具。配置工具主要功能就是使得智能調度故障輔助決策系統與OPEN3000系統軟件之間具有統一的信息模型，從而在統一的信息模型之下完成系統之間的信息交互。保證系統直線協調運行。并在該配置程序支持下，可以實現如下配置功能，一是在主變、母線、斷路器三者之間，實現連接關系與拓撲關系配置；二是在變電站事故發生后，實現處理預案配置；三是配置需要監控的變電站配置；四是變電站的事故總和保護事件信號配置。

三是數據庫，分為智能調度故障輔助決策系統的數據庫與OPEN3000系統的數據庫。軟件系統對于OPEN3000系統的數據庫在權限控制方面有所限制，只對OPEN3000系統的數據庫有價值的信息進行讀取，而不會改寫數據庫相應信息，而對于智能調度故障輔助決策系統的數據庫來說，其主要功能是用于本系統相關海量信息的存儲。

四是監控決策程序，作為智能調度故障輔助決策系統的核心，其功能非常強大，并且基于軟件自身來講，很多功能的實現都離不開該程序，與此同時，該程序主要以操作平臺的形式存在，因此也是供調度員操作該軟件系統的主要方式。具體來說，首先決策程序可以從OPEN3000系統中完成獲取相關信息記錄的獲取，信息記錄包含多種，如變電站的遙測信息記錄，遙信等信息記錄等，然后該據測程序通過進一步篩選上述故障信息，為故障診斷與故障恢復決策執行停供必要的條件，在完成信息決策之后，將最終的結果以可視化的方式完成在平臺界面上的展示，供調度員進行應用。

3 故障診斷

3.1 對故障進行感知

故障診斷主要由軟件監控程序執行，具體執行流程如下：首先軟件監控程序可以定期從OPEN3000系統的數據庫中去獲取被監控變電站的事故總信息號信息，獲取到一條，該監測程序就認為有一個事故發生，然后接著讀取合理時間段內的斷路器跳閘事故，如果存在斷路跳閘事故，那么就會對存在的斷路跳閘事故信息進行匯總，最后進行故障診斷。如果沒有斷路跳閘事故的記錄，就會返回第一步，即定期從OPEN3000系統的數據庫中去獲取被監控變電站的事故總信息號信息。具體智能調度故障輔助決策系統軟件感知流程圖如圖2所示。

圖2 智能調度故障輔助決策系統軟件

3.2 對故障區段進行定位

該智能調度故障輔助決策系統軟件主要考慮的故障類型可包括以下幾種：第一種是對于每個變電站中每個獨立的設備來說，由于類型不同，因此為有效保證定位的準確性，可自動生成一個與之相對應的故障類型；第二種是針對110kv級別，其所有的母線故障類型；第三種是針對220kv級別，其所有的母線故障類型；第四種是所有的主變故障類型。該系統在判斷故障方面，主要是通過讀取相應的跳閘記錄，范圍控制在所有故障發生時間段之內，然后結合配置程序中設備連接拓撲信息與母線拓撲信息進行綜合考慮，最紅完成故障的判斷。

在故障區段定位方面，軟件定位功能主要利用以下方式實現，即以開關變位于保護報文雙重信息為主要依據，實現故障區位定段功能。具體來說，首先在與實際斷路器跳閘情況下，需要求其解偏離值最小的故障模式，并將得出的結果作為首選故障區段，在相應的區段中，提取保護報文信息，完成提取操作之后還需要加以匹配校驗，最后，根據各種不同情況，來進一步對定位結果進行相應的判斷，當故障初判結果處主保護動作時，說明定位成功，結果準確無誤；如果該區段設備后備保護動作在其他設置方式下，例如其出于變電站內遠后備保護的設置，那么我們可以將該設備作為起點，然后向其下游多追加一層設備，從而形成一個故障島，該故障島主要特點即是保守，通俗來說就是島內的線路都處于不穩定的狀態，均不排除有發生故障的可能性；當初步判斷的結果設備處沒有保護動作結果時，那么說明定位失敗，結果并不正確，需要選擇偏離值次之的故障模式重新進行上述操作，即再次進行保護保溫的校驗匹配，當保護報文信息及開關變位與故障模式相匹配時，完成故障區段的確定。

4 故障恢復

4.1 反事故預案與歷史事故記錄

智能調度故障輔助決策系統軟件的數據庫根據變電站不同的故障類型，都進行了一個反事故預案項的配置，并以倒閘操作規程作為根據，將其寫入進故障恢復預案中。此外，該軟件基于人性化理念之下，在預案配置界面之上專門設置了一個人工錄入窗口，從而可以將歷史發生的事故信息以人工的方式進行錄入，提升軟件運行的準確性。該軟件系統會根據定位結果完成反事故預案的匹配，如果發生過類似的事故故障，還可以提取出相關的事故記錄供調度員進行參考，一方面可以提升軟件的可靠性，另一方面還能夠有效減輕調度人員的工作量。

4.2 故障恢復拓撲模型

在完成故障區域劃分后，智能調度故障輔助決策系統軟件可以自動完多條故障恢復路徑方案的確定，并供調度員進行選擇，為了使得這些方案便于處理，降低調度員工作量，可以基于圖論方式把處于故障之中的變電站的設備進行抽象化處理，具體來說，將設備抽象為點，設備彼此之間的聯絡線抽象為線，并以在數學處理時線路的0-1狀態作為實際的聯絡線快關閉合狀態的代表，由于故障恢復決策的對象電網等級較低，為110kV及以下電壓等級的母線負荷，而在該電網等級之下其運行方式一般為開環運行方式，因此軟件在搜索方式上選擇引入圖論中樹的概念進行可行方案的搜索。

總結：綜上所述，文章主要基于城市電網地調平臺調度自動化系統OPEN3000之下，進行了智能調度故障輔助決策系統軟件開發，通過對系統總設計方案進行簡單的介紹，研究分析了該軟件系統故障診斷原理等，期望能夠為相關人員的研究提供一些參考價值。