電網(wǎng)調度智能監(jiān)控和防誤技術研究

林志賢，許伯陽，鄭 涵，何藍圖

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引 言

社會的發(fā)展對電網(wǎng)調度水平提出了較高要求，需要相關人員能夠提升技術能力，不斷創(chuàng)新，在技術支持下盡快形成穩(wěn)定的、可靠的電網(wǎng)調度管理系統(tǒng)，從而服務于電網(wǎng)的正常運行。因此，充分研究電網(wǎng)調度智能監(jiān)控和防誤技術至關重要。

1 電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)存在的問題

1.1 經(jīng)濟型調度問題突出，信息資源整合效率低

隨著電網(wǎng)建設規(guī)模的持續(xù)擴大，可靠的電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)在整個調度過程中得到了廣泛應用，保障了電網(wǎng)調度水平的提升。但是，就現(xiàn)階段的實際情況分析來看，電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)受個別客觀因素的影響，對電力信息資源整合的效率產(chǎn)生了一定影響，經(jīng)濟型調度方面的問題嚴峻。第一，在海量的電網(wǎng)實施數(shù)據(jù)處理中，在有效使用各種告警信息時電網(wǎng)調度監(jiān)控效率偏低，與電力調度生產(chǎn)計劃的實際需求還存在一定差異。第二，在電網(wǎng)調度過程中，相關的監(jiān)控操作對調度員的主觀能動性存在較高的依賴度，相關的舉措還無法滿足平衡全網(wǎng)電力的需求，再加上經(jīng)濟型調度問題的存在，會對其安全利用產(chǎn)生影響。第三，電網(wǎng)調度中的各種錯誤信息容易干擾調度員，導致調度員出現(xiàn)各種錯誤動作，也容易引發(fā)誤判。

1.2 欠缺有效的故障診斷和決策軟件

基于對電網(wǎng)事故發(fā)生原因的綜合化分析發(fā)現(xiàn)，存在電力調度人員操作水平上的差異性，同時在故障診斷和決策軟件上也存在一定的缺失，難免會增大電網(wǎng)事故的發(fā)生率。目前，伴隨市場對用電需求量的不斷提升，電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的升級速度不斷加快，在提升各種數(shù)據(jù)采集效率的同時，增強了電網(wǎng)調度的安全性、潮流計算、電力信息傳輸控制等實際作用，各種信息在電網(wǎng)調度中的應用不斷加快。但是，故障診斷與決策軟件的缺失，嚴重影響了電網(wǎng)整體調度水平的提高。

1.3 電網(wǎng)調度智能監(jiān)控水平有待提升

在電網(wǎng)調度過程中，需要重點分析與考慮環(huán)境溫度、檢修方式以及監(jiān)控效率等，以滿足電網(wǎng)調度的現(xiàn)代化建設需求，進而降低各種故障的發(fā)生率。但是，就目前的實際情況分析來看，在調度過程中明顯存在技術人員過于依賴實踐經(jīng)驗的情況，并且周邊環(huán)境容易對其產(chǎn)生干擾，導致整體的電網(wǎng)調度智能監(jiān)控水平還不夠高，對電網(wǎng)限額調整的效率偏低，最終影響其穩(wěn)定性，急需進行智能監(jiān)控與防誤處理。

2 電網(wǎng)調度智能監(jiān)控技術分析

電網(wǎng)調度智能監(jiān)控主要是針對電力系統(tǒng)進行控制與監(jiān)測，有效識別復雜的事故，從而實現(xiàn)對事故的分析、處理以及恢復。

2.1 智能調度控制技術實現(xiàn)

對于電網(wǎng)的安全運行情況和發(fā)生事故之后最薄弱的部分，利用智能調度控制技術進行細致的分析和判斷，以此為基礎分析其靈敏度，并根據(jù)分析結果實現(xiàn)對電網(wǎng)的調整與恢復，使其處于安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)[1]。

2.2 電網(wǎng)調度數(shù)據(jù)集成技術

2.3 多事故診斷以及處理技術

多事故診斷以及處理技術包含多重復雜故障診斷技術、錯誤信息冗余技術、多目標事故恢復策略技術等。其中，多重復復雜故障診斷技術是將故障區(qū)域作為中心，利用分組技術展示對應的信息，如開關動作信息、保護動作信息以及故障診斷信息等，同時完成相應的關聯(lián)操作和重組操作。

3 電網(wǎng)調度智能防誤技術分析

針對電網(wǎng)調度智能防誤技術的分析，需要明確智能防誤中心，分析其具體的操作處理，配合一體化防誤技術處理，滿足電網(wǎng)調度智能防誤要求，為電網(wǎng)調度的穩(wěn)定性和安全性奠定良好的基礎條件。

3.1 智能防誤中心

3.1.1 設備模型重構

調度操作指揮平臺基于CIM模型進行設備建模，存儲不同的設備類型，包括電纜和架空線路等，并通過新建關聯(lián)信息表維護線路多樣化，包括電纜與架空交叉、本單位與外單位交叉等。在關聯(lián)信息中，通過不同的字段屬性區(qū)分不同的表結構。外單位線路信息通過定期鏡像數(shù)據(jù)庫的方式進行數(shù)據(jù)同步，并將存在交叉關聯(lián)的線路信息存儲在關聯(lián)信息表。

3.1.2 管理類防誤

梳理調度員操作全流程關鍵環(huán)節(jié)條件進行校驗，在調度員操作中出現(xiàn)了不滿足設置條件的情況時，系統(tǒng)立即給出告警并提示。管理類校核包括現(xiàn)場復電狀態(tài)核實校核，通過關聯(lián)檢修申請單核實檢修工作情況并校核是否具備復電操作條件，通過分析及匹配設備運行方式校核當前方式是否滿足復電條件。通過查看與OCS系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)關聯(lián)校核設備狀態(tài)是否一致，驗證當前操作是否成功。智能匹配當前操作設備與調度值班日志設備狀態(tài)管理中的設備，校核當前操作前狀態(tài)是否是管理日志中的最終狀態(tài)，同時當前操作保供電管理模塊關聯(lián)校核并作出提示[2]。

3.1.3 風險類防誤

將電網(wǎng)設備操作、檢修申請單、方式變更等設備狀態(tài)變化信息，進行模擬電網(wǎng)潮流計算、網(wǎng)架拓撲分析和調度安全規(guī)則分析，并將分析結果推送給調度指揮人員。主要風險防誤校核包括：最大方式下斷面越限或電壓越限，線路或主變過載，N-1操作后越限信息；根據(jù)負荷預測計算設備操作時斷面越限或電壓越限，線路或主變過載，N-1操作后越限信息；分析變電站失壓或母線失電，統(tǒng)計損失負荷，并生成南網(wǎng)事故事件等級；局部電網(wǎng)解列，電網(wǎng)結構穩(wěn)定分析；穩(wěn)控及保護動作分析；匹配調度值班日志，校核操作順序違背提前錄入并交接的重要操作邏輯及條件。

黨的十九大報告明確指出，我們要建設的現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，既要創(chuàng)造更多物質財富和精神財富以滿足人民日益增長的美好生活需要，也要提供更多優(yōu)質生態(tài)產(chǎn)品以滿足人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要。交通運輸是導致氣候變化、環(huán)境污染的重要原因之一，測試工況與實際工況下的排放差異，表明傳統(tǒng)的計算方法不再適用，需要有效地建立城市交通排放治理機制和實現(xiàn)達峰的愿景，需根據(jù)實際工況建立科學、客觀的移動源MRV排放測量標準，來量化每一次交通出行行為的環(huán)境影響，從而更合理的制定城市道理交通規(guī)劃與相應政策，推進城市環(huán)境的優(yōu)化。

3.1.4 校驗類防誤

通過OCS系統(tǒng)或其他系統(tǒng)接入設備實時遙信遙測數(shù)據(jù)，判斷當前操作是否滿足電氣五防操作、調度操作規(guī)程等專家?guī)欤箞?zhí)行違反調度規(guī)程和安規(guī)的各項誤操作，主要校核內容如下。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術采集接地線、接地刀閘接地信號，與OCS電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)進行綜合分析，防止在掛接地線或合上接地刀閘的情況下進行復電操作，停電操作時只有接地信號接地才能開始檢修工作等防誤校核。

在操作閘刀、開關等設備時，要滿足調度倒閘操作規(guī)定。當不滿足時，系統(tǒng)應實現(xiàn)閉鎖，禁止操作。例如，不能用閘刀合、解環(huán)，不能帶負荷拉、合閘刀，不能違反熱倒母線、冷倒母線、旁路代操作的規(guī)定等[3]。

線路（設備）檢修防誤邏輯閉鎖功能。線路在由冷備用改為檢修狀態(tài)時，當不滿足相應的條件時應禁止。特別是對于T接或聯(lián)絡線路，系統(tǒng)必須檢查所有各側均為冷備用狀態(tài)，防止調度員因疏忽大意而造成安全隱患。在線路處于檢修狀態(tài)時，對送電操作進行閉鎖，相關連接的開關也不能改為熱備用或運行。

3.1.5 操作防誤與現(xiàn)場狀態(tài)校核

通過調度與變電站間的II區(qū)網(wǎng)絡通信，建立一套調度與變電站設備狀態(tài)校核模塊，調度將需要狀態(tài)確認的設備信息，包括設備名稱、所屬變電站、關聯(lián)線路或者母線名稱的設備屬性。將相關數(shù)據(jù)推送到變電站終端應用，由變電站人員根據(jù)現(xiàn)場設備真實狀態(tài)進行核對，上報設備狀態(tài)信息。調度端智能防誤平臺獲取設備現(xiàn)場狀態(tài)后進行電網(wǎng)實時狀態(tài)校核和安全防誤校核，必須校核通過后才可對該指令進行下令操作。

3.1.6 送電校核

在線路送電過程中判斷該線路是否存在交叉線路和多個單位管轄線路，并通過流程管控判定其他設備是否具備送電條件。只有關聯(lián)線路具備送電條件后，當前線程才能進行送電操作。

3.1.7 關聯(lián)設備智能識別

構建基于CIM模型的電網(wǎng)設備模型和拓撲關聯(lián)模型，基于廣義搜索算法和深度搜索算法建立電網(wǎng)拓撲搜索算法，能夠搜索設備關聯(lián)設備和最長最短搜索路徑等功能，通過操作票刀閘操作信息搜索刀閘關聯(lián)的線路和母線信息，并通過分析線路對側變電站的設備狀態(tài)信息，邏輯推斷當前刀閘的設備狀態(tài)信息，供調度員參考。

3.2 一體化防誤

3.2.1 模型校驗

電網(wǎng)模型在系統(tǒng)間進行數(shù)據(jù)交換。為保證模型數(shù)據(jù)的正確，需采用比對規(guī)則對模型進行校驗。OCS在導出模型時，同時導出模型統(tǒng)計信息。OMS完成模型解析后，對導入OMS的模型數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并與OCS的統(tǒng)計信息進行核對，從而檢查模型是否正確導入。

3.2.2 關聯(lián)檢修單防誤

調度操作票與檢修單關聯(lián)后，系統(tǒng)將檢修單的設備操作目標狀態(tài)作為約束條件，校驗操作票的指令是否與檢修工作要求一致。若存在不一致，系統(tǒng)給出防誤提醒。

3.2.3 離線預演

系統(tǒng)對生成的操作票能夠進行圖形模擬預演操作，同時給出停電范圍等信息，使調度員更直觀地審核調度命令，解決了調度員憑記憶操作的過程，使操作票審核過程更加形象化和可視化。通過圖形化模擬預演審核，實現(xiàn)了操作票審核由人工經(jīng)驗分析上升到自動智能，提高了操作的安全型和可靠性[4]。

3.2.4 在線預演

在線預演是在順控操作序列執(zhí)行前，系統(tǒng)結合“五防”規(guī)則實現(xiàn)設備間的拓撲防誤閉鎖，從全網(wǎng)的角度處理設備間防誤閉鎖。除了應具備設備狀態(tài)量防誤外，拓撲防誤中還具備掛牌（檢修牌、隔離牌、保電牌等）邏輯防誤和二次（氣壓、線路斷線、線路保護投退等）防誤。同時可以調用高級應用軟件分析進行潮流校核，預演不通過的指令不能操作[5]。

4 結 論

考慮到現(xiàn)階段電網(wǎng)調度工作涉及的工作內容偏多，工作人員需要科學合理運用檢測系統(tǒng)來查找故障。但是，由于傳統(tǒng)的人工方式準確性偏低、故障率較高，并且會花費大量的時間和精力，進而影響電網(wǎng)的運行。所以，應選擇智能監(jiān)控和防誤技術，并在實際工作中加強應用，有效監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，最終在提升工作效率的同時確保電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，持續(xù)提高電網(wǎng)服務質量。