地區電網調度運行安全風險識別與防控系統的技術分析

曹威

摘要：電力是國家的支柱能源和經濟命脈，國家經濟的飛速發展和安全穩定離不開電力資源的穩定供應。如何做好電網安全風險防控以及發生事故時如何及時響應、盡快恢復電力供應是電網工作者需長期思考研究的課題。為此，本文通過對地區電網調度運行安全風險識別與防控系統的技術要點進行介紹，為后續地區電網調度運行風險判定與識別的實現提供理論支持。

關鍵詞：電力調度，安全風險識別，地區電網

0引言

目前，電網調度運行安全風險識別和電網事故處理已經成為國內外電力系統研究的關注點。國外電網運行安全風險防控和事故處理策略研究起步較早，有些國家已進入實用階段;國內研究速度也逐漸迎頭趕上，目前在編制事故預案輔助系統、故障診斷、事故后恢復等方面的研究都取得了不錯的成果。

1安全風險識別與防控系統原理

當前，電力調度機構對電網運行安全風險管控主要著重于事故結果的分析和總結，并利用分析和總結的成果不斷對現有的風險管理規程進行完善和補充，通過對基層單位的宣貫和培訓落實電網運行過程中操作層面的風險控制。分析總結的基礎對象主要是過去或當前拓撲結構下的電網網架，而對于在將來時段中某些特定的電網操作，如線路檢修、設備停復役等可能對未來時段的電網運行安全造成影響事件的預先評估，并根據評估結果預先通知相關基層單位制定風險控制預案的預控措施的環節相對較薄弱。而典型的突發故障作為故障集的重要子集，理論上也可以通過利用EMS系統提供的基礎數據和網絡拓撲結構，實現準在線運行數據環境下的事故范圍計算和損失后果統計，進一步為電網事故處置提供科學合理的評估數據，并輔助實現事故恢復方案的生成。

2安全風險識別與防控系統依據

隨著電力系統自動化技術飛速發展，調度自動化系統已經由單一功能系統逐漸向多系統聯合的綜合系統轉變，在統一的模型基礎上強化各應用系統之間的數據交互和功能集成，新的平臺及整合技術使得在調度自動化系統與調度應用系統間的應用集成具備了可實現的基礎條件[1-2]。

地區電網調度運行安全風險識別與防控系統的建設需要集成EMS/SCADA系統、DMIS系統、生產管理系統等的數據和應用功能，以CIM標準模型清洗、組合、規范化源數據，統一各應用系統數據模型為運行風險管控系統提供需要的各種基礎數據。其理論和實踐依據主要包括法理依據和技術規范兩部份，主要為：

《電力安全事故應急處置和調查處理條例》（國務院599號令）明確了電力安全事故在危害后果和事故等級方面的劃分標準，為電力企業有序開展運行風險及事故應急處置工作提供法律依據和工作標準。

《能量管理系統應用程序接口》（EMS-API），采用其中的CIM模型（即通用信息模型標準）整合調度中心和公司各不同應用系統的數據模型，系統建設所需要的各項基礎數據分布于公司和地調所建設的其它系統中，而由于源數據系統建設廠家的不一致，導致運行計劃數據模型得不到統一，因此必須解決計劃模型統一的問題，CIM即是解決這一問題的重要技術標準。

3安全風險識別與防控系統關鍵點

（1）信息組織及集成模塊

信息的組織和集成，是對參與電網運行風險預控所需要的各項基礎數據源的綜合以及數據模型的匹配和轉換。系統需要使用的基礎數據分布于多個不同應用系統，橫跨調度安全II、III區，在時間維度上又分為按年、月、日、15min等不同間隔，為此系統采用數據交換平臺對各系統中的數據進行綜合，以基于IEC61970的通用信息模型（CIM）標準和國際常用數據交換格式（XML）標準搭建數據集市，利用現有的先進信息技術手段實現多數據源的采集及綜合利用[3]。

（2）風險評估標準的模型化

根據《電力安全事故應急處置和調查處理條例》（國務院599號令）中關于地區級電網在電力安全事故在危害后果和事故等級方面的劃分標準，將該標準進行數據模型化，并固化到系統中，作為安全評估結果轉化為風險等級的依據。

與自動化系統（EMS）的應用集成

地區電網調度運行安全風險識別與防控系統中的安全評估模塊是利用目前地調的EMS系統所提供的基礎網架和設備數據提供基礎支撐，因此系統需要實現與EMS系統的應用集成，這就要求兩個系統間在數據模型間要實現標準化[4-5]。

電氣拓撲算法

以基于深度的拓撲算法為基礎，結合電網系統聯絡及廠站內接線圖的電氣連接特性，實現了一套基于EMS/CIM電氣拓撲包的電網網架拓撲分析算法，快速實現對事故所波及區域電網結構和廠站接線方式的實時分析，準確進行事故范圍的分析和恢復方案的輔助生成。

故障處置及恢復專家規則庫

在故障發生后，根據受損后的電網拓撲結構，利用電氣拓撲算法對各波及站點及系統的聯絡情況進行識別與分析，并根據專家經驗規則自動生成一套有效的默認恢復策略，供用戶參考，該規則庫的生成需要將地調運行人員的經驗進行抽象和模型化，其難度較高。

4安全風險識別與防控系統技術點

（1）基于CIM標準的事故元件對象化

系統建設所需要的各項基礎數據分布于公司和地調所建設的其它系統中，如網架文件和實時運行數據來源于EMS系統，備自投配置信息來源于DMIS系統等，而由于源數據系統建設廠家的不一致，導致基礎設備數據模型得不到統一，而系統需要對備自投動作及其配置情況進行評估，因此必須解決基礎模型統一的問題，因此對基于簡單文本形式的備自投裝置配置情況數據，必須利用CIM標準對其進行關聯設備的對象化，將備自投動作的執行過程轉化為EMS系統可識別的數據指令模型。

（2）圖模一體化和可視化互操作環境

系統采用基于CIM結構的基礎資源平臺，實現了圖形、模型的統一，在圖形展現上采用廣泛適用于電力行業的SVG圖形格式，能夠使用戶直接在全圖形可視化界面上直觀地進行設備選取等操作，同時檢修計劃的校核信息也能夠通過全網系統圖的形式進行反饋。系統通過數據交換機制從地調前期已經建設的EMS系統獲得CIM/XML和SVG資源文件，從而自動獲取設備、拓撲、圖形資源。

5結語

本文主要介紹了電網安全風險識別與防控系統的原理和依據，解決了6個關鍵點（信息組織及集成模塊、風險評估標準的模型化、與自動化系統（EMS）的應用集成、圖模一體化和可視化互操作平臺、電氣拓撲算法、故障處置及恢復專家規則庫）和2個技術點（基于CIM標準的事故元件對象化、圖模一體化和可視化互操作環境），為構建電網運行安全風險識別與防控系統提供了技術支持。

參考文獻.

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