電網綜合應急管理系統設計及應用

摘要：為保證突發情況下的電力系統平穩接續運行，做好電網綜合應急管理工作具有重要意義。但電網是一個復雜的系統，其應急管理涉及面很廣，必須依靠先進的信息技術來輔助處理。文章在分析了當前電網應急管理中存在的問題的基礎上，設計了一套電網應急管理系統，并探討了其在電網應急管理工作中的具體應用。希望文章的研究可以為電網的管理提供一個新的視角。

關鍵詞：電網;突發事件;應急管理;系統設計

中圖分類號：TM769 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）07-0139-03

Design and Application of Integrated Emergency Management System for Power Grid

WANG Jing

（Guizhou Aviation Vocational and Technical College，Guiyang? 550009，China）

Abstract：In order to ensure the smooth continuous operation of power system in case of emergency，it is of great significance to do a good job in the comprehensive emergency management of power grid. However，the power grid is a complex system，and its emergency management involves a wide range，so it must rely on advanced information technology to assist processing. Based on the analysis of the problems existing in the current power grid emergency management，this paper designs a set of power grid emergency management system，and discusses its specific application in power grid emergency management. It is hoped that the research of this paper can provide a new perspective for power grid management.

Keywords：power grid;emergency;emergency management;system design

收稿日期：2021-03-10

0? 引? 言

電網是一個復雜的技術組合體，它一方面與各處電源節點相連，另一方面又為大量的用戶供電，其中涉及不計其數的輸變電節點和設備。在此狀態下，電網的任意一個環節出現故障，都有可能擴散到其他供電節點而造成大面積停電[1]，此時如果不能及時有效地應對，不僅會使電網設備損壞，而且會直接影響到正常的生產生活秩序，造成嚴重的經濟損失甚至人身安全事故。如何快速、有效地應對這些電網應急事件，已經成為當前我國智能電網運行管理工作的重要研究內容[2]。電應急管理工作的高效開展是以各種資源的高效共享、及時調度和科學管理為前提的[3]，而這些工作都必須由信息化系統平臺來完成。

1? 當前應急管理系統中存在的問題

在信息化社會高度發達的今天，我國電網應急管理工作也基本實現了數字化和信息化，這是相對于傳統應急管理模式的一個重要變革[4]。但調查發現，當前的電網應急管理系統仍然存在不少問題。首先，盡管基本實現了信息化，但這些信息化平臺在結構上是分散的，內部邏輯復雜，操作也很不方便。許多應急管理平臺存在著系統兼容的問題，使用的接口類型很多，信號格式各不相同，為系統的集成應用、后續維護升級等工作帶來了很大的困難。在不同的電網應急管理子系統中，只負責其中一項任務，例如調度、指揮、決策、救援等，這些子系統之間是相互獨立工作的，需要由人來完成系統間的協調，相關的數據很難實現高效共享[5]。由于技術和管理方面的不足，部分電網應急管理平臺還存在信號傳輸不一致、故障率高等問題[6]。以上問題的存在，都在很大程度上影響了電網綜合應急管理工作開展的效率和質量。

2? 系統功能需求分析

2.1? 可視化調度

電網綜合應急管理系統的作用不僅僅在于數據的收集和存儲，更在于遠程指導現場處置人員如何高效快速地處理好電網突發事件，但是由于電網分布廣泛，突發事件發生的地點往往是隨機的，事先很難預料，只有事故發生之后才能確定其準確的地理位置。在監控中心的指揮調度人員不在場的情況下，僅僅依靠現場人員的口頭描述，很難掌握現場的真實情況，要想實現精準而科學的電網應急資源調度就更加困難。因此，電網的可視化調度應用就顯得十分關鍵。在可視化技術的支撐下，電網遠程指揮調度中心可以通過攝像頭察看現場實時情況，也可以通過圖表和模擬等形式直觀地展現各項數據變化，實現任意子系統和畫面共享和資源調度。對于電網重要數據的顯示，還可以采用聲光報警的方式來突顯其重要性和緊急性，這在電網突發事件的初期處置階段非常重要。

2.2? 協同交互指揮

在當前的電網應急管理體制中，一般由電網運行管理部門主導，醫療、通信、城管、交通等多個其他部門同時參與。這就造成了資源的分散，對于電網綜合應急處置是十分不利的。所以在電網應急指揮調度過程中，實現多方協同交互指揮是一個重要前提。通過電網應急管理系統的應用，電網企業內部的各生產部門可迅速響應，同時向公安、急救、消防、市政、交通等多部門發出協同請求，將分散于不同企業或政府部門的應急資源集中起來，使各方在統一的調度指令下協同開展應急工作，實現高效、精準、實時的多方聯動，提升電網綜合應急管理的水平。由于調度工作是由遠程的指揮調度中心來完成的，這種調度工作具有高度的統一性，避免了多頭指揮，使電網應急指揮調度工作有條不紊地開展。

2.3? 遠程實時監控

在電網綜合應急管理工作中，由于事件發生具有突發性，尤其是對于等級較高的電網應急事件，時間就是生命，遠程監控和調度是一個非常關鍵的環節。在電網應急管理系統中，通過遠程監控模塊可以調取現場的攝像頭，查看實時畫面，然后通過語音功能與現場進行連接，使得指揮調度員猶如親臨現場一樣方便指揮。由于指揮中心可以同時接通多方視頻和語音，在全局協調中發揮著重要作用，因此遠程實時監控功能實際上成了電網應急指揮調度系統的核心關鍵技術之一。在必要的情況下，可以通過遠程視頻會議系統迅速組成應急小組討論應急方案，實現遠程指導。

2.4? 全程信息記錄

電網綜合應急管理系統的后臺擁有強大的數據庫作為支撐，通過不同的表結構設計，可以實現不同數據的結構化存儲。整個操作及指揮過程可以進行全程同步錄制及存儲，在管理系統中通過提供歷史數據查詢界面，可以非常方便地調取任意時間段的歷史數據，包括前端設備采集的原始數據和調度過程中進行的操作。除了系統管理員之外，所有賬號都只能查詢數據，而不能對系統中的數據進行修改或刪除，為電網綜合應急管理工作的問題追溯提供了保障。

3? 系統總體設計

3.1? 技術架構

根據電網綜合應急管理工作的實際內容，可視化調度在技術上主要涉及計算機控制、網絡傳輸、GIS展示等技術。從系統架構上看，則包括三個層次：數據層、服務支撐層和展示層。系統的所有數據都來源于數據層，數據層的數據源主要以數據庫的結構化數據和文件的非結構化數據為主，所有數據可以由服務支撐層進行調度使用，形成可視化的應用服務數據，為展示層的展示提供邏輯支撐。展示層則是通過HTML VIEWER、ASP.NET、C#、.NET FRAMWORK等軟件工具進行開發的軟件系統平臺，通過不同的功能菜單為用戶提供豐富的數據展示和操作功能，系統總體架構如圖1所示。

3.2? 功能架構

從功能的角度上看，電網綜合應急管理系統不僅包含了信息收集、信息管理、GIS應用、狀態描繪等基本數據展示功能，而且還提供了災害預警、指揮調度、故障分析等智能化應用模塊。這些模塊之間在功能上可以實現相互獨立，但這些都可以通過各自的接口與數據中心進行數據共享，在界面上實現了高度的集成，接受數據中心的統一調度。

3.3? 業務流程

根據信息化系統的特點和國家電網應急管理有關規定，本文通過對電網綜合應急管理工作的整個流程進行階段性劃分，實現對整個應急響應流程的業務化流程設計。系統將電網應急管理的狀態分為預防、預備、響應和恢復等四類，整個應急管理體系則包括監測監控、預測預警、應急準備、應急響應、恢復/評估/分析等模塊，如圖2所示。

當電網中發生自然災害或故障時，由現場的傳感器或攝像頭采集故障信息并將異常數據接入到應急管理系統中，經過系統后臺進行信息的處理后傳輸到指揮調度模塊，通過指揮調度模塊向現場的執行單元遠程下發預警信號、故障隔離、應急處置、故障修復等指令，現場處置模塊接收到指令后執行相應動作來完成對故障的自動診斷和處置，最后將結果反饋給指揮調度模塊。如故障仍然存在，指揮調度系統繼續下發后續指令對故障進行診斷處理，直到電網故障恢復正常為止。

4? 系統的實現及應用

4.1? 系統的實現

本系統采用了經典的C/S架構，前端展示系統采用了ASP.NET技術進行開發，后端服務程序則采用C#語言進行開發，數據庫采用Oracle，在前后臺之間設置了Redis緩存空間以提高數據響應效率。在系統首頁提供了四個主索引頁面，分別為在線實時監測、災害預警管理、地理信息服務和系統指揮調度，如圖3所示。

4.2? 系統的應用

本系統在某電力企業進行了試運行，運行期間，系統工作穩定、安全可靠、響應及時、數據準確。在100個用戶并發加載的前提下，1 G容量的GIS地圖平均響應時間僅160秒，多用戶并發查詢的響應時間在30秒以內，在災害發生后，對事件進行評估分析只需要120秒。本系統的應用，大大提高了應急管理效率，減輕了人工勞動強度，效果十分明顯。

與傳統的應急系統相比，可視化應急指揮調度系統最大的特點就是可以實現數據的可視化，所有數據和操作均可在大屏和終端實時預覽，使得指揮中心和現場之間的溝通更加通暢準確。其次，采用多屏交互、大屏無縫拼接，實現高清晰度數碼顯示，信號切換方便，可實現集中觀察、指揮和控制。其具體優勢對比情況如表1所示。

5? 結? 論

當前信息化技術正在發生著日新月異的變化，各種新技術不斷出現，電網綜合應急管理系統也必須不斷地進行優化升級，進一步提高系統性能，完善系統功能，實現更加集中的調度，通過可視化技術實現更加方便的操作，進而做出科學決策，提高電網綜合應急管理水平。本文所探討的電網綜合應急系統僅是一個典型的系統，并非標準模式，不同的企業仍需要根據實際情況進行研究和討論。但本文所研究的內容具有一定的普遍性，對電網應急管理系統的設計和應用具有一定的參考價值。

參考文獻

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[5] 劉士亞，郭靜，岑釗華.城市電網監控應急系統的設計 [J].電氣技術，2021，22（2）：11-16.

[6] 馬建明.電網應急指揮綜合信息管理系統設計與實現 [D].大連：大連理工大學，2018.

作者簡介：汪靜（1983—），女，漢族，四川巴縣人，專業教師，本科，研究方向：消防安全管理方向。