電網調度運行操作效率現狀分析及對策研究

程哲，孫雁斌，辛闊，陳興望，周永燦

（中國南方電網電力調度控制中心，廣州 510663）

0 前言

隨著社會經濟的穩步發展，電網的設備規模不斷擴大，以某電網為例，從2010年到2018年，電網主設備規模成倍增長，設備定檢、技改等計劃檢修以及缺陷處理等非計劃檢修任務量大幅增加，檢修高峰期調度操作數量過多。隨著調控一體化建設的推進[1-2]，調控人員承擔的工作量也越來越多。檢修操作量越來越大，但是調控人員的數量并未增加，導致操作等待情況頻繁出現。

同時電力市場改革正在快速推進，2017年8月發布的《開展電力現貨市場建設試點工作通知》[3]明確了現貨市場建設的試點省份，目前，部分省份已經進入試運行階段[4-5]。電網的網架結構是現貨市場出清的邊界條件，若調度無法按時完成操作將直接影響市場的出清結果[6-7]，引來市場主體的質詢。現貨市場環境下對主設備停復電操作時間的要求更加嚴格了。

綜合上述背景及需求，提高調度操作效率已成為電網運行迫在眉睫的問題。目前，業界主要通過技術、管理兩個層面來提升操作效率，如采用網絡指揮[8-9]、程序化操作[10-11]、設備操作權下放[12-13]、操作內容預估[14]等方式提升調度操作效率取得了良好的效果。

為比較各類操作模式對調度操作效率的影響，本文選取南方電網調度運行操作模式調整較大的年份（2015年、2017年、2018年）的500 kV主設備停電操作的時間數據，找出目前制約設備操作效率的瓶頸和“痛點”，制定長效的技術及管理措施，全面提升調度運行操作效率。

1 調度操作效率統計分析

1.1 電網主設備調度操作環節

為準確發現設備操作各環節存在的問題，以500 kV主設備停電操作流程為例，將傳統停電操作劃分為四個階段、9個業務環節：

第一階段：停電準備。主要包括現場向調度發起停電申請，調度或現場擬定操作票以及完成必要的電網方式調整等3個環節；

第二階段：一次設備操作。主要包括對主設備的一次部分進行停電操作，包含主設備由運行轉熱備用、熱備用轉冷備用、冷備用轉檢修3個環節；

第三階段：二次設備操作。主要包括對保護裝置等二次設備進行投退操作，1個環節；

第四階段：許可開工。主要包括調度與現場聯系并核實工作要求安措，工作安措滿足后許可開工等2個環節。

2017年，南方電網全面實施新版《調度運行操作管理規定》（簡稱“新操作管理規定”）[15]，調度將部分設備操作權下放，停電操作過程中調度與現場的交互環節進一步簡化。主設備停電操作變為三個階段、7個業務環節，變化如下：

1）停電設備的保護裝置由現場自行操作，省去第三階段“二次設備操作”的1個環節。

2）除線路外的設備地刀由現場自行操作。母線、主變的停電操作，省去設備由冷備用操作到檢修的1個環節；線路的停電操作，省去了線路間隔開關由冷備用到檢修的1個環節。

1.2 500 kV主設備停電操作效率統計

按照以上四個階段、7個環節對某電網500 kV廠站2015年、2017年、2018年共三年的線路、母線、主變停電操作數據進行了統計，結果如下。

1.2.1 500 kV主設備調度停電操作平均時間

1）500 kV設備停電的調度操作平均時間2017年比2015年明顯增加（見表1、圖1）。該變化與主網設備規模，設備計劃與非計劃檢修任務量增加有關。由于迎峰度夏、保供電等傳統原因，設備檢修窗口一直較為固定，再加上由于線路走廊過密導致的設備陪停，使得檢修窗口期的操作量大幅增加，調度業務較為繁忙，影響了調度操作效率。

表1 500 kV主設備停電的調度操作平均時間

圖1 500 kV主設備停電的調度操作平均時間

2）500 kV設備停電的調度操作平均時間2018年比2017年明顯縮短（見表1、圖1）。2017年11月某電網新操作管理規定實施后，現場操作流程進一步簡化：500 kV線路調度停電操作減少了開關間隔地刀、保護裝置的操作時間，500 kV母線和主變的調度停電操作減少了本體地刀、相鄰開關地刀和保護裝置操作的時間。

1.2.2 500 kV主設備調度停電準備平均時間

500 kV主設備停電準備的平均時間近年來逐步上升。主要原因為：

1）電網規模逐年擴大，設備逐漸增多，檢修工作時間安排集中，設備操作受同期停電的其它設備停電操作的影響；

2）電網運行調控復雜，停電操作前需進行復雜的方式調整，才能滿足停電條件。

表2 500 kV主設備停電準備的平均時間

圖2 500 kV主設備停電準備的平均時間

1.3 調控一體化對某電網調度操作效率的影響

隨著調控一體化建設不斷推進，部分地區供電局調控中心（簡稱“調控中心”）已全面承擔了各電壓等級（包括500 kV）變電站的集中監控運行。為分析調控一體化運行模式對調度操作效率的影響，需要對比調控一體化運行模式運行前后，以及不同調控一體化模式的500 kV主設備的調度操作時間。

1.3.1 調控一體化前后500 kV主設備操作時間變化

調控中心負責監控的500 kV變電站，其500 kV主設備停電的調度操作時間以及停電準備的時間略有增長（見圖3、4）。其中，500 kV線路由熱備用轉冷備用的操作，現場等待時間增加了約10分鐘（見圖5）。

圖3 調控一體化前后主設備停電的調度操作時間對比

圖4 調控一體化前后設備停電準備的時間對比

圖5 調控一體化前后線路操作時間對比

1.3.2 500 kV主設備操作時間對比

南方電網承擔500 kV變電站集中監控業務的單位，除了地區供電局的調控中心，還有獨立輸變電公司的500 kV變電站的監控中心，但是在具體設備操作方面，兩者還是存在一些差異，如表3所示。

表3 調控中心與監控中心在操作方面的差異

調控中心與監控中心的500 kV主變、母線停電的平均操作時間接近。調控中心500 kV線路停電的平均操作時間比監控中心控多38分鐘（見圖6），其中，在線路的熱備用轉冷備用環節的操作時間，較監控中心多16分鐘；操作前的等待時間，多22分鐘（見圖7）。

圖6 調控中心與監控中心主設備操作時間對比

圖7 調控中心與監控中心線路操作各環節的時間

1.4 新操作管理規定應用前后主設備調度停電操作時間分析

新操作管理規定大大提升了調度操作效率。主要節省了兩個環節的時間：

1）減少了除線路外的設備地刀操作時間；

2）減少了停電設備保護裝置的投退時間。

表4 新操作管理規定實施前后某電網500 kV設備調度操作停電時間對比

圖8 新操作管理規定實施前后某電網500 kV設備調度操作停電時間對比

2 存在的問題分析

2.1 未發揮調控一體化模式在設備操作優勢

調控中心與監控中心的操作效率對比表明，調控一體化模式下，遠方操作節省了調控與現場的交互溝通時間，操作效率更高，省去了與現場的交互環節。若使用程序化操作技術，遠方操作的時間可以進一步縮短，如2018年6月7日某電網一地區供電局調控中心程序化操作500 kV線路由運行轉冷備用只需6分鐘。

但是受限于技術安全原因，部分調控中心進行刀閘操作仍采用轉令至現場的操作模式，增加了操作命令流轉的環節，增加了操作等待時間，未能發揮調控一體化的優勢。

2.2 未充分利用網絡技術取代傳統電話下令

由于電網規模擴大和檢修任務繁重，傳統調度電話下令模式逐漸顯現出其弊端，主要體現在：

1）電話是唯一的溝通工具，各運行單位隨機打入的各類電話繁多，不能區分主次先后；電話干擾易造成調度員工作忙亂、思路不連貫且易遺忘事務；

2）主要依靠調度員的業務能力為電網調度運行操作的正確性和安全性把關，難以有效利用技術手段防范調度誤操作；

3）需要人工記錄、翻查和統計的資料增多，工作效率低，易發生錯漏。

采用信息及人工智能技術開展網絡指揮可實現操作指令的文字傳輸，內容清晰明確，每項操作指令由監護人審批后再執行，杜絕了電話發令存在的錯記漏記、諧音誤會等危險點，縮短了接發令時間，做到了操作全過程信息的自動記錄和自動填寫，提高調度運行業務的信息化應用水平，加強調度機構與調度對象間的溝通協作，對提高調度運行操作效率意義重大。隨著網絡指揮逐步推廣，實踐表明網絡指揮對調度操作的效率提升作用明顯。

2.3 主設備停電準備時間較長，計劃檢修操作安排精細化不夠

電網結構越來越復雜，線路停電的安全邊界條件也越來越多，一旦調度員錯過了日前方式安排的停電窗口期，會導致需要進行大量的臨時性調控，直接導致主設備停電準備時間過長。

目前導致調度員操作時間與計劃操作時間窗口經常存在偏差的原因主要有：

1）因負荷預測偏差等原因，方式安排預留的操作時間窗口不滿足操作條件，需要調度員進行系統調控后才滿足操作條件；

2）部分時段安排的檢修操作過多，不得不推遲部分操作，導致一部分操作延遲開始；

3）檢修安排不合理，預留的操作時間窗口不夠，即使按時開始操作也無法按時開工或復電；

4）現場工期考核管控不嚴，設備檢修延期。

3 電網調度操作效率提升措施

3.1 管理層面

3.1.1 推進主網設備操作模式統一，推廣應用許可操作模式

督促各省級調度按照新操作管理規定的要求制定本省區操作管理規定，確保主網設備操作方式統一。此外，隨著調控一體化建設的推進，未來網省調度機構業務的重點應是系統運行監視和調控、電力平衡以及電力市場運行等，地區調控中心的重點應是設備運行監視和控制、負荷供電情況等。在調度網絡指揮和程序化等技術條件逐漸實現的情況下，網省調度機構應逐步將線路、主變等各類設備的操作權下放至負責設備監控的地區調控中心、監控中心，主要有兩步走的思路：

1）推進站內設備采用許可操作模式，線路操作使用線路綜合令；

2）探索調控中心監控范圍內的設備操作調度僅需許可，不同調控中心監控的設備（線路）由一方主導、另一方配合完成操作。

3.1.2 加強操作效率的日常統計、評價，持續提升操作效率

以調度網絡指揮系統的數據為基礎，開展日常性的調度操作效率統計分析工作，查找影響操作效率的因素。網、省、地網絡指揮系統打通后，開展常態化的安全巡查、考核評價與統計分析。對比全網各調度機構的操作效率，及時發現存在的問題，根據統計分析結果，不斷改進優化調度操作流程及評價標準。

3.1.3 提高計劃操作的準時性，進一步縮短停電準備時間

針對主設備停電準備時間越來越長的問題，各級調度機構應協同方式等相關專業，協同制定有效措施，縮短設備的停電準備時間。

1）方式專業：

a.日方式檢修安排合理分配檢修停電的操作開始時間，充分考慮在同一時間段調度員能夠處理的操作任務量，超過調度員受理能力的應在方式計劃層面予以推遲或提前；

b.檢修工作的停復電操作時間窗口安排應更加精細化；

c.理清網省協調斷面的監控職責，減少網省調度之間不必要的溝通。

2）調度專業：

a.根據檢修計劃安排，提前準備操作票，節省擬票、審票的時間；

b.根據檢修工作量，動態安排值班人數；

c.提前進行方式調整、潮流調控；

d.充實調度運行操作日常管理力量，增設專職運行管理崗或管理組，負責審核日前調度運行操作策劃安排，綜合控制平衡每日各值調度操作任務，把控調度操作節奏，確保調度操作安全有序。

3）設備運維單位：

a.加強檢修工作的計劃性，減少非計劃檢修；

b.加強現場檢修工作管控，按時完成工作，盡量避免檢修工作延期。

3.2 技術層面

3.2.1 加快推進調度網絡指揮系統的建設

實踐證明，調度網絡指揮系統實現了調度指揮業務數字化，操作效率明顯提升。下一步要繼續深化網絡指揮系統的各項功能，不斷優化各類操作的系統流程和交互方式，全面提升系統的使用效率。推動實現全網一體互聯互通的，覆蓋網、省、地三級調度機構的設備操作信息交互，用統一、規范化的網絡指揮數字化流程規范各調度機構操作模式統一，提升調度操作規范化管理水平。

3.2.2 推進程序化操作應用

程序化操作已在網內多個供電局開展試點工作，經過幾年的試運行，經過實際運行驗證，達到了安全高效的預期目標，取得了較好的成果。某地區供電局調度進行500 kV線路由運行轉冷備用操作僅需要6分鐘，220 kV、110 kV線路僅需要3分鐘。建議在安全技術條件具備前提下，大力推進程序化操作，提升操作效率：

1）實現調度端的程序化操作，減輕調控人員的負擔。在調度網絡指揮系統的基礎上，實現調度端自主發令功能，操作開始后機器自動逐項執行操作票，下令、回令的過程無需調控人員干預。可以釋放部分地調調控中心要求調控員同一時間僅能執行一張逐項操作票的時間，實現調控員同時開展多項逐項令操作，解決了同一時間段設備操作過多時只能進行一項操作的瓶頸問題。

2）將調度端程序化操作與設備遠方操作結合，實現“一鍵順控”的程序化操作。將調度端自主發令與設備遠方操作結合，具備遙控條件的開關、刀閘等設備，自動下令后系統直接在監控系統執行操作，操作效率能夠得到顯著提升。

4 結束語

本文對某電網500 kV主設備的調度運行操作現狀進行了分析。從停電操作時間上看，網內500 kV主設備停電的調度操作平均時間在2015、2017、2018三年間先增后降，而停電準備時間則逐年上升。存在的問題主要是未能充分發揮調控一體化模式的優勢、操作管理模式有待優化、數字化水平有待提升等。針對上述問題，本文從管理及技術層面給出了具體對策，在確保安全的前提下，全面提升電網調度運行操作效率。