220kV變電站遠程調度控制平臺

深圳供電局有限公司 黃光磊 林志賢

當前在電力行業中，主網調度運行指揮業務的發展使得現有控制平臺已不能滿足主網調度的實際需求，主要包括全景可視化展示、自動關聯檢修單、自動關聯方式單、設備啟動方案智能成票、消息智能提醒、潮汐值班工作量統計分析等業務需求[1]。

為提升平臺的本體安全防御能力，提高設備操作的準時性、規范設備操作相關統計工作，確保調度按檢修計劃準時開展設備停復電操作，實現各級調度設備操作信息的常態化統計與分析，相關領域研究人員針對這一問題開展了深入研究。為能進一步滿足變電站實際業務開展需要，提升調度員的工作效率，提高用戶體驗，本文開展對220kV 變電站遠程調度控制平臺的設計研究。

1 平臺硬件設計

從硬件層面出發，為確保本文設計的控制平臺能夠實現對220kV 變電站的遠程調度，將C/S 架構作為本文平臺的核心結構，并對其硬件組成進行設計和選擇（圖1）。在上述平臺硬件架構的基礎上，實現主網調度指揮控制平臺C/S 架構改造，對操作票管理、預令管理、直接操作、許可操作、委托操作、檢修工作管理、設備狀態管理、線路帶電作業、定值單執行、信息匯報等業務進行遷移完善[2]。同時，在線監測服務器中實現對廠站收令、廠站復誦、到站匯報、工作匯報、消息分級提醒、流程信息管控等功能的完善。

圖1 本文控制平臺硬件結構組成示意圖

考慮到平臺業務界面的可視化需要，引入具有顯示功能的遠程移動終端設備。同時，針對平臺的業務界面進行完善，使其與首頁界面風格統一，提升視覺效果和操作便捷，包括操作票管理、預令管理、直接操作、許可操作、委托操作、檢修工作管理、設備狀態管理、線路帶電作業、定值單執行、信息匯報等業務[3]。在控制平臺上各個硬件運行前需要對其進行調試，調試對象包括變電管理一所、變電管理二所管轄的二百六十多個變電站的網絡發令工作站。在調試過程中需要安裝網絡發令客戶端程序，并進行網絡接入調試，確保其在后續運行當中可以登錄并使用網絡發令平臺。

2 平臺軟件設計

2.1 電力平衡控制

在本文控制平臺運行過程中，為實現對電力的平衡控制，針對現有變電站中的控制平臺引入計劃調整模塊，分別完成電廠或換流站向調度機構申請計劃調整；調度機構主動調整網間送受電、省內發電計劃。

下級調度機構向上級調度機構申請網間送受電計劃和省內發電計劃調整的業務場景[4]。所有計劃調整下發執行前，應具備發送至計劃執行單位和相關調度機構會簽的功能，且在計劃下發執行后，應具備計劃執行單位和相關調度機構確認的功能。

同時，將備用支援模塊應用于中調向總調申請備用支援的業務場景。在平臺運行過程中，需要提供受支援方擬定申請功能，包含支援電力、支援電量、開始和結束時間、支援類型、詳細原因等字段填寫；提供調度機構審核功能，審核通過則填寫備用支援方，可選擇一個或多個備用支援方，并可以下發至備用支援方進行會簽。

審核不通過則將此申請回退至申請單位；提供備用支援方進行會簽的功能，并填寫“最大可支援量（MW）”，備用支援方會簽通過則返回至總調待下發執行，會簽不通過則返回至總調并說明原因，同時應填報“最大可支援量（MW）”，以此實現對電力的平衡控制。

2.2 電力調度數據交換與加工

與電力遠程調度過程中會涉及到對調度數據的交換處理與加工處理，其中不僅涵蓋以業務為核心的調度關系數據，也含有多種子業務交互數據。為了滿足調度控制平臺的運行需求，應在交換與加工處理時對前端對調度數據的需求進行分析，掌握需求數據后對有效數據進行交換。可將此過程表示為圖2所示的流程。

圖2 數據需求及數據交換服務結構示意圖

從圖2可看出，在進行數據交換工作時，需要將縣級調度工作作為基礎工作，在此基礎上將地區供電單位的調度需求作為目標，依次向上形成一個完成的調度服務中心。所有與電力調度相關的工作（包括電力資源購買、電力企業基礎設施構建、電力生產、電力營銷等），都需要建立與調度中心的直接關聯，只有滿足上述提出的要求，才能確保電力調度數據的加工與交換處理具有現實意義。

在處理電力數據時，應分析電力所屬單位的生產計劃、用電模式，根據單位對電力資源的自動化生產當時，進行多個業務子模塊的集成。可將此過程作為一個完整過程，并認為處理后數據的真實性與可靠性，將直接影響工作流的完整性。

為了實現在此過程中對用戶行為的自定義，平臺需要為終端操作用戶提供一個具有可視化優勢、具有數據重組權限的操作權限。將調度中數據處理的任務劃分為四類，分別為電力支撐設備生產運行數據的處理、調度檢修成果的處理、調度計劃決策的處理、調度操作票可行性的處理。

按照標準化的處理流程，對加工的數據執行跟蹤，平臺將直接根據前端用戶對電力資源的需求，創建一個輔助決策的指令，按照計劃執行進度生成一個數據有效處理程序，以此實現對不同終端數據的處理。

完成對數據的加工處理后，為了提供后續調度操作更加充足的決策數據，需要擬定一個電網結構拓撲圖示，將待調度或傳輸的電力數據與電力資源的調度渠道展示在拓撲圖示中，實現將相關成果以界面的形式給出，從而為終端用戶提供一個直觀與高效的服務體驗。

此外，通過對電力調度中歷史數據的分析數據，找出不同終端的用電歸類，建立三次處理決策，通過三次處理決策的數據直接被導入調度端進行傳輸；反之，未通過三次處理決策的數據將被反饋給前端進行核查，以此種方式實現在數據加工中對冗余數據的處理，避免存在噪聲或干擾性的信息對調度控制行為造成影響。

2.3 調度指揮態勢展示

調度指揮態勢展示模塊適用于向網內各單位展示調度當前工作狀態，向受令單位展示業務的開展進程及必要關聯信息。受令單位業務開展時間與計劃時間發生變化時，可通過該模塊向調度申請變更業務下令操作時間，同時調度也可以主動編排業務開展時間與順序。按照不同顏色設置，實現對調度業務狀態的說明。

針對今日計劃，可檢修申請單、定值單、機組開停機計劃提取今日計劃工作，并用白色展示；針對申請中的調度業務狀態，由現場向調度發起了申請的業務，并用紅色展示；針對操作中/處理中/調控中的業務狀態，調度員受理了的申請可用綠色展示。

同時調度指揮態勢展示還能夠支持同步OMS平臺中機組開停機計劃，并提取計劃中機組開機、停機計劃在態勢展示中展示。當機組在機組停運管理模塊中提交了停機或并網開機申請時，自動關聯態勢展示中機組開停機計劃并更新業務狀態為申請中，調度許可后更新業務狀態為操作中，廠站匯報操作完成后該條機組開停機計劃信息不再在態勢展示中展示。

圖3 遠程調度控制平臺

3 平臺應用測試

基于本文上述提出的調度控制平臺，將其應用到真實的變電站運行環境當中，并實現對其遠程調度控制。選擇以深圳中調主網調度智能指揮中心作為依托，利用本文提出的控制平臺輔助其完成對變電站安全運行的遠程調度。按照《中國南方電網調度指揮控制平臺(DCCS)技術規范(2019版)》、《關于提高設備操作準時性并開展操作效率及準時性統計分析工作的通知》建設要求，完成對控制平臺的設置，并對其在運行過程中的調度運行功率進行記錄，將其數據與實際變電站運行時所需的功率進行對比（表1）。

表1 控制平臺運行過程中調度控制運行功率記錄表

從表1實驗結果看出，通過本文控制平臺提供的調度運行功率均能夠滿足變電站實際運行所需功率，并且均存在1kW～3kW 富裕，能夠在保證變電站正常運行的基礎上，降低對多余能源的消耗，從而滿足變電站綠色運行的需要。通過上述得出的測試結果能夠初步證明，本文提出的220kV 變電站遠程調度控制平臺在實際應用中具有可行性，為了進一步驗證這一平臺的應用優勢，選擇以平臺在調度過程中調度數據的擁塞程度作為指標，對平臺運行效率進行評價。

在調度控制平臺運行過程中，其運行效率會受到調度數據擁塞程度的影響，調度數據擁塞程度越大，則調度控制平臺對調度數據響應的時間越長，平臺運行的效率越低；反之，調度數據擁塞程度越小，則調度控制平臺對調度數據響應的時間越短，平臺運行的效率越高。根據上述論述，選擇利用調度數據包的擁塞率作為調度數據擁塞程度的量化結果，在實驗過程中，可按照如下公式計算得出平臺調度過程中調度數據包的擁塞率：

式中，η表示平臺在運行過程中調度數據包的擁塞率；Li表示在運行結束時間節點i 上調度控制平臺緩存區域當中剩余的數據包總量；T 表示平臺運行結束的時刻；ai表示在運行結束時間節點i 上產生的數據包總量。根據上述公式，計算得出本文設計的調度控制平臺在運行過程中五個不同時刻的調度數據包擁塞率，并將得出的實驗結果繪制成表2。

表2 本文調度控制平臺運行數據包擁塞率記錄表

結合表2中記錄的數據可以看出，本文調度控制平臺在運行過程中能夠保證數據包的擁塞率始終在標準數據包擁塞率的小于0.4范圍以內，并且在表2中五個時刻內，僅在T1時刻數據包的擁塞率超過了0.2、其余各個時刻均控制在0.2以下，充分符合調度控制平臺的運行要求。

因此，通過上述得出的實驗結果能夠進一步證明，本文設計的調度控制平臺具備更高效率的運行效果，能夠實現對海量調度數據的高效處理能夠在更短的時間內完成各項調度任務，為用電用戶提供更快速的供電服務，進而促進變電站的高效運行和發展。

4 結語

為落實國家和南方電網公司對網絡安全的要求，實現對調度控制平臺的設計研究，并通過實驗證明了該平臺的應用優勢，在設計過程中對平臺現有的B/S 架構進行C/S 架構改造，按照規范完善調度實時運行指揮的部分業務功能，并按照縱向交互接口規范要求實現業務接口，進一步提升調度指揮業務工作效率和網絡安全防御能力。