基于主配一體化模型的保供電管理模塊智能決策研究

朱俊樾，林裕新，蔡建逸，肖爍

（廣東電網有限責任公司汕頭供電局，廣東汕頭，515000）

1 技術原理

1.1 智能識別與程序化置牌

基于D5000系統中DSCADA模塊基礎上研發保供電解析功能應用與OMS接口，解析保供電單里面所有保供電信息及執行時間，并經過云端數據把內容轉換至D5000系統所在的文檔中，保供電線路數據支持手動導入，按照既定模板的bd.xlsx文件將保供電內容修改好，存放至任意滿足運行需求D5000系統機器的bgd文件夾下，然后在終端執行dms_imp_keep_electricity_customer命令啟動文件解析，或者在圖形瀏覽界面的DSCADA界面中點擊手動解析按鈕執行，如圖1所示。

圖1 保供電解析功能模塊

執行dscada1服務器dms_imp_keep_electricity_customer讀取/home/d5000/shantou/bgd文件夾下面的保供電信息excel表格文件。并將其中的信息寫入數據庫中13868表中。隨后在表格中的配變上掛上預保電牌和在dms_op_info表中記錄配變保電牌的掛牌時間和摘牌時間。解析文件后彈窗保供電確認掛牌界面如圖2所示。確認掛牌后程序首先在相應的主網主站接線圖10kV饋線開關上掛上“預保電牌”。并且將“保電牌”的掛牌開始時間和掛牌結束時間寫入op_info中，后臺程序token_task實現程序化置牌功能。

圖2 保供電確認掛牌界面

同線路重復保供電邏輯：如果原有時段包含了導入excel表格中的時段，那么不需要再掛牌（比如原有牌是1號到8號保供電，文件中要求5號到7號保供電）；如果excel表格中的時段為原有時段的新增，那么需要延長時間（比如原有牌是1號到8號保供電，文件中要求是7號到10號保供電，那么程序可以延長原有牌的保供電結束時間到10號）[1]。

1.2 綜合數據集中監視

在圖形瀏覽界面的DSCADA模塊中設計一張集中監控列表，綜合保供電數據，優化保供電管理功能。DoPowerSupplyAnalysis程序讀取13868表中的數據，調用動態庫PowerSupplyAnalysis對本側線路和對側線路進行分析，然后將分析結果反寫回13868表中，提供給一區監視界面使用。程序編譯完成后，將對應的程序在bin目錄進行分發，程序運行系統內的任何機器上[2]。監控界面數據全面，實現保供電信息集中監視功能，DSCADA模塊中保供電實時監控界面如圖3所示。

圖3 保供電實時監控界面

基于圖形化界面和SCADA實時信息宏觀監視電網中保供電用戶的運行情況，具體功能包括：1、支持保電任務的明細監視，包含站名、線路名及編號、線路電流、所屬配變、配變電流、保供電時段、保供電等級、保供電場所、保供電原因、開環點位置及對側線路信息等；2、支持保供電用戶的實時掛牌、摘牌監視功能；3、支持保供電用戶的備供電源的預警功能；4、支持監視負荷曲線。

優化保供電管理功能，數據超級鏈接功能，在監控列表中信息關聯對應的圖形界面，點擊該線路時可跳轉至相應的主網主站接線圖相對應的10kV饋線開關位置，點擊配變名稱可跳轉至配網線路圖配變所處位置進行查看，點擊線路電流、配變電流能調用相對應的負荷曲線等。

1.3 智能提醒

在告警窗程序的基本邏輯之上添加判斷邏輯，判斷斷路器是否掛保供電牌，如果掛了保供電牌，則彈窗提醒，提醒調度員優先處理。否則正常執行原有的邏輯。并能在提醒窗口界面點擊關聯進去保供電集中監控列表進行保供電線路信息核對與確認。

10kV線路故障跳閘時會在D5000系統發出告警鈴聲和推出故障報文的同時彈出故障線路的主站接線圖，10kV饋線開關變位閃爍，在此基礎上增加彈窗提醒保供電線路，基于調度臺D5000系統已實現雙屏操作，可在彈出小型提醒窗口的同時在另一個屏幕窗口彈出所屬保供電集中監控列表所在保供電線路位置，在當前行閃爍，并通過對側信息，給出初步轉供預案。

1.4 保電線路轉供電預案生成

通過保供電信息中的配變資產編號，在數據庫中找到對應的配變id，通過配變id找到所屬饋線以及對側備供線路。然后通過分析相關饋線上的每個設備的“節點號”，形成這幾條饋線的拓撲關系和對應的開環點列表。然后就可以從拓撲關系中找到配變的供電線路和對側可轉供線路（0-N個）。找到對側可轉供線路的斷路器（開環點開關），分析它的電流和電流最大值，以及本測線路的電流值等數據，來分析最佳的轉供線路，以及是否可以轉供（轉供電后不致于對側線路過載）。拓撲關系圖如圖4所示。

圖4 拓撲關系圖

實現最佳轉供電預案選取，除了通過負荷電流和對側最大電流值對比分析外，還需要加進幾個因素進行有效判斷，線路屬性純電纜優先于混合線路優先于純架空線路，還有就是供電范圍長短，負荷低但供電范圍長的可靠性則會差一點，供電范圍短一點的優先等邏輯判斷條件（特別是負荷電流差不多時則采用附加條件進行判斷）。三個因素綜合判斷分析線路情況，事故發生前可以根據拓撲分析給出最優開環點位置。當故障跳閘時，則根據該邏輯判斷選取并生成轉供電預案，以致采用該方案進行轉供電后，線路供電可靠性最高。

推出的轉供電預案不僅是在監控列表中發生故障的保供電線路那一行信息進行標示，并單獨把預案分析及結果展示在新的列表框，轉供電預案將線路信息整合在展示界面里，特別是故障前保供電線路的負載電流，可轉供電的對側線路實時負載數據、線路屬性及線路長短情況，可供調度員根據實際情況進行手動更改成為最后執行的轉供電方案[3]。

2 應用成效

2.1 提升置牌準確率和及時率

系統通過OMS系統關聯保供電單內容或手動導入保供電內容excel表智能解析保供電內容所屬線路及配變、保供電時段等信息，后臺程序token_task實現程序化置牌功能，避免漏掛摘牌的現象。

系統程序化置牌，不僅減少了人工干預，提高保供電工作系統操作效率，也大大提高了掛摘牌的準確率和及時率，使存在的保供電牌“該摘未摘”的現象徹底清除。通過程序化置牌與傳統工作模式下的手動掛摘牌操作進行對比，程序化置牌在保供電牌掛摘牌操作上的準確率和及時率都有明顯提升。以汕頭供電局為例，2020年保供電工作線路總751條數（含防疫期間南方電網公司疫情防控重點保供電工作），保供電牌掛摘總數1502次，正確掛牌1394次，置牌準確率92.81%，及時置牌1246次，置牌及時率82.96%。程序化置牌準確率及及時率為100%，比傳統的人工置牌分別增長了7.19%和17.04%。

2.2 提升工作效率

保供電單執行，把原來分散在不同的變電站，未能集中監控，保供電線路多之后，巡視監控需要一個站一個站去找保供電線路，一次需要較長時間。在圖形瀏覽界面的DSCADA模塊中通過設計的保供電監控列表將所有保供電內容和信息集中在一個監控列表中，實時監控，精準保供電。

在監控列表中信息關聯對應的圖形界面，快速調圖和查找線路，大大提高了工作效率，節省了人工比對和核查時間。傳統工作模式下，每次保供電工作巡視及置牌需要2人進行（一人執行保供電單掛摘牌并回填時間，一人監護并巡視檢查），由系統程序化操作及智能比對，只需要一個調度員進行核對確認程序操作及監視執行效果，減少了人員工作量，通過智能比對比傳統模式巡視核查時間縮短約2min/條次。以汕頭供電局為例，月均操作條次為125次，可節省人員工作量4.17h/月。

2.3 提高保供電線路故障時的應急處理能力

通過設計自動識別線路有保供電掛牌的進行彈窗功能提醒，提醒調度員故障跳閘線路有保供電用戶，需要優先處理。保供電線路事故跳閘后告警更加突出，事故處理調用圖紙更加便捷，提高了保供電線路故障時的應急處理能力。

集中監控列表綜合數據為保供電線路應急故障處置提供安全技術保障。實時監控列表綜合數據，監控保供電線路電流和配變電流，能有效的分析線路負荷情況，在保供電期間，給出環網線路的最優開環點，使得保供電期間保供電用戶以最優的線路及可靠性最高的運行方式進行保供。特別是在惡劣天氣下，多條饋線短時間內跳閘的情況下，調度員工作量多，很容易忽略這些保供電用戶的重要信息，通過這種有效彈窗提醒，能有效保障保供電用戶的正常供電，提高供電可靠性，甚至保障了重要用戶的人身及財產安全。

2.4 快速轉供電，提高供電可靠性

智能化拓撲線路，自動搜索出保供電線路對側的的環網線路，顯示對側數據，智能分析生成轉供電預案，提高轉供電效率，提高保供電線路及用戶的可靠性。

通過設定的邏輯判斷，根據保供電用戶所處的位置進行開環點雙側線路拓撲分析，特別是對側有多條線路成環的保供電線路故障跳閘時，智能分析并生成保供電預案，能有效縮短調度員的判斷時間，能縮短20min/條次停電時間，實現快速轉供電操作。并且系統智能分析是從負載線路屬性及供電范圍等多因素進行綜合分析，實現快速的同時也使最終執行轉供電操作更加精準，轉供電線路后不致于對側線路過載，實現最優轉供電，提高轉供電后的線路可靠性[4]。

3 結束語

本文介紹的是基于D5000系統中DSCADA模塊基礎上研發的保供電解析與程序化置牌功能、集中監控列表圖形瀏覽界面，智能彈窗提醒，以及主配一體化模型下，自動拓撲搜索保供電線路對側的環網線路等系統保供電管理功能優化設計。實際應用結果表明，實現系統程序化置牌操作和集中監控，有效縮短了人工比對和核查時間，提高工作效率，也大大提高了掛摘牌的準確率和及時率，而彈窗提醒、智能化拓撲線路生成轉供電預案，提升了保供電線路應急故障處理能力，有效縮短停電時間，智能、高效、準確地進行轉供電，提高保供電用戶的供電可靠性，也為智能配電網建設積累了一些探索經驗。