電力系統調度自動化故障分析與處理

國電南瑞科技股份有限公司國際業務分公司 鄧 閱

1 引言

電力是現代社會的重要能源，電力系統的安全穩定對國家經濟發展和人民生活至關重要。隨著電力系統規模的不斷擴大和電力負荷的增加，電力系統調度自動化已成為電力系統管理和調度的主要手段，其可以提高電力系統的可靠性、安全性和經濟性，減少人為干擾，提高調度效率。

然而，在實際應用中，電力系統調度自動化也面臨著許多問題，如系統故障、人為失誤、設備老化等，這些問題不僅會影響電力系統的穩定運行，還會對國家經濟和社會生產造成不利影響。因此，如何有效地解決電力系統調度自動化的故障問題，提高其可靠性和安全性，是當前亟待解決的問題。

2 電力系統調度自動化現狀

電力系統調度自動化是指利用計算機、通信、自動控制等技術手段，對電力系統進行調度管理和控制，系統構成如圖1所示。在電力系統調度自動化中，通過建立電力系統模型和監測電力系統運行狀態，實現對電力系統的自動控制和優化調度，提高電力系統的穩定性和可靠性，降低電力生產成本，提高電力生產效率。

圖1 電力系統調度自動化構成

當前，電力系統調度自動化已成為電力系統調度的主要手段，得到了廣泛應用。

一是自動化程度不斷提高：電力系統調度自動化程度不斷提高，采用了多種自動化技術，如數字化、網絡化、智能化等，實現了對電力系統的自動化控制和管理。

二是系統集成化：電力系統調度自動化系統的集成化程度不斷提高，不同子系統之間的信息互通和數據共享更加方便，實現了數據實時處理和全面監測電力系統運行狀態的目標。

三是信息化水平不斷提高：電力系統調度自動化系統的信息化水平不斷提高，實現了數據共享、智能分析、決策支持等功能，使電力系統的運行狀態得到更加全面、準確的監測和分析。

四是遠程監控控制能力提高：隨著網絡通信技術和控制技術的不斷發展，電力系統調度自動化的遠程監控和控制能力得到了不斷提高，實現了對遠程電力系統的實時監控和控制，提高了電力系統的可靠性和安全性。

當前電力系統調度自動化已成為電力系統管理和調度的主要手段，通過采用多種自動化技術，實現了對電力系統的自動化控制和管理，提高了電力系統的穩定性和可靠性[1]。同時，電力系統調度自動化的信息化水平和遠程監控控制能力不斷提高，為電力系統的智能化管理和優化調度提供了支持。

3 電力系統調度自動化故障分析

3.1 自動控制系統故障

自動控制系統故障是電力系統調度自動化中最常見的故障之一，可能導致電力系統出現不穩定的運行狀態和甚至出現事故。自動控制系統故障如下。

一是控制邏輯故障：電力系統調度自動化系統中的控制邏輯是保證電力系統穩定運行的重要部分，如果控制邏輯出現故障，就可能導致電力系統的不穩定運行或者出現事故。二是通信故障：電力系統調度自動化系統中的通信是保證不同子系統之間信息傳遞的重要手段，如果通信出現故障，就可能導致信息傳遞不暢，從而影響整個電力系統的運行。三是控制硬件故障：電力系統調度自動化系統中的控制硬件是保證自動化控制正常運行的重要組成部分，如果控制硬件出現故障，就可能導致自動化控制無法正常運行[2]。四是軟件故障：電力系統調度自動化系統中的軟件是保證系統正常運行的重要部分，如果軟件出現故障，就可能導致自動化控制無法正常運行，從而影響電力系統的穩定運行。

3.2 人員失誤導致失敗

人員失誤是電力系統調度自動化中常見的故障原因之一，其表現形式多種多樣。

一是操作錯誤：操作人員對自動化系統操作不熟悉，或者誤操作導致自動化系統出現異常或失效。二是參數設置錯誤：操作人員對系統參數設置不當，導致自動化系統無法正常運行或者出現不穩定運行狀態。三是技能水平低：操作人員缺乏必要的技能和經驗，難以對復雜的自動化系統進行有效管理和維護。四是責任心不強：操作人員對工作不負責任，忽視自動化系統的重要性，導致自動化系統出現問題或失效。

3.3 前端機故障

前端機是電力系統調度自動化中的一個重要組成部分，是電力調度中心與各個下級電網和電力設備之間的橋梁，負責采集、處理和傳輸各種實時數據和控制指令[3]。因此，前端機的故障對電力系統的穩定運行和安全運行具有重要影響。

前端機故障的表現形式如下。

一是通信故障：前端機與下級電網和電力設備之間的通信出現異常或中斷，導致前端機無法采集到實時數據或者無法傳輸控制指令。

二是硬件故障：前端機的硬件部件（如CPU、內存、磁盤等）損壞或出現其他故障，導致前端機無法正常運行。

三是軟件故障：前端機的操作系統、應用程序或數據庫等軟件出現故障，導致前端機無法正常運行或者運行不穩定。

四是人為操作錯誤：操作人員誤操作或者未按規定操作前端機，導致前端機出現異常或者故障。

3.4 病毒失效

病毒失效是電力系統調度自動化中的一種故障，指的是電力系統調度自動化系統中的計算機系統受到病毒攻擊，導致系統無法正常工作或數據受到破壞。

電力系統調度自動化系統中的計算機系統是一個開放的系統，經常需要與外界進行數據交換，因此容易受到病毒攻擊。一旦系統被病毒攻擊，就會導致系統無法正常工作，甚至引發嚴重的數據安全問題。

病毒失效的表現形式如下。

一是電力系統調度自動化系統出現異常：系統出現無法預測的崩潰、運行速度明顯變慢等現象，導致系統無法正常工作。

二是數據被破壞：電力系統調度自動化系統中的數據被篡改、刪除、丟失等現象，導致數據的可靠性和完整性受到損害。

三是計算機系統受到病毒攻擊：電力系統調度自動化系統中的計算機系統受到病毒攻擊，導致系統無法正常工作或數據受到破壞。

4 電力系統調度自動化故障處理測量

4.1 采用多層次自動化管理系統

為了更好地處理電力系統調度自動化故障，可以采用多層次自動化管理系統來實現。這種系統可以將不同的管理層次進行分離，并實現相互協調，從而更好地處理系統故障。

多層次自動化管理系統構成如圖2所示。

圖2 多層次自動化管理系統構成

一是系統監控層：該層次負責對電力系統調度自動化系統的各個部分進行實時監控，及時發現和處理系統故障。二是故障診斷層：該層次負責對故障進行快速的診斷和分析，找到故障原因和解決方案。三是故障處理層：該層次負責根據故障診斷結果，采取相應的措施進行故障處理，包括維護、修復等。四是故障管理層：該層次負責對故障進行管理，包括故障記錄、分析、總結等。

4.2 選擇合適的故障排查方法

選擇合適的故障排查方法是處理電力系統調度自動化故障的重要步驟，能夠幫助準確找到故障原因并及時解決故障。

一是故障現場實地考察：對于一些比較復雜的故障，需要進行現場考察，了解現場的實際情況，找出故障的根源和具體的解決方案。二是數據分析：電力系統調度自動化系統會生成大量的數據，通過對數據進行分析，可以快速發現故障，找出故障原因。三是故障模擬：通過模擬故障情況，找出故障的根源和解決方案。四是實驗室測試：對一些可能出現的故障情況，可以在實驗室進行測試，以找出故障原因和解決方案。五是專家咨詢：對于比較復雜的故障，可以咨詢領域內的專家，獲取更深入的技術支持和指導。

4.3 加強自動化控制技術的應用

一是采用先進的自動化控制系統：先進的自動化控制系統可以實現對電力系統的實時監測、數據分析和控制管理，提高系統的運行效率和穩定性。二是引入人工智能技術：人工智能技術可以實現對電力系統的智能化管理和優化調度，提高系統的運行效率和穩定性。三是開發適用的控制算法：開發適用的控制算法可以提高電力系統的控制精度和響應速度，有效避免故障發生。四是應用虛擬仿真技術：虛擬仿真技術可以對電力系統進行實時仿真，發現故障和優化調度，提高系統的運行效率和穩定性。五是強化自動化控制技術培訓和人員素質提升：加強自動化控制技術培訓和人員素質提升，可以提高操作人員的技術水平和工作效率，有效避免因操作失誤導致的故障。

4.4 剛性執行各項工作制度

剛性執行各項工作制度是處理電力系統調度自動化故障的重要措施之一。電力系統調度自動化涉及許多重要的任務和流程，包括實時監控、數據分析、故障排查、維護管理等。為了保障電力系統的安全穩定運行，必須建立剛性執行各項工作制度，確保各項任務和流程能夠有序進行。下面是一些建立剛性執行各項工作制度的措施：

一是制定詳細的工作流程和標準操作規程：制定詳細的工作流程和標準操作規程可以確保各項任務和流程能夠有序進行，避免因操作失誤等問題導致的故障發生。

二是強化管理和監督：強化管理和監督可以確保各項工作制度得到切實執行，避免因工作不規范或疏忽導致的故障發生。

三是建立科學的考核制度：建立科學的考核制度可以激勵員工積極工作，保障各項任務和流程的高效完成。

四是開展定期培訓和練習：定期培訓和練習可以提高員工的專業技能和應對故障的能力，確保各項任務和流程得到高質量地完成。

五是加強信息共享和溝通：加強信息共享和溝通可以提高各部門之間的協調配合，確保各項任務和流程的有序推進。

5 結語

電力系統調度自動化是現代電力系統的重要組成部分，可以提高電力系統的運行效率和可靠性。然而，由于各種因素的影響，電力系統調度自動化也面臨著故障風險。只有各方面的措施得到有效實施，才可以更好地保障電力系統調度自動化的安全穩定運行，為現代電力系統的發展和建設作出更大的貢獻。