◎馮相軍

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創(chuàng)建棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)

◎馮相軍

實施背景

適應(yīng)外部環(huán)境變化的需要。調(diào)度作為電網(wǎng)運行指揮機構(gòu)，強化電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制建設(shè)，確保電網(wǎng)發(fā)生事故前對異常狀態(tài)進行預(yù)警從而做到事前控制以及電網(wǎng)事故發(fā)生后，能準確、快速判斷故障程度，實施迅速有效的處置措施，是電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和電力供應(yīng)是其首要任務(wù)。

調(diào)度運行管理由經(jīng)驗型向智能分析化調(diào)度轉(zhuǎn)變的需要。棗莊電網(wǎng)調(diào)度所用電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS）由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）、潮流分析系統(tǒng)（PAS）、無功電壓控制系統(tǒng)（AVC）及調(diào)度仿真系統(tǒng)（DTS）等組成，這種傳統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)方式已不能滿足智能電網(wǎng)建設(shè)要求，智能調(diào)度系統(tǒng)不但需求基于電網(wǎng)運行實時穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，而且需要電網(wǎng)運行過程中暫態(tài)及動態(tài)數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)對時間、空間和目標三個維度條件綜合考量。

內(nèi)涵和方案總體設(shè)計

項目內(nèi)涵

以建設(shè)堅強智能電網(wǎng)架為基礎(chǔ)，不斷完善電網(wǎng)實時運行分析功能，實時對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行全方位診斷，并根據(jù)預(yù)警信息制定事故前、事故后相應(yīng)處置措施，逐步發(fā)展可持續(xù)能力的全覆蓋智能電網(wǎng)技術(shù)，逐漸鞏固電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制體系；棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)基于電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)對EMS系統(tǒng)中技術(shù)數(shù)據(jù)進行實時修改，智能網(wǎng)絡(luò)拓撲分析，使EMS系統(tǒng)各項智能應(yīng)用擁有準確基礎(chǔ)，進而對電網(wǎng)實時運行狀況深化分析，診斷出電網(wǎng)運行薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)出警示信息，提升調(diào)度員對電網(wǎng)運行的可控能力；根據(jù)檢修計劃對電網(wǎng)特殊運行方式進行潮流數(shù)據(jù)模擬分析，根據(jù)分析結(jié)果制定相應(yīng)處置措施及時發(fā)布預(yù)警信息，超前考慮風險程度通知相關(guān)單位做好應(yīng)急準備，提高用戶滿意度，通過創(chuàng)建集約化、專業(yè)化、精益化的棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制管理模式，確保棗莊電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

方案總體設(shè)計

構(gòu)建棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制標準規(guī)范體系。如何掌握關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建電網(wǎng)運行風險預(yù)警控制系統(tǒng)，成為核心因素。構(gòu)建棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)、驗收、運維、技術(shù)、認證、評估、管理等標準規(guī)范體系，是建好、用好、管好堅強智能配網(wǎng)的根本。

我們依據(jù)國家電網(wǎng)公司《電網(wǎng)大面積停電事件應(yīng)急聯(lián)合演練指導意見》、《電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)安全性評價 》、《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)大運行體系建設(shè)過程中安全風險辨識防范指南的通知》、《電網(wǎng)運行導則》等標準，根據(jù)集團公司對電網(wǎng)建設(shè)調(diào)度管理工作要求、電網(wǎng)事故應(yīng)急處理規(guī)定等實際情況，編制技術(shù)標準，繪制典型設(shè)計，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，推進各環(huán)節(jié)試點工作。由棗莊電力調(diào)控中心技術(shù)專業(yè)人才組成技術(shù)體系宣貫組，按照對時間、空間和目標三個維度條件綜合考量結(jié)合的原則，組織本部門相關(guān)人員參加技術(shù)體系集中培訓，集中學習探究技術(shù)原則和通用實施方案，從源頭保證棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制建設(shè)模式的一致性。嚴格按照國家電網(wǎng)公司及省公司相關(guān)規(guī)章制度，著力推進棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)實施。

根據(jù)國網(wǎng)公司“大運行”體系下電網(wǎng)調(diào)度風險預(yù)警控制建設(shè)實施方案編寫要求，結(jié)合棗莊電網(wǎng)運行方式及地區(qū)電網(wǎng)負荷實際，選定市直供核心區(qū)，編寫棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)建設(shè)方案，并結(jié)合電網(wǎng)應(yīng)急管理系統(tǒng)建設(shè)，梳理棗莊智能電網(wǎng)建設(shè)思路，修改補充現(xiàn)行標準，進一步完善電網(wǎng)運行標準規(guī)范體系。我們編制了《棗莊供電公司電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)建設(shè)管理辦法》、《棗莊電網(wǎng)事故應(yīng)急處置管理措施》，不斷規(guī)范棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制能力，梳理工作流程，明確各部門之間電網(wǎng)風險管控職責，推動棗莊電網(wǎng)預(yù)警控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定實施，確保電網(wǎng)調(diào)度運行管理水平不斷提升。

棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)一體化架構(gòu)

棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)功能分為實時監(jiān)控與預(yù)警、調(diào)度計劃、安全校核和調(diào)度管理四類，突破了傳統(tǒng)安全分區(qū)的約束，完全按照業(yè)務(wù)特性。如下圖中圖例所示，將系統(tǒng)整體框架分為應(yīng)用類、應(yīng)用、功能、服務(wù)四個層次。應(yīng)用類是由一組業(yè)務(wù)需求性質(zhì)相似或者相近的應(yīng)用構(gòu)成，用于完成某一類的業(yè)務(wù)工作；應(yīng)用是由一組互相緊密關(guān)聯(lián)的功能模塊組成，用于完成某一方面的業(yè)務(wù)工作；功能是由一個或者多個服務(wù)組成，用于完成一個特定業(yè)務(wù)需求。最小化的功能可以沒有服務(wù)。服務(wù)是組成功能的最小顆粒的可被重用的程序。本設(shè)計中明確了四類應(yīng)用和26項應(yīng)用，每個應(yīng)用下有若干功能模塊組成。

實時監(jiān)控與預(yù)警類應(yīng)用體系

棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)的技術(shù)要求和電網(wǎng)的實際運行情況，提出的基于動態(tài)預(yù)警控制電網(wǎng)調(diào)度運行管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對電網(wǎng)的運行狀況作出正確的判斷，分析出狀態(tài)估計錯誤數(shù)據(jù)的原因，并通知自動化專業(yè)人員及時處理，正確的獲取電網(wǎng)運行實時信息和通過電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)獲取電網(wǎng)運行狀態(tài)評估的實時信息的方案，判斷出電網(wǎng)是否運行在一個穩(wěn)定界面，是否存在電網(wǎng)運行風險。調(diào)度智能研判系統(tǒng)不但需要電網(wǎng)運行穩(wěn)態(tài)信息，同時需要電網(wǎng)運行動態(tài)及暫態(tài)信息，由于棗莊電網(wǎng)各變電站年度跨越較大，各變電站未全部安裝向量測量元件（PMU），以上這些動態(tài)及暫態(tài)信息可通過保護裝置及故障錄波裝置等收集。

實時監(jiān)測是指電網(wǎng)運行的實時狀態(tài)進行監(jiān)測和報警。其需求包括電網(wǎng)運行穩(wěn)態(tài)監(jiān)視、動態(tài)監(jiān)視、輔助服務(wù)監(jiān)視和對下級電網(wǎng)運行情況的在線監(jiān)視等。對非電網(wǎng)單影響到電網(wǎng)運行的實時信息進行監(jiān)視，包括氣象預(yù)報等功能。在監(jiān)測的基礎(chǔ)上提供報警功能，包括：設(shè)備、輸電斷面的監(jiān)視和告警，備用容量和負荷變化情況及分布的監(jiān)視與告警，災(zāi)害英系那個電網(wǎng)的范圍、程度和設(shè)備的監(jiān)視，低頻震蕩的監(jiān)視與告警，針對電網(wǎng)故障的綜合告警等。

取得的效果

“棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)”自2014年初提出并實施以來，從技術(shù)方面為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了有力的支撐，從管理方面，使調(diào)度運行管理水平邁上了新臺階。

實現(xiàn)了電力系統(tǒng)一次設(shè)備運行管理信息自動集成處理分析。棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)充分發(fā)揮棗莊電網(wǎng)現(xiàn)有的各設(shè)備功能及所采集數(shù)據(jù)，采用了數(shù)據(jù)挖掘及曲線擬合等方法實現(xiàn)分區(qū)、分站的負荷預(yù)測并實現(xiàn)對未來方式下電網(wǎng)運行風險的分析與控制；實現(xiàn)了對電網(wǎng)故障的智能分析與判斷，在電網(wǎng)多約束條件下，完成對電網(wǎng)故障處理的智能判斷；完成對電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的輔助決策。

夯實電網(wǎng)運行管理水平。棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)，最大限度發(fā)揮EMS能量管理系統(tǒng)功能，做到實時監(jiān)測、狀態(tài)評估、預(yù)警控制、事故初步處理，有效監(jiān)視判斷電網(wǎng)運行狀態(tài)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

提高了勞動效率，節(jié)約了勞動成本。依靠棗莊電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警控制系統(tǒng)平臺完成對棗莊電網(wǎng)的運行及監(jiān)控、風險點分析及事故處理輔助決策，減少了調(diào)度運行人員勞動量。同時系統(tǒng)平臺具有的方便快捷的處理模式，方便了調(diào)度值班人員進行調(diào)度處理，提高了勞動效率，節(jié)約了勞動成本。

（作者單位：國網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司）