顏獻(xiàn)誠(chéng)，張彥卿

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司婁底供電分公司，湖南 婁底 417000）

0 引 言

隨著±800 kV特高壓直流輸電工程在祁韶線投運(yùn)，婁底供電公司于2017年開展了調(diào)控系統(tǒng)負(fù)荷批量控制功能建設(shè)工作，以應(yīng)對(duì)特高壓直流雙極閉鎖后或重大事故等緊急情況下，受端電網(wǎng)功率會(huì)嚴(yán)重失衡而出現(xiàn)重要輸電線路和聯(lián)絡(luò)線路超過負(fù)荷及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)備用不足等難題[1]。負(fù)荷批量控制功能有效解決了這一難題。它的原理為事先設(shè)置包含部分與限電負(fù)荷有關(guān)的斷路器的控制策略，在發(fā)生異常情況或事故時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行相關(guān)線路拉閘限電，達(dá)到科學(xué)、快速、有效切除負(fù)荷的目的。

根據(jù)調(diào)監(jiān)（2016）19號(hào)文件《國(guó)調(diào)中心關(guān)于印發(fā)智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)負(fù)荷批量控制功能規(guī)范的通知》相關(guān)要求，婁底供電公司迅速行動(dòng)，組織相關(guān)人員進(jìn)行討論，結(jié)合現(xiàn)有智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的配備情況，通過研究制定了負(fù)荷批量控制功能建設(shè)的工作計(jì)劃，以確保負(fù)荷批量控制功能順利投入試運(yùn)行。

1 系統(tǒng)主要架構(gòu)

婁底負(fù)荷批量控制系統(tǒng)基于E8000基礎(chǔ)平臺(tái)，共享一區(qū)模型、設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)、用戶和權(quán)限等信息，實(shí)現(xiàn)調(diào)控系統(tǒng)的一體化功能。

1.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

系統(tǒng)構(gòu)建在I區(qū)，部署于I區(qū)的兩臺(tái)負(fù)荷批量控制工作站上。負(fù)荷批量控制工作站利用系統(tǒng)原監(jiān)控坐席工作站，如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

婁底電網(wǎng)負(fù)荷批量控制系統(tǒng)功能先進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了地縣一體化控制。該系統(tǒng)利用東方電子E8000系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)建立的相關(guān)模型管理、設(shè)備狀態(tài)辨識(shí)、SCADA控制等高級(jí)功能，具備了電網(wǎng)負(fù)荷批量控制的設(shè)施維護(hù)、實(shí)時(shí)檢測(cè)、策略優(yōu)化、安全管理、控制執(zhí)行和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等重要功能。該系統(tǒng)利用現(xiàn)有的SCADA功能對(duì)變電站斷路器實(shí)施遠(yuǎn)程控制，并與省調(diào)系統(tǒng)實(shí)時(shí)互通，傳送可切負(fù)荷、切除實(shí)際負(fù)荷等信息，如圖2所示[2]。

1.3 主要功能

負(fù)荷批量控制（Load Batch Control，簡(jiǎn)稱LBC）系統(tǒng)是基于E8000基礎(chǔ)平臺(tái)的一個(gè)快速負(fù)荷批量拉路模塊。它主要通過對(duì)預(yù)案策略執(zhí)行批量控制，通過多輪拉路操作達(dá)到快速切負(fù)荷的目的。它共享一區(qū)模型、設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)、用戶和權(quán)限等信息，實(shí)現(xiàn)與調(diào)控系統(tǒng)一體化功能。該系統(tǒng)主要具備權(quán)限及安全管理、模型維護(hù)、策略選取、控制執(zhí)行、多態(tài)切換、統(tǒng)計(jì)查詢和省地交互等功能[2]。

2 專業(yè)管理主要做法

負(fù)荷批量控制是一項(xiàng)牽涉到調(diào)控中心調(diào)度、方式、監(jiān)控和自動(dòng)化等各專業(yè)的復(fù)雜工程，各專業(yè)必須分工明確、流程清晰，確保負(fù)荷批量控制功能達(dá)到實(shí)用化要求。實(shí)用化總體目標(biāo)為：所切負(fù)荷及斷路器“不多、不少、不錯(cuò)、不拒”。

2.1 職責(zé)分工

2.1.1 方式專業(yè)

（1）根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化，開展電網(wǎng)潮流計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果提供負(fù)荷批量控制策略；

（2）根據(jù)電網(wǎng)變化，及時(shí)修編負(fù)荷批量控制策略。

圖1 硬件網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

2.1.2 自動(dòng)化專業(yè)

（1）負(fù)責(zé)負(fù)荷批量控制系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)工作，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行；

（2）負(fù)責(zé)錄入方式專業(yè)提供的控制策略；

（3）落實(shí)監(jiān)控提出的改進(jìn)措施和要求。

2.1.3 監(jiān)控專業(yè)

（1）負(fù)責(zé)負(fù)荷批量控制系統(tǒng)日常使用、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；

（2）負(fù)責(zé)審核自動(dòng)化運(yùn)維班策略錄入數(shù)據(jù)正確性；

（3）落實(shí)方式專業(yè)提出的改進(jìn)措施和要求；

（4）定期開展監(jiān)控人員操作培訓(xùn)及模擬演練。

2.2 主要流程說明

緊急情況下，按以下流程啟動(dòng)電網(wǎng)負(fù)荷批量控制功能。

（1）地區(qū)調(diào)度員接受上級(jí)調(diào)度指令或根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際情況啟動(dòng)流程；

（2）當(dāng)值調(diào)度員下令地調(diào)監(jiān)控員執(zhí)行負(fù)荷控制策略，由負(fù)荷批量控制系統(tǒng)按照一定順序拉開對(duì)應(yīng)線路斷路器或主變斷路器；

（3）監(jiān)控員根據(jù)負(fù)荷批量控制系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并做好記錄，向調(diào)度員匯報(bào)執(zhí)行情況；

（4）地區(qū)調(diào)度員向上級(jí)調(diào)度匯報(bào)執(zhí)行情況，通知需限電地區(qū)的縣調(diào)、配調(diào)及營(yíng)銷部門；

（5）縣調(diào)、配調(diào)通知供電指揮中心，及時(shí)發(fā)布停電信息和通知客戶。

2.3 確定負(fù)荷批量控制策略

負(fù)荷批量控制策略應(yīng)基于本年度婁底電網(wǎng)事故限電序位表、有序用電序位表、重要用戶名單和電網(wǎng)正常運(yùn)行方式編制。原則上，所切的斷路器必須是序位表中的開關(guān)，并根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。策略可分為三類：全網(wǎng)重大事故切負(fù)荷策略、變電站事故切負(fù)荷策略和重要斷面故障切負(fù)荷策略。

2.4 定期反事故演練

正常情況下，負(fù)荷批量控制功能使用概率非常小，只有在電網(wǎng)出現(xiàn)重大事故且導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重缺失時(shí)才會(huì)使用[1]。為了使調(diào)控人員熟悉該功能及操作流程，調(diào)控中心應(yīng)定期開展反事故演練。通過演練驗(yàn)證負(fù)荷批量控制限電功能的科學(xué)性、快速性和準(zhǔn)確性，檢驗(yàn)電網(wǎng)調(diào)度應(yīng)急指揮和省地縣三級(jí)調(diào)度協(xié)同處置能力，大力提升電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行水平。

演練時(shí)，可利用電網(wǎng)某些時(shí)刻變電站全停的機(jī)會(huì)，編制負(fù)荷批量控制實(shí)戰(zhàn)演練負(fù)荷線路預(yù)案，模擬可控用電負(fù)荷。根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，模擬用電負(fù)荷高峰時(shí)段特高壓直流故障導(dǎo)致大功率缺失，在省調(diào)統(tǒng)一指揮下，開展省地縣三級(jí)調(diào)度協(xié)同應(yīng)急處置。地調(diào)公司采用實(shí)操演練方式，省縣公司采用模擬演練方式。

3 應(yīng)用情況

3.1 全流程安全管控

短時(shí)實(shí)施電網(wǎng)大量切負(fù)荷會(huì)對(duì)社會(huì)造成較大影響，實(shí)際運(yùn)行過程中很少操作。婁底公司在實(shí)施過程中將安全管控?cái)[在首要位置，從制度、人員、流程和措施等多方面貫徹安全第一的理念。結(jié)合E8000智能調(diào)度支持系統(tǒng)認(rèn)證模塊的建設(shè)，對(duì)系統(tǒng)使用人員采取嚴(yán)格的認(rèn)證登錄措施。操作人員在申請(qǐng)操作權(quán)限后，由本地?cái)?shù)字證書系統(tǒng)確認(rèn)，并簽發(fā)相應(yīng)電子鑰匙。此電子鑰匙與人員綁定為一體，在鑰匙中包含人員權(quán)限標(biāo)簽及相應(yīng)算法數(shù)據(jù)。人員在登陸系統(tǒng)時(shí)，將鑰匙插入到工作站中，由工作站向服務(wù)器提交信息。服務(wù)器根據(jù)數(shù)字證書系統(tǒng)中已經(jīng)簽發(fā)的服務(wù)程序權(quán)限標(biāo)簽判定當(dāng)前人員權(quán)限，并反饋給工作站，最終確定該人員的登陸狀態(tài)和所具有的權(quán)限。需要注意，要對(duì)批量負(fù)荷控制操作全過程進(jìn)行嚴(yán)格的權(quán)限控制校驗(yàn)。在每個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行操作權(quán)認(rèn)證模式，主要包括序位表維護(hù)權(quán)限控制、序列選擇權(quán)限控制、操作執(zhí)行權(quán)限控制和操作執(zhí)行監(jiān)護(hù)權(quán)限控制等四個(gè)環(huán)節(jié)。如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)權(quán)限認(rèn)證不成功，則批量負(fù)荷控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)終止操作[1]。同時(shí)，實(shí)際切除負(fù)荷控制命令的傳輸也采取了信息加解密措施，有效提高了控制命令的準(zhǔn)確性和可靠性，充分保障了批量負(fù)荷操作控制系統(tǒng)的安全。

3.2 多態(tài)運(yùn)行機(jī)制

因?yàn)榕控?fù)荷控制僅在電網(wǎng)發(fā)生重大事故導(dǎo)致功率嚴(yán)重缺失時(shí)才會(huì)使用，所以在正常方式下不會(huì)執(zhí)行。為了使調(diào)控人員熟悉該功能，婁底公司實(shí)施了批量負(fù)荷控制軟件的多態(tài)運(yùn)行模式，分別為瀏覽態(tài)模式、預(yù)置態(tài)模式和執(zhí)行態(tài)模式。日常運(yùn)行在瀏覽態(tài)模式，反事故演練時(shí)運(yùn)行在預(yù)置態(tài)，實(shí)際控制運(yùn)行在執(zhí)行態(tài)。預(yù)置態(tài)是指在控制過程中只發(fā)送遙控預(yù)置指令，根據(jù)預(yù)置反校信息判斷遙控結(jié)果。預(yù)置反校成功，則判斷遙控成功。執(zhí)行態(tài)模式是在控制過程中不間斷發(fā)送遙控預(yù)置和執(zhí)行指令，對(duì)遙控開關(guān)執(zhí)行前狀態(tài)與目標(biāo)控制后狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，從而準(zhǔn)確判斷遙控結(jié)果，適用于電網(wǎng)事故緊急切負(fù)荷時(shí)。

3.3 智能選線功能

3.3.1 動(dòng)態(tài)識(shí)別分區(qū)對(duì)象

實(shí)際操作中，從經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行角度考慮，工作人員會(huì)對(duì)不同分區(qū)對(duì)象實(shí)施同步負(fù)荷控制。通常，負(fù)荷開關(guān)按照電網(wǎng)常規(guī)運(yùn)行方式確定其所屬分區(qū)。當(dāng)運(yùn)行方式出現(xiàn)改變時(shí)，可能發(fā)生部分序位表中負(fù)荷與實(shí)際分區(qū)不一致的現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)際負(fù)荷控制的目標(biāo)出現(xiàn)較大偏差，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。因此，負(fù)荷批量控制功能需要利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔δ?，根?jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化自動(dòng)識(shí)別斷路器所屬分區(qū)。準(zhǔn)確快速識(shí)別負(fù)荷所屬分區(qū)，是保證批量負(fù)荷控制操作正確性的前提。

3.3.2 支持自動(dòng)排除序位表中不符合要求的斷路器

操作時(shí)滿足以下條件的斷路器可自動(dòng)排除：斷路器當(dāng)前狀態(tài)為分位；斷路器未帶負(fù)荷；斷路器的控制參數(shù)未定義完整；斷路器被掛牌處于閉鎖等[2]。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

3.4.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

編制批量控制試驗(yàn)序列表，確定操作序列的正確性，錄入批量控制序位表。首先，由監(jiān)控人員在預(yù)置態(tài)進(jìn)行演練，確認(rèn)序列表的正確性。檢驗(yàn)無(wú)誤后，由變電運(yùn)維值班員將大科、建設(shè)、共榮變除試驗(yàn)開關(guān)外的其他開關(guān)把手打至“就地”位置，遠(yuǎn)方檢查試驗(yàn)各間隔實(shí)際位置。調(diào)控中心監(jiān)控值班員檢查大科、建設(shè)、共榮變上述各間隔無(wú)異常信號(hào)，遠(yuǎn)方遙控合上試驗(yàn)開關(guān)。

3.4.2 試驗(yàn)階段

為了驗(yàn)證系統(tǒng)閉環(huán)控制功能，婁底公司專門制定了一組由大科、建設(shè)、共榮變電容、電抗器、開關(guān)組成的控制序列，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)際出口操作，驗(yàn)證了系統(tǒng)功能的正確性和有效性。

測(cè)試1：設(shè)定3個(gè)變電站，選取部分序列表中開關(guān)，分別對(duì)其采用負(fù)荷置零、掛檢修牌等方式，驗(yàn)證系統(tǒng)是否將其可靠閉鎖。

測(cè)試2：設(shè)定3個(gè)變電站，選擇區(qū)域控制預(yù)案，臨時(shí)改變運(yùn)行方式，將某個(gè)變電站切換至另一區(qū)域運(yùn)行，然后發(fā)令、執(zhí)行操作，驗(yàn)證系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)自動(dòng)剔除了不在該運(yùn)行區(qū)域的斷路器。

地區(qū)調(diào)度設(shè)定拉路負(fù)荷，同時(shí)下達(dá)命令至監(jiān)控。監(jiān)控（主值）根據(jù)調(diào)度命令，在E8000系統(tǒng)負(fù)荷批量控制模塊預(yù)置態(tài)輸入拉路負(fù)荷，系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷目標(biāo)值自動(dòng)選線，執(zhí)行后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 批量負(fù)荷控制試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.5 操作統(tǒng)計(jì)及告警功能驗(yàn)證

試驗(yàn)后，驗(yàn)證系統(tǒng)具備控制過程中各輪次及總的控制結(jié)果數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)功能，具備控制結(jié)果數(shù)據(jù)日志儲(chǔ)存功能，具備歷史控制結(jié)果數(shù)據(jù)展示查詢功能，具備批量切除負(fù)荷未恢復(fù)送電斷路器顯示和查詢功能。支持批量切除負(fù)荷供電恢復(fù)信息查詢功能，復(fù)電信息包括恢復(fù)供電線路總數(shù)、恢復(fù)總負(fù)荷、恢復(fù)各線路供電和恢復(fù)供電時(shí)間等信息。驗(yàn)證系統(tǒng)具備負(fù)荷批量控制操作導(dǎo)致的斷路器分閘告警特殊標(biāo)識(shí)功能，明顯區(qū)分負(fù)荷批量控制操作導(dǎo)致的斷路器分閘警告與其他遙控產(chǎn)生的分閘警告。

4 結(jié) 論

婁底負(fù)荷批量控制功能于2017年11月正式投運(yùn)行。運(yùn)行效果證明，該功能滿足調(diào)監(jiān)（2016）9號(hào)國(guó)調(diào)中心關(guān)于智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)負(fù)荷批量控制功能規(guī)范要求，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，切實(shí)提高了事故緊急情況下調(diào)控機(jī)構(gòu)對(duì)負(fù)荷控制的精準(zhǔn)度和時(shí)效性。下一步將從以下方面進(jìn)行改進(jìn)，切實(shí)推進(jìn)婁底公司負(fù)荷批量控制實(shí)用化水平。具體地，完善控制預(yù)案序位表，制定針對(duì)各種事故情況下的精益控制預(yù)案表；擴(kuò)展省地互聯(lián)功能，實(shí)現(xiàn)省地調(diào)度系統(tǒng)信息交互功能；探索主配調(diào)一體化模式下負(fù)荷批量控制的精準(zhǔn)負(fù)荷控制研究，直接控制大用戶負(fù)荷；優(yōu)化數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)功能。