程哲，孫雁斌，辛闊，陳興望，周永燦

（中國南方電網(wǎng)電力調度控制中心，廣州 510663）

0 前言

隨著社會經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，電網(wǎng)的設備規(guī)模不斷擴大，以某電網(wǎng)為例，從2010年到2018年，電網(wǎng)主設備規(guī)模成倍增長，設備定檢、技改等計劃檢修以及缺陷處理等非計劃檢修任務量大幅增加，檢修高峰期調度操作數(shù)量過多。隨著調控一體化建設的推進[1-2]，調控人員承擔的工作量也越來越多。檢修操作量越來越大，但是調控人員的數(shù)量并未增加，導致操作等待情況頻繁出現(xiàn)。

同時電力市場改革正在快速推進，2017年8月發(fā)布的《開展電力現(xiàn)貨市場建設試點工作通知》[3]明確了現(xiàn)貨市場建設的試點省份，目前，部分省份已經(jīng)進入試運行階段[4-5]。電網(wǎng)的網(wǎng)架結構是現(xiàn)貨市場出清的邊界條件，若調度無法按時完成操作將直接影響市場的出清結果[6-7]，引來市場主體的質詢?，F(xiàn)貨市場環(huán)境下對主設備停復電操作時間的要求更加嚴格了。

綜合上述背景及需求，提高調度操作效率已成為電網(wǎng)運行迫在眉睫的問題。目前，業(yè)界主要通過技術、管理兩個層面來提升操作效率，如采用網(wǎng)絡指揮[8-9]、程序化操作[10-11]、設備操作權下放[12-13]、操作內容預估[14]等方式提升調度操作效率取得了良好的效果。

為比較各類操作模式對調度操作效率的影響，本文選取南方電網(wǎng)調度運行操作模式調整較大的年份（2015年、2017年、2018年）的500 kV主設備停電操作的時間數(shù)據(jù)，找出目前制約設備操作效率的瓶頸和“痛點”，制定長效的技術及管理措施，全面提升調度運行操作效率。

1 調度操作效率統(tǒng)計分析

1.1 電網(wǎng)主設備調度操作環(huán)節(jié)

為準確發(fā)現(xiàn)設備操作各環(huán)節(jié)存在的問題，以500 kV主設備停電操作流程為例，將傳統(tǒng)停電操作劃分為四個階段、9個業(yè)務環(huán)節(jié)：

第一階段：停電準備。主要包括現(xiàn)場向調度發(fā)起停電申請，調度或現(xiàn)場擬定操作票以及完成必要的電網(wǎng)方式調整等3個環(huán)節(jié)；

第二階段：一次設備操作。主要包括對主設備的一次部分進行停電操作，包含主設備由運行轉熱備用、熱備用轉冷備用、冷備用轉檢修3個環(huán)節(jié)；

第三階段：二次設備操作。主要包括對保護裝置等二次設備進行投退操作，1個環(huán)節(jié)；

第四階段：許可開工。主要包括調度與現(xiàn)場聯(lián)系并核實工作要求安措，工作安措滿足后許可開工等2個環(huán)節(jié)。

2017年，南方電網(wǎng)全面實施新版《調度運行操作管理規(guī)定》（簡稱“新操作管理規(guī)定”）[15]，調度將部分設備操作權下放，停電操作過程中調度與現(xiàn)場的交互環(huán)節(jié)進一步簡化。主設備停電操作變?yōu)槿齻€階段、7個業(yè)務環(huán)節(jié)，變化如下：

1）停電設備的保護裝置由現(xiàn)場自行操作，省去第三階段“二次設備操作”的1個環(huán)節(jié)。

2）除線路外的設備地刀由現(xiàn)場自行操作。母線、主變的停電操作，省去設備由冷備用操作到檢修的1個環(huán)節(jié)；線路的停電操作，省去了線路間隔開關由冷備用到檢修的1個環(huán)節(jié)。

1.2 500 kV主設備停電操作效率統(tǒng)計

按照以上四個階段、7個環(huán)節(jié)對某電網(wǎng)500 kV廠站2015年、2017年、2018年共三年的線路、母線、主變停電操作數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計，結果如下。

1.2.1 500 kV主設備調度停電操作平均時間

1）500 kV設備停電的調度操作平均時間2017年比2015年明顯增加（見表1、圖1）。該變化與主網(wǎng)設備規(guī)模，設備計劃與非計劃檢修任務量增加有關。由于迎峰度夏、保供電等傳統(tǒng)原因，設備檢修窗口一直較為固定，再加上由于線路走廊過密導致的設備陪停，使得檢修窗口期的操作量大幅增加，調度業(yè)務較為繁忙，影響了調度操作效率。

表1 500 kV主設備停電的調度操作平均時間

圖1 500 kV主設備停電的調度操作平均時間

2）500 kV設備停電的調度操作平均時間2018年比2017年明顯縮短（見表1、圖1）。2017年11月某電網(wǎng)新操作管理規(guī)定實施后，現(xiàn)場操作流程進一步簡化：500 kV線路調度停電操作減少了開關間隔地刀、保護裝置的操作時間，500 kV母線和主變的調度停電操作減少了本體地刀、相鄰開關地刀和保護裝置操作的時間。

1.2.2 500 kV主設備調度停電準備平均時間

500 kV主設備停電準備的平均時間近年來逐步上升。主要原因為：

1）電網(wǎng)規(guī)模逐年擴大，設備逐漸增多，檢修工作時間安排集中，設備操作受同期停電的其它設備停電操作的影響；

2）電網(wǎng)運行調控復雜，停電操作前需進行復雜的方式調整，才能滿足停電條件。

表2 500 kV主設備停電準備的平均時間

圖2 500 kV主設備停電準備的平均時間

1.3 調控一體化對某電網(wǎng)調度操作效率的影響

隨著調控一體化建設不斷推進，部分地區(qū)供電局調控中心（簡稱“調控中心”）已全面承擔了各電壓等級（包括500 kV）變電站的集中監(jiān)控運行。為分析調控一體化運行模式對調度操作效率的影響，需要對比調控一體化運行模式運行前后，以及不同調控一體化模式的500 kV主設備的調度操作時間。

1.3.1 調控一體化前后500 kV主設備操作時間變化

調控中心負責監(jiān)控的500 kV變電站，其500 kV主設備停電的調度操作時間以及停電準備的時間略有增長（見圖3、4）。其中，500 kV線路由熱備用轉冷備用的操作，現(xiàn)場等待時間增加了約10分鐘（見圖5）。

圖3 調控一體化前后主設備停電的調度操作時間對比

圖4 調控一體化前后設備停電準備的時間對比

圖5 調控一體化前后線路操作時間對比

1.3.2 500 kV主設備操作時間對比

南方電網(wǎng)承擔500 kV變電站集中監(jiān)控業(yè)務的單位，除了地區(qū)供電局的調控中心，還有獨立輸變電公司的500 kV變電站的監(jiān)控中心，但是在具體設備操作方面，兩者還是存在一些差異，如表3所示。

表3 調控中心與監(jiān)控中心在操作方面的差異

調控中心與監(jiān)控中心的500 kV主變、母線停電的平均操作時間接近。調控中心500 kV線路停電的平均操作時間比監(jiān)控中心控多38分鐘（見圖6），其中，在線路的熱備用轉冷備用環(huán)節(jié)的操作時間，較監(jiān)控中心多16分鐘；操作前的等待時間，多22分鐘（見圖7）。

圖6 調控中心與監(jiān)控中心主設備操作時間對比

圖7 調控中心與監(jiān)控中心線路操作各環(huán)節(jié)的時間

1.4 新操作管理規(guī)定應用前后主設備調度停電操作時間分析

新操作管理規(guī)定大大提升了調度操作效率。主要節(jié)省了兩個環(huán)節(jié)的時間：

1）減少了除線路外的設備地刀操作時間；

2）減少了停電設備保護裝置的投退時間。

表4 新操作管理規(guī)定實施前后某電網(wǎng)500 kV設備調度操作停電時間對比

圖8 新操作管理規(guī)定實施前后某電網(wǎng)500 kV設備調度操作停電時間對比

2 存在的問題分析

2.1 未發(fā)揮調控一體化模式在設備操作優(yōu)勢

調控中心與監(jiān)控中心的操作效率對比表明，調控一體化模式下，遠方操作節(jié)省了調控與現(xiàn)場的交互溝通時間，操作效率更高，省去了與現(xiàn)場的交互環(huán)節(jié)。若使用程序化操作技術，遠方操作的時間可以進一步縮短，如2018年6月7日某電網(wǎng)一地區(qū)供電局調控中心程序化操作500 kV線路由運行轉冷備用只需6分鐘。

但是受限于技術安全原因，部分調控中心進行刀閘操作仍采用轉令至現(xiàn)場的操作模式，增加了操作命令流轉的環(huán)節(jié)，增加了操作等待時間，未能發(fā)揮調控一體化的優(yōu)勢。

2.2 未充分利用網(wǎng)絡技術取代傳統(tǒng)電話下令

由于電網(wǎng)規(guī)模擴大和檢修任務繁重，傳統(tǒng)調度電話下令模式逐漸顯現(xiàn)出其弊端，主要體現(xiàn)在：

1）電話是唯一的溝通工具，各運行單位隨機打入的各類電話繁多，不能區(qū)分主次先后；電話干擾易造成調度員工作忙亂、思路不連貫且易遺忘事務；

2）主要依靠調度員的業(yè)務能力為電網(wǎng)調度運行操作的正確性和安全性把關，難以有效利用技術手段防范調度誤操作；

3）需要人工記錄、翻查和統(tǒng)計的資料增多，工作效率低，易發(fā)生錯漏。

采用信息及人工智能技術開展網(wǎng)絡指揮可實現(xiàn)操作指令的文字傳輸，內容清晰明確，每項操作指令由監(jiān)護人審批后再執(zhí)行，杜絕了電話發(fā)令存在的錯記漏記、諧音誤會等危險點，縮短了接發(fā)令時間，做到了操作全過程信息的自動記錄和自動填寫，提高調度運行業(yè)務的信息化應用水平，加強調度機構與調度對象間的溝通協(xié)作，對提高調度運行操作效率意義重大。隨著網(wǎng)絡指揮逐步推廣，實踐表明網(wǎng)絡指揮對調度操作的效率提升作用明顯。

2.3 主設備停電準備時間較長，計劃檢修操作安排精細化不夠

電網(wǎng)結構越來越復雜，線路停電的安全邊界條件也越來越多，一旦調度員錯過了日前方式安排的停電窗口期，會導致需要進行大量的臨時性調控，直接導致主設備停電準備時間過長。

目前導致調度員操作時間與計劃操作時間窗口經(jīng)常存在偏差的原因主要有：

1）因負荷預測偏差等原因，方式安排預留的操作時間窗口不滿足操作條件，需要調度員進行系統(tǒng)調控后才滿足操作條件；

2）部分時段安排的檢修操作過多，不得不推遲部分操作，導致一部分操作延遲開始；

3）檢修安排不合理，預留的操作時間窗口不夠，即使按時開始操作也無法按時開工或復電；

4）現(xiàn)場工期考核管控不嚴，設備檢修延期。

3 電網(wǎng)調度操作效率提升措施

3.1 管理層面

3.1.1 推進主網(wǎng)設備操作模式統(tǒng)一，推廣應用許可操作模式

督促各省級調度按照新操作管理規(guī)定的要求制定本省區(qū)操作管理規(guī)定，確保主網(wǎng)設備操作方式統(tǒng)一。此外，隨著調控一體化建設的推進，未來網(wǎng)省調度機構業(yè)務的重點應是系統(tǒng)運行監(jiān)視和調控、電力平衡以及電力市場運行等，地區(qū)調控中心的重點應是設備運行監(jiān)視和控制、負荷供電情況等。在調度網(wǎng)絡指揮和程序化等技術條件逐漸實現(xiàn)的情況下，網(wǎng)省調度機構應逐步將線路、主變等各類設備的操作權下放至負責設備監(jiān)控的地區(qū)調控中心、監(jiān)控中心，主要有兩步走的思路：

1）推進站內設備采用許可操作模式，線路操作使用線路綜合令；

2）探索調控中心監(jiān)控范圍內的設備操作調度僅需許可，不同調控中心監(jiān)控的設備（線路）由一方主導、另一方配合完成操作。

3.1.2 加強操作效率的日常統(tǒng)計、評價，持續(xù)提升操作效率

以調度網(wǎng)絡指揮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為基礎，開展日常性的調度操作效率統(tǒng)計分析工作，查找影響操作效率的因素。網(wǎng)、省、地網(wǎng)絡指揮系統(tǒng)打通后，開展常態(tài)化的安全巡查、考核評價與統(tǒng)計分析。對比全網(wǎng)各調度機構的操作效率，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，根據(jù)統(tǒng)計分析結果，不斷改進優(yōu)化調度操作流程及評價標準。

3.1.3 提高計劃操作的準時性，進一步縮短停電準備時間

針對主設備停電準備時間越來越長的問題，各級調度機構應協(xié)同方式等相關專業(yè)，協(xié)同制定有效措施，縮短設備的停電準備時間。

1）方式專業(yè)：

a.日方式檢修安排合理分配檢修停電的操作開始時間，充分考慮在同一時間段調度員能夠處理的操作任務量，超過調度員受理能力的應在方式計劃層面予以推遲或提前；

b.檢修工作的停復電操作時間窗口安排應更加精細化；

c.理清網(wǎng)省協(xié)調斷面的監(jiān)控職責，減少網(wǎng)省調度之間不必要的溝通。

2）調度專業(yè)：

a.根據(jù)檢修計劃安排，提前準備操作票，節(jié)省擬票、審票的時間；

b.根據(jù)檢修工作量，動態(tài)安排值班人數(shù)；

c.提前進行方式調整、潮流調控；

d.充實調度運行操作日常管理力量，增設專職運行管理崗或管理組，負責審核日前調度運行操作策劃安排，綜合控制平衡每日各值調度操作任務，把控調度操作節(jié)奏，確保調度操作安全有序。

3）設備運維單位：

a.加強檢修工作的計劃性，減少非計劃檢修；

b.加強現(xiàn)場檢修工作管控，按時完成工作，盡量避免檢修工作延期。

3.2 技術層面

3.2.1 加快推進調度網(wǎng)絡指揮系統(tǒng)的建設

實踐證明，調度網(wǎng)絡指揮系統(tǒng)實現(xiàn)了調度指揮業(yè)務數(shù)字化，操作效率明顯提升。下一步要繼續(xù)深化網(wǎng)絡指揮系統(tǒng)的各項功能，不斷優(yōu)化各類操作的系統(tǒng)流程和交互方式，全面提升系統(tǒng)的使用效率。推動實現(xiàn)全網(wǎng)一體互聯(lián)互通的，覆蓋網(wǎng)、省、地三級調度機構的設備操作信息交互，用統(tǒng)一、規(guī)范化的網(wǎng)絡指揮數(shù)字化流程規(guī)范各調度機構操作模式統(tǒng)一，提升調度操作規(guī)范化管理水平。

3.2.2 推進程序化操作應用

程序化操作已在網(wǎng)內多個供電局開展試點工作，經(jīng)過幾年的試運行，經(jīng)過實際運行驗證，達到了安全高效的預期目標，取得了較好的成果。某地區(qū)供電局調度進行500 kV線路由運行轉冷備用操作僅需要6分鐘，220 kV、110 kV線路僅需要3分鐘。建議在安全技術條件具備前提下，大力推進程序化操作，提升操作效率：

1）實現(xiàn)調度端的程序化操作，減輕調控人員的負擔。在調度網(wǎng)絡指揮系統(tǒng)的基礎上，實現(xiàn)調度端自主發(fā)令功能，操作開始后機器自動逐項執(zhí)行操作票，下令、回令的過程無需調控人員干預。可以釋放部分地調調控中心要求調控員同一時間僅能執(zhí)行一張逐項操作票的時間，實現(xiàn)調控員同時開展多項逐項令操作，解決了同一時間段設備操作過多時只能進行一項操作的瓶頸問題。

2）將調度端程序化操作與設備遠方操作結合，實現(xiàn)“一鍵順控”的程序化操作。將調度端自主發(fā)令與設備遠方操作結合，具備遙控條件的開關、刀閘等設備，自動下令后系統(tǒng)直接在監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行操作，操作效率能夠得到顯著提升。

4 結束語

本文對某電網(wǎng)500 kV主設備的調度運行操作現(xiàn)狀進行了分析。從停電操作時間上看，網(wǎng)內500 kV主設備停電的調度操作平均時間在2015、2017、2018三年間先增后降，而停電準備時間則逐年上升。存在的問題主要是未能充分發(fā)揮調控一體化模式的優(yōu)勢、操作管理模式有待優(yōu)化、數(shù)字化水平有待提升等。針對上述問題，本文從管理及技術層面給出了具體對策，在確保安全的前提下，全面提升電網(wǎng)調度運行操作效率。