張素玲

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司汕尾供電局，廣東汕尾 516600）

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，在供電可靠性，科學(xué)調(diào)度等更精益的需求下，當(dāng)前調(diào)度主站自動(dòng)化系統(tǒng)已進(jìn)入了系統(tǒng)功能模塊化、功能目標(biāo)多樣性、各專業(yè)功能模塊統(tǒng)一集成的發(fā)展階段。南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)要求：將EMS、水調(diào)、繼保、在線預(yù)決策、負(fù)荷預(yù)測等各類應(yīng)用功能模塊通過從上而下的統(tǒng)一、開放、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)架構(gòu)集成一體，實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用功能模塊的規(guī)范整合，使電網(wǎng)調(diào)度工作邁上新臺(tái)階。

1 傳統(tǒng)EMS的局限性

傳統(tǒng)EMS系統(tǒng)在前期發(fā)展過程中，受限于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等，只能對(duì)直屬調(diào)管的廠站進(jìn)行數(shù)據(jù)建模、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控。在此階段，各縣區(qū)、地市局的主站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和站端自動(dòng)化系統(tǒng)的廠家各不相同，功能模塊也因各自需求不同而功能各異，主要特點(diǎn)是獨(dú)立建設(shè)，系統(tǒng)種類多，功能單一。雖然滿足了當(dāng)時(shí)各區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的基本要求，但從電力系統(tǒng)全網(wǎng)角度來看，各區(qū)域在功能及技術(shù)上卻各自獨(dú)立，無法統(tǒng)合。

其局限性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

電網(wǎng)的飛速發(fā)展，對(duì)EMS全局?jǐn)?shù)據(jù)信息處理提出了更高的要求。隨著電網(wǎng)運(yùn)行要求的提高，僅對(duì)所屬調(diào)度管理范圍電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，已無法滿足調(diào)度管理要求。如電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測方面，需要如江河水文信息、氣象信息等綜合數(shù)據(jù)處理分析來實(shí)現(xiàn)預(yù)測，僅傳統(tǒng)EMS的數(shù)據(jù)不能達(dá)到預(yù)測的條件。繼保方面也尋求在線調(diào)取、修改整定計(jì)算的方式方法。

缺乏對(duì)新技術(shù)的兼容能力，缺乏提升空間。隨著社會(huì)的發(fā)展及技術(shù)的進(jìn)步，電網(wǎng)的安全高效運(yùn)行需要更多的主體來參與實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)及信息的交互。以調(diào)度監(jiān)控為核心的傳統(tǒng)EMS缺乏統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管控，系統(tǒng)的對(duì)接能力差，已無法滿足大電網(wǎng)運(yùn)行所要求的綜合智能化駕馭能力。在智能電網(wǎng)快速發(fā)展中，不具備可持續(xù)發(fā)展能力。

系統(tǒng)固化，難于開發(fā)新功能。由于傳統(tǒng)EMS各功能是集成于系統(tǒng)核心上，投運(yùn)之時(shí)其功能就已固化了，之后想要開發(fā)增加新的功能，需要從系統(tǒng)核心上去修改方能實(shí)現(xiàn)。這導(dǎo)致新功能的增加直接影響到了系統(tǒng)安全，可能會(huì)導(dǎo)致核心程序沖突影響原有的系統(tǒng)功能，甚至是系統(tǒng)崩潰。這在電力系統(tǒng)安全層面來說是不可接受的。但電力系統(tǒng)的發(fā)展又需要不斷更新增加EMS系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)處理功能，方能達(dá)到各項(xiàng)業(yè)務(wù)及各系統(tǒng)之間的信息靈活互動(dòng)。

2 全景化EMS的發(fā)展歷程

2.1 全景化EMS概述

全景化EMS是現(xiàn)代一體化電網(wǎng)運(yùn)行分析及監(jiān)控管理的基礎(chǔ)。通過可縮放矢量圖形（SVG)、公共信息模型（CⅠM）、可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)電力系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，滿足了調(diào)度、方式、繼保等專業(yè)的應(yīng)用需求，同時(shí)也滿足了在事故、災(zāi)害情況下的全局應(yīng)急調(diào)度的可監(jiān)視可控需求。

2.2 全景化EMS發(fā)展現(xiàn)狀

電網(wǎng)智能化的發(fā)展，促使電網(wǎng)管理各種相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間進(jìn)行信息共享及管理流程化的需求越來越迫切，建立全網(wǎng)一體化的電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)是解決問題的關(guān)鍵。通過對(duì)現(xiàn)有的各類系統(tǒng)、功能模塊、網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行分析總結(jié)，建立了統(tǒng)一開放的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成從上至下的系統(tǒng)框架。各類應(yīng)用模塊的整合、標(biāo)準(zhǔn)化及其功能完善也使得全景化EMS實(shí)現(xiàn)有了技術(shù)支持平臺(tái)。全景化是指對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控、分析、管理及展示。

新一代EMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一采購、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)行和統(tǒng)一升級(jí)”的原則，使得系統(tǒng)以最基礎(chǔ)的“四遙”功能及標(biāo)準(zhǔn)接口搭建成一個(gè)基本功能平臺(tái)，按需求可以接入以同樣標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的各類功能模塊及數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，形成一個(gè)具有強(qiáng)大綜合智能化駕馭能力的系統(tǒng)。各應(yīng)用功能也在標(biāo)準(zhǔn)化，達(dá)到即插即用的模塊化。此時(shí)，調(diào)度中心可以按自身的需要，將所需的應(yīng)用功能模塊接入或按標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)即可接入系統(tǒng)進(jìn)行使用，而不用改變系統(tǒng)核心。模塊化讓系統(tǒng)功能的選擇更有靈活性，也避免了調(diào)度中心各自開發(fā)應(yīng)用功能而造成資源浪費(fèi)。

3 全景化EMS的功能應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

從2006 年開始，總調(diào)開始了EMS 分布式建模的探索，歷經(jīng)多年的研究實(shí)踐，初步實(shí)現(xiàn)了新一代全景化EMS：通過可縮放矢量圖形（SVG)、公共信息模型（CⅠM）、可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML），數(shù)據(jù)支持平臺(tái)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電力網(wǎng)全網(wǎng)源端的一次維護(hù)，從主網(wǎng)到配網(wǎng)，均可在調(diào)度側(cè)實(shí)現(xiàn)全景視圖展示，如圖1所示。

圖1 全景視圖

3.2 功能分析

3.2.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互

全景化EMS通過服務(wù)總線系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)接口，可以與GⅠS 系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、圖文數(shù)據(jù)的交互。讓GⅠS 系統(tǒng)信息、計(jì)量信息、EMS系統(tǒng)信息等在一個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理及全平臺(tái)展現(xiàn)。調(diào)度中心在全景化EMS系統(tǒng)中就能監(jiān)控全系統(tǒng)區(qū)域的相關(guān)信息，可以更好更快地進(jìn)行分析處理。

3.2.2 多元信息交互

電網(wǎng)調(diào)度還需要其他專業(yè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析處理，如氣象水文信息，有助于水電負(fù)荷預(yù)測；交通路徑信息，有助現(xiàn)場人員交通安全；視頻監(jiān)控信息，有助于應(yīng)急調(diào)度遠(yuǎn)程監(jiān)控。這些綜合信息都將可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口從相關(guān)平臺(tái)上，接入全景化EMS系統(tǒng)，并在全景化EMS系統(tǒng)中實(shí)時(shí)展現(xiàn)及歷史查詢。

3.2.3 告警智能化

傳統(tǒng)EMS系統(tǒng)告警僅是將電力設(shè)備各類告警信息以時(shí)間順序做出提示，再由人工進(jìn)行判斷處理，其方式雖然也具有一定的靈活性，但對(duì)于因電網(wǎng)不斷發(fā)展而快速且成倍增加的監(jiān)控信號(hào)來說，人工處理速度太慢，容易出現(xiàn)失誤，已不再適應(yīng)當(dāng)前的調(diào)度監(jiān)控需求。為了在確保電網(wǎng)安全運(yùn)行前提下更快速地處理告警信息，智能診斷系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

3.2.4 視圖模塊化

各層級(jí)、專業(yè)將可按自身需求，選擇所需的信息展示模塊，自定義信息圖文展示?？砂凑招畔⒏婢?jí)別，自動(dòng)展示與告警相關(guān)的全方位信息；按工作任務(wù)關(guān)鍵程度，自動(dòng)展示相關(guān)里程、交通情況、氣象水文信息、電網(wǎng)運(yùn)行情況、工作現(xiàn)場視頻信息等。

3.3 效益評(píng)估

電網(wǎng)全景化EMS投入使用后，本地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度管理工作效益明顯改善，其主要體現(xiàn)在：

電網(wǎng)全景化EMS可從各相關(guān)系統(tǒng)調(diào)取所需的各類信號(hào)數(shù)據(jù)，并對(duì)各類信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析，綜合電網(wǎng)拓樸分析，設(shè)置了處理策略，完成對(duì)電網(wǎng)告警信號(hào)的自動(dòng)分類以及跳閘診斷功能，實(shí)現(xiàn)故障處理由“人工分析”到“智能分析”，大大減輕了調(diào)度員分析告警信號(hào)的工作量，提高了故障處理能力及應(yīng)急處理能力。

電網(wǎng)全景化EMS通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，形成了新一代功能模塊。借助標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接口與EMS系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了EMS新功能的加載。在調(diào)度應(yīng)用中告警信息通過智能診斷功能，更加簡潔的監(jiān)控中展現(xiàn)，同時(shí)，也給出了系統(tǒng)分析故障處理方案讓調(diào)度進(jìn)行選擇，最大程度地縮減處理時(shí)間，有效提高供電可靠性。

截止到2020年年底，本地區(qū)電網(wǎng)可靠率大幅提升，可達(dá)到99.82%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同期其他地區(qū)電網(wǎng)可靠性指標(biāo)。同時(shí)，在電網(wǎng)全景化EMS應(yīng)用后，調(diào)度員可根據(jù)系統(tǒng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，科學(xué)調(diào)度、實(shí)時(shí)調(diào)控及應(yīng)急把控，有效縮短了故障處理事件，平均停電時(shí)間僅為1.2 h。如在2020 年8 月8 日17∶12 110 kV海尖甲線163 線路兩側(cè)開關(guān)跳閘，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，海豐站側(cè)重合不成功，尖山嶺站側(cè)重合成功，根據(jù)廠站匯報(bào)信息初步判斷為線路瞬時(shí)故障引起，決定采取強(qiáng)送措施。

在全景化EMS系統(tǒng)報(bào)警后，巡維中心人員第一時(shí)間進(jìn)行現(xiàn)場檢查，17∶31 海豐站側(cè)再次確認(rèn)現(xiàn)場檢查一二次設(shè)備無異常，17∶32 調(diào)控值班員遙控合上海豐站110 kV 海尖甲線163 開關(guān)，試送正常，保證了區(qū)域正常用電。本次故障恢復(fù)時(shí)間僅為20 min，從根本上提升了電網(wǎng)智能調(diào)度工作的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

4 全景化EMS的未來展望

目前全景化EMS系統(tǒng)還在發(fā)展階段，很多功能應(yīng)用模塊，還處于研發(fā)或初級(jí)階段，但已經(jīng)給我們帶來了全新的體驗(yàn)。在未來，全景化EMS將會(huì)有更多的功能應(yīng)用到實(shí)際的電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中，最大程度減輕工作量，提高工作效率，使電網(wǎng)調(diào)度更安全高效。

4.1 做好數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)多元調(diào)控

電網(wǎng)常規(guī)調(diào)度工作過程中數(shù)據(jù)類型非常復(fù)雜，計(jì)算分析難度較大。全景化EMS應(yīng)用后可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多元整合，集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理、安全管理、公用技術(shù)等于一體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)評(píng)估和事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測。未來該系統(tǒng)應(yīng)用過程中應(yīng)進(jìn)一步深化高級(jí)人工智能技術(shù)，使其從數(shù)據(jù)庫中長期保存的各種專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，模擬人腦的邏輯思維進(jìn)行處理電網(wǎng)運(yùn)行中的實(shí)際問題。比如在饋線自愈功能中，不需要人工去寫入判斷邏輯，只要處理過一次后，系統(tǒng)全自動(dòng)從處理過程中分析出相應(yīng)的處理邏輯，達(dá)到自動(dòng)調(diào)控的效果。

4.2 轉(zhuǎn)變調(diào)度模式，實(shí)現(xiàn)廣域控制

電網(wǎng)發(fā)展過程中要在廣域測量技術(shù)、調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)等基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化EMS功能結(jié)構(gòu)，通過全景展示、全局控制、全面調(diào)度，從根本上改善電網(wǎng)運(yùn)行的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。尤其是要做好全景化EMS 功能模塊的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，從數(shù)據(jù)庫應(yīng)用模塊中，自動(dòng)加載或卸載相關(guān)功能模塊，在保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時(shí)，減少系統(tǒng)負(fù)載及電能損耗。

4.3 調(diào)整功能界面，便捷人員操作

全景化EMS 系統(tǒng)功能較為全面，在系統(tǒng)操作、顯示過程中須簡潔直觀，以保證人員能夠順利操作。

在調(diào)控設(shè)計(jì)時(shí)，可適當(dāng)增加語音對(duì)話，讓調(diào)度員能夠通過語音指令完成復(fù)雜調(diào)度操作。這種對(duì)話須保證多線程式的，可提供多層級(jí)調(diào)度，多人員對(duì)話，多窗口展現(xiàn)，全面提升電網(wǎng)調(diào)度管理工作成效。

5 結(jié)束語

全景化EMS系統(tǒng)全面展現(xiàn)電力系統(tǒng)模型、圖象圖形、水文氣象模型，地理方位模型、電網(wǎng)運(yùn)行控制信息、調(diào)度監(jiān)控指揮信息、能源環(huán)保信息等，側(cè)重于各相關(guān)信息系統(tǒng)平臺(tái)的全面協(xié)調(diào)能力，支持電網(wǎng)各層級(jí)的縱向貫通、各專業(yè)的業(yè)務(wù)的橫向互聯(lián)，分布模塊化的系統(tǒng)架構(gòu)使得全景化EMS系統(tǒng)具備強(qiáng)大的功能兼容能力，能夠合理安全的吸收新興技術(shù)，具備廣闊的發(fā)展空間。全景化EMS在電力系統(tǒng)運(yùn)維中為我們提供了全面的信息視圖，對(duì)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障。