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        “雙碳”目標(biāo)下基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理與實(shí)踐

        2022-10-11 00:55:00袁士超陳東海鄔航杰
        黑龍江電力 2022年4期
        關(guān)鍵詞:變電站系統(tǒng)

        袁士超,周 飛,陳東海,鄔航杰,李 丹

        (國網(wǎng)浙江省電力有限公司寧波供電公司,浙江 寧波315010)

        0 引 言

        “雙碳”目標(biāo)是中國向國際社會(huì)作出的鄭重承諾,該承諾在樹立了負(fù)責(zé)任的大國形象、彰顯了大國擔(dān)當(dāng)?shù)耐瑫r(shí),也為中國能源電力工業(yè)提供了“彎道超車”、搶占世界制高點(diǎn)的重大戰(zhàn)略機(jī)遇。作為關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)命脈和國家能源安全的特大型國企,國家電網(wǎng)公司結(jié)合“十四五”規(guī)劃,對落實(shí)“雙碳”目標(biāo)進(jìn)行深入研究后,提出了“六個(gè)推動(dòng)、六個(gè)著力”的指導(dǎo)方針。

        寧波供電公司根據(jù)其中“加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)運(yùn)維各環(huán)節(jié)綠色低碳技術(shù)研發(fā),實(shí)現(xiàn)全過程節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地和環(huán)境保護(hù)”的要求[1],深入思考、合理規(guī)劃,基于地縣一體化模式技術(shù)支撐,結(jié)合電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行應(yīng)急體系建設(shè)要求,提出并實(shí)踐了“雙碳”目標(biāo)下基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式。

        1 備調(diào)建設(shè)的必要性

        隨著調(diào)控技術(shù)支持系統(tǒng)對電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行支撐力度逐步提高,其安全穩(wěn)定運(yùn)行對于電網(wǎng)的正常運(yùn)行有著至關(guān)重要的意義。如因自然災(zāi)害、突發(fā)事件等不可抗力影響,導(dǎo)致調(diào)控技術(shù)支持系統(tǒng)癱瘓或調(diào)度員無法開展調(diào)控業(yè)務(wù),將嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常管理與安全運(yùn)行[2-5]。

        國家電網(wǎng)公司要求地市級調(diào)控機(jī)構(gòu)利用區(qū)域內(nèi)所轄縣調(diào)、變電站基礎(chǔ)設(shè)施,建設(shè)獨(dú)立于主調(diào)的備調(diào)技術(shù)支持系統(tǒng),在省調(diào)、所屬縣調(diào)、變電站等地建立備調(diào)值班設(shè)施,利用通信和自動(dòng)化手段遠(yuǎn)程瀏覽、控制地調(diào)主調(diào)和備調(diào)技術(shù)支持系統(tǒng),同時(shí)利用省調(diào)、縣調(diào)或相關(guān)人員實(shí)現(xiàn)對地調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度業(yè)務(wù)的備用[6]。

        2 地縣一體化模式的建立

        目前常用的“一體化EMS系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)模式主要有遠(yuǎn)程工作站模式、廣域分布式采集模式和異地容災(zāi)備用模式三種[7],其各自優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)匯總見表1。

        表1 三種“一體化能量管理系統(tǒng)”模式特點(diǎn)Table 1 Characteristics of three modes of “integrated energy management system”

        對比三種模式,結(jié)合寧波電網(wǎng)實(shí)際情況,寧波地調(diào)采用分布式采集模式,建設(shè)地縣一體化調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng),系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。同時(shí)逐步對廠站接入方式進(jìn)行改造,構(gòu)建縣調(diào)廠站向縣調(diào)和地調(diào)兩路通信通道,互為備用,為系統(tǒng)功能擴(kuò)展搭建采集基礎(chǔ)。

        圖1 寧波供電公司地縣一體化系統(tǒng)架構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of prefecture-county integrated system architecture of Ningbo Power Supply Company

        3 基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式建立

        獨(dú)立備調(diào)在其建設(shè)選址、網(wǎng)絡(luò)選點(diǎn)、建筑設(shè)施等方面具有環(huán)境要求苛刻、設(shè)備成本高、技術(shù)要求嚴(yán)格等特點(diǎn)。寧波地調(diào)利用調(diào)度大樓搬遷契機(jī),保留了原調(diào)度辦公環(huán)境和調(diào)度設(shè)備,作為備調(diào),省去了新建獨(dú)立備調(diào)的各種人、財(cái)、物投入。在此基礎(chǔ)上,充分利用地縣一體化模式技術(shù),拓寬縣調(diào)功能,實(shí)現(xiàn)“縣為地備”的新型備調(diào)模式,為備調(diào)應(yīng)急管理模式提供了新思路,也是響應(yīng)國家“雙碳”目標(biāo)號召、推動(dòng)公司節(jié)能減排加快實(shí)施、著力降低自身碳排放水平的有效之舉。以下就技術(shù)支撐和使用模式兩方面闡述新模式的建設(shè)。

        3.1 技術(shù)支撐

        3.1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

        地縣一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能由分布在地調(diào)及縣調(diào)的多個(gè)廣域節(jié)點(diǎn)共同完成。寧波地調(diào)部署4臺(tái)前置服務(wù)器,采集220 kV、市區(qū)110 kV和35 kV變電站數(shù)據(jù)。8個(gè)縣調(diào)各部署2臺(tái)前置服務(wù)器,采集縣域110 kV變電站及35 kV變電站數(shù)據(jù),縣域110 kV變電站接入方式見圖2。正常運(yùn)行時(shí),地調(diào)及縣調(diào)的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器只管理本地的數(shù)據(jù)采集裝置,地縣分區(qū)、分工協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)分布式信息采集。地、縣應(yīng)用服務(wù)器可通過消息總線及時(shí)了解整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集情況。

        圖2 縣域110 kV變電站接入地縣一體系統(tǒng)示意圖Fig.2 Schematic diagram of county 110 kV substation connected to prefecture county integrated system

        3.1.2 分區(qū)解列及恢復(fù)

        正常情況下,各縣調(diào)通過主干網(wǎng)延伸交換機(jī)獲取地調(diào)主系統(tǒng)服務(wù),來實(shí)現(xiàn)本縣的調(diào)度自動(dòng)化功能。這些功能包括輸電網(wǎng)集中監(jiān)視、二次設(shè)備在線監(jiān)控、自動(dòng)電壓控制、調(diào)度員仿真培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)分析等應(yīng)用。

        若縣調(diào)出現(xiàn)無法獲取地調(diào)主系統(tǒng)服務(wù)的故障情況,如地縣互聯(lián)中斷或地調(diào)主系統(tǒng)運(yùn)行異常,則地縣一體化系統(tǒng)處于分區(qū)解列運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí),縣調(diào)前置服務(wù)器兼做SCADA服務(wù)器和FES服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)縣調(diào)的調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用(此處是不完全備用,查看歷史曲線等調(diào)用商用庫功能已失效,但不影響調(diào)度實(shí)時(shí)工作的開展),見圖3。在地縣聯(lián)網(wǎng)恢復(fù)、縣調(diào)可獲取地調(diào)主系統(tǒng)服務(wù)的情況下,可自動(dòng)恢復(fù)子系統(tǒng)與主系統(tǒng)一體化運(yùn)行,數(shù)據(jù)、模型等信息亦能自動(dòng)同步。

        圖3 地縣聯(lián)網(wǎng)中斷后系統(tǒng)工作方式示意圖Fig.3 Schematic diagram of system working mode after the interruption of prefecture and county networking

        極端情況下,當(dāng)縣公司2臺(tái)前置服務(wù)器均故障時(shí),對于已完成數(shù)據(jù)網(wǎng)改造的縣域110 kV變電站,可以自動(dòng)啟用第二通信鏈路(如圖2)。此時(shí),地調(diào)調(diào)控員工作站切換監(jiān)控責(zé)任區(qū)后,依然能實(shí)現(xiàn)縣域變電站的監(jiān)控,即“地為縣備”模式。

        3.2 應(yīng)用模式

        備調(diào)啟動(dòng)應(yīng)用主要應(yīng)對主調(diào)系統(tǒng)異常、自然災(zāi)害等區(qū)域性不可抗力影響和傳播性疾病等突發(fā)事件影響三種情況,以下就三種情況建立三種應(yīng)對模式。

        3.2.1 主調(diào)系統(tǒng)異常

        主調(diào)系統(tǒng)異常時(shí)主備調(diào)轉(zhuǎn)換模式如圖4所示,為主調(diào)模式→“縣為地備”模式→備調(diào)模式,即當(dāng)主調(diào)場所不具備值班條件時(shí),主調(diào)將地調(diào)調(diào)度管轄權(quán)移交縣調(diào)后趕往備調(diào)場所,值班人員到達(dá)備調(diào)場所并準(zhǔn)備就緒后,縣調(diào)將地調(diào)調(diào)度管轄權(quán)移交備調(diào),從而無縫實(shí)現(xiàn)主備調(diào)轉(zhuǎn)換過程。在“縣為地備”的備調(diào)選擇上,寧波中心城區(qū)與鄞州區(qū)在2016年9月區(qū)域調(diào)整中有重大變化,兩級調(diào)度管轄也做相應(yīng)調(diào)整、交接,互相熟悉度高,可優(yōu)先選取鄞州調(diào)。

        圖4 主調(diào)系統(tǒng)異常情況下主備調(diào)轉(zhuǎn)換模式圖Fig.4 Conversion mode diagram of active/standby dispatching under abnormal conditions of main dispatching system

        3.2.2 自然災(zāi)害等區(qū)域性不可抗力影響

        遇到主調(diào)地區(qū)自然災(zāi)害等區(qū)域性不可抗力影響,則需要將備調(diào)轉(zhuǎn)移到距離主調(diào)較遠(yuǎn)的安全區(qū)域。寧波地區(qū)各縣調(diào)中,除市區(qū)配調(diào)與地調(diào)同一大樓辦公,其他縣調(diào)可按未發(fā)生自然災(zāi)害的條件下,由屆時(shí)交通可達(dá)距離由近至遠(yuǎn)選擇實(shí)現(xiàn)“縣為地備”,以便地調(diào)調(diào)度員能最便捷前往,其模式如圖5所示。

        圖5 自然災(zāi)害情況下主備調(diào)轉(zhuǎn)換模式圖Fig.5 Conversion mode diagram of active/standby dispatching under natural disasters

        3.2.3 傳播性疾病等突發(fā)事件影響

        遇到傳播性疾病等突發(fā)事件,調(diào)度員作為無法短時(shí)獲得上崗資質(zhì)的工種,需要隔離值班以防止疾病傳播對調(diào)度工作的影響。其主要方式是將地調(diào)人員分為兩組,分別在主、備調(diào)值班,交接班實(shí)行電話交接,做到兩組人員間完全無空間接觸,同組不同班人員間無直接接觸,模式如圖6所示。

        圖6 傳播性疾病情況下主備調(diào)轉(zhuǎn)換模式圖Fig.6 Conversion mode diagram of active/standby dispatching under communicable diseases

        4 基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式的實(shí)踐

        上述三種模式在日常主備調(diào)切換演習(xí)中均有涉及,且在演練期間均正常運(yùn)行。此外,模式三有長達(dá)數(shù)月的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)歷。

        2020年初國內(nèi)爆發(fā)某傳染性疫情,針對期間疫情防控復(fù)雜嚴(yán)峻的形勢,寧波地調(diào)采用基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式,對電網(wǎng)調(diào)控工作進(jìn)行管理。

        根據(jù)疫情形勢,應(yīng)急措施的制定按照保障電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行工作基本要求,優(yōu)化調(diào)整調(diào)控運(yùn)行值班方案的原則展開。其中,調(diào)控運(yùn)行值班人員需嚴(yán)格實(shí)施“網(wǎng)格化管理、小單元作戰(zhàn)”,最大限度阻斷人員交叉、病毒傳播途徑。組織好調(diào)控運(yùn)行后備力量,確保緊急情況下及時(shí)補(bǔ)充替換。依據(jù)上述評估及要求,寧波地調(diào)在備調(diào)使用模式三的基礎(chǔ)上,優(yōu)化制定《寧波電力調(diào)控中心調(diào)度人員主備調(diào)分離值班方案》。將調(diào)度人員六值分為兩組,三值一組,每組以6天為一個(gè)周期,分別在主備調(diào)值守,人員、場所、通勤完全獨(dú)立,互不交叉。

        主調(diào)負(fù)責(zé)中夜班,兩值調(diào)度員按“310310”輪換倒班。備調(diào)負(fù)責(zé)白班,一值調(diào)度員按照“222222”值班。其中,“1” 、“2”、“3”分別代表0:00~8:00、8:00~16:00,16:00~24:00三類班次,未輪到組保持單獨(dú)隔離狀態(tài),一個(gè)工作周期結(jié)束后,兩組實(shí)現(xiàn)交替,以此循環(huán)。 依托新備調(diào)應(yīng)急管理模式的有效執(zhí)行和反饋,疫情期間調(diào)度值班人員與外界零接觸、零感染。

        同時(shí),此次備調(diào)應(yīng)急管理模式也是調(diào)控值班工作首次采用主備調(diào)分離和人員完全隔離值班模式,新挑戰(zhàn)下采用新模式,保證電網(wǎng)調(diào)控工作正常有序進(jìn)行。

        5 結(jié) 語

        提出了“雙碳”目標(biāo)下基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式。該模式在應(yīng)對疫情的實(shí)踐中證明了其有效性,為備調(diào)應(yīng)急管理模式提供了新思路,也為響應(yīng)國家“雙碳”目標(biāo)號召,推動(dòng)公司降低自身碳排放水平貢獻(xiàn)了一份力量,值得推廣。

        未來將對新模式開展進(jìn)一步規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化探索,制定新模式下標(biāo)準(zhǔn)化操作指導(dǎo)和三種模式下的詳細(xì)預(yù)案,用以全面、規(guī)范應(yīng)對各種類型的緊急情況。

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