國網(wǎng)寧夏電力公司吳忠供電公司 馬 瓊

在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行期間，需要調(diào)度指揮、協(xié)調(diào)和控制，使其高效穩(wěn)定運(yùn)行，但在調(diào)度中存在一些誤操作行為。對此，電網(wǎng)調(diào)度人員應(yīng)明確危險(xiǎn)點(diǎn)類型與成因，并提前采取相應(yīng)的預(yù)防控制措施，最大限度避免和減少事故發(fā)生，維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1 電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中的危險(xiǎn)點(diǎn)

當(dāng)前，大多數(shù)電力調(diào)度系統(tǒng)采用自動化運(yùn)行模式，各變電站借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，監(jiān)管電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，節(jié)約人力資源投入。盡管多種先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用可提高促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行效率提升，但在運(yùn)行期間仍存在許多危險(xiǎn)因素，為電網(wǎng)長久穩(wěn)定發(fā)展帶來隱患，具體見表1[1]。

表1 電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中的危險(xiǎn)點(diǎn)

1.1 系統(tǒng)自身缺陷

該項(xiàng)缺陷主要體現(xiàn)在以下幾方面，一是產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理或者施工不當(dāng)，在后期使用時(shí)便會產(chǎn)生安全隱患；二是無價(jià)值信息過多，對有價(jià)值信息進(jìn)行掩蓋，增加了危險(xiǎn)程度；三是設(shè)備過于老化陳舊，使運(yùn)行效率降低；四是仍使用單通道或假雙通道運(yùn)行模式，對系統(tǒng)通道造成負(fù)面影響，且故障修復(fù)難度大，時(shí)間較長，對日常工作帶來較大影響。

1.2 倒閘操作危險(xiǎn)點(diǎn)

因調(diào)度人員審核操作命令票時(shí)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，未嚴(yán)格按照規(guī)定開展相應(yīng)作業(yè)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)難以正常運(yùn)行。在命令下達(dá)期間，未對電力系統(tǒng)內(nèi)潛在的危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行確定，制定應(yīng)急預(yù)案，導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行異常。此外，在交接班過程中沒有準(zhǔn)確記錄，流程不夠完善，容易出現(xiàn)誤操作，使電力系統(tǒng)的故障率增加。

1.3 環(huán)境因素的危險(xiǎn)點(diǎn)

設(shè)備運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜惡劣，例如周圍有陽光直射、通風(fēng)不佳，溫度和濕度過高或過低，地基不夠結(jié)實(shí)穩(wěn)固，表面不平整，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行期間出現(xiàn)異常振動，影響運(yùn)行效果；一些安裝環(huán)境的空間質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，未能做到遠(yuǎn)離粉塵、液體飛濺、帶有腐蝕性氣體等，使設(shè)備的使用壽命縮短。部分操作者單純注重設(shè)備現(xiàn)實(shí)安裝環(huán)境的控制，忽視內(nèi)部安全管理，導(dǎo)致監(jiān)控網(wǎng)的防護(hù)措施不完善，容易受到黑客侵襲等，對調(diào)度信息安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

1.4 誤操作與事故處理危險(xiǎn)點(diǎn)

首先，因操作人員對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行不夠熟悉，在故障形成后，未能及時(shí)準(zhǔn)確地作出判斷，導(dǎo)致故障排查不到位，未能立即將故障設(shè)備隔離，使得故障范圍擴(kuò)散，影響整體電網(wǎng)運(yùn)行。其次，誤下命令。一般是指調(diào)度員的工作態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)，或者交接班含糊、工作量較大，導(dǎo)致在寫調(diào)度令時(shí)出現(xiàn)失誤。

2 電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中危險(xiǎn)點(diǎn)的預(yù)控措施

2.1 加強(qiáng)倒閘操作預(yù)控

電網(wǎng)使用期間，需要集中注意力完成相應(yīng)操作，以免引發(fā)意外事故，為電網(wǎng)安全構(gòu)成威脅。針對倒閘操作中的危險(xiǎn)點(diǎn)，需要結(jié)合實(shí)際情況，制定和審查操作命令票，傳達(dá)調(diào)度操作指令，并采取相應(yīng)的預(yù)控措施，具體如下。

一是規(guī)范工作申請書。在倒閘作業(yè)期間，要求設(shè)備與現(xiàn)場相同，停送電的內(nèi)容與作業(yè)時(shí)間相匹配，運(yùn)行設(shè)備在書面票據(jù)上使用中英文標(biāo)記，申請人、負(fù)責(zé)人等都要由單位統(tǒng)一審批；在倒閘操作之前，調(diào)度人員應(yīng)認(rèn)真核對申請書，明確停電范圍、設(shè)備名稱與編號、接線形式等，避免后續(xù)工作與申請書內(nèi)容不符。

二是調(diào)度人員應(yīng)遵循“四環(huán)節(jié)”規(guī)定。部分電網(wǎng)故障是因人員誤操作所致，如調(diào)度員的工作態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)，或者交接班含糊、工作量較大，導(dǎo)致在寫調(diào)度令時(shí)出現(xiàn)失誤。對此，作業(yè)者應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定電網(wǎng)方式，明確審批票據(jù)的注意事項(xiàng)，模擬現(xiàn)場操作設(shè)備與運(yùn)行方法；在調(diào)度期間，注意隔離開關(guān)位置核對、接地線和斷路器、自動裝置位置以及運(yùn)行狀態(tài)等。

三是合理選擇操作時(shí)間。調(diào)度過程中作業(yè)人員應(yīng)始終保持注意力集中，錯開負(fù)荷高峰期，在運(yùn)行系統(tǒng)正常的情況下開展調(diào)度倒閘；還要求調(diào)度人員掌握危險(xiǎn)點(diǎn)，能夠提前判定和預(yù)防，編制應(yīng)急預(yù)案；操作期間嚴(yán)格遵循票據(jù)內(nèi)容和順序開展，一旦出現(xiàn)異常情況應(yīng)停止作業(yè)，待事故妥善處理后，再繼續(xù)調(diào)度。

2.2 強(qiáng)化運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控

在電網(wǎng)運(yùn)行期間，可設(shè)置電力電壓警戒值，將智能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)引入進(jìn)來，一旦超過預(yù)設(shè)的數(shù)值便會立即響起警報(bào)，實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)控，通過值班人員查看監(jiān)控畫面，對系統(tǒng)現(xiàn)存問題進(jìn)行良好解決；同時(shí)，還要明確監(jiān)控人員的職責(zé)范圍，要求經(jīng)常檢查設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，如遙測數(shù)據(jù)、電流值、電壓值等，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤；還要定期檢驗(yàn)自動化系統(tǒng)，在使用新設(shè)備時(shí)，提前檢驗(yàn)設(shè)備狀態(tài)，核對各項(xiàng)信息，待驗(yàn)收合格才可投入使用。為了降低誤操作概率，還應(yīng)在監(jiān)控系統(tǒng)中增設(shè)防誤操作的工具，保證工作人員在操作期間能夠準(zhǔn)確無誤。在靜態(tài)安全穩(wěn)定模式下，對電網(wǎng)在線控制性能進(jìn)行計(jì)算，公式如下：

式中，PIk代表的是電網(wǎng)在線控制性能指標(biāo)；Sik代表的是可控措施k 的參與因子；Wi代表的是參與因子權(quán)重；Hk代表的是措施k 的經(jīng)濟(jì)代價(jià)；Nc代表的是模式總數(shù)。按照上述公式，對每個(gè)措施的控制性能進(jìn)行計(jì)算，排列順序后，與靈敏度分析技術(shù)結(jié)合起來，便可得到全部故障下安全風(fēng)險(xiǎn)調(diào)整方案，為電網(wǎng)運(yùn)行控制決策提供輔助作用。

2.3 注重事故處理危險(xiǎn)點(diǎn)控制

在事故處理期間，危險(xiǎn)點(diǎn)的控制方式有以下幾種，一是在事故發(fā)生后，調(diào)度人員應(yīng)立即采集相關(guān)信息，了解設(shè)備保護(hù)動作狀態(tài)。現(xiàn)行電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)在生產(chǎn)階段已經(jīng)出現(xiàn)許多不足，特別是在事故狀態(tài)下，許多復(fù)雜的信號報(bào)文使監(jiān)控人員很難及時(shí)找到有價(jià)值的事故信息，延長故障處理時(shí)間。這就要求故障發(fā)生后，調(diào)度人員應(yīng)快速采集信息，針對尚未明確設(shè)備狀態(tài)的變電站，應(yīng)立即告知相關(guān)人員，第一時(shí)間到場檢驗(yàn)，針對事故的成因、類型、位置等做出準(zhǔn)確判斷。

二是調(diào)度人員應(yīng)嚴(yán)格遵循事故處理原則。部分調(diào)度人員職業(yè)素質(zhì)不高，心理素質(zhì)不高，未能充分掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，特別是在事故處理中，對工作程序模糊，事故處理帶有較大的盲目性、隨意性。對此，調(diào)度人員應(yīng)端正態(tài)度，快速將故障隔離開來，以免影響其他線路、設(shè)備運(yùn)行，盡快恢復(fù)特殊機(jī)構(gòu)的用電，如黨政機(jī)關(guān)、醫(yī)院等。

三是調(diào)整運(yùn)行方式，使設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)得以優(yōu)化，發(fā)電處理更加協(xié)調(diào)，還要綜合分析整個(gè)電網(wǎng)內(nèi)潮流、電壓等指標(biāo)發(fā)生的改變，以免產(chǎn)生超負(fù)荷情況。在事故處理期間，還要預(yù)防帶地線合閘送電，預(yù)防帶負(fù)荷拉、合刀閘等，使輸電設(shè)備能夠始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，為電力系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行提供保障。

3 智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)在安全風(fēng)險(xiǎn)防控中的應(yīng)用

3.1 基本情況

以某省會電網(wǎng)為例，是全省最大負(fù)荷中心，具有貫穿南北的重要作用。截至2020年年底，已經(jīng)運(yùn)行35～220kV 變電站260座，主變壓器453臺，變電總?cè)萘?654.14萬kV。在國家電網(wǎng)“大運(yùn)行”體系背景下，要求創(chuàng)建高度集中的電網(wǎng)監(jiān)控體系，急需創(chuàng)建監(jiān)控設(shè)備與信息管理平臺，使調(diào)度人員的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控能力、事故處理能力得以提升。但現(xiàn)行電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)在生產(chǎn)階段已經(jīng)出現(xiàn)許多不足，特別是在事故狀態(tài)下，許多復(fù)雜的信號使監(jiān)控人員很難及時(shí)找到有價(jià)值的事故信息，延長故障處理時(shí)間，為企業(yè)運(yùn)行帶來較大負(fù)面影響。對此，將智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)引入進(jìn)來，對原本的調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，使設(shè)備運(yùn)行信息更加真實(shí)完整，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷故障情況，達(dá)到快速高效解決事故的目標(biāo)。

3.2 設(shè)計(jì)方案

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中硬件系統(tǒng)配置較為完善，包括前端采集裝置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、磁盤交換機(jī)、歷史庫服務(wù)器、工作站與其他設(shè)備等，軟件源于國電南瑞集團(tuán)，功能豐富，可拓展性強(qiáng)，結(jié)合實(shí)際需求，從以下方面制定優(yōu)化方案。

一是監(jiān)控界面分層優(yōu)化設(shè)置。將其分成以下系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控系統(tǒng)、無功電壓調(diào)節(jié)等，上述為縱向分層，還要對各個(gè)子項(xiàng)橫向分層。調(diào)控重點(diǎn)在于實(shí)時(shí)關(guān)注數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的各個(gè)子項(xiàng)變化情況，并為每個(gè)子項(xiàng)分層排列。

二是重過載統(tǒng)計(jì)分類顯示。采用分類顯示法，在D5000系統(tǒng)平臺上，新增“設(shè)備重過載”模塊，立足于現(xiàn)實(shí)需求，要求顯示系統(tǒng)全部重過載設(shè)備分類設(shè)定，便于監(jiān)控。

三是監(jiān)控信息精細(xì)化管理。先將變電站傳遞的信息按照統(tǒng)一原則分類整合，將監(jiān)控信號分類；再對信息光字牌標(biāo)準(zhǔn)化命名，因設(shè)備廠家較多，信息名稱不統(tǒng)一，有時(shí)盡管是相同故障，但信息顯示不同，導(dǎo)致判定偏差增加。對此，需要標(biāo)準(zhǔn)化命名，統(tǒng)一報(bào)文描述，使其與光字牌名稱相同，提高事故異常處理效率。

3.3 實(shí)際應(yīng)用

3.3.1 監(jiān)控界面分層設(shè)置

在SCADA 系統(tǒng)中采用分層設(shè)置，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控情況展示出來，見表2。上述為縱向分層，還需要對各個(gè)子項(xiàng)橫向分層，便于監(jiān)控人員進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，見表3。

表2 SCADA 系統(tǒng)分層排列表

表3 廠站接線列表

3.3.2 重過載統(tǒng)計(jì)記錄分類顯示

在D5000系統(tǒng)中新增“設(shè)備重過載”模塊，以遙測數(shù)據(jù)為依據(jù)，在后臺判定設(shè)備為“重載”或者是“過載”，對于重載設(shè)備，可直接添加相關(guān)說明，報(bào)文變成橙色，過載則添加“過載”說明，報(bào)文顏色為紅色，用不同顏色提醒調(diào)度人員注意。在數(shù)據(jù)庫編程中，可對間隔電流負(fù)載率自動計(jì)算，并結(jié)合實(shí)際需求，將原本的越限率變成負(fù)載率，計(jì)算公式如下：

式中，Kp代表的是負(fù)載率；I 代表的是電流值；Imax代表的是設(shè)備載容量最大值。在設(shè)定完畢后，將電流基值輸入到間隔限制表內(nèi)，便會自動生成負(fù)載率。同時(shí)，充分利用D5000圖形編輯功能，可按照設(shè)備調(diào)度權(quán)限，將過重載信息分類顯示出來，并對負(fù)載率自動計(jì)算。

3.3.3 信號精細(xì)化管理

一是變電站傳輸信息分類匯總。將監(jiān)控信號按照類型不同合并，并起草信號管理劃分原則，可將其分成一次設(shè)備故障/異常、二次設(shè)備故障/異常，遙測越線信號應(yīng)單獨(dú)列入菜單欄內(nèi)，不與其他界面混合。

二是統(tǒng)一光字牌命名與報(bào)文描述。將信息光字牌統(tǒng)一命名，即＊＊＊開關(guān)一次設(shè)備故障/告警、＊＊＊開關(guān)二次設(shè)備故障/告警、＊＊＊回路故障，等等。報(bào)文描述內(nèi)容與光字牌相符，且按照信息重要性的大小，用不同顏色區(qū)分，事故為紅色、異常為粉紅、變位為綠色、越限為黃色、提示為藍(lán)色。

綜上所述，國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開電力供應(yīng)，在國家電網(wǎng)“大運(yùn)行”體系背景下，要求創(chuàng)建高度集中的電網(wǎng)監(jiān)控體系，急需創(chuàng)建監(jiān)控設(shè)備與信息管理平臺，使調(diào)度人員的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控能力、事故處理能力得以提升。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，應(yīng)重視電網(wǎng)調(diào)度工作，對潛在的危險(xiǎn)點(diǎn)全面挖掘，并探尋切實(shí)可行的防范措施，促進(jìn)電力調(diào)度工作效率提升。