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        電網(wǎng)調(diào)度運行工作中的危險點分析與預控研究

        2023-12-22 07:07:34國網(wǎng)寧夏電力公司吳忠供電公司
        電力設備管理 2023年22期
        關鍵詞:危險點調(diào)度電網(wǎng)

        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)度人員應明確危險點類型與成因,并提前采取相應的預防控制措施,最大限度避免和減少事故發(fā)生,維護電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

        1 電網(wǎng)調(diào)度運行中的危險點

        當前,大多數(shù)電力調(diào)度系統(tǒng)采用自動化運行模式,各變電站借助計算機技術,監(jiān)管電力系統(tǒng)運行情況,節(jié)約人力資源投入。盡管多種先進設備與技術的應用可提高促進電網(wǎng)運行效率提升,但在運行期間仍存在許多危險因素,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)度運行中的危險點

        1.1 系統(tǒng)自身缺陷

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

        1.2 倒閘操作危險點

        因調(diào)度人員審核操作命令票時不夠嚴謹,未嚴格按照規(guī)定開展相應作業(yè),導致電力系統(tǒng)難以正常運行。在命令下達期間,未對電力系統(tǒng)內(nèi)潛在的危險點進行確定,制定應急預案,導致電網(wǎng)運行異常。此外,在交接班過程中沒有準確記錄,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)境因素的危險點

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

        1.4 誤操作與事故處理危險點

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

        2 電網(wǎng)調(diào)度運行中危險點的預控措施

        2.1 加強倒閘操作預控

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

        一是規(guī)范工作申請書。在倒閘作業(yè)期間,要求設備與現(xiàn)場相同,停送電的內(nèi)容與作業(yè)時間相匹配,運行設備在書面票據(jù)上使用中英文標記,申請人、負責人等都要由單位統(tǒng)一審批;在倒閘操作之前,調(diào)度人員應認真核對申請書,明確停電范圍、設備名稱與編號、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)度不嚴謹,或者交接班含糊、工作量較大,導致在寫調(diào)度令時出現(xiàn)失誤。對此,作業(yè)者應嚴格遵循相關標準,確定電網(wǎng)方式,明確審批票據(jù)的注意事項,模擬現(xiàn)場操作設備與運行方法;在調(diào)度期間,注意隔離開關位置核對、接地線和斷路器、自動裝置位置以及運行狀態(tài)等。

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

        2.2 強化運行風險監(jiān)控

        在電網(wǎng)運行期間,可設置電力電壓警戒值,將智能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)引入進來,一旦超過預設的數(shù)值便會立即響起警報,實現(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)存問題進行良好解決;同時,還要明確監(jiān)控人員的職責范圍,要求經(jīng)常檢查設備運行數(shù)據(jù),如遙測數(shù)據(jù)、電流值、電壓值等,保證數(shù)據(jù)準確無誤;還要定期檢驗自動化系統(tǒng),在使用新設備時,提前檢驗設備狀態(tài),核對各項信息,待驗收合格才可投入使用。為了降低誤操作概率,還應在監(jiān)控系統(tǒng)中增設防誤操作的工具,保證工作人員在操作期間能夠準確無誤。在靜態(tài)安全穩(wěn)定模式下,對電網(wǎng)在線控制性能進行計算,公式如下:

        式中,PIk代表的是電網(wǎng)在線控制性能指標;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重;Hk代表的是措施k 的經(jīng)濟代價;Nc代表的是模式總數(shù)。按照上述公式,對每個措施的控制性能進行計算,排列順序后,與靈敏度分析技術結(jié)合起來,便可得到全部故障下安全風險調(diào)整方案,為電網(wǎng)運行控制決策提供輔助作用。

        2.3 注重事故處理危險點控制

        在事故處理期間,危險點的控制方式有以下幾種,一是在事故發(fā)生后,調(diào)度人員應立即采集相關信息,了解設備保護動作狀態(tài)?,F(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,許多復雜的信號報文使監(jiān)控人員很難及時找到有價值的事故信息,延長故障處理時間。這就要求故障發(fā)生后,調(diào)度人員應快速采集信息,針對尚未明確設備狀態(tài)的變電站,應立即告知相關人員,第一時間到場檢驗,針對事故的成因、類型、位置等做出準確判斷。

        二是調(diào)度人員應嚴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)度人員應端正態(tài)度,快速將故障隔離開來,以免影響其他線路、設備運行,盡快恢復特殊機構的用電,如黨政機關、醫(yī)院等。

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

        3 智能電網(wǎng)調(diào)度技術在安全風險防控中的應用

        3.1 基本情況

        以某省會電網(wǎng)為例,是全省最大負荷中心,具有貫穿南北的重要作用。截至2020年年底,已經(jīng)運行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)控設備與信息管理平臺,使調(diào)度人員的電網(wǎng)安全風險監(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,許多復雜的信號使監(jiān)控人員很難及時找到有價值的事故信息,延長故障處理時間,為企業(yè)運行帶來較大負面影響。對此,將智能電網(wǎng)調(diào)度技術引入進來,對原本的調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)進行優(yōu)化改造,使設備運行信息更加真實完整,可及時發(fā)現(xiàn)和判斷故障情況,達到快速高效解決事故的目標。

        3.2 設計方案

        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、實時數(shù)據(jù)庫服務器、磁盤交換機、歷史庫服務器、工作站與其他設備等,軟件源于國電南瑞集團,功能豐富,可拓展性強,結(jié)合實際需求,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,還要對各個子項橫向分層。調(diào)控重點在于實時關注數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的各個子項變化情況,并為每個子項分層排列。

        二是重過載統(tǒng)計分類顯示。采用分類顯示法,在D5000系統(tǒng)平臺上,新增“設備重過載”模塊,立足于現(xiàn)實需求,要求顯示系統(tǒng)全部重過載設備分類設定,便于監(jiān)控。

        三是監(jiān)控信息精細化管理。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;再對信息光字牌標準化命名,因設備廠家較多,信息名稱不統(tǒng)一,有時盡管是相同故障,但信息顯示不同,導致判定偏差增加。對此,需要標準化命名,統(tǒng)一報文描述,使其與光字牌名稱相同,提高事故異常處理效率。

        3.3 實際應用

        3.3.1 監(jiān)控界面分層設置

        在SCADA 系統(tǒng)中采用分層設置,將實時數(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,還需要對各個子項橫向分層,便于監(jiān)控人員進行數(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)計記錄分類顯示

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

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

        3.3.3 信號精細化管理

        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,可將其分成一次設備故障/異常、二次設備故障/異常,遙測越線信號應單獨列入菜單欄內(nèi),不與其他界面混合。

        二是統(tǒng)一光字牌命名與報文描述。將信息光字牌統(tǒng)一命名,即***開關一次設備故障/告警、***開關二次設備故障/告警、***回路故障,等等。報文描述內(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、提示為藍色。

        綜上所述,國家經(jīng)濟發(fā)展離不開電力供應,在國家電網(wǎng)“大運行”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)控設備與信息管理平臺,使調(diào)度人員的電網(wǎng)安全風險監(jiān)控能力、事故處理能力得以提升。在電力系統(tǒng)運行中,應重視電網(wǎng)調(diào)度工作,對潛在的危險點全面挖掘,并探尋切實可行的防范措施,促進電力調(diào)度工作效率提升。

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