廣西電網(wǎng)調(diào)度操作風(fēng)險防控系統(tǒng)設(shè)計

凡華

(廣西電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心，廣西南寧530023)

廣西電網(wǎng)調(diào)度操作風(fēng)險防控系統(tǒng)設(shè)計

凡華

(廣西電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心，廣西南寧530023)

介紹了一種面向調(diào)度操作的實時風(fēng)險防控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能構(gòu)成。系統(tǒng)以操作票智能校核為核心，融合PAS功能模塊，諸如潮流計算、拓撲分析等，完成了基于邏輯防誤、規(guī)程約束、安全斷面約束、設(shè)備參數(shù)約束、梯級水庫調(diào)度約束和計劃檢修時序約束等多約束條件下的調(diào)度操作風(fēng)險辨識，最后通過風(fēng)險預(yù)控知識庫生成風(fēng)險預(yù)控措施。實現(xiàn)了圖形開票、操作票預(yù)演和校核、邏輯防誤、安全分析和預(yù)控方案生成的完整體系。

調(diào)度操作;風(fēng)險評估;知識庫

1 引言

電網(wǎng)風(fēng)險評估是保障大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要措施，在實際運行中電網(wǎng)調(diào)度操作風(fēng)險的辨識與防控尤為重要。國內(nèi)外許多學(xué)者圍繞電力系統(tǒng)安全風(fēng)險做了大量的研究，文獻［1］詳細介紹了電網(wǎng)風(fēng)險評估模型和算法;文獻［2－4］探討了基于最優(yōu)潮流、連鎖故障、智能操作票系統(tǒng)等在電網(wǎng)風(fēng)險辨識與預(yù)控中的應(yīng)用;文獻［5－9］對調(diào)度操作風(fēng)險防控也做了大量研究。目前廣西電網(wǎng)公司也制定了基于“安全生產(chǎn)風(fēng)險管理體系”的電網(wǎng)風(fēng)險量化評估辦法及相關(guān)的電網(wǎng)風(fēng)險管理制度和流程。然而，在調(diào)度操作風(fēng)險實時防控方面，真正具有通用性并得到推廣的應(yīng)用較少。

在上述背景下，本文基于風(fēng)險閉環(huán)管理，提出了面向調(diào)度運行的電網(wǎng)調(diào)度操作風(fēng)險防控系統(tǒng)設(shè)計方案。本方案立足廣西電網(wǎng)實際，將調(diào)度操作與EMS系統(tǒng)打通實現(xiàn)了圖形開票;利用EMS實時數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了操作票的預(yù)演;結(jié)合PAS功能構(gòu)建了基于拓撲分析、安全斷面控制、調(diào)度規(guī)程校核、計劃檢修時序、梯級水庫調(diào)度的操作風(fēng)險辨識體系;通過整合風(fēng)險預(yù)控知識庫實現(xiàn)了集圖形開票、操作票預(yù)演、安全校核、風(fēng)險預(yù)警、預(yù)控方案生成的調(diào)度操作風(fēng)險防控解決方案。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計

廣西電網(wǎng)調(diào)度操作風(fēng)險防控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)以操作票智能校核為核心，融合PAS系統(tǒng)，實現(xiàn)了圖形開票、操作票預(yù)演和校核、安全分析和預(yù)控方案生成的完整功能。該系統(tǒng)利用潮流計算和拓撲分析實現(xiàn)了多約束條件下調(diào)度操作的安全校核，最后通過風(fēng)險預(yù)控知識庫生成風(fēng)險預(yù)控措施。

圖1 廣西電網(wǎng)調(diào)度操作風(fēng)險防控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3 圖形開票

圖形開票是指調(diào)度員在主接線圖中根據(jù)操作目的在圖形界面上點選設(shè)備并生成標(biāo)準(zhǔn)調(diào)度指令票的過程。

3.1 EMS數(shù)據(jù)同步

EMS系統(tǒng)以服務(wù)方式提供設(shè)備模型、圖模數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)校核服務(wù)等，其中設(shè)備模型基于CIM標(biāo)準(zhǔn)，圖形數(shù)據(jù)基于SVG標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)通過服務(wù)定期檢測設(shè)備模型和圖模數(shù)據(jù)是否有更新，從而實現(xiàn)圖模數(shù)據(jù)自動與EMS同步，不需要單獨維護。

3.2 圖形開票

在同步獲取的圖形上通過點選相關(guān)設(shè)備即可自動生成所需操作票。圖形開票與自動成票是基于操作模型自動識別的，采用模式識別的方法自動從CIM模型中抽取操作模型。自動成票專家?guī)焓腔诓僮髂Ｐ蜆?gòu)建的，符合電氣設(shè)備操作規(guī)定及調(diào)度操作規(guī)定，可以適應(yīng)不同操作模式(包括逐項令和綜合令等)。

4 調(diào)度操作風(fēng)險辨識

調(diào)度操作風(fēng)險辨識是綜合考慮邏輯防誤、規(guī)程約束、安全斷面約束、設(shè)備參數(shù)約束、梯級水庫調(diào)度約束和計劃檢修時序約束等方面，完成基于多約束下的倒閘操作全過程風(fēng)險辨識。

4.1 邏輯防誤及規(guī)程約束

結(jié)合SCADA實時數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)拓撲分析和預(yù)置的規(guī)程約束，實現(xiàn)調(diào)度操作過程的電氣邏輯校驗和操作規(guī)則校驗。當(dāng)生成一份“三審”后的操作票后，系統(tǒng)自動進行操作票的預(yù)演，在預(yù)演過程中進行拓撲分析和規(guī)程約束校驗。

拓撲分析主要實現(xiàn)接地分析和失壓分析，即任何操作不得導(dǎo)致運行設(shè)備與地刀相連;任何操作不得導(dǎo)致設(shè)備失壓(允許的除外)。在電氣邏輯校驗的同時進行操作規(guī)程校驗，規(guī)程約束是預(yù)置在知識庫中的，如線路停電操作必須按照斷開開關(guān)→拉開線路側(cè)刀閘→拉開母線側(cè)刀閘的順序依次操作;3/2接線方式下，先斷中開關(guān)，后斷邊開關(guān);線路停送電應(yīng)遵循“三停三送”的原則等。

4.2 設(shè)備參數(shù)及安全斷面約束

操作票預(yù)演過程中結(jié)合PAS潮流計算功能，設(shè)備參數(shù)約束主要是綜合有功限制和電壓限制，斷面約束是在電網(wǎng)正?；驒z修方式下通過N－1掃描獲得。利用SCADA實時數(shù)據(jù)，對操作前、操作中、操作后進行N－1掃描計算進行設(shè)備參數(shù)及安全斷面約束校驗。

4.3 梯級水庫調(diào)度約束

梯級水庫調(diào)度既有電的平衡，又有水的匹配。廣西電網(wǎng)主要是紅水河流域龍灘、巖灘、大化、樂灘、橋鞏等廠的流域約束。通過與水調(diào)自動化系統(tǒng)對接，獲取各電廠實時上下游水位、入庫流量、出庫流量等基礎(chǔ)信息。利用各梯級水電站間水流時滯、庫容、水頭、出力、發(fā)電流量間關(guān)系，獲得各電廠在高效運行水位區(qū)間內(nèi)運行的各電廠最優(yōu)出力。特別是當(dāng)檢修工作需控制電廠出力時，需進行梯級水庫調(diào)度約束校驗確保不能棄水。

4.4 檢修時序約束

通過與檢修單管理系統(tǒng)的對接，獲取電網(wǎng)計劃檢修工作時序。當(dāng)本次操作校核結(jié)束后，系統(tǒng)按時序自動對還未操作的檢修工作進行掃描，若無法通過校核，則對有風(fēng)險的計劃檢修工作進行預(yù)警，及時與相關(guān)部門聯(lián)系調(diào)整檢修工作時序。

5 調(diào)度操作風(fēng)險防控策略

建立通用的調(diào)度運行規(guī)則、設(shè)備操作規(guī)則、電網(wǎng)調(diào)控規(guī)則以及事故預(yù)案等方面的知識庫，把辨識出的風(fēng)險自動導(dǎo)入風(fēng)險預(yù)控知識庫，生成風(fēng)險預(yù)控方案調(diào)度員參考。

5.1 檢修策略庫

檢修策略庫是電網(wǎng)風(fēng)險防控策略生成的重要組成部分，特別是在事故處理時的支持意義十分重大。檢修策略庫是長期以來設(shè)備計劃檢修時對運行方式調(diào)整、控制斷面、控制方法等的長期積累。當(dāng)校驗未通過時自動匹配檢修策略庫中控制斷面并查詢最新的控制方法供調(diào)度員參考。當(dāng)設(shè)備跳閘時自動與檢修策略庫匹配，展示最新控制策略。雖然當(dāng)前運行方式與當(dāng)時運行方式可能不一致，但就局部電網(wǎng)來說還是具有參考意義的。設(shè)備檢修策略庫設(shè)計如表1所示。

表1

5.2 事故處理預(yù)案庫

通過與格式化的事故處預(yù)案庫接口，當(dāng)校驗未通過或設(shè)備跳閘時自動匹配事故處預(yù)案庫并查詢最新版本的事故處理預(yù)案供調(diào)度員參考。實現(xiàn)方法與檢修策略庫是類似的。

6 結(jié)語

本文介紹了一種以操作票智能校驗為核心的面向調(diào)度操作的實時風(fēng)險防控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能構(gòu)成，并對其關(guān)鍵技術(shù)進行了闡述。該系統(tǒng)將調(diào)度運行中各模塊諸如潮流計算、拓撲分析等串接到本系統(tǒng)的校核流程中，完成了基于邏輯防誤、規(guī)程約束、安全斷面約束、設(shè)備參數(shù)約束、梯級水庫調(diào)度約束和計劃檢修時序約束等多約束條件下的調(diào)度操作風(fēng)險辨識，最后通過風(fēng)險預(yù)控知識庫生成風(fēng)險預(yù)控措施。實現(xiàn)了圖形開票、操作票預(yù)演、校核、邏輯防誤、安全分析和預(yù)控方案生成的完整體系。該系統(tǒng)一方面可以有效的降低調(diào)度操作的安全風(fēng)險;另一方面，將調(diào)度系統(tǒng)長期的運行經(jīng)驗積累得以整合并轉(zhuǎn)化為智能庫，不僅在調(diào)度運行、事故處理中起到重要作用，同時也在事前方式安排、電網(wǎng)規(guī)劃中發(fā)揮巨大效益。

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The Design of Operational Security Control System for Guangxi Power Grid

FAN Hua
(Guangxi Power Grid Dispatching Control Center，Nanning 530023，China)

This paper introduces the architecture and functional structure of a real-time risk prevention and control system for operational security control.This system bases on operation order checking，in which power flow calculation and topology analysis are fused.The operational risk identification function is realized，which based on logic protection、operation sequence、control sections、device parameters、reservoir dispatching、planned overhaul time sequence.Finally，the pre－control measures are generated through the pre-control knowledge base.This is a complete system，which contains functions such as graphics aided operation ticket making、preview of operation ticket、logic protection、safety analysis、pre－control measures generation.

dispatch operation，risk evaluation，knowledge base

TM76;TP182

B

1004－289X(2016)04－0060－03

2015－10－31

凡華(1984－)男，湖北公安縣人，碩士研究生，工程師，現(xiàn)從事電力調(diào)度工作。