電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化故障分析與處理

國電南瑞科技股份有限公司國際業(yè)務(wù)分公司 鄧 閱

1 引言

電力是現(xiàn)代社會(huì)的重要能源，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定對(duì)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活至關(guān)重要。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和電力負(fù)荷的增加，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化已成為電力系統(tǒng)管理和調(diào)度的主要手段，其可以提高電力系統(tǒng)的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，減少人為干擾，提高調(diào)度效率。

然而，在實(shí)際應(yīng)用中，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化也面臨著許多問題，如系統(tǒng)故障、人為失誤、設(shè)備老化等，這些問題不僅會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還會(huì)對(duì)國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生產(chǎn)造成不利影響。因此，如何有效地解決電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的故障問題，提高其可靠性和安全性，是當(dāng)前亟待解決的問題。

2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是指利用計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)控制等技術(shù)手段，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度管理和控制，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中，通過建立電力系統(tǒng)模型和監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制和優(yōu)化調(diào)度，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低電力生產(chǎn)成本，提高電力生產(chǎn)效率。

圖1 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化構(gòu)成

當(dāng)前，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化已成為電力系統(tǒng)調(diào)度的主要手段，得到了廣泛應(yīng)用。

一是自動(dòng)化程度不斷提高：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化程度不斷提高，采用了多種自動(dòng)化技術(shù)，如數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制和管理。

二是系統(tǒng)集成化：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的集成化程度不斷提高，不同子系統(tǒng)之間的信息互通和數(shù)據(jù)共享更加方便，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理和全面監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目標(biāo)。

三是信息化水平不斷提高：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的信息化水平不斷提高，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享、智能分析、決策支持等功能，使電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)得到更加全面、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和分析。

四是遠(yuǎn)程監(jiān)控控制能力提高：隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制能力得到了不斷提高，實(shí)現(xiàn)了對(duì)遠(yuǎn)程電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，提高了電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。

當(dāng)前電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化已成為電力系統(tǒng)管理和調(diào)度的主要手段，通過采用多種自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制和管理，提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性[1]。同時(shí)，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的信息化水平和遠(yuǎn)程監(jiān)控控制能力不斷提高，為電力系統(tǒng)的智能化管理和優(yōu)化調(diào)度提供了支持。

3 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化故障分析

3.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)故障

自動(dòng)控制系統(tǒng)故障是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中最常見的故障之一，可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)和甚至出現(xiàn)事故。自動(dòng)控制系統(tǒng)故障如下。

一是控制邏輯故障：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的控制邏輯是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要部分，如果控制邏輯出現(xiàn)故障，就可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定運(yùn)行或者出現(xiàn)事故。二是通信故障：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信是保證不同子系統(tǒng)之間信息傳遞的重要手段，如果通信出現(xiàn)故障，就可能導(dǎo)致信息傳遞不暢，從而影響整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行。三是控制硬件故障：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的控制硬件是保證自動(dòng)化控制正常運(yùn)行的重要組成部分，如果控制硬件出現(xiàn)故障，就可能導(dǎo)致自動(dòng)化控制無法正常運(yùn)行[2]。四是軟件故障：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的軟件是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要部分，如果軟件出現(xiàn)故障，就可能導(dǎo)致自動(dòng)化控制無法正常運(yùn)行，從而影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 人員失誤導(dǎo)致失敗

人員失誤是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中常見的故障原因之一，其表現(xiàn)形式多種多樣。

一是操作錯(cuò)誤：操作人員對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)操作不熟悉，或者誤操作導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蚴?。二是參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤：操作人員對(duì)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)無法正常運(yùn)行或者出現(xiàn)不穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。三是技能水平低：操作人員缺乏必要的技能和經(jīng)驗(yàn)，難以對(duì)復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行有效管理和維護(hù)。四是責(zé)任心不強(qiáng)：操作人員對(duì)工作不負(fù)責(zé)任，忽視自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性，導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)問題或失效。

3.3 前端機(jī)故障

前端機(jī)是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中的一個(gè)重要組成部分，是電力調(diào)度中心與各個(gè)下級(jí)電網(wǎng)和電力設(shè)備之間的橋梁，負(fù)責(zé)采集、處理和傳輸各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和控制指令[3]。因此，前端機(jī)的故障對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全運(yùn)行具有重要影響。

前端機(jī)故障的表現(xiàn)形式如下。

一是通信故障：前端機(jī)與下級(jí)電網(wǎng)和電力設(shè)備之間的通信出現(xiàn)異?；蛑袛?，導(dǎo)致前端機(jī)無法采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或者無法傳輸控制指令。

二是硬件故障：前端機(jī)的硬件部件（如CPU、內(nèi)存、磁盤等）損壞或出現(xiàn)其他故障，導(dǎo)致前端機(jī)無法正常運(yùn)行。

三是軟件故障：前端機(jī)的操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)庫等軟件出現(xiàn)故障，導(dǎo)致前端機(jī)無法正常運(yùn)行或者運(yùn)行不穩(wěn)定。

四是人為操作錯(cuò)誤：操作人員誤操作或者未按規(guī)定操作前端機(jī)，導(dǎo)致前端機(jī)出現(xiàn)異?；蛘吖收?。

3.4 病毒失效

病毒失效是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中的一種故障，指的是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到病毒攻擊，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作或數(shù)據(jù)受到破壞。

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，經(jīng)常需要與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此容易受到病毒攻擊。一旦系統(tǒng)被病毒攻擊，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作，甚至引發(fā)嚴(yán)重的數(shù)據(jù)安全問題。

病毒失效的表現(xiàn)形式如下。

一是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)異常：系統(tǒng)出現(xiàn)無法預(yù)測(cè)的崩潰、運(yùn)行速度明顯變慢等現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。

二是數(shù)據(jù)被破壞：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)被篡改、刪除、丟失等現(xiàn)象，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的可靠性和完整性受到損害。

三是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到病毒攻擊：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到病毒攻擊，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作或數(shù)據(jù)受到破壞。

4 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化故障處理測(cè)量

4.1 采用多層次自動(dòng)化管理系統(tǒng)

為了更好地處理電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化故障，可以采用多層次自動(dòng)化管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。這種系統(tǒng)可以將不同的管理層次進(jìn)行分離，并實(shí)現(xiàn)相互協(xié)調(diào)，從而更好地處理系統(tǒng)故障。

多層次自動(dòng)化管理系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

圖2 多層次自動(dòng)化管理系統(tǒng)構(gòu)成

一是系統(tǒng)監(jiān)控層：該層次負(fù)責(zé)對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)故障。二是故障診斷層：該層次負(fù)責(zé)對(duì)故障進(jìn)行快速的診斷和分析，找到故障原因和解決方案。三是故障處理層：該層次負(fù)責(zé)根據(jù)故障診斷結(jié)果，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行故障處理，包括維護(hù)、修復(fù)等。四是故障管理層：該層次負(fù)責(zé)對(duì)故障進(jìn)行管理，包括故障記錄、分析、總結(jié)等。

4.2 選擇合適的故障排查方法

選擇合適的故障排查方法是處理電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化故障的重要步驟，能夠幫助準(zhǔn)確找到故障原因并及時(shí)解決故障。

一是故障現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察：對(duì)于一些比較復(fù)雜的故障，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察，了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，找出故障的根源和具體的解決方案。二是數(shù)據(jù)分析：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)生成大量的數(shù)據(jù)，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以快速發(fā)現(xiàn)故障，找出故障原因。三是故障模擬：通過模擬故障情況，找出故障的根源和解決方案。四是實(shí)驗(yàn)室測(cè)試：對(duì)一些可能出現(xiàn)的故障情況，可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試，以找出故障原因和解決方案。五是專家咨詢：對(duì)于比較復(fù)雜的故障，可以咨詢領(lǐng)域內(nèi)的專家，獲取更深入的技術(shù)支持和指導(dǎo)。

4.3 加強(qiáng)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

一是采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)：先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和控制管理，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。二是引入人工智能技術(shù)：人工智能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的智能化管理和優(yōu)化調(diào)度，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。三是開發(fā)適用的控制算法：開發(fā)適用的控制算法可以提高電力系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)速度，有效避免故障發(fā)生。四是應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)：虛擬仿真技術(shù)可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，發(fā)現(xiàn)故障和優(yōu)化調(diào)度，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。五是強(qiáng)化自動(dòng)化控制技術(shù)培訓(xùn)和人員素質(zhì)提升：加強(qiáng)自動(dòng)化控制技術(shù)培訓(xùn)和人員素質(zhì)提升，可以提高操作人員的技術(shù)水平和工作效率，有效避免因操作失誤導(dǎo)致的故障。

4.4 剛性執(zhí)行各項(xiàng)工作制度

剛性執(zhí)行各項(xiàng)工作制度是處理電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化故障的重要措施之一。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化涉及許多重要的任務(wù)和流程，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、故障排查、維護(hù)管理等。為了保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須建立剛性執(zhí)行各項(xiàng)工作制度，確保各項(xiàng)任務(wù)和流程能夠有序進(jìn)行。下面是一些建立剛性執(zhí)行各項(xiàng)工作制度的措施：

一是制定詳細(xì)的工作流程和標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程：制定詳細(xì)的工作流程和標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程可以確保各項(xiàng)任務(wù)和流程能夠有序進(jìn)行，避免因操作失誤等問題導(dǎo)致的故障發(fā)生。

二是強(qiáng)化管理和監(jiān)督：強(qiáng)化管理和監(jiān)督可以確保各項(xiàng)工作制度得到切實(shí)執(zhí)行，避免因工作不規(guī)范或疏忽導(dǎo)致的故障發(fā)生。

三是建立科學(xué)的考核制度：建立科學(xué)的考核制度可以激勵(lì)員工積極工作，保障各項(xiàng)任務(wù)和流程的高效完成。

四是開展定期培訓(xùn)和練習(xí)：定期培訓(xùn)和練習(xí)可以提高員工的專業(yè)技能和應(yīng)對(duì)故障的能力，確保各項(xiàng)任務(wù)和流程得到高質(zhì)量地完成。

五是加強(qiáng)信息共享和溝通：加強(qiáng)信息共享和溝通可以提高各部門之間的協(xié)調(diào)配合，確保各項(xiàng)任務(wù)和流程的有序推進(jìn)。

5 結(jié)語

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的重要組成部分，可以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性。然而，由于各種因素的影響，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化也面臨著故障風(fēng)險(xiǎn)。只有各方面的措施得到有效實(shí)施，才可以更好地保障電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展和建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。