D5000系統(tǒng)在電網(wǎng)中的研究和應(yīng)用

黃貴朋 黃亞東 孫雷鳴 張洋洋

摘 要：本文首先對D5000系統(tǒng)在電網(wǎng)中的作用進(jìn)行了介紹，然后重點介紹了在D5000平臺下，結(jié)合調(diào)度運行經(jīng)驗，提出了SCADA系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化管理的概念，并提出具體措施;然后，有針對D5000系統(tǒng)可視化和智能化不高的問題，提出了通過可視化和智能搜索技術(shù)，開發(fā)的智能調(diào)度應(yīng)急輔助決策系統(tǒng);最后，介紹了在該平臺下二次設(shè)備自動巡檢的實現(xiàn)。相關(guān)技術(shù)與D5000平臺相結(jié)合，提高電網(wǎng)調(diào)度運行的管理效率、應(yīng)急處理能力和安全生產(chǎn)水平。

關(guān)鍵詞：D5000;SCADA優(yōu)化;智能調(diào)度;自動巡檢

隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，用電需求的日益擴(kuò)大，這就要求增加相應(yīng)電力設(shè)備和維護(hù)系統(tǒng)，以加強(qiáng)對電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的支撐。同時，一個新的問題就擺在了電力工作者的面前——如何有效合理地進(jìn)行電力能源調(diào)度。而D5000系統(tǒng)作為電力調(diào)度的支撐系統(tǒng)，在應(yīng)用過程中取得不錯的成績[1]，本文將就D5000系統(tǒng)在電網(wǎng)中的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 D5000系統(tǒng)簡述

D5000系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計是由國網(wǎng)南瑞公司完成的，其主要功能是提升智能電網(wǎng)調(diào)度運行的技術(shù)支持。在設(shè)計開發(fā)過程中，采用一體化設(shè)計思路，使得該系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)化高、開放性和安全性好的特點。同時，為了確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性，其硬件層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置和服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)，主要采用華為和聯(lián)想等國內(nèi)品牌，其操作程序?qū)雍蛿?shù)據(jù)庫的組建都有國產(chǎn)組成。該系統(tǒng)平臺以面向服務(wù)性能的軟件體系為基礎(chǔ)，在層次化功能設(shè)計、軟硬件功能模塊組織方面具有較大優(yōu)勢，能夠為電力調(diào)度系統(tǒng)提供較好的運行管理技術(shù)支撐[2]。與OPEN3000系統(tǒng)對比，其在決策智能化和運行可視化等方面具有顯著優(yōu)點，其決策的智能化主要是指系統(tǒng)能以調(diào)度運維人員的思考問題方式為基礎(chǔ)，以功能可視化模塊為界面，以計算互動為中心，已給出與地理環(huán)境結(jié)合、三維、動態(tài)、虛實結(jié)合的展示方法。而運行的可視化是指可視化的控制預(yù)防、可視化的緊急和恢復(fù)控制、可視化的異常和事故甄別、可視化的在線實時監(jiān)控，可視化的調(diào)度程序操作和電網(wǎng)運行分析等內(nèi)容。當(dāng)前的調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)D5000將原來獨立分散的各個應(yīng)用系統(tǒng)模塊化并進(jìn)行集成，同時形成具備實時監(jiān)控預(yù)警、調(diào)度計劃及安全校核，調(diào)度管理等應(yīng)用[3-4]。D5000電力調(diào)度管理系統(tǒng)平臺具有豐富子系統(tǒng)，能夠為電網(wǎng)的安全運行提供技術(shù)支撐[5-6]。本文將以該系統(tǒng)為基礎(chǔ)對其在電網(wǎng)安全運行中的作用進(jìn)行研究和分析。

2 D5000系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 優(yōu)化SCADA系統(tǒng)的管理

SCADA系統(tǒng)的優(yōu)化管理是指將一次設(shè)備、二次設(shè)備的調(diào)度管理，負(fù)荷率管理，缺陷管理在D5000系統(tǒng)上集中起來，以提高調(diào)度運行準(zhǔn)確性和高效性，提高電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平。目前SCADA系統(tǒng)存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①電網(wǎng)設(shè)備管轄獨立化，會造成電力調(diào)度管理效率低下;②缺陷管理獨立化，由于SCADA系統(tǒng)與電網(wǎng)的設(shè)備缺陷管理獨立，若設(shè)備發(fā)生異常時，系統(tǒng)不能及時把設(shè)備缺陷顯示出來，會帶來一定的安全風(fēng)險;③負(fù)荷預(yù)警獨立化，目前SCADA系統(tǒng)將負(fù)荷預(yù)警集中化，根據(jù)電網(wǎng)主接線負(fù)荷轉(zhuǎn)移時的調(diào)度原則，會造成主變重載時間變長，影響電網(wǎng)安全生產(chǎn)[7-8]。

SCADA系統(tǒng)的優(yōu)化就是將電網(wǎng)的調(diào)度自動化和調(diào)度實際工作結(jié)合起來，提高電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平和效率，針對現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)存在的問題，本文將結(jié)合D5000系統(tǒng)對SCADA系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化管理：①調(diào)度管理清晰化，在各個廠站建立調(diào)度管轄臺賬，將設(shè)備調(diào)度等一系列的調(diào)度相關(guān)的決策信息整合后，納入SCADA系統(tǒng)，方便調(diào)度人員在第一時間處理調(diào)度相關(guān)事宜，提高調(diào)度人員查閱設(shè)備調(diào)度信息和設(shè)備故障處理效率;②設(shè)備缺陷管理精益化，對于不能及時處理的缺陷，通過在自動化系統(tǒng)中設(shè)置缺陷光子牌及時標(biāo)注。針對場站的缺陷，應(yīng)設(shè)置缺陷管理臺賬，以方便調(diào)度人員及時掌握設(shè)備缺陷相關(guān)信息，提高缺陷處理效率，實現(xiàn)缺陷閉環(huán)管理;③負(fù)荷顯示全局化，通過將SCADA中的相關(guān)設(shè)備負(fù)荷率在各個場站和電網(wǎng)潮流圖中顯示出來，改善調(diào)度處理流程，提供消缺處理效率。同時對于電網(wǎng)潮流接線圖過于復(fù)雜的問題，通過負(fù)荷率顯示透明化和對涉及事故場站突顯出等方法進(jìn)行解決，實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備和負(fù)荷率同步運行，提高調(diào)度人員編排電網(wǎng)運行方式的效率。

2.2 智能調(diào)度應(yīng)急輔助管理

在智能電網(wǎng)中，調(diào)度是其神經(jīng)中樞，而調(diào)度自動化系統(tǒng)和綜合信息文檔是調(diào)度人員在平常處理調(diào)度業(yè)務(wù)時的主要依靠。隨著電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)發(fā)展，其綜合信息文檔的數(shù)據(jù)也日益復(fù)雜，為調(diào)度人員的查找使用帶來極大的不便。在傳統(tǒng)應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)缺乏集成化、智能化、可視化，使得調(diào)度人員處理事故時，大部分靠查找資料等，進(jìn)而造成調(diào)度事故效率低下，安全性不高。而D5000系統(tǒng)兼具了決策智能化和運行可視化等優(yōu)點，能夠很好的解決應(yīng)急輔助決策的問題，其智能輔助決策是將調(diào)度綜合信息文檔和智能調(diào)度自動化系統(tǒng)進(jìn)行重新融合，實現(xiàn)智能調(diào)度應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)與D5000平臺的調(diào)度數(shù)據(jù)共享，提供在調(diào)度中應(yīng)急管理的快速性，整體性。

在智能調(diào)度應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)中，主要4大核心模塊組成：①調(diào)度臺賬模塊，該臺賬包括大量調(diào)度基礎(chǔ)材料，如果調(diào)度人員根據(jù)需求在去找相應(yīng)的材料，則效率較低。本系統(tǒng)將調(diào)度應(yīng)急決策相關(guān)的綜合信息文檔進(jìn)行整理，歸納到新的D5000系統(tǒng)中，在每個場站分別建立與該場站相關(guān)的調(diào)度臺賬，并對材料及時跟新。以方便調(diào)度人員使用材料時能夠用智能搜索功能方便，快速的調(diào)用;②智能預(yù)案模塊，在傳統(tǒng)的電網(wǎng)跳閘后，需要調(diào)度人員根據(jù)經(jīng)驗來轉(zhuǎn)移負(fù)荷，方法單一，效率不高。該系統(tǒng)則是將事故的處理方案進(jìn)行統(tǒng)一儲存，在處理相應(yīng)事故時，可以通過相關(guān)算法直接調(diào)用相應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案，從而顯著提高調(diào)度人員處理事故的決策效率;③預(yù)警可視模塊，在D5000系統(tǒng)中調(diào)度運維人員在進(jìn)行負(fù)荷平衡工作的主要依據(jù)時電網(wǎng)潮流圖，而在過去的調(diào)度系統(tǒng)中，主變和線路負(fù)荷的預(yù)警信息不能集中顯示到潮流圖上，這樣就會造成調(diào)度運維人員必須返回設(shè)備負(fù)荷集中顯示窗口然后再進(jìn)行效驗。本系統(tǒng)通過負(fù)荷轉(zhuǎn)換為負(fù)載率，不但可以實現(xiàn)實時同步在潮流圖中顯示，而且還實現(xiàn)了設(shè)備重載、過載的預(yù)警提醒。④缺陷管理模塊，該模塊的主要作用是在電網(wǎng)的設(shè)備發(fā)生缺陷的時候，如果沒有及時消除缺陷，可以在該系統(tǒng)上對設(shè)備的缺陷進(jìn)行標(biāo)注，同時也可以在電網(wǎng)潮流圖和場站中設(shè)置雙重的缺陷光字牌，以方便調(diào)度運維人員對電網(wǎng)的運行方式進(jìn)行合理的調(diào)整。同時，系統(tǒng)通過設(shè)置缺陷管理臺賬，方便運維調(diào)度人員在進(jìn)行相關(guān)變電操作時能全方位的掌握設(shè)備的缺陷信息，對電網(wǎng)的安全生產(chǎn)進(jìn)行有效的安全管控，提高電網(wǎng)安全生產(chǎn)水平。

2.3 二次設(shè)備自動巡檢系統(tǒng)

電力公司主要在110kV以上的變電站推出了二次專業(yè)巡檢工作，以通過巡檢能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，消除設(shè)備隱患。但是隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷的發(fā)展，相關(guān)巡檢工作的范圍和工作量越來越大，有時候可能存在無法發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患的問題，目前迫切需要新的方法來改變目前的巡檢方法。由于目前國內(nèi)外對二次設(shè)備的在線監(jiān)測主要集中在智能變電站，而對于常規(guī)變電站的大部分都是綜自站，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效采集。而D5000系統(tǒng)中在系統(tǒng)集成的建設(shè)規(guī)范中明確了二次設(shè)備的在線監(jiān)視和分析功能，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，通信狀態(tài)的監(jiān)視等功能，但是這些信息中高級分析功能還相對較弱，一些數(shù)據(jù)還需要主站來處理，整體架構(gòu)設(shè)計不太合理。但是二次設(shè)備在線監(jiān)測的技術(shù)已具備研究基礎(chǔ)。通過繼電保護(hù)信息處理子系統(tǒng)對故障錄波和繼電保護(hù)設(shè)備等智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集，然后將這些信息發(fā)送到D5000調(diào)度平臺。而同時二次設(shè)備自動巡檢系統(tǒng)又作為D5000調(diào)度平臺的一個子系統(tǒng)，可以直接從D5000調(diào)度平臺獲得各類繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)，然后通過對這些數(shù)據(jù)的分析和加工，實現(xiàn)對繼電保護(hù)二次設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視和自動巡檢。該技術(shù)具有以下技術(shù)特點：①提出了實現(xiàn)繼電保護(hù)信息管理、設(shè)備全方位保護(hù)的技術(shù)方，將對繼電保護(hù)設(shè)備的各類信息集成于統(tǒng)一平臺;②高效實現(xiàn)了對全部變電站中的繼電保護(hù)設(shè)備的自動巡檢和預(yù)警，提高了運維人員消缺的效率，提高了電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平;③提出了遠(yuǎn)方修改定值的有效技術(shù)手段，能夠在遠(yuǎn)程完成軟亞板和定值的校驗和修改工作;④為二次設(shè)備的繼電保護(hù)工作提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對二次設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測。

3 結(jié)語

本文對D5000調(diào)度平臺在電網(wǎng)中應(yīng)用和研究進(jìn)行分析，著重分析了在D5000調(diào)度平臺下實現(xiàn)SCADA平臺優(yōu)化管理的方法，提高智能調(diào)度應(yīng)急輔助管理的方法以及二次設(shè)備自動巡檢的實現(xiàn)，使得電網(wǎng)調(diào)度實際工作與電網(wǎng)調(diào)度自動化緊密結(jié)合，確保調(diào)度運行準(zhǔn)確性和高效性，提高了電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平。

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