“雙碳”目標(biāo)下基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理與實(shí)踐

袁士超，周 飛，陳東海，鄔航杰，李 丹

(國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司寧波供電公司，浙江 寧波315010)

0 引 言

“雙碳”目標(biāo)是中國(guó)向國(guó)際社會(huì)作出的鄭重承諾，該承諾在樹(shù)立了負(fù)責(zé)任的大國(guó)形象、彰顯了大國(guó)擔(dān)當(dāng)?shù)耐瑫r(shí)，也為中國(guó)能源電力工業(yè)提供了“彎道超車”、搶占世界制高點(diǎn)的重大戰(zhàn)略機(jī)遇。作為關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈和國(guó)家能源安全的特大型國(guó)企，國(guó)家電網(wǎng)公司結(jié)合“十四五”規(guī)劃，對(duì)落實(shí)“雙碳”目標(biāo)進(jìn)行深入研究后，提出了“六個(gè)推動(dòng)、六個(gè)著力”的指導(dǎo)方針。

寧波供電公司根據(jù)其中“加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)運(yùn)維各環(huán)節(jié)綠色低碳技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地和環(huán)境保護(hù)”的要求[1]，深入思考、合理規(guī)劃，基于地縣一體化模式技術(shù)支撐，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行應(yīng)急體系建設(shè)要求，提出并實(shí)踐了“雙碳”目標(biāo)下基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式。

1 備調(diào)建設(shè)的必要性

隨著調(diào)控技術(shù)支持系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行支撐力度逐步提高，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于電網(wǎng)的正常運(yùn)行有著至關(guān)重要的意義。如因自然災(zāi)害、突發(fā)事件等不可抗力影響，導(dǎo)致調(diào)控技術(shù)支持系統(tǒng)癱瘓或調(diào)度員無(wú)法開(kāi)展調(diào)控業(yè)務(wù)，將嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常管理與安全運(yùn)行[2-5]。

國(guó)家電網(wǎng)公司要求地市級(jí)調(diào)控機(jī)構(gòu)利用區(qū)域內(nèi)所轄縣調(diào)、變電站基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)獨(dú)立于主調(diào)的備調(diào)技術(shù)支持系統(tǒng)，在省調(diào)、所屬縣調(diào)、變電站等地建立備調(diào)值班設(shè)施，利用通信和自動(dòng)化手段遠(yuǎn)程瀏覽、控制地調(diào)主調(diào)和備調(diào)技術(shù)支持系統(tǒng)，同時(shí)利用省調(diào)、縣調(diào)或相關(guān)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)地調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度業(yè)務(wù)的備用[6]。

2 地縣一體化模式的建立

目前常用的“一體化EMS系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)模式主要有遠(yuǎn)程工作站模式、廣域分布式采集模式和異地容災(zāi)備用模式三種[7]，其各自優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)匯總見(jiàn)表1。

表1 三種“一體化能量管理系統(tǒng)”模式特點(diǎn)Table 1 Characteristics of three modes of “integrated energy management system”

對(duì)比三種模式，結(jié)合寧波電網(wǎng)實(shí)際情況，寧波地調(diào)采用分布式采集模式，建設(shè)地縣一體化調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。同時(shí)逐步對(duì)廠站接入方式進(jìn)行改造，構(gòu)建縣調(diào)廠站向縣調(diào)和地調(diào)兩路通信通道，互為備用，為系統(tǒng)功能擴(kuò)展搭建采集基礎(chǔ)。

圖1 寧波供電公司地縣一體化系統(tǒng)架構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of prefecture-county integrated system architecture of Ningbo Power Supply Company

3 基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式建立

獨(dú)立備調(diào)在其建設(shè)選址、網(wǎng)絡(luò)選點(diǎn)、建筑設(shè)施等方面具有環(huán)境要求苛刻、設(shè)備成本高、技術(shù)要求嚴(yán)格等特點(diǎn)。寧波地調(diào)利用調(diào)度大樓搬遷契機(jī)，保留了原調(diào)度辦公環(huán)境和調(diào)度設(shè)備，作為備調(diào)，省去了新建獨(dú)立備調(diào)的各種人、財(cái)、物投入。在此基礎(chǔ)上，充分利用地縣一體化模式技術(shù)，拓寬縣調(diào)功能，實(shí)現(xiàn)“縣為地備”的新型備調(diào)模式，為備調(diào)應(yīng)急管理模式提供了新思路，也是響應(yīng)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)號(hào)召、推動(dòng)公司節(jié)能減排加快實(shí)施、著力降低自身碳排放水平的有效之舉。以下就技術(shù)支撐和使用模式兩方面闡述新模式的建設(shè)。

3.1 技術(shù)支撐

3.1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

地縣一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能由分布在地調(diào)及縣調(diào)的多個(gè)廣域節(jié)點(diǎn)共同完成。寧波地調(diào)部署4臺(tái)前置服務(wù)器，采集220 kV、市區(qū)110 kV和35 kV變電站數(shù)據(jù)。8個(gè)縣調(diào)各部署2臺(tái)前置服務(wù)器，采集縣域110 kV變電站及35 kV變電站數(shù)據(jù)，縣域110 kV變電站接入方式見(jiàn)圖2。正常運(yùn)行時(shí)，地調(diào)及縣調(diào)的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器只管理本地的數(shù)據(jù)采集裝置，地縣分區(qū)、分工協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)分布式信息采集。地、縣應(yīng)用服務(wù)器可通過(guò)消息總線及時(shí)了解整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集情況。

圖2 縣域110 kV變電站接入地縣一體系統(tǒng)示意圖Fig.2 Schematic diagram of county 110 kV substation connected to prefecture county integrated system

3.1.2 分區(qū)解列及恢復(fù)

正常情況下，各縣調(diào)通過(guò)主干網(wǎng)延伸交換機(jī)獲取地調(diào)主系統(tǒng)服務(wù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)本縣的調(diào)度自動(dòng)化功能。這些功能包括輸電網(wǎng)集中監(jiān)視、二次設(shè)備在線監(jiān)控、自動(dòng)電壓控制、調(diào)度員仿真培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)分析等應(yīng)用。

若縣調(diào)出現(xiàn)無(wú)法獲取地調(diào)主系統(tǒng)服務(wù)的故障情況，如地縣互聯(lián)中斷或地調(diào)主系統(tǒng)運(yùn)行異常，則地縣一體化系統(tǒng)處于分區(qū)解列運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，縣調(diào)前置服務(wù)器兼做SCADA服務(wù)器和FES服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)縣調(diào)的調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用(此處是不完全備用，查看歷史曲線等調(diào)用商用庫(kù)功能已失效，但不影響調(diào)度實(shí)時(shí)工作的開(kāi)展)，見(jiàn)圖3。在地縣聯(lián)網(wǎng)恢復(fù)、縣調(diào)可獲取地調(diào)主系統(tǒng)服務(wù)的情況下，可自動(dòng)恢復(fù)子系統(tǒng)與主系統(tǒng)一體化運(yùn)行，數(shù)據(jù)、模型等信息亦能自動(dòng)同步。

圖3 地縣聯(lián)網(wǎng)中斷后系統(tǒng)工作方式示意圖Fig.3 Schematic diagram of system working mode after the interruption of prefecture and county networking

極端情況下，當(dāng)縣公司2臺(tái)前置服務(wù)器均故障時(shí)，對(duì)于已完成數(shù)據(jù)網(wǎng)改造的縣域110 kV變電站，可以自動(dòng)啟用第二通信鏈路(如圖2)。此時(shí)，地調(diào)調(diào)控員工作站切換監(jiān)控責(zé)任區(qū)后，依然能實(shí)現(xiàn)縣域變電站的監(jiān)控，即“地為縣備”模式。

3.2 應(yīng)用模式

備調(diào)啟動(dòng)應(yīng)用主要應(yīng)對(duì)主調(diào)系統(tǒng)異常、自然災(zāi)害等區(qū)域性不可抗力影響和傳播性疾病等突發(fā)事件影響三種情況，以下就三種情況建立三種應(yīng)對(duì)模式。

3.2.1 主調(diào)系統(tǒng)異常

主調(diào)系統(tǒng)異常時(shí)主備調(diào)轉(zhuǎn)換模式如圖4所示，為主調(diào)模式→“縣為地備”模式→備調(diào)模式，即當(dāng)主調(diào)場(chǎng)所不具備值班條件時(shí)，主調(diào)將地調(diào)調(diào)度管轄權(quán)移交縣調(diào)后趕往備調(diào)場(chǎng)所，值班人員到達(dá)備調(diào)場(chǎng)所并準(zhǔn)備就緒后，縣調(diào)將地調(diào)調(diào)度管轄權(quán)移交備調(diào)，從而無(wú)縫實(shí)現(xiàn)主備調(diào)轉(zhuǎn)換過(guò)程。在“縣為地備”的備調(diào)選擇上，寧波中心城區(qū)與鄞州區(qū)在2016年9月區(qū)域調(diào)整中有重大變化，兩級(jí)調(diào)度管轄也做相應(yīng)調(diào)整、交接，互相熟悉度高，可優(yōu)先選取鄞州調(diào)。

圖4 主調(diào)系統(tǒng)異常情況下主備調(diào)轉(zhuǎn)換模式圖Fig.4 Conversion mode diagram of active/standby dispatching under abnormal conditions of main dispatching system

3.2.2 自然災(zāi)害等區(qū)域性不可抗力影響

遇到主調(diào)地區(qū)自然災(zāi)害等區(qū)域性不可抗力影響，則需要將備調(diào)轉(zhuǎn)移到距離主調(diào)較遠(yuǎn)的安全區(qū)域。寧波地區(qū)各縣調(diào)中，除市區(qū)配調(diào)與地調(diào)同一大樓辦公，其他縣調(diào)可按未發(fā)生自然災(zāi)害的條件下，由屆時(shí)交通可達(dá)距離由近至遠(yuǎn)選擇實(shí)現(xiàn)“縣為地備”，以便地調(diào)調(diào)度員能最便捷前往，其模式如圖5所示。

圖5 自然災(zāi)害情況下主備調(diào)轉(zhuǎn)換模式圖Fig.5 Conversion mode diagram of active/standby dispatching under natural disasters

3.2.3 傳播性疾病等突發(fā)事件影響

遇到傳播性疾病等突發(fā)事件，調(diào)度員作為無(wú)法短時(shí)獲得上崗資質(zhì)的工種，需要隔離值班以防止疾病傳播對(duì)調(diào)度工作的影響。其主要方式是將地調(diào)人員分為兩組，分別在主、備調(diào)值班，交接班實(shí)行電話交接，做到兩組人員間完全無(wú)空間接觸，同組不同班人員間無(wú)直接接觸，模式如圖6所示。

圖6 傳播性疾病情況下主備調(diào)轉(zhuǎn)換模式圖Fig.6 Conversion mode diagram of active/standby dispatching under communicable diseases

4 基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式的實(shí)踐

上述三種模式在日常主備調(diào)切換演習(xí)中均有涉及，且在演練期間均正常運(yùn)行。此外，模式三有長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)歷。

2020年初國(guó)內(nèi)爆發(fā)某傳染性疫情，針對(duì)期間疫情防控復(fù)雜嚴(yán)峻的形勢(shì)，寧波地調(diào)采用基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式,對(duì)電網(wǎng)調(diào)控工作進(jìn)行管理。

根據(jù)疫情形勢(shì)，應(yīng)急措施的制定按照保障電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行工作基本要求，優(yōu)化調(diào)整調(diào)控運(yùn)行值班方案的原則展開(kāi)。其中，調(diào)控運(yùn)行值班人員需嚴(yán)格實(shí)施“網(wǎng)格化管理、小單元作戰(zhàn)”，最大限度阻斷人員交叉、病毒傳播途徑。組織好調(diào)控運(yùn)行后備力量，確保緊急情況下及時(shí)補(bǔ)充替換。依據(jù)上述評(píng)估及要求，寧波地調(diào)在備調(diào)使用模式三的基礎(chǔ)上，優(yōu)化制定《寧波電力調(diào)控中心調(diào)度人員主備調(diào)分離值班方案》。將調(diào)度人員六值分為兩組，三值一組，每組以6天為一個(gè)周期，分別在主備調(diào)值守，人員、場(chǎng)所、通勤完全獨(dú)立，互不交叉。

主調(diào)負(fù)責(zé)中夜班，兩值調(diào)度員按“310310”輪換倒班。備調(diào)負(fù)責(zé)白班，一值調(diào)度員按照“222222”值班。其中，“1” 、“2”、“3”分別代表0：00～8：00、8：00～16：00，16：00～24：00三類班次，未輪到組保持單獨(dú)隔離狀態(tài)，一個(gè)工作周期結(jié)束后，兩組實(shí)現(xiàn)交替，以此循環(huán)。 依托新備調(diào)應(yīng)急管理模式的有效執(zhí)行和反饋，疫情期間調(diào)度值班人員與外界零接觸、零感染。

同時(shí)，此次備調(diào)應(yīng)急管理模式也是調(diào)控值班工作首次采用主備調(diào)分離和人員完全隔離值班模式，新挑戰(zhàn)下采用新模式，保證電網(wǎng)調(diào)控工作正常有序進(jìn)行。

5 結(jié) 語(yǔ)

提出了“雙碳”目標(biāo)下基于地縣一體化模式的備調(diào)應(yīng)急管理模式。該模式在應(yīng)對(duì)疫情的實(shí)踐中證明了其有效性，為備調(diào)應(yīng)急管理模式提供了新思路，也為響應(yīng)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)號(hào)召，推動(dòng)公司降低自身碳排放水平貢獻(xiàn)了一份力量，值得推廣。

未來(lái)將對(duì)新模式開(kāi)展進(jìn)一步規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化探索，制定新模式下標(biāo)準(zhǔn)化操作指導(dǎo)和三種模式下的詳細(xì)預(yù)案，用以全面、規(guī)范應(yīng)對(duì)各種類型的緊急情況。