中山電網(wǎng)調(diào)控一體化的研究與實(shí)踐

彭石豐

(中山供電局，廣東 中山 528400)

1 研究背景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度控制模式已無(wú)法適應(yīng)中山電網(wǎng)的快速發(fā)展。具體表現(xiàn)為：

(1)隨著管轄設(shè)備的成倍增長(zhǎng)，生產(chǎn)一線結(jié)構(gòu)性缺員問(wèn)題日益凸顯，僅依靠增加運(yùn)行人員數(shù)量無(wú)法從根本上解決問(wèn)題，也不符合企業(yè)提高生產(chǎn)效率的原則；

(2)傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)管模式將調(diào)度運(yùn)行管理與設(shè)備運(yùn)行管理分離，設(shè)備調(diào)度管理環(huán)節(jié)較多，影響了設(shè)備操作的效率和事故處理的時(shí)效性；

(3)隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大，事故處理難度加大，但調(diào)度仍需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)掌握事故信息，無(wú)法提升調(diào)度對(duì)電網(wǎng)的駕馭能力。

只有建立以調(diào)度控制為中樞的集約化、精益化電網(wǎng)運(yùn)行管理模式，才能從根本上解決以上問(wèn)題。

2 研究與實(shí)踐

中山電網(wǎng)通過(guò)管理創(chuàng)新，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行、操作管理機(jī)制，優(yōu)化調(diào)度監(jiān)控組織架構(gòu)與人力資源配置，通過(guò)設(shè)備控制功能向調(diào)度轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)調(diào)度和變電設(shè)備運(yùn)行集控功能的集約融合、統(tǒng)一管理，縮短管理鏈條，打造調(diào)控一體化運(yùn)行組織模式。同時(shí)，在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以滿足調(diào)控一體化各個(gè)環(huán)節(jié)關(guān)鍵支撐要求為抓手，通過(guò)完善調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、整合輔助決策功能模塊，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度、監(jiān)控的調(diào)控一體化信息綜合平臺(tái)。

2.1 管理模式

中山電網(wǎng)調(diào)控一體化模式按照“調(diào)控一體、主配一體、集中控制、集中監(jiān)視”的原則建設(shè)。調(diào)度控制中心負(fù)責(zé)電網(wǎng)的調(diào)度、監(jiān)視和設(shè)備遠(yuǎn)方操作，變電管理所負(fù)責(zé)設(shè)備的巡視、維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)操作等。職責(zé)劃分如圖1所示。

圖1 中山電網(wǎng)調(diào)控一體化運(yùn)行組織模式

2.1.1 組織架構(gòu)

按照調(diào)控一體化思路，調(diào)度監(jiān)控分部撤銷了班組設(shè)置，在分部設(shè)立主管及主網(wǎng)調(diào)度專責(zé)、配網(wǎng)調(diào)度專責(zé)、監(jiān)控專責(zé)等技術(shù)管理崗位，負(fù)責(zé)各專業(yè)的技術(shù)支持與管理。主管直接管理調(diào)度總值長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)扁平化管理。組織架構(gòu)如圖2所示。

圖2 中山地調(diào)調(diào)度監(jiān)控分部調(diào)整后組織架構(gòu)

2.1.2 系統(tǒng)及設(shè)備監(jiān)視

調(diào)控中心監(jiān)視范圍為對(duì)中山電網(wǎng)10 kV至500 kV所有設(shè)備的全境監(jiān)視。監(jiān)控員通過(guò)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)所有無(wú)人值班站遙信、遙測(cè)的異常警告信息進(jìn)行集中、不間斷監(jiān)視和確認(rèn)，對(duì)各種異常情況做出及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷和處理，對(duì)事故和異常情況及時(shí)向管轄調(diào)度報(bào)告并通知巡維中心檢查處理。

變電運(yùn)行人員負(fù)責(zé)所轄無(wú)人站設(shè)備的日常巡視及維護(hù)，當(dāng)監(jiān)控員通知設(shè)備異常時(shí)再派人到站檢查；當(dāng)發(fā)現(xiàn)需要處理的設(shè)備缺陷時(shí)，及時(shí)聯(lián)系相關(guān)部門(mén)進(jìn)行處理。

2.1.3 電網(wǎng)設(shè)備遠(yuǎn)方控制

中山電網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中監(jiān)視的基礎(chǔ)上，探索大范圍普及調(diào)度遠(yuǎn)方操作，將設(shè)備運(yùn)行維護(hù)部門(mén)部分操作控制職能并入調(diào)度，逐步取代電網(wǎng)設(shè)備變電現(xiàn)場(chǎng)操作模式。

(1)一次設(shè)備控制。中山電網(wǎng)自2009年2月開(kāi)始實(shí)施監(jiān)控遠(yuǎn)方倒閘操作試運(yùn)行，操作范圍為GIS變電站開(kāi)關(guān)及刀閘。經(jīng)過(guò)大量的技術(shù)準(zhǔn)備和技術(shù)升級(jí)，目前全部GIS變電站已納入監(jiān)控遠(yuǎn)方操作范圍。

(2)二次設(shè)備控制。中山電網(wǎng)管轄變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化改造，對(duì)已具備遠(yuǎn)方投退條件的10 kV饋線重合閘及10，110 kV備自投功能的變電站實(shí)施遠(yuǎn)方控制。此模式下10 kV線路帶電作業(yè)以及方式轉(zhuǎn)換時(shí)，10，110 kV備自投配合投退操作已無(wú)需巡檢人員到站操作，減輕了變電運(yùn)行人員的工作壓力。

2.1.4 人力資源配置

實(shí)施調(diào)度監(jiān)控人員輪崗，是調(diào)控一體化優(yōu)化人力資源的有力措施。通過(guò)調(diào)度、監(jiān)控人員輪崗，使各成員均具備相關(guān)專業(yè)和崗位資格；通過(guò)崗位輪換，實(shí)現(xiàn)人員的靈活調(diào)配，能有效提升人員的生產(chǎn)技能和綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)。

2.1.5 管理制度

在研究和探索調(diào)控一體化過(guò)程中，中山電網(wǎng)根據(jù)實(shí)際情況，編制了調(diào)控一體化制度支撐文件和相關(guān)實(shí)施細(xì)則。

(1)制度規(guī)范。按照上級(jí)公司一體化工作要求，完成了包含19項(xiàng)制度規(guī)范的調(diào)控一體化制度群建設(shè)。其中，為承接省電力公司相關(guān)制度規(guī)范，在地調(diào)對(duì)應(yīng)編制14項(xiàng)制度規(guī)范；為適應(yīng)本地區(qū)調(diào)控一體化模式的研究，制定了5項(xiàng)具有調(diào)控一體化特色的制度規(guī)范，進(jìn)一步完善了一體化的制度建設(shè)。

(2)技術(shù)規(guī)范。為規(guī)范調(diào)控一體化相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，有效利用調(diào)控一體化技術(shù)支撐模塊，編制了《500 kV無(wú)人值班變電站四遙信息配置規(guī)范》、《中山供電局配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)信息規(guī)范》、《中山無(wú)人值班變電站異常信號(hào)處理規(guī)范》等6項(xiàng)技術(shù)規(guī)范。

(3)管理表單。按照一體化與安全風(fēng)險(xiǎn)體系建設(shè)要求，調(diào)度監(jiān)控分部共編制管理表單35份，其中主網(wǎng)表單6份、配網(wǎng)表單11份、監(jiān)控表單4份、公用表單14份。

2.2 安全支撐

中山電網(wǎng)逐步建立調(diào)控一體化的安全性支撐體系，體系可分為基礎(chǔ)模塊和輔助模塊。其中，基礎(chǔ)模塊是調(diào)控一體化管理模式的技術(shù)支撐手段，輔助模塊是中山電網(wǎng)為提高調(diào)控一體化實(shí)施質(zhì)量和內(nèi)涵建設(shè)的先進(jìn)功能模塊。

2.2.1 基礎(chǔ)模塊

(1)信息分區(qū)分流系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照變電站及電壓等級(jí)劃分為不同的責(zé)任區(qū)，并將責(zé)任區(qū)定義與用戶權(quán)限管理相結(jié)合，防止用戶越權(quán)登陸，提高安全性。廠站的所有實(shí)時(shí)信息將根據(jù)責(zé)任區(qū)的設(shè)置發(fā)送到不同的監(jiān)控站點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)控站點(diǎn)只處理該責(zé)任區(qū)域內(nèi)需要處理的信息，告警信息窗也只顯示與該責(zé)任區(qū)相關(guān)的告警信息，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和工作性能，有效地起到了各監(jiān)控站點(diǎn)之間的信息分層和安全隔離的作用。

(2)調(diào)度安全約束系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于EMS中已有的電網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將電網(wǎng)拓?fù)浜汀拔宸馈币?guī)則結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備間的操作閉鎖，同時(shí)提供一個(gè)與實(shí)際操作完全一致的圖形化界面用于操作票的起草、校核及調(diào)度員、監(jiān)控員的操作仿真。系統(tǒng)具備全站“五防”、跨站“五防”及跨電壓“五防”的特點(diǎn)，可確保變電站斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和接地刀閘遠(yuǎn)方操作的安全性。

2.2.2 輔助模塊

(1)電子網(wǎng)絡(luò)發(fā)令系統(tǒng)。該系統(tǒng)已在中山主網(wǎng)操作中全面使用。該系統(tǒng)調(diào)度令內(nèi)容清晰明確，能夠杜絕錯(cuò)誤記錄、諧音誤會(huì)等危險(xiǎn)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)發(fā)調(diào)度工作安排、操作令的預(yù)申請(qǐng)、工作申請(qǐng)的模板化，有利于監(jiān)護(hù)人員進(jìn)行監(jiān)護(hù)，提高了調(diào)度人員的工作效率。

(2)調(diào)度培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（DTS）。DTS是調(diào)度員、監(jiān)控員技能培訓(xùn)的重要手段，運(yùn)用DTS系統(tǒng)可對(duì)調(diào)度員、監(jiān)控員進(jìn)行上崗考試及年度測(cè)試，能有針對(duì)性地通過(guò)模擬電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行培訓(xùn)，提高調(diào)度員事故工況下的應(yīng)對(duì)能力。

(3)變電站遙視及環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)利用先進(jìn)的數(shù)字多媒體技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息及視頻圖像的高清晰度、高幀率遠(yuǎn)端傳送，使調(diào)度監(jiān)控人員可利用此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行設(shè)備的遠(yuǎn)方輔助監(jiān)控，及時(shí)掌握變電站的運(yùn)行情況，逐步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度，提高電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行的安全性和可靠性。

(4)保信系統(tǒng)。系統(tǒng)基于EMS一體化平臺(tái)，共享EMS模型、圖形和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰹榛A(chǔ)，實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備模型建立和保護(hù)故障信息處理。系統(tǒng)主要用于調(diào)度端查看保護(hù)故障信息、核對(duì)定值、上傳錄波文件等，可為調(diào)度監(jiān)控人員提供實(shí)時(shí)的故障信息和快捷的查詢方式，為事故處理提供決策依據(jù)，對(duì)故障的快速準(zhǔn)確分析及故障后的及時(shí)恢復(fù)供電具有重要意義。

2.3 可靠性支撐

2.3.1 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

中山電網(wǎng)管轄10 kV線路共1 594條，城網(wǎng)環(huán)網(wǎng)率100 %，全網(wǎng)環(huán)網(wǎng)率93.74 %。建設(shè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，建立以調(diào)度運(yùn)行為核心的配網(wǎng)運(yùn)行管理體系，利用配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)合環(huán)轉(zhuǎn)供電與故障快速?gòu)?fù)電，可保證供電的連續(xù)性，是提高供電可靠性的重要環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

2.3.2 電網(wǎng)自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)

中山地區(qū)電網(wǎng)自動(dòng)電壓控制(AVC)系統(tǒng)基于EMS一體化平臺(tái)，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)內(nèi)各變電站的有載調(diào)壓裝置和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視、統(tǒng)一管理和在線控制，對(duì)電網(wǎng)無(wú)功裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化控制閉環(huán)運(yùn)行，顯著提升了中山電網(wǎng)的A類電壓合格率，同時(shí)大幅度減少了無(wú)功設(shè)備的調(diào)壓次數(shù)。

3 成效分析

3.1 提高安全水平

調(diào)控一體化模式解決了電網(wǎng)操作指令環(huán)節(jié)多、涉及人員多和操作分散等問(wèn)題，使設(shè)備操作集中在調(diào)度控制中心進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)設(shè)備操作的集約化，顯著降低了誤操作風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)鍵支撐技術(shù)的應(yīng)用，顯著提升了電網(wǎng)的安全運(yùn)行和智能化水平。調(diào)度安全約束系統(tǒng)、電子發(fā)令系統(tǒng)等智能防誤系統(tǒng)防止了操作票填寫(xiě)錯(cuò)誤和操作過(guò)程中出現(xiàn)跳項(xiàng)、漏項(xiàng)等問(wèn)題。

3.2 提高供電可靠性

通過(guò)監(jiān)控對(duì)變電設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)方操作，減少了調(diào)度指令的流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，提高了設(shè)備操作效率，縮短了操作時(shí)間，提高了設(shè)備供電可靠性。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)中開(kāi)關(guān)站和環(huán)網(wǎng)的不停電倒閘操作，保證了供電的連續(xù)性，最大限度地減少了客戶的停電次數(shù)。合環(huán)操作可以使配電網(wǎng)設(shè)備缺陷得以及時(shí)隔離處理，環(huán)內(nèi)設(shè)備得以分段地維護(hù)、定檢，保障了配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

3.3 提高人力資源利用率

電網(wǎng)設(shè)備的集中監(jiān)視、基于調(diào)度安全約束系統(tǒng)的監(jiān)控遠(yuǎn)方操作和軟壓板投退的實(shí)施，減輕了運(yùn)行人員的工作量。電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的投入使用，減輕了監(jiān)控員調(diào)度的工作壓力，提高了人力資源利用率。

4 結(jié)束語(yǔ)

中山電網(wǎng)通過(guò)實(shí)施調(diào)控一體化模式，優(yōu)化資源配置，縮短管理鏈條，對(duì)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)集約化、精益化管理起到明顯的效果。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的深入，相關(guān)技術(shù)支持體系的發(fā)展，未來(lái)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行管理模式的研究將更加注重調(diào)度和變電設(shè)備運(yùn)行集控功能的集約融合和統(tǒng)一管理。輸變配電設(shè)備逐漸由現(xiàn)場(chǎng)控制轉(zhuǎn)向調(diào)度遠(yuǎn)方控制，調(diào)控一體化電網(wǎng)調(diào)度管理模式也是未來(lái)電網(wǎng)調(diào)度管理模式的發(fā)展方向。