廣西電網調度操作風險防控系統設計

凡華

(廣西電網公司電力調度控制中心，廣西南寧530023)

廣西電網調度操作風險防控系統設計

凡華

(廣西電網公司電力調度控制中心，廣西南寧530023)

介紹了一種面向調度操作的實時風險防控系統的體系結構和功能構成。系統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、規程約束、安全斷面約束、設備參數約束、梯級水庫調度約束和計劃檢修時序約束等多約束條件下的調度操作風險辨識，最后通過風險預控知識庫生成風險預控措施。實現了圖形開票、操作票預演和校核、邏輯防誤、安全分析和預控方案生成的完整體系。

調度操作;風險評估;知識庫

1 引言

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

在上述背景下，本文基于風險閉環管理，提出了面向調度運行的電網調度操作風險防控系統設計方案。本方案立足廣西電網實際，將調度操作與EMS系統打通實現了圖形開票;利用EMS實時數據及網絡結構實現了操作票的預演;結合PAS功能構建了基于拓撲分析、安全斷面控制、調度規程校核、計劃檢修時序、梯級水庫調度的操作風險辨識體系;通過整合風險預控知識庫實現了集圖形開票、操作票預演、安全校核、風險預警、預控方案生成的調度操作風險防控解決方案。

2 系統整體設計

廣西電網調度操作風險防控系統結構如圖1所示。系統以操作票智能校核為核心，融合PAS系統，實現了圖形開票、操作票預演和校核、安全分析和預控方案生成的完整功能。該系統利用潮流計算和拓撲分析實現了多約束條件下調度操作的安全校核，最后通過風險預控知識庫生成風險預控措施。

圖1 廣西電網調度操作風險防控系統結構

3 圖形開票

圖形開票是指調度員在主接線圖中根據操作目的在圖形界面上點選設備并生成標準調度指令票的過程。

3.1 EMS數據同步

EMS系統以服務方式提供設備模型、圖模數據、實時數據、狀態校核服務等，其中設備模型基于CIM標準，圖形數據基于SVG標準。系統通過服務定期檢測設備模型和圖模數據是否有更新，從而實現圖模數據自動與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設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。自動成票專家庫是基于操作模型構建的，符合電氣設備操作規定及調度操作規定，可以適應不同操作模式(包括逐項令和綜合令等)。

4 調度操作風險辨識

調度操作風險辨識是綜合考慮邏輯防誤、規程約束、安全斷面約束、設備參數約束、梯級水庫調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險辨識。

4.1 邏輯防誤及規程約束

結合SCADA實時數據，通過網絡拓撲分析和預置的規程約束，實現調度操作過程的電氣邏輯校驗和操作規則校驗。當生成一份“三審”后的操作票后，系統自動進行操作票的預演，在預演過程中進行拓撲分析和規程約束校驗。

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

4.2 設備參數及安全斷面約束

操作票預演過程中結合PAS潮流計算功能，設備參數約束主要是綜合有功限制和電壓限制，斷面約束是在電網正常或檢修方式下通過N－1掃描獲得。利用SCADA實時數據，對操作前、操作中、操作后進行N－1掃描計算進行設備參數及安全斷面約束校驗。

4.3 梯級水庫調度約束

梯級水庫調度既有電的平衡，又有水的匹配。廣西電網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。通過與水調自動化系統對接，獲取各電廠實時上下游水位、入庫流量、出庫流量等基礎信息。利用各梯級水電站間水流時滯、庫容、水頭、出力、發電流量間關系，獲得各電廠在高效運行水位區間內運行的各電廠最優出力。特別是當檢修工作需控制電廠出力時，需進行梯級水庫調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的對接，獲取電網計劃檢修工作時序。當本次操作校核結束后，系統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，則對有風險的計劃檢修工作進行預警，及時與相關部門聯系調整檢修工作時序。

5 調度操作風險防控策略

建立通用的調度運行規則、設備操作規則、電網調控規則以及事故預案等方面的知識庫，把辨識出的風險自動導入風險預控知識庫，生成風險預控方案調度員參考。

5.1 檢修策略庫

檢修策略庫是電網風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備計劃檢修時對運行方式調整、控制斷面、控制方法等的長期積累。當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度員參考。當設備跳閘時自動與檢修策略庫匹配，展示最新控制策略。雖然當前運行方式與當時運行方式可能不一致，但就局部電網來說還是具有參考意義的。設備檢修策略庫設計如表1所示。

表1

5.2 事故處理預案庫

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

6 結語

本文介紹了一種以操作票智能校驗為核心的面向調度操作的實時風險防控系統的體系結構和功能構成，并對其關鍵技術進行了闡述。該系統將調度運行中各模塊諸如潮流計算、拓撲分析等串接到本系統的校核流程中，完成了基于邏輯防誤、規程約束、安全斷面約束、設備參數約束、梯級水庫調度約束和計劃檢修時序約束等多約束條件下的調度操作風險辨識，最后通過風險預控知識庫生成風險預控措施。實現了圖形開票、操作票預演、校核、邏輯防誤、安全分析和預控方案生成的完整體系。該系統一方面可以有效的降低調度操作的安全風險;另一方面，將調度系統長期的運行經驗積累得以整合并轉化為智能庫，不僅在調度運行、事故處理中起到重要作用，同時也在事前方式安排、電網規劃中發揮巨大效益。

［1］LI Wenyuan.Risk assessment of electric power systems，models，methods，and applications［M］.USA and Canada:IEEE Press abd Wiley＆Sons， 2005.

［2］LI Yuan，MCCALLEY J D，RYAN S.Risk-based unitcommitment［C］//Proceedings of IEEE/PES GeneralMeeting.June 24－28.2007，Tampa.FL.USA

［3］Jiang Yong，MCCalley J D，Van Voorhis T.Risk-based resource optimization for transmission system maintenance［J］.IEEE Transactions on Power Systems，2006，21(3):1191－1200.

［4］王英英.基于事故鏈的電力系統連鎖故障風險評估與預防控制研究［D］.武漢:華中科技大學，2010.

［5］許巧燕，尤鐘曉.智能化調度操作票系統的實現［J］.電力系統自動化設備，2000，20(4):31－32.

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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，現從事電力調度工作。