大電網多級調度運行協同管理平臺設計與實現

喻宏元，劉　濤，楊笑宇，李群山，劉慧勇

（1.華中電網有限公司，武漢　430000；2.南瑞集團北京科東公司，北京　100192）

大電網多級調度運行協同管理平臺設計與實現

喻宏元1，劉濤1，楊笑宇2，李群山1，劉慧勇2

（1.華中電網有限公司，武漢430000；2.南瑞集團北京科東公司，北京100192）

針對目前國分調實時運行信息平臺中調度日志互相割裂、運行信息查詢展示功能較弱等問題，研究基于D5000管理平臺的主網運行協同管理平臺架構。研究以共享數據庫為基礎，將調度日志、電力電量等運行信息進行統一規范化錄入的實時運行信息共享模型，實現實時運行信息在上下級調度間、專業處室間的共享；研究以信息規范化錄入為基礎的數據庫技術，實現綜合信息查詢；研究基于數據資源整合、系統集成方式的可視化技術，實現運行信息綜合展示。

主網運行信息；共享模型；數據庫技術；協同管理

0　引言

隨著特高壓電網的快速發展，電網特性日益復雜，送受端電網耦合越來越緊密。某一調度機構直調設備故障對其他多個調度機構電網實時運行產生影響的現象愈發常見，現有運作模式越來越難滿足大電網運行的要求。

為了滿足當前的電網運行管理要求，需要多級調度協同辦公與管理。“六家調度”共同管理“一張網”，國分調協同要求越來越高。需建設基于D5000管理平臺的“數據共享、業務協同、責任分區、界面統一”的主網運行協同管理平臺［1］。該平臺應能夠滿足主網協同辦公管理的應用需求和系統建設的要求，基于智能電網調度控制系統OMS平臺，滿足國分省協同辦公的要求，實現調度運行業務的實時高效協同。

從主網運行協同管理平臺架構研究入手，確定平臺設計的思想與目標，并提出主網運行協同管理平臺的系統架構。詳細闡述主網運行協同管理平臺在調度日志、綜合信息查詢以及主網運行信息展示三個方面的設計思路。最后對主網運行協同管理平臺的應用成效進行分析和評價。

1　主網運行協同管理平臺架構

1.1平臺總體設計框架

主網運行協同管理平臺主要包括主網運行信息展示、日志記錄、日志查詢3個應用模塊，通過共享數據庫實現數據的綜合應用。平臺總體設計框架如圖1所示。

圖1　平臺總體設計框架

1.2主要創新點

結合電網運行、電力電量、值班人員等信息，將分布到不同系統中的數據進行集成，通過可視化技術展現電網的實時運行情況，為領導的決策提供支持，給調度員提供了全面透明的電網運行信息，提高了調度員的工作效率。

通過兩級調度之間的日志共享，6家單位能了解當前主網的設備故障、檢修、缺陷異常等關鍵信息，使得調度員的調度工作更加準確及時，使得調度日志實現了國分一體化運行。

實現了國分間的協同辦公效率，在調度日志里實現了巡線任務的下發流轉以及臨時工作的及時申請，基于E文本和關系數據庫實現臨時緊急工作的快速流轉，實現了調度臨時工作的一體化融合。

在綜合查詢模塊，實現了調度共享歷史數據的方便多角度查詢，方便領導和調度員的使用，并提供了電力電量的綜合查詢，為領導和調度員提供了更全面的電力電量信息。

2　系統功能設計與實現

2.1日志記錄功能實現

國分調采用統一的記錄規范和統一的調度日志平臺進行調度日志記錄。調度日志包括共享部分和個性部分，共享日志對主網重大運行日志信息進行共享，個性部分各單位根據實際需要進行擴展［2］。共享日志分為實時共享、風險提示和日常事務3個欄目，包含7個模塊的內容，分別為“主網故障”、“重大缺陷”、“重大檢修”、“特殊事項”、“重大風險”、“臨時工作”和“故障巡線”。其中“主網故障”、“重大缺陷”、“重大檢修”、“特殊事項”4個模塊可以由調度員根據需要新建流程，“重大風險”、“臨時工作”、“故障巡線”不能由調度員新建，只能由前4個業務模塊發起。

2.1.1調度運行信息統一規范設計

統一記錄規范是建立信息共享的基礎。根據國分調實際運行信息的需求，將現有需要共享的調度運行信息分為故障、異常、檢修、特殊事項四大類［3］。

1）故障。故障記錄分為簡單故障和復雜故障，簡單故障適用單一元件故障，對其他設備未造成影響；復雜故障適用于多重故障，如某一設備故障帶跳其他設備，或某次惡劣天氣造成多個設備跳閘。對每一類故障進行詳細字段分類。簡單故障統一規范設計模板如表1所示。

表1　簡單故障統一規范設計模板

復雜故障可以根據故障起始原因或先后順序進行拆分，以簡單故障模板進行標準化記錄，復雜信息通過文本方式記錄。復雜故障統一規范設計模板如表2所示。

表2　復雜故障統一規范設計模板

2）缺陷。異常缺陷參照《輸變電一次設備缺陷分類標準（試行）》進行分類，并添加缺陷影響，缺陷處置等信息。缺陷統一規范設計模板如表3所示。

表3　缺陷統一規范設計模板

3）檢修。檢修設備內容通過III區的國分一體化計劃檢修系統中自動獲取檢修設備、開竣工時間等信息，檢修影響等信息需要手動輸入。重大檢修一項中，集中展示全國主網架330 kV及以上主設備檢修情況，主要包括線路、主變、母線、直流等。檢修內容通過區的國分一體化計劃檢修系統中自動獲取。其中，國調及分中心檢修系統中只檢索管轄設備的檢修申請單，不檢索許可設備，以防止重復記錄。調度員需手工填寫控制要求，主要為斷面限額控制、分區解合環等。重大檢修統一設計規范模板內容包括編號、區域、停電主設備、開工時間、竣工時間、工作內容、主要控制措施。

4）特殊事項。特殊事項是指除故障、檢修、異常三類外其他對跨區系統運行有影響的事項，如特殊運行方式、嚴重自然災害、重要調試等內容。特殊事項統一設計模板內容包括編號、發起方、事項描述、處理情況、對系統影響、推送范圍。

圖2　風險提示推送統一規范

2.1.2風險提示

風險提示是國分調對影響其他調度機構的故障、異常、檢修、特殊事項等運行風險，日志記錄入庫同時推送至相關調度，受影響調度機構確認并可填寫對其影響，發起方和接受方共同完善信息記錄。風險提示推送統一規范如圖2所示。

2.1.3日常事務

多級調度之間日常事務的溝通聯系主要分為兩種：一是上級單位對下級單位發布巡線等工作任務，下級完成工作之后，給上級單位進行反饋；二是下級單位對上級單位提出工作申請，上級單位根據申請內容批示或批準，然后下級單位執行工作，工作完成后上級單位進行確認。多級調度間的日常事務通過規范流程，實現日常事務工作的規范化和標準化管理，使得業務人員能夠快速處理需要多級調度協同來完成的工作，加強多級調度間的工作效率，提高大電網的協同管理水平。

但是，現階段多級調度間主要通過電話、郵件、傳真等方式來實現日常業務聯系，溝通效率不高，管理不規范。所以，需要在關鍵信息整合基礎上，梳理日常業務聯系流程，實現日常業務在線流轉，提高多級調度協同效率，實現日常事務協同的規范化管理［4］。在該系統的日常事務模塊里，梳理和總結了日常事務里的巡線任務和臨時工作申請兩種多級調度協同工作內容，通過規范化的流程來實現這兩類工作的規范化管理，提高了這兩類工作的效率，同時也為其他多級調度協同工作的流程化規范化管理奠定了基礎。巡線任務由國調發起，分中心負責處理；臨時工作申請由分中心發起，國調負責批準并監督分中心執行，最后由國調完結。

圖3　巡線任務流程

1）巡線任務。國調直調線路故障后，國調判斷直流線路故障的影響情況，向相關分中心發布巡線任務。相關分中心確認接收，并安排相應的運維部門巡線，運維部門巡線完成并向分中心匯報后巡線結果后，分中心在故障模板中填寫巡線結果，并向國調反饋已完成，國調根據多個分中心的巡線情況，國調確認完結，并安排故障消缺工作。為減少國調的人工判斷故障影響的工作量，系統將通過設備間的關聯關系建立關聯模型，根據線路運維信息自動發送巡線任務的目標。巡線任務流程如圖3所示。

2）臨時工作申請。臨時工作申請：分中心向國調提交臨時檢修申請（主設備、時間、電子申請單等），國調接收申請后進行相關方式調整，工作開始并通知分中心［5］。工作完成后，分中心確認工作結束并通知國調。國調確認工作完成，終結流程。該流程簡化國分調溝通流程，同時便于臨時工作的歸檔查詢。臨時工作申請流程如圖4所示。

圖4　臨時工作申請流程

如上所述，在日常事務模塊里，通過信息化技術和手段，將以前電話、傳真線下工作在線上執行，實現了巡線任務和臨時工作申請兩類工作的規范化流程化管理，提高了多級調度間協同工作效率，為大電網的安全穩定運行提供了重要管理手段。

2.2綜合信息查詢功能實現

在規范化錄入并統一入庫的基礎上，實現對故障、異常、檢修信息的模糊及高級查詢。綜合查詢包括“工作日志綜合查詢”、“電力電量綜合查詢”兩大功能模塊。

2.2.1工作日志綜合查詢

“工作日志綜合查詢”功能對調度日志中規范化的故障、檢修、異常、特殊事項等4類記錄進行查詢。查詢可按照關鍵字、時間的模糊查詢和依據查詢項的精確查詢。針對故障事項精確查詢提供包括設備類型、屬性名稱的查詢項；針對異常事項精確查詢提供屬性名稱有設備名稱、廠站名稱、電壓等級、缺陷部位、缺陷描述等查詢項；針對檢修事項精確查詢提供屬性名稱有所屬單位、開工時間、完工時間查詢項；針對特殊事項精確查詢提供屬性名稱有區域、事件分類、廠站、二級分類查詢項。實現調度日志細顆粒度多樣化查詢。

2.2.2電力電量綜合查詢

“電力電量綜合查詢”功能整合了一體化日報系統、燃料日報系統、計劃系統等查詢系統。提供按照日期（年、旬、月、日）、同比、環比、電網名稱（全國、國網、華北、華東、華中、東北、西北及各省）、屬性列表（調度發電量、發受售電量、發電電力、發受電電力、有序用電等）查詢選項，實現集中查詢全國各地電力電量、燃料、火電發電進度等信息［6］。

2.3主網運行信息展示功能實現

整合現有數據資源，綜合展示電力、電量、跨區交直流互聯電網實時運行、國分調值班員、實時運行日志重要信息，并綜合利用氣象、雷電、山火、水情等多服務信息提供全景化展示［7］。主網運行信息綜合展示結構和數據流分別如圖5、圖6所示。

運行信息包含 “綜合展示”、“電力曲線”、“值班人員”、“風險提示”4個模塊。主網綜合信息展示模塊設計如表6所示。

圖5　主網運行信息綜合展示結構圖

圖6　主網運行信息綜合展示界面數據流

表6　主網綜合信息展示模塊設計

3　主網運行協同管理平臺應用效果

現階段基于D5000管理平臺的主網運行協同管理平臺，已經在國網公司及其下屬各大分區進行了應用部署。該平臺運行穩定，用戶體驗較好，能夠滿足主網協同辦公管理的應用需求和平臺建設的要求，實現多級調度協同高效辦公，提高主網協同辦公管理水平，促進主網協同辦公管理相關規范的完善，滿足大電網協同管理的要求。依據平臺功能設計方案，主網運行協同管理平臺主要實現了調度日志、綜合信息查詢、主網運行信息展示3個功能模塊。

1）調度日志模塊。調度日志模塊實現了故障、缺陷、檢修、特殊事項等各類共享日志的記錄功能，并實現日志的共享。調度日志模塊主界面如圖7所示。

圖7　調度日志主界面

2）綜合查詢模塊。調度日志綜合查詢功能，主要實現在規范化錄入并統一入庫的基礎上，對故障、異常、檢修等信息的模糊及高級查詢。綜合查詢模塊主界面如圖8所示。

圖8　綜合查詢模塊主界面

3）主網運行信息展示模塊。主網運行信息展示整合現有數據資源，綜合展示電力、電量、跨區交直流互聯電網實時運行、國分調值班員、實時運行日志重要信息，并綜合利用氣象、雷電、山火、水情等多服務信息提供全景化展示。主網運行信息展示界面如圖9所示。實現的功能包括：對電網的發受電力、水電、風電、核電、旋轉備用進行查詢，通過曲線方式進行可視化展示，并且可以按照不同的地區進行切換，查看不同地區的發受電力、水電等情況；對互聯電網、山火、水情、氣象等信息通過曲線、地圖進行可視化展示；展示當前各調度中心的值班人員信息，包括當前班次，當班人員姓名照片等；通過表格方式展示風電、核電、光伏的關鍵信息，如裝機容量、風電占比等信息；展示共享日志里面的重大風險，顯示當前未完結的重大風險、詳細內容、處理狀態。

圖9　主網運行信息展示界面

4　結語

主網運行協同管理平臺依據國分協同辦公的業務需要，并結合現有主網運行平臺應用成果，提出了基于D5000管理平臺的系統架構和平臺建設方案。通過對調度日志記錄進行統一規范，實現了國分調實時共享調度日志，提高了工作效率。在規范化錄入并統一入庫的基礎上，實現了對電力電量、調度日志信息的模糊及高級查詢，提高了查詢的效率和精度。采用數據資源整合和系統集成的方式，實現了電網信息的綜合演示展示，方便專業處室了解電網實時運行情況，有助于其決策。該平臺實現了對任一調度機構調管范圍內發生可能影響其他調度機構調管電網運行的嚴重異常以及故障時，立即向相關調度機構推送具體情況，實現日內高效協同。

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［7］沈國輝，孫麗卿，游大寧，等.智能調度系統信息綜合可視化方法［J］.電力系統保護與控制，2014（13）：129-134.

Design and Implementation of Collaborative Management Platform for Multilevel Scheduling and Operation of Large Power Grid

YU Hongyuan1，LIU Tao1，YANG Xiaoyu2，LI Qunshan1，LIU Huiyong2
（1.Central China Power Grid Co.，Ltd.，Wuhan 430000，China；2.NARI Group Company Beijing Branch，Beijing 100192，China）

In view of the present situation for current dispatch log that is separate from each other，and the query and display function of run-time information that is weak in the state grid and each district center run-time operation information platform，the collaborative management platform architecture of main network based on the D5000 management platform is researched. The unified run-time operation information sharing model is researched for the operation information of dispatch log，power consumption and others by normatively entering based on the shared database，to realize the real-time operational information share between superior and subordinative dispatch rooms and professional offices.The database technology based on the information normatively entering is researched，to realize the comprehensive information query.The comprehensive display of operation information is realized by researching the visualization technology based on the method of data resource integration and system integration.

main network operation information；sharing model；database technology；collaboration management

TM732

A

1007－9904（2016）08－0029－06

2015-10-22

喻宏元（1964），男，高級工程師，從事電力系統自動化相關工作。