電網調度運行關鍵信息集中智能監視設計

鄒鑫，路建明，李京，李光輝

（國網湖南省電力公司，湖南長沙410004)

電網調度運行關鍵信息集中智能監視設計

鄒鑫，路建明，李京，李光輝

（國網湖南省電力公司，湖南長沙410004)

根據當前湖南電網調度運行值班的核心任務要求，綜合安全、經濟、優質、環保四個因素，提煉出頻率、母線電壓等十余個湖南電網調度運行關鍵信息，在D5000系統中對這些關鍵信息進行集中智能監視，分為電網調度關鍵信息總體監視、展示關鍵信息明細、展示關鍵信息分析結果和輔助決策三個層次。有利于調度人員提升工作效率，及時發現和處理電網運行隱患，更好地掌控電網運行。

電網調度；關鍵信息；集中智能監視

為適應生產生活用電需求不斷增長、電網規模不斷擴大、運行特性日益復雜的新形勢，作為保證電網安全可靠運行技術支撐之一的電網調度自動化系統取得了較大的發展，在電網調度運行應用上呈現出數據海量化、監控畫面日益增多的特點。為方便調度人員及時發現和處理電網運行隱患，提升工作效率，提煉電網運行關鍵信息并進行集中智能監視設計變得越來越迫切。這些年來，專家們作出了卓有成效的理論研究與實踐探索，文獻 〔1〕提出建設基于各類安全指標的電網實時安全預警系統，文獻 〔2〕闡述了一體化電網運行智能系統運行駕駛艙概念和技術，并提出了建立調度運行關鍵績效指標(key performance indicators，KPI)的思想，文獻 〔3〕建立了電網調度運行關鍵績效指標體系用于評價電力系統運行績效，文獻 〔4〕設計了基于態勢感知技術的電力系統運行駕駛艙(power system operation cockpit，POC)的總體結構及功能模塊并應于南方電網調度控制中心。本文擬在上述文獻研究與實踐的基礎上結合當前湖南省調調度運行工作和自動化系統實際應用情況，總結提煉湖南電網調度運行關鍵信息，探討在D5000系統中設計開發關鍵信息集中智能監視功能，以便于調度人員及時發現和處理電網運行隱患，更好地掌控電網運行。

1 調度運行值班工作和自動化系統應用現狀

調控機構負責組織、指揮、指導和協調電網運行，以保障電網的安全、優質、經濟、環保運行。湖南省調調度員在值班過程中主要負責指揮湖南電網的運行、操作和故障處置，負責跨省聯絡線功率控制，協助電網頻率調整，負責直調范圍內無功與電壓調整。

調度員值班期間主要通過D5000系統來監視、分析電網實時運行情況，而當前D5000中的各項關鍵數據或指標相對分散，需要同時監視的畫面很多，需要使用的功能模塊也較多，經常需要手動頻繁切換畫面，監視和操作都比較不便。例如穩態實時監控模塊就包括44個主要的監視畫面，電壓監視、穩定斷面、在線分析監視等各業務模塊分散，而跨省聯絡線區域控制偏差(area control error，ACE)和頻率控制需用到自動發電控制(automatic generation control，AGC)系統、湖南電網實時數據監視表等多個模塊。

基于當前電網調度運行的工作任務和調度自動化系統應用現狀，調度員在值班過程中需要實時監視大量數據畫面，這一方面不利于調度員聚焦注意力，另一方面也不利于調度員從海量的數據中快速地提取電網調度運行的關鍵信息，因此非常有必要設計開發電網調度運行關鍵信息智能監視模塊，以實現對值班監視的海量數據進行分類優化整合和展示。

2 關鍵信息集中智能監視設計

設計采用分層顯示的模式，逐步將監視內容細化，既可以展示整體也可以細看局部，每個層次中根據數據監視與分析計算結果，鎖定主要問題及對策，供調度人員參考。關鍵信息監視共分為3個層次，3個層次之間進行邏輯關聯，如圖1所示。

圖1 關鍵信息監視分層

電網調度運行關鍵信息是指能反映電網運行狀況的優劣、穩定裕度、潛在風險、經濟性、環保性等電網運行關鍵指標的信息。根據當前湖南電網調度運行值班的核心任務和長期積累的運行經驗，再綜合安全、經濟、優質與環保四個因素，從海量電網運行數據中提煉出湖南電網調度運行關鍵信息，見表1。

表1 湖南電網調度運行關鍵信息

在D5000系統中對上節所提煉出的關鍵信息進行集中智能監視化設計與開發。

第1層是電網調度運行關鍵信息總體監視情況，以便調度人員對運行狀態有總體掌握，設計界面如圖2所示。

圖2 調度關鍵信息監視總表設計

圖2 中所有關鍵信息按安全、經濟、優質、環保分類排列。每一項信息都由兩個圖標組成，分別是名稱圖標和數據圖標，名稱圖標展示表1中的信息名稱，數據圖標展示信息相關指標數值，例如“穩定斷面”展示當前重載或超載的穩定斷面的數量，“最大可調出力”展示系統最大可調整的發電出力。每一項信息都按照一定的邏輯規則設置告警闕值，例如 “穩定斷面”告警闕值為任一穩定斷面功率超過其控制限額的90%，“母線電壓”告警闕值為任一調度管轄監視變電站任一組220 kV及以上母線電壓值日波動幅值超過5%。若某指標達到告警闕值時則給出告警，配置有告警閃爍、掛牌、彈窗、聲響告警等方式供選擇，例如當存在穩定斷面重載或過載時，“穩定斷面”的圖標告警閃爍，而 “數據”圖標展示當前重載和過載的穩定斷面的數量。點擊圖2中的各關鍵信息的名稱圖標可進入第二層詳細展示界面，查看信息明細。

第2層是關鍵信息的詳細展示界面，每一項關鍵信息對應一個展示界面，展示形式多樣化，部分界面是根據關鍵信息的特性專門定制開發，部分界面是利用現有的D5000系統中已有的功能模塊界面。其中 “穩定斷面”以表格的形式展示多個重載或超載斷面，內容包括斷面當前潮流、當日最大、最小潮流及其對應時間以及斷面潮流控制限額，不同斷面可以根據負載率的大小進行排序，如圖3所示。“在線預警”展示在線安全穩定分析系統實時六類計算掃描的結果，如圖4所示。

圖3 穩定斷面詳細展示界面

圖4 在線預警詳細展示界面

第3層是關鍵信息分析結果和輔助決策展示，展示D5000系統中有關分析計算和輔助決策的結果，主要應用于 “穩定斷面”與 “在線預警”兩項關鍵信息。安全類信息 “穩定斷面”設計界面如圖5所示。斷面監視、分析與輔助決策設計圖分為 “信息明細”和 “分析結果與輔助決策”兩個大區域，兩個區域的內容進行邏輯關聯，點擊“信息明細”區域中的 “斷面1”，可以在 “分析結果與輔助決策”區域展示 “斷面1”相應的電源和負荷靈敏度實時計算及分析結果和輔助決策建議，以提示調度員調節進行相應的調節與控制，點擊其他斷面，“分析結果與輔助決策”區域展示的內容可以自動切換展示相應的信息。

圖5 穩定斷面智能監視設計

3 結語

根據湖南省調調度運行值班工作任務和調度自動化系統應用現狀，結合調度運行值班的實踐經驗，提煉出一系列湖南省調電網調度運行關鍵信息，并在D5000系統中設計開發了關鍵信息集中智能監視功能，目前已經實現了部分功能的應用。關鍵信息集中智能監視功能提升了調度人員的工作效率，有利于調度人員及時發現和處理電網運行隱患，更好地掌控電網運行。本文聚焦于關鍵信息的歸納總結以及集中智能監視功能的設計，底層軟硬件技術支持的開發、其他關鍵信息的補充與完善還需在后續研究與實踐中進一步探討。

〔1〕孫宏斌，胡江溢，劉映尚，等.調度控制中心功能的發展—電網實時安全預警系統 〔J〕.電力系統自動化，2004，28 (15):1-6.

〔2〕汪際峰，周華鋒，熊衛兵，等.復雜電力系統運行駕駛艙技術研究 〔J〕.電力系統自動化，2014，38(9):100-106，131.

〔3〕趙川，葉華，梁鈴，等.電網調度運行關鍵績效指標(KPI)的構建方法 〔J〕.電力系統及其自動化學報，2015，27(5): 97-102.

〔4〕周華鋒，胡榮，李曉露，等.基于態勢感知技術的電力系統運行駕駛艙設計 〔J〕.電力系統自動化學報，2015，39(7): 130-137.

Design of Key Information Centralized Intelligent Monitoring for Grid Dispatching Operation

ZOU Xin，LU Jianming，LI Jing，LI Guanghui
(State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410004，China)

According to the core tasks of Hunan electrical power dispatching operation，and considering comprehensive four factors:safety，economy，high quality，environmental protection，this paper refines some key informations of Hunan electrical power grid dispatching operation.The key information is centralized intelligent monitored in D5000 system through integrated monitoring，detail monitoring and analysis results and decision making.It makes it easier for dispatcher to control the overall situation of power grid，find and treat power grid risks in time.

grid dispatching；key information；centralized intelligent monitoring

TM732

B

1008-0198(2017)04-0073-03

鄒鑫(1983)，男，漢族，湖南衡陽人，碩士，工程師，從事調度運行工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.04.021

2017-02-07 改回日期:2017-04-17