D5000系統在電網中的研究和應用

黃貴朋 黃亞東 孫雷鳴 張洋洋

摘 要：本文首先對D5000系統在電網中的作用進行了介紹，然后重點介紹了在D5000平臺下，結合調度運行經驗，提出了SCADA系統應用優化管理的概念，并提出具體措施;然后，有針對D5000系統可視化和智能化不高的問題，提出了通過可視化和智能搜索技術，開發的智能調度應急輔助決策系統;最后，介紹了在該平臺下二次設備自動巡檢的實現。相關技術與D5000平臺相結合，提高電網調度運行的管理效率、應急處理能力和安全生產水平。

關鍵詞：D5000;SCADA優化;智能調度;自動巡檢

隨著社會經濟水平的發展，用電需求的日益擴大，這就要求增加相應電力設備和維護系統，以加強對電網系統發展的支撐。同時，一個新的問題就擺在了電力工作者的面前——如何有效合理地進行電力能源調度。而D5000系統作為電力調度的支撐系統，在應用過程中取得不錯的成績[1]，本文將就D5000系統在電網中的相關技術應用進行介紹。

1 D5000系統簡述

D5000系統的開發設計是由國網南瑞公司完成的，其主要功能是提升智能電網調度運行的技術支持。在設計開發過程中，采用一體化設計思路，使得該系統具有標準化高、開放性和安全性好的特點。同時，為了確保系統數據的安全性，其硬件層的網絡設備配置和服務器系統架構，主要采用華為和聯想等國內品牌，其操作程序層和數據庫的組建都有國產組成。該系統平臺以面向服務性能的軟件體系為基礎，在層次化功能設計、軟硬件功能模塊組織方面具有較大優勢，能夠為電力調度系統提供較好的運行管理技術支撐[2]。與OPEN3000系統對比，其在決策智能化和運行可視化等方面具有顯著優點，其決策的智能化主要是指系統能以調度運維人員的思考問題方式為基礎，以功能可視化模塊為界面，以計算互動為中心，已給出與地理環境結合、三維、動態、虛實結合的展示方法。而運行的可視化是指可視化的控制預防、可視化的緊急和恢復控制、可視化的異常和事故甄別、可視化的在線實時監控，可視化的調度程序操作和電網運行分析等內容。當前的調度技術支持系統D5000將原來獨立分散的各個應用系統模塊化并進行集成，同時形成具備實時監控預警、調度計劃及安全校核，調度管理等應用[3-4]。D5000電力調度管理系統平臺具有豐富子系統，能夠為電網的安全運行提供技術支撐[5-6]。本文將以該系統為基礎對其在電網安全運行中的作用進行研究和分析。

2 D5000系統在電網中的應用

2.1 優化SCADA系統的管理

SCADA系統的優化管理是指將一次設備、二次設備的調度管理，負荷率管理，缺陷管理在D5000系統上集中起來，以提高調度運行準確性和高效性，提高電網的安全生產水平。目前SCADA系統存在的問題主要體現在以下幾個方面：①電網設備管轄獨立化，會造成電力調度管理效率低下;②缺陷管理獨立化，由于SCADA系統與電網的設備缺陷管理獨立，若設備發生異常時，系統不能及時把設備缺陷顯示出來，會帶來一定的安全風險;③負荷預警獨立化，目前SCADA系統將負荷預警集中化，根據電網主接線負荷轉移時的調度原則，會造成主變重載時間變長，影響電網安全生產[7-8]。

SCADA系統的優化就是將電網的調度自動化和調度實際工作結合起來，提高電網的安全生產水平和效率，針對現有SCADA系統存在的問題，本文將結合D5000系統對SCADA系統進行優化管理：①調度管理清晰化，在各個廠站建立調度管轄臺賬，將設備調度等一系列的調度相關的決策信息整合后，納入SCADA系統，方便調度人員在第一時間處理調度相關事宜，提高調度人員查閱設備調度信息和設備故障處理效率;②設備缺陷管理精益化，對于不能及時處理的缺陷，通過在自動化系統中設置缺陷光子牌及時標注。針對場站的缺陷，應設置缺陷管理臺賬，以方便調度人員及時掌握設備缺陷相關信息，提高缺陷處理效率，實現缺陷閉環管理;③負荷顯示全局化，通過將SCADA中的相關設備負荷率在各個場站和電網潮流圖中顯示出來，改善調度處理流程，提供消缺處理效率。同時對于電網潮流接線圖過于復雜的問題，通過負荷率顯示透明化和對涉及事故場站突顯出等方法進行解決，實現電網設備和負荷率同步運行，提高調度人員編排電網運行方式的效率。

2.2 智能調度應急輔助管理

在智能電網中，調度是其神經中樞，而調度自動化系統和綜合信息文檔是調度人員在平常處理調度業務時的主要依靠。隨著電網規模的持續發展，其綜合信息文檔的數據也日益復雜，為調度人員的查找使用帶來極大的不便。在傳統應急輔助決策系統中，由于數據缺乏集成化、智能化、可視化，使得調度人員處理事故時，大部分靠查找資料等，進而造成調度事故效率低下，安全性不高。而D5000系統兼具了決策智能化和運行可視化等優點，能夠很好的解決應急輔助決策的問題，其智能輔助決策是將調度綜合信息文檔和智能調度自動化系統進行重新融合，實現智能調度應急輔助決策系統與D5000平臺的調度數據共享，提供在調度中應急管理的快速性，整體性。

在智能調度應急輔助決策系統中，主要4大核心模塊組成：①調度臺賬模塊，該臺賬包括大量調度基礎材料，如果調度人員根據需求在去找相應的材料，則效率較低。本系統將調度應急決策相關的綜合信息文檔進行整理，歸納到新的D5000系統中，在每個場站分別建立與該場站相關的調度臺賬，并對材料及時跟新。以方便調度人員使用材料時能夠用智能搜索功能方便，快速的調用;②智能預案模塊，在傳統的電網跳閘后，需要調度人員根據經驗來轉移負荷，方法單一，效率不高。該系統則是將事故的處理方案進行統一儲存，在處理相應事故時，可以通過相關算法直接調用相應的應急處理預案，從而顯著提高調度人員處理事故的決策效率;③預警可視模塊，在D5000系統中調度運維人員在進行負荷平衡工作的主要依據時電網潮流圖，而在過去的調度系統中，主變和線路負荷的預警信息不能集中顯示到潮流圖上，這樣就會造成調度運維人員必須返回設備負荷集中顯示窗口然后再進行效驗。本系統通過負荷轉換為負載率，不但可以實現實時同步在潮流圖中顯示，而且還實現了設備重載、過載的預警提醒。④缺陷管理模塊，該模塊的主要作用是在電網的設備發生缺陷的時候，如果沒有及時消除缺陷，可以在該系統上對設備的缺陷進行標注，同時也可以在電網潮流圖和場站中設置雙重的缺陷光字牌，以方便調度運維人員對電網的運行方式進行合理的調整。同時，系統通過設置缺陷管理臺賬，方便運維調度人員在進行相關變電操作時能全方位的掌握設備的缺陷信息，對電網的安全生產進行有效的安全管控，提高電網安全生產水平。

2.3 二次設備自動巡檢系統

電力公司主要在110kV以上的變電站推出了二次專業巡檢工作，以通過巡檢能夠及時發現問題，消除設備隱患。但是隨著電網規模不斷的發展，相關巡檢工作的范圍和工作量越來越大，有時候可能存在無法發現設備隱患的問題，目前迫切需要新的方法來改變目前的巡檢方法。由于目前國內外對二次設備的在線監測主要集中在智能變電站，而對于常規變電站的大部分都是綜自站，難以實現數據的有效采集。而D5000系統中在系統集成的建設規范中明確了二次設備的在線監視和分析功能，能夠實現數據的采集，通信狀態的監視等功能，但是這些信息中高級分析功能還相對較弱，一些數據還需要主站來處理，整體架構設計不太合理。但是二次設備在線監測的技術已具備研究基礎。通過繼電保護信息處理子系統對故障錄波和繼電保護設備等智能設備進行數據信息的采集，然后將這些信息發送到D5000調度平臺。而同時二次設備自動巡檢系統又作為D5000調度平臺的一個子系統，可以直接從D5000調度平臺獲得各類繼電保護的數據，然后通過對這些數據的分析和加工，實現對繼電保護二次設備運行狀態的監視和自動巡檢。該技術具有以下技術特點：①提出了實現繼電保護信息管理、設備全方位保護的技術方，將對繼電保護設備的各類信息集成于統一平臺;②高效實現了對全部變電站中的繼電保護設備的自動巡檢和預警，提高了運維人員消缺的效率，提高了電網的安全生產水平;③提出了遠方修改定值的有效技術手段，能夠在遠程完成軟亞板和定值的校驗和修改工作;④為二次設備的繼電保護工作提供了基礎數據，實現對二次設備狀態的監測。

3 結語

本文對D5000調度平臺在電網中應用和研究進行分析，著重分析了在D5000調度平臺下實現SCADA平臺優化管理的方法，提高智能調度應急輔助管理的方法以及二次設備自動巡檢的實現，使得電網調度實際工作與電網調度自動化緊密結合，確保調度運行準確性和高效性，提高了電網的安全生產水平。

參考文獻：

[1]魏華躍.基于調控一體化的智能電網運行管理技術探析[J].通信電源技術，2019，36（06）：239-240.

[2]陳超然.調控一體化模式下地區電網監控風險及解決對策[J].低碳世界，2019，9（12）：62-63.

[3]李新鵬，鄔小波，高欣，戚岳，黃晴晴，王軼.業務與硬件融合的智能電網調度控制系統健康度綜合評價[J].電力系統自動化，2017，41（20）：78-83+162.

[4]雷明，陳一悰，劉峰，何鳴一，樊磊.D5000繼電保護設備在線監視及分析應用提升[J].電網技術，2020，44（03）：1197-1202.

[5]宋鑫，趙家慶，丁宏恩，等.智能電網調度控制系統的省地一體化架構設計[J].電力系統及其自動化學報，2018，30（12）：118-124.

[6]李新鵬，鄔小波，等.業務與硬件融合的智能電網調度控制系統健康度綜合評價[J].電力系統自動化，2017，41（20）：78-83+162.

[7]殷自力，錢靜，陳宇星，等.基于D5000平臺的調配一體技術方案[J].電力系統自動化，2016，40（18）：162-167.

[8]葉飛，李長軍，厲啟鵬，等.電力SCADA系統大規模畫面數據刷新方法應用研究[J].中國電力，2016，49（02）：61-66.