基于電網運行控制系統的事故限電群控策略研究

楊 陽，曾遠方

（廣東電網有限責任公司東莞供電局，廣東 東莞 523000）

1 現狀分析

在電力供應不足和突發極端事件等情況下，電力系統為確保電網穩定可靠運行，需快速按照事故限電序位表和三級快速限電序位表在規定時間內執行負荷控制措施，并及時統計限電情況，匯報上級調度及通報相關部門[1]。傳統事故限電執行方式為根據中調下達的用電指標，按限電序位表人工分析需執行的限電設備，再以兩人為一個操作組，分多個操作組在遙控執行，最后手動統計限電設備及負荷數。傳統限電的執行效率統計分析如表1所示。

表1 傳統限電操作耗時統計表

表1中，統計數據以各級限電的極限開關數量作為統計樣本，上述數據是一組人（2人）的操作總需時間，單個開關的操作時間為36 s（抽取30個電容器開關分閘操作過程樣本所得平均值）。通過分析表1數據，發現事故限電過程中主要存在兩方面的問題。一是操作風險高。調控員采用人工定位具體設備的方法，逐個遙控開關。因直接遙控開關無防誤閉鎖，很容易因廠站名稱相似或設備名稱相近而誤操開關。二是執行效率低。按當前人員配置（調控當值7人），值班人員需分3組操作。以二級限電為例，僅開關操作環節就耗時達15.8 min，全流程超過20 min，遠達不到限電時限（10 min）要求。

2 群控策略

2.1 總體架構

基于電網運行監控系統（Operation Control System，OCS）的監視和遙控功能，在OCS構建設備群控模塊，該模塊由設備集約化數據庫、數據篩選機以及自動控制單元組成。群控模塊總體架構如圖1所示。

圖1 總體架構

群控策略是在搭建集約化數據庫的基礎上，采用基于多目標融合的批量拉限電算法，根據限電序位表中負荷實時總量，自動按照限電目標值篩選出斷路器數量最少的控制序列集合，并自動按照本次控制對象進行遙控執行，從而實現限電的群控操作[2]。

2.1 設備集約化管理

根據三級限電序位表或事故預案中限電表，在OCS系統的群控模塊中構建設備集約化控制表。該表通過OCS設備數據庫實時采集每個開關的遙測數據和遙信位置等信息，并通過網絡拓撲連接，獲取各開關對應的操作地址，為群控操作提供數據基礎。設備集約化控制表提供限電設備的實時監視與集中控制平臺，減少人工定位開關的耗時及誤操開關的風險。

設備集約化控制表如圖2所示，根據不同的限電需要將限電序位表分類，系統實時監測設備運行狀態。集約化控制表中數據均按照限電優先級順序進行排列，最優先執行的設備序號為“1”，以此類推。因此在執行限電時，僅需查看按序號順序即可獲知設備限電優先級。

圖2 設備集約化控制表

2.2 數據分析機

數據分析機采用基于不同目標融合的負荷控制算法進行限電設備的篩選與統計[2]。篩選功能主要用于在數據分析機中根據限電目標值，自動分析需遙控的開關。統計功能用于統計限電設備的功率值，數據分析機提供以下兩種數據選擇方法。

一是根據目標值自動選擇限電設備，相關計算公式為：

式中，Pt為擬控制負荷目標值，為集約化控制表中負荷總加值滿足擬控制負荷目標值切除開關數量最少的控制序列集合N。在人工輸入限電目標值后，系統按照該方法自動篩選限電設備群組。

二是人工手動選擇限電設備，相關計算公式為：

式中，Pm為手動選擇限電負荷總和，Pi為選擇的單個開關負荷值。人工手動選擇限電設備可以根據實際情況需要靈活選擇限電設備，系統自動統計已選擇的功率值。

2.3 順控執行

事故限電需在最短時間內對控制序列中開關進行遠程遙控分閘，因此在執行群控限電操作時，系統采取同一廠站遙控數據串行、多個廠站遙控數據并行相結合的開關遙控分閘操作方式[3]。在點擊“遙控執行”按鈕后，群控操作模塊的順控執行功能啟動，遙控信號按照限電序位表順序發送至OCS遙控模塊中。OCS遙控模塊收到分閘命令后，自動進行分閘控制命令的“選擇”“返校”以及“確認”過程，并將執行結果反饋至群控模塊，從而實現以最快速度完成目標負荷的拉閘限電操作[4]。

3 群控操作流程

在OCS系統的群控模塊中選擇對應限電序位表進入操作界面，輸入上級調度下達的限電負荷總量，系統自動選擇開關清單（也可人工勾選開關，系統根據勾選設備實時計算出限電負荷總量值），由操作人及監護人輸入密碼并確認后，系統自動將所選開關進行遙控分閘的操作。完成遙控操作后，系統根據遙測變化量自動統計限電負荷數，簡化流程如圖3所示。

圖3 群控操作流程

通過上述方法，將確定開關清單、執行遙控操作以及統計限電數據3個環節簡化為群控操作一個環節，將多組操作人員的分散和重復性操作轉變為一組人員控制的系統化多線程遙控。系統根據遙測變化量統計限電數據，減少人員工作量。

4 應用效果

群控限電策略已經應用于東莞調度，該功能取得良好的應用效果。

4.1 降低安全風險

事故快速限電執行效率的提升可有效降低電力系統在電力供應不足或突發事件時導致的系統失穩風險，確保電網安全穩定可靠運行，保證用戶的有序用電及重要用戶的可靠供電。

4.2 操作效率提升

依靠群控模塊的多線程同時遙控功能，事故限電操作效率提升90%。模擬群控操作測試數據如表2所示。

表2 群控操作耗時統計表

4.3 操作人員減員優化

采用系統群控操作，使限電操作由人工操作模式向智能操作模式轉變，可節省人力6人（80%）以上。

5 結 論

在分析現有電網運行控制系統具備遙控和監視功能的基礎上，在電網運行控制系統建立群控模塊，實現事故限電設備的集約化管理，并在此基礎上開發數據自動分析與設備順控執行的功能。在選擇限電目標值后，系統按照多目標優化的負荷控制策略自動選擇目標設備，再通過單一廠站串行和多廠站并行的順控策略，批量進行負荷控制。群控策略在東莞電網的實踐應用，大幅提高了事故處置效率，保證了電網運行的安全性和穩定性。