电网异常信息自动统计及报送系统设计与实现

赵瑞锋　刘群越　卢建刚　曾坚永

摘 要：准确迅速确定电网异常信息是电力调度决策的关键，直接影响到电网安全稳定运行。结合广东电网EMS系统和OMS系统运行环境和特点，提出电网异常信息自动统计及报送系统实现方案。分析系统具体需求、EMS数据基础以及系统数据流，设计异常信息确定规则、内容以及报送功能，测试表明该系统能有效实现电网异常信息自动统计及报送。

关键词：电网异常信息；调度决策；信息系统；电力系统

DOIDOI：10.11907/rjdk.151269

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2015）007-0104-02

0 引言

广东位于太平洋西岸，濒临南海，受气候影响夏秋季节常遭台风袭击，是我国台风灾害最严重的省份之一。台风所经区域会引起大面积变压器及线路跳闸等故障，给电网系统安全稳定运行带来了巨大影响[1，2]。广东电网调度自动化系统SD6000为电网安全运行保驾护航已经十余年，但不具备线路跳闸等电网异常信息自动统计与报送功能。及时准确报送电网异常信息是调度决策的重要依据，直接影响电网安全运行。因此，研究电网异常信息自动统计与报送实现具有重要意义。

目前，广东电网SD6000系统对线路跳闸、损失负荷、损失用户、安全隐患等异常信息的统计需要人工核查上千条告警历史记录手动统计，其准确性和实时性都无法保证。特别是在台风期间，无法及时向调度员和相关管理部门第一时间提供跳闸情况、负荷损失信息及安全隐患。近几年台风登陆广东的频率、等级越来越高，影响范围越来越大，对广东电网的考验前所未有。总调要求台风期间中调第一时间上报跳闸情况、负荷损失信息及安全隐患情况。向调度和相关管理部门提供快速、准确、可靠的信息，传统人工统计方式显然无法应对。

针对上述问题，本文根据广东电网EMS系统和OMS系统运行环境与特点，研究并实现广东电网异常信息自动统计及报送系统。

1 系统需求分析

电网异常信息自动统计及报送主要是将广东10kV及以上线路和变压器跳闸等电网异常信息，根据报送时间与报送轮次要求，进行自动统计并报送至广东中调和南网总调。平台需要EMS系统原始数据，包括告警信息、EMS设备模型、EMS遥信、EMS遥测。系统功能模块主要有Topo分析模块、分析处理模块、调度员修改模块、报送模块和地区填报模块等。平台功能及数据流如图1所示。

图1 系统功能及数据流

2 系统设计与实现

2.1 系统架构

系统基于PI3000通用业务Web平台搭建，异常信息分析采用Java语言编写，线路运维信息采集来自OMS系统，与EMS重叠的数据接口沿用调度网络发令系统相关资源。

采用多层体系架构，具体可分为数据层、服务层和表现层。

（1）数据层。实现ORMapping机制，使上层应用开发人员可以面向对象的方式访问业务模型和数据。

（2）服务层。采用面向服务架构，各功能模块以XmlRpc和WebService等规约发布服务，实现与客户端或第三方系统的集成[3，4]。服务层采用无状态的设计模式，遵守Servlet规范和JSP等规范，快捷实现与其它技术集成。

（3）表现层。表现层采用B/S和C/S混合模式。其中，与厂站网络发令相关业务采用C/S模式（广域网），主调非网络发令业务采用B/S模式（局域网）[5]。

2.2 功能设计与实现

电网异常信息主要包括线路跳闸、变电站失压，以及EMS发出的设备和开关连接的告警信息。220kV线路与两侧开关，已经与设备作了关联，而500kV线路为3/2接线，因连接4个开关且随着电网方式不同而变化，告警信息中可能给出的是原始开关信息，需要进行对应线路识别。设计系统主要通过计算机分析识别，辅以人工确认修改的原则。

根据跳闸分析规则形成异常信息是系统的核心功能。此外，系统还需要具备Topo分析功能、调度员修改功能和报送功能等。

2.2.1 分析处理模块

分析处理模块主要根据跳闸分析规则形成跳闸记录表和跳闸汇总表，包括线路跳闸明细和变电站失压明细。

（1）线路跳闸明细。线路跳闸明细数据主要有：线路名称、初次跳闸时间、最终恢复时间、累计跳闸次数等。上述数据确定规则为：①初次跳闸时间。由于EMS系统中的跳闸时间因为量测和网络传输等存在误差，初次跳闸时间从保信系统中获取，对于多次跳闸的线路，初次跳闸时间仅记录该线路第一次跳闸时间；②最终恢复时间。即跳闸线路恢复到单侧充电运行的时间，对于多次跳闸线路，初次跳闸时间仅记录该线路最后一次恢复的时间；③累计跳闸次数。重合闸也需纳入累计跳闸次数统计，对于跳闸后重合闸成功的线路，计算为一次跳闸，若该线路再发生跳闸，则多计算一次跳闸。由于500kV为3/2接线方式，单个开关跳闸基本不会造成500kV线路跳闸，定义开关跳闸未造成线路状态改变不算线路跳闸。

由于保信系统和异常报送系统没有完全对接，当期输电线路跳闸时，重合成功和强送成功信息的确定采用列表列出所有跳闸线路的状态改变明细，由调度员勾选类型，确定是否重合成功。对永久故障已送情况，当排除线路永久故障后，再进行复电。数据填报采用跳闸线路状态改变明细表，由调度员勾选具体类型。重合成功与强送成功的判断依据为：①重合成功判别：开关跳闸后，2秒内重合，且未继续跳闸；②强送成功判别：开关原跳闸超过5分钟，后开关重合，且未跳开（还需检测线路是否带电）；③强送不成功判别：开关原跳闸超过5分钟，后开关重合，1秒内立刻跳开（手合后加速跳开）。

（2）变电站失压信息明细。变电站失压信息报送所需数据有：变电站名称、电压等级、初次失压时间、最终恢复时间、恢复简况。其中，恢复时间定义为失压母线只要带电，即视为恢复。若后续该母线还有多次失压，则仅记录最终恢复时间。恢复简况由调度员填写，信息报送平台预留文本输入框即可。

2.2.2 数据接口

系统涉及告警信息、设备模型、遥信遥测3类数据，其中设备模型、遥信遥测在调度网络发令系统中已存在，告警信息为新增接口。

由于III区目前没有实时告警信息，对EMS系统进行改造，每隔10分钟向III区发布一次实时警告信息。实时告警信息从I区经III区发布到本系统接收入库时间延迟控制在1min以内，分闸加事故总信息时延小于20s。

2.2.3 其它功能

Topo分析主要根据实际电网连接方式生成500kV线路开关对应表信息、变电站失压记录表信息；通过调度员修改功能可修改跳闸记录表、跳闸汇总表、变电站失压记录表数据，可增加、修改或删除数据；地区填报功能提供地调在系统中报送其管辖设备相应跳闸信息，中调直接汇总数据。

报送功能确定电网异常信息开始时间和结束时间以及报送轮次。

报送开始时间、结束时间一般根据南网总调或者省公司安监通知确定。为提高报送效率，方便调度员及时响应，平台增加调度员根据发文通知进行触发功能，设计“开始”与“结束”按钮，供调度员触发。

目前报送轮次由总调定义，一般是发布应急响应后，在台风登陆前，一天两报，早晨07：00左右一次，下午16：30左右一次；台风登陆后，每两小时一次。信息报送平台可自由定义报送间隔，以半小时为步长，以满足总调对台风报送一小时一报或者一天两报等动态调整。

3 系统应用与测试

为减少系统切换，提高工作效率，该系统同时集成在广东电网调度智能指挥平台中。模拟“优特”台风登陆造成电网各种异常进行平台功能测试。统计故障信息并形成信息表20次的平均时间为8.37s；电网事故时，主进程任意5分钟内CPU负荷率≤30%；平台能自动删除10天以前的本地缓冲文件。系统能自动统计线路、变压器等故障信息并实时转发。

4 结语

本文在分析电网异常信息自动统计及报送需求的基础上，结合广东电网EMS系统和OMS系统运行环境和特点，提出了电网异常信息自动统计及报送系统设计方案，探讨故障信息确定规则，实现后集成在智能调度指挥平台中。通过测试及运行验证了电网异常信息自动统计及报送的实用性和可靠性。电网异常信息自动统计与报送统计平台的建设为调度员和管理部门及时掌握电网故障信息，快速准确作出调度决策提供了可靠的工具，对保障台风等自然灾害期间电网安全稳定运行有着重要意义。

参考文献：

[1] 呼士召，陈钢，周巍，潮铸. “韦森特”台风期间广东电网调度应急处理及反思[J]. 广东电力， 2013，26（6）：1-4.

[2] 刘思捷，刘昌，李小燕，李嘉龙. 台风对广东电力负荷特性的影响[J]. 云南电网技术， 2012，40（1）：91-93.

[3] PANDEY A K，BHUYAN，P MOHAPTRA D P.Component based exception handling framework for SOA based services[C]. 2014 International Conference on Computing， Communication and Networking Technologies （ICCCNT）， IEEE， 2014（2）：1-5.

[4] 高勃. 基于XML-RPC技术的用户统一认证系统[J]. 计算机科学， 2012，39（10）：178-180.

[5] 陈钢，林少华，陈晓东，胡超.广东电网调度运行电子发令系统的设计与实践[J]. 广东电力， 2013，33（24）：88-90，24.

（责任编辑：陈福时）