一种配电网安全预警分析系统的研究

唐海峰，张 捷，侯四维

（1.国网上海市北供电公司，上海 200072；2.上海合泽电力工程设计咨询有限公司，上海 200433）

随着经济的持续发展，电网建设也不断加快，配电网资产规模越来越大，随之配电网工作趋大量化和复杂化，必须依靠自动化、系统化、信息化的管理方式来实现配电网的安全运行管理工作。

配电网作为电力系统中直接面向用户供电的环节，关系到用户能否得到安全可靠优质的电能。加强配电网的安全运行管理工作，保证电力平稳安全运行具有重大的意义。

为提升配电网的管理水平，保证配电网的安全运行，本文介绍一种配电网安全预警分析系统。

1 系统介绍

1.1 系统逻辑结构

逻辑结构是配电网安全预警分析系统的灵魂，也是系统构建的首要步骤，是根据预警分析系统的基本原理和配电网监控要求及其特点建立的一个多维度的复合结构模型如图1所示。预警分析逻辑结构的预警指标、时间和层次3个维度分别代表了预警原理、时间尺度和预警对象四层涵义［1］。

（1）预警指标维度

预警指标维度是预警逻辑结构的核心，根据预警系统的基本原理，包括警源、警情和警度3部分。其基本流程是：确定警源，监测警源和警情，分析警情和警度。

（2）时间维度

时间是预警分析的重要参数，预警分析发布时间与警情发生的时间间隔越长，警情越需要尽快处理，但紧急配电网安全事故的预警更为重要。警源和警度的监控是保证预警分析有效性的重要措施。

（3）层次维度

配电网安全预警分析系统的层次维度主要从配电网事故指标的角度进行划分，主要包括单因子预警、多因子预警2大类。

1.2 系统架构

本系统采用B／S架构，由客户端和服务器组成，其中服务器包括数据库服务器、应用程序服务器，分别实现预警分析数据库管理，预警应用程序的管理和运行；在Internet上，系统采用 Web Services结构，服务器端以 Web服务器为主体，通过注册数据及应用服务，向客户端浏览器提供预警分析信息发布、预警分析互操作以及预警应急联动等服务。从上述的分析来看，构建多层次体系结构的配电网安全预警系统，有利于配电网安全信息共享，减少系统重复建设，节约信息资源，提高系统效能［1］。系统架构如图2所示。

图1 系统逻辑结构图

图2 系统架构图

该配电网安全预警分析系统按照模块可分为功能模块和基本模块2大类［2］。其中功能模块主要包括安全预警分析模块、重要用户管理模块，完成调度安全性分析和检修计划安全校核编排；基本模块为系统管理模块，系统整体框架见图3。

（1）安全预警分析模块：分为35kV及以上变电站安全预警分析模块、10kV配变安全预警分析模块。内容包括停役变电站名称、电压等级、停役的年月份、计划停役的时间、主要工作内容、有无全站停电风险、有无重要用户停电风险等。并可供用户对其进行编辑、生成告知书并可对告知书进行编辑。

图3 系统整体框架图

（2）重要用户管理模块：主要为新增重要用户电源站索引数据模块。内容包括单位、用户的实际名称、CMS户名、户号、地址、重要性等级、电压等级、供电电源数、电系编号及名称、进线方式、站名、母线、是否是开关站等。用户可根据需要导入导出数据表。

1.3 系统功能

从信息管理的角度来讲，信息系统的基本功能包括数据管理（数据的输入、输出及修改和维护等）、数据分析和数据查询3部分。结合配电网安全预警系统的逻辑结构和系统结构分析结果，系统的功能如下：

（1）安全预警分析功能。安全预警分析功能实现35kV及以上变电站、10kV配变调度安全性分析、检修计划安全校核与编排功能。打开浏览器，进入主页面，将此数据库打开，通过搜索功能将所需的检修计划选定，可清晰地浏览数据信息，审阅和检查检修计划报告，了解检修计划中有无全站停电风险、有无重要用户停电等重要检查的信息。

管理者在审阅和检查时，发现错误可对主要的检修工作内容和措施等信息进行编辑并保存。若有全站停电风险或重要用户停电风险，应将此信息保存在风险数据库中，以便今后调用，生成告知书，发放到相关部门对进行检修，检修完成后，上传检修报告，使得整个管理系统成为一个闭环反馈的管理系统［3］，如图4所示。

图4 安全预警分析闭环管理系统

（2）重要用户管理功能。实现变电站名、电系编号及名称、CM户名、地址、重要性等级、电压等级、供电电源数、进线方式、母线、开关站等信息的管理，生成数据库。有需要时可方便的查阅、调取或修改提高了管理的工作效率。

2 实例应用

以上海某区和田10kV配变检修计划为例验证系统的实用性。打开浏览器，登陆账号进入配电网安全预警系统首页，选择10kV配变检修计划管理系统，如图5所示。

图5 10kV变电站检修计划数据库图

图5显示了2014年10月份检修计划电压等级、变电站名称、停役设备、计划停复役开始时间、计划停复役结束时间、主要工作内容、有无全站停电风险、有无重要用户风险、生成告知书、编辑告知书工作任务等状态信息。通过状态信息可以看出变电站检修计划有无无全站停电风险，重要用户有无停电风险。

选择需要审阅和查找的和田变电站，共有2条记录，其中停役设备为和13和田电话开关线路、和8止园开关线路。若查出和8止园开关线路信息有误，或需了解或修改重要客户的名称及预防停电措施内容，打开编辑页面，如图6所示。

图6 10kV和田站和8止园开关编辑页面图

从编辑页面可详细了解工作内容及检修类型，若需修改，修改后保存即可。保证管理者第一时间查阅到准确的检修信息，生成告知书发放到相关部门，保证检修工作与审核工作高效可靠的完成。本软件运行平稳达到了设计目的，具有实用意义。

3 结语

（1）本文介绍的配电网预警分析系统，具有配电网预警分析和重要用户管理功能。

（2）经上海某区和田实例运行，证明系统运行实现既定功能。

（3）通过该配电网安全预警分析系统，可加强地区电网调度管理，可有效提高电力企业工作效率，推进配电网安全稳定运行。

［1］ 詹晓燕.环境安全预警系统研究［D］.杭州：浙江大学，2005.

［2］ 毛 田，姚建刚.110kV配电网智能检修与安全校核管理系统［J］.电力系统自动化，2013，37（2）：125-129.MAO Tian，YAO Jian-gang，XIN Jun.Intelligent overhaul and safety check management system of 110kV distribution network［J］.Automation of Electric Power Systems，2013，37（2）：125-129.

［3］ 李 阳，高自友.铁路安全预警系统的研究与设计［J］.中国安全科学学报，2004，14（6）：36-40.LI Yang，GAO Zi-you.Study and design of railway safety pre-warning system［J］.China Safety Science Journal，2004，14（6）：36-40.