广西电网调度操作风险防控系统设计

凡华

(广西电网公司电力调度控制中心，广西南宁530023)

广西电网调度操作风险防控系统设计

凡华

(广西电网公司电力调度控制中心，广西南宁530023)

介绍了一种面向调度操作的实时风险防控系统的体系结构和功能构成。系统以操作票智能校核为核心，融合PAS功能模块，诸如潮流计算、拓扑分析等，完成了基于逻辑防误、规程约束、安全断面约束、设备参数约束、梯级水库调度约束和计划检修时序约束等多约束条件下的调度操作风险辨识，最后通过风险预控知识库生成风险预控措施。实现了图形开票、操作票预演和校核、逻辑防误、安全分析和预控方案生成的完整体系。

调度操作;风险评估;知识库

1 引言

电网风险评估是保障大电网安全稳定运行的重要措施，在实际运行中电网调度操作风险的辨识与防控尤为重要。国内外许多学者围绕电力系统安全风险做了大量的研究，文献［1］详细介绍了电网风险评估模型和算法;文献［2－4］探讨了基于最优潮流、连锁故障、智能操作票系统等在电网风险辨识与预控中的应用;文献［5－9］对调度操作风险防控也做了大量研究。目前广西电网公司也制定了基于“安全生产风险管理体系”的电网风险量化评估办法及相关的电网风险管理制度和流程。然而，在调度操作风险实时防控方面，真正具有通用性并得到推广的应用较少。

在上述背景下，本文基于风险闭环管理，提出了面向调度运行的电网调度操作风险防控系统设计方案。本方案立足广西电网实际，将调度操作与EMS系统打通实现了图形开票;利用EMS实时数据及网络结构实现了操作票的预演;结合PAS功能构建了基于拓扑分析、安全断面控制、调度规程校核、计划检修时序、梯级水库调度的操作风险辨识体系;通过整合风险预控知识库实现了集图形开票、操作票预演、安全校核、风险预警、预控方案生成的调度操作风险防控解决方案。

2 系统整体设计

广西电网调度操作风险防控系统结构如图1所示。系统以操作票智能校核为核心，融合PAS系统，实现了图形开票、操作票预演和校核、安全分析和预控方案生成的完整功能。该系统利用潮流计算和拓扑分析实现了多约束条件下调度操作的安全校核，最后通过风险预控知识库生成风险预控措施。

图1 广西电网调度操作风险防控系统结构

3 图形开票

图形开票是指调度员在主接线图中根据操作目的在图形界面上点选设备并生成标准调度指令票的过程。

3.1 EMS数据同步

EMS系统以服务方式提供设备模型、图模数据、实时数据、状态校核服务等，其中设备模型基于CIM标准，图形数据基于SVG标准。系统通过服务定期检测设备模型和图模数据是否有更新，从而实现图模数据自动与EMS同步，不需要单独维护。

3.2 图形开票

在同步获取的图形上通过点选相关设备即可自动生成所需操作票。图形开票与自动成票是基于操作模型自动识别的，采用模式识别的方法自动从CIM模型中抽取操作模型。自动成票专家库是基于操作模型构建的，符合电气设备操作规定及调度操作规定，可以适应不同操作模式(包括逐项令和综合令等)。

4 调度操作风险辨识

调度操作风险辨识是综合考虑逻辑防误、规程约束、安全断面约束、设备参数约束、梯级水库调度约束和计划检修时序约束等方面，完成基于多约束下的倒闸操作全过程风险辨识。

4.1 逻辑防误及规程约束

结合SCADA实时数据，通过网络拓扑分析和预置的规程约束，实现调度操作过程的电气逻辑校验和操作规则校验。当生成一份“三审”后的操作票后，系统自动进行操作票的预演，在预演过程中进行拓扑分析和规程约束校验。

拓扑分析主要实现接地分析和失压分析，即任何操作不得导致运行设备与地刀相连;任何操作不得导致设备失压(允许的除外)。在电气逻辑校验的同时进行操作规程校验，规程约束是预置在知识库中的，如线路停电操作必须按照断开开关→拉开线路侧刀闸→拉开母线侧刀闸的顺序依次操作;3/2接线方式下，先断中开关，后断边开关;线路停送电应遵循“三停三送”的原则等。

4.2 设备参数及安全断面约束

操作票预演过程中结合PAS潮流计算功能，设备参数约束主要是综合有功限制和电压限制，断面约束是在电网正常或检修方式下通过N－1扫描获得。利用SCADA实时数据，对操作前、操作中、操作后进行N－1扫描计算进行设备参数及安全断面约束校验。

4.3 梯级水库调度约束

梯级水库调度既有电的平衡，又有水的匹配。广西电网主要是红水河流域龙滩、岩滩、大化、乐滩、桥巩等厂的流域约束。通过与水调自动化系统对接，获取各电厂实时上下游水位、入库流量、出库流量等基础信息。利用各梯级水电站间水流时滞、库容、水头、出力、发电流量间关系，获得各电厂在高效运行水位区间内运行的各电厂最优出力。特别是当检修工作需控制电厂出力时，需进行梯级水库调度约束校验确保不能弃水。

4.4 检修时序约束

通过与检修单管理系统的对接，获取电网计划检修工作时序。当本次操作校核结束后，系统按时序自动对还未操作的检修工作进行扫描，若无法通过校核，则对有风险的计划检修工作进行预警，及时与相关部门联系调整检修工作时序。

5 调度操作风险防控策略

建立通用的调度运行规则、设备操作规则、电网调控规则以及事故预案等方面的知识库，把辨识出的风险自动导入风险预控知识库，生成风险预控方案调度员参考。

5.1 检修策略库

检修策略库是电网风险防控策略生成的重要组成部分，特别是在事故处理时的支持意义十分重大。检修策略库是长期以来设备计划检修时对运行方式调整、控制断面、控制方法等的长期积累。当校验未通过时自动匹配检修策略库中控制断面并查询最新的控制方法供调度员参考。当设备跳闸时自动与检修策略库匹配，展示最新控制策略。虽然当前运行方式与当时运行方式可能不一致，但就局部电网来说还是具有参考意义的。设备检修策略库设计如表1所示。

表1

5.2 事故处理预案库

通过与格式化的事故处预案库接口，当校验未通过或设备跳闸时自动匹配事故处预案库并查询最新版本的事故处理预案供调度员参考。实现方法与检修策略库是类似的。

6 结语

本文介绍了一种以操作票智能校验为核心的面向调度操作的实时风险防控系统的体系结构和功能构成，并对其关键技术进行了阐述。该系统将调度运行中各模块诸如潮流计算、拓扑分析等串接到本系统的校核流程中，完成了基于逻辑防误、规程约束、安全断面约束、设备参数约束、梯级水库调度约束和计划检修时序约束等多约束条件下的调度操作风险辨识，最后通过风险预控知识库生成风险预控措施。实现了图形开票、操作票预演、校核、逻辑防误、安全分析和预控方案生成的完整体系。该系统一方面可以有效的降低调度操作的安全风险;另一方面，将调度系统长期的运行经验积累得以整合并转化为智能库，不仅在调度运行、事故处理中起到重要作用，同时也在事前方式安排、电网规划中发挥巨大效益。

［1］LI Wenyuan.Risk assessment of electric power systems，models，methods，and applications［M］.USA and Canada:IEEE Press abd Wiley＆Sons， 2005.

［2］LI Yuan，MCCALLEY J D，RYAN S.Risk-based unitcommitment［C］//Proceedings of IEEE/PES GeneralMeeting.June 24－28.2007，Tampa.FL.USA

［3］Jiang Yong，MCCalley J D，Van Voorhis T.Risk-based resource optimization for transmission system maintenance［J］.IEEE Transactions on Power Systems，2006，21(3):1191－1200.

［4］王英英.基于事故链的电力系统连锁故障风险评估与预防控制研究［D］.武汉:华中科技大学，2010.

［5］许巧燕，尤钟晓.智能化调度操作票系统的实现［J］.电力系统自动化设备，2000，20(4):31－32.

［6］汤磊，张伯明，孙宏斌，等.电网操作票专家系统中的通用认知模型［J］.电力系统自动化，2001，25(22):1－4.

［7］冯永清，吴文传，张伯明，等.基于可信理论的电力系统运行风险评估:(二)理论基础［J］.电力系统自动化，2006，30(2):11－15.

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［9］文云峰，崔建磊，张金江，等.面向调度运行的电网安全风险管理控制系统(一)概念及架构与功能设计［J］.电力系统自动化，2013，37 (2):1－8.

The Design of Operational Security Control System for Guangxi Power Grid

FAN Hua
(Guangxi Power Grid Dispatching Control Center，Nanning 530023，China)

This paper introduces the architecture and functional structure of a real-time risk prevention and control system for operational security control.This system bases on operation order checking，in which power flow calculation and topology analysis are fused.The operational risk identification function is realized，which based on logic protection、operation sequence、control sections、device parameters、reservoir dispatching、planned overhaul time sequence.Finally，the pre－control measures are generated through the pre-control knowledge base.This is a complete system，which contains functions such as graphics aided operation ticket making、preview of operation ticket、logic protection、safety analysis、pre－control measures generation.

dispatch operation，risk evaluation，knowledge base

TM76;TP182

B

1004－289X(2016)04－0060－03

2015－10－31

凡华(1984－)男，湖北公安县人，硕士研究生，工程师，现从事电力调度工作。