基于电网运行控制系统的事故限电群控策略研究

杨 阳，曾远方

（广东电网有限责任公司东莞供电局，广东 东莞 523000）

1 现状分析

在电力供应不足和突发极端事件等情况下，电力系统为确保电网稳定可靠运行，需快速按照事故限电序位表和三级快速限电序位表在规定时间内执行负荷控制措施，并及时统计限电情况，汇报上级调度及通报相关部门[1]。传统事故限电执行方式为根据中调下达的用电指标，按限电序位表人工分析需执行的限电设备，再以两人为一个操作组，分多个操作组在遥控执行，最后手动统计限电设备及负荷数。传统限电的执行效率统计分析如表1所示。

表1 传统限电操作耗时统计表

表1中，统计数据以各级限电的极限开关数量作为统计样本，上述数据是一组人（2人）的操作总需时间，单个开关的操作时间为36 s（抽取30个电容器开关分闸操作过程样本所得平均值）。通过分析表1数据，发现事故限电过程中主要存在两方面的问题。一是操作风险高。调控员采用人工定位具体设备的方法，逐个遥控开关。因直接遥控开关无防误闭锁，很容易因厂站名称相似或设备名称相近而误操开关。二是执行效率低。按当前人员配置（调控当值7人），值班人员需分3组操作。以二级限电为例，仅开关操作环节就耗时达15.8 min，全流程超过20 min，远达不到限电时限（10 min）要求。

2 群控策略

2.1 总体架构

基于电网运行监控系统（Operation Control System，OCS）的监视和遥控功能，在OCS构建设备群控模块，该模块由设备集约化数据库、数据筛选机以及自动控制单元组成。群控模块总体架构如图1所示。

图1 总体架构

群控策略是在搭建集约化数据库的基础上，采用基于多目标融合的批量拉限电算法，根据限电序位表中负荷实时总量，自动按照限电目标值筛选出断路器数量最少的控制序列集合，并自动按照本次控制对象进行遥控执行，从而实现限电的群控操作[2]。

2.1 设备集约化管理

根据三级限电序位表或事故预案中限电表，在OCS系统的群控模块中构建设备集约化控制表。该表通过OCS设备数据库实时采集每个开关的遥测数据和遥信位置等信息，并通过网络拓扑连接，获取各开关对应的操作地址，为群控操作提供数据基础。设备集约化控制表提供限电设备的实时监视与集中控制平台，减少人工定位开关的耗时及误操开关的风险。

设备集约化控制表如图2所示，根据不同的限电需要将限电序位表分类，系统实时监测设备运行状态。集约化控制表中数据均按照限电优先级顺序进行排列，最优先执行的设备序号为“1”，以此类推。因此在执行限电时，仅需查看按序号顺序即可获知设备限电优先级。

图2 设备集约化控制表

2.2 数据分析机

数据分析机采用基于不同目标融合的负荷控制算法进行限电设备的筛选与统计[2]。筛选功能主要用于在数据分析机中根据限电目标值，自动分析需遥控的开关。统计功能用于统计限电设备的功率值，数据分析机提供以下两种数据选择方法。

一是根据目标值自动选择限电设备，相关计算公式为：

式中，Pt为拟控制负荷目标值，为集约化控制表中负荷总加值满足拟控制负荷目标值切除开关数量最少的控制序列集合N。在人工输入限电目标值后，系统按照该方法自动筛选限电设备群组。

二是人工手动选择限电设备，相关计算公式为：

式中，Pm为手动选择限电负荷总和，Pi为选择的单个开关负荷值。人工手动选择限电设备可以根据实际情况需要灵活选择限电设备，系统自动统计已选择的功率值。

2.3 顺控执行

事故限电需在最短时间内对控制序列中开关进行远程遥控分闸，因此在执行群控限电操作时，系统采取同一厂站遥控数据串行、多个厂站遥控数据并行相结合的开关遥控分闸操作方式[3]。在点击“遥控执行”按钮后，群控操作模块的顺控执行功能启动，遥控信号按照限电序位表顺序发送至OCS遥控模块中。OCS遥控模块收到分闸命令后，自动进行分闸控制命令的“选择”“返校”以及“确认”过程，并将执行结果反馈至群控模块，从而实现以最快速度完成目标负荷的拉闸限电操作[4]。

3 群控操作流程

在OCS系统的群控模块中选择对应限电序位表进入操作界面，输入上级调度下达的限电负荷总量，系统自动选择开关清单（也可人工勾选开关，系统根据勾选设备实时计算出限电负荷总量值），由操作人及监护人输入密码并确认后，系统自动将所选开关进行遥控分闸的操作。完成遥控操作后，系统根据遥测变化量自动统计限电负荷数，简化流程如图3所示。

图3 群控操作流程

通过上述方法，将确定开关清单、执行遥控操作以及统计限电数据3个环节简化为群控操作一个环节，将多组操作人员的分散和重复性操作转变为一组人员控制的系统化多线程遥控。系统根据遥测变化量统计限电数据，减少人员工作量。

4 应用效果

群控限电策略已经应用于东莞调度，该功能取得良好的应用效果。

4.1 降低安全风险

事故快速限电执行效率的提升可有效降低电力系统在电力供应不足或突发事件时导致的系统失稳风险，确保电网安全稳定可靠运行，保证用户的有序用电及重要用户的可靠供电。

4.2 操作效率提升

依靠群控模块的多线程同时遥控功能，事故限电操作效率提升90%。模拟群控操作测试数据如表2所示。

表2 群控操作耗时统计表

4.3 操作人员减员优化

采用系统群控操作，使限电操作由人工操作模式向智能操作模式转变，可节省人力6人（80%）以上。

5 结 论

在分析现有电网运行控制系统具备遥控和监视功能的基础上，在电网运行控制系统建立群控模块，实现事故限电设备的集约化管理，并在此基础上开发数据自动分析与设备顺控执行的功能。在选择限电目标值后，系统按照多目标优化的负荷控制策略自动选择目标设备，再通过单一厂站串行和多厂站并行的顺控策略，批量进行负荷控制。群控策略在东莞电网的实践应用，大幅提高了事故处置效率，保证了电网运行的安全性和稳定性。