电网全景化EMS的发展及展望

张素玲

（广东电网有限责任公司汕尾供电局，广东汕尾 516600）

随着电网的发展，在供电可靠性，科学调度等更精益的需求下，当前调度主站自动化系统已进入了系统功能模块化、功能目标多样性、各专业功能模块统一集成的发展阶段。南方电网一体化电网运行智能系统的标准要求：将EMS、水调、继保、在线预决策、负荷预测等各类应用功能模块通过从上而下的统一、开放、标准的技术架构集成一体，实现各类应用功能模块的规范整合，使电网调度工作迈上新台阶。

1 传统EMS的局限性

传统EMS系统在前期发展过程中，受限于计算机技术、网络技术、通信技术等，只能对直属调管的厂站进行数据建模、实时数据采集及监控。在此阶段，各县区、地市局的主站调度自动化系统和站端自动化系统的厂家各不相同，功能模块也因各自需求不同而功能各异，主要特点是独立建设，系统种类多，功能单一。虽然满足了当时各区域的电网调度运行的基本要求，但从电力系统全网角度来看，各区域在功能及技术上却各自独立，无法统合。

其局限性主要体现在以下几个方面：

电网的飞速发展，对EMS全局数据信息处理提出了更高的要求。随着电网运行要求的提高，仅对所属调度管理范围电网实现监控，已无法满足调度管理要求。如电网负荷预测方面，需要如江河水文信息、气象信息等综合数据处理分析来实现预测，仅传统EMS的数据不能达到预测的条件。继保方面也寻求在线调取、修改整定计算的方式方法。

缺乏对新技术的兼容能力，缺乏提升空间。随着社会的发展及技术的进步，电网的安全高效运行需要更多的主体来参与实现业务及信息的交互。以调度监控为核心的传统EMS缺乏统一的技术架构及技术标准管控，系统的对接能力差，已无法满足大电网运行所要求的综合智能化驾驭能力。在智能电网快速发展中，不具备可持续发展能力。

系统固化，难于开发新功能。由于传统EMS各功能是集成于系统核心上，投运之时其功能就已固化了，之后想要开发增加新的功能，需要从系统核心上去修改方能实现。这导致新功能的增加直接影响到了系统安全，可能会导致核心程序冲突影响原有的系统功能，甚至是系统崩溃。这在电力系统安全层面来说是不可接受的。但电力系统的发展又需要不断更新增加EMS系统的各类数据处理功能，方能达到各项业务及各系统之间的信息灵活互动。

2 全景化EMS的发展历程

2.1 全景化EMS概述

全景化EMS是现代一体化电网运行分析及监控管理的基础。通过可缩放矢量图形（SVG)、公共信息模型（CⅠM）、可扩展标记语言（XML）等技术实现全网电力系统所有数据统一管理，满足了调度、方式、继保等专业的应用需求，同时也满足了在事故、灾害情况下的全局应急调度的可监视可控需求。

2.2 全景化EMS发展现状

电网智能化的发展，促使电网管理各种相关的业务系统之间进行信息共享及管理流程化的需求越来越迫切，建立全网一体化的电网运行系统是解决问题的关键。通过对现有的各类系统、功能模块、网络、运行设备进行分析总结，建立了统一开放的技术规范、技术标准，形成从上至下的系统框架。各类应用模块的整合、标准化及其功能完善也使得全景化EMS实现有了技术支持平台。全景化是指对电网运行相关的数据信息进行统一的监控、分析、管理及展示。

新一代EMS系统设计遵循“统一标准、统一设计、统一采购、统一建设、统一运行和统一升级”的原则，使得系统以最基础的“四遥”功能及标准接口搭建成一个基本功能平台，按需求可以接入以同样标准化设计的各类功能模块及数据处理平台，形成一个具有强大综合智能化驾驭能力的系统。各应用功能也在标准化，达到即插即用的模块化。此时，调度中心可以按自身的需要，将所需的应用功能模块接入或按标准开发即可接入系统进行使用，而不用改变系统核心。模块化让系统功能的选择更有灵活性，也避免了调度中心各自开发应用功能而造成资源浪费。

3 全景化EMS的功能应用

3.1 系统结构

从2006 年开始，总调开始了EMS 分布式建模的探索，历经多年的研究实践，初步实现了新一代全景化EMS：通过可缩放矢量图形（SVG)、公共信息模型（CⅠM）、可扩展标记语言（XML），数据支持平台等技术，实现了电力网全网源端的一次维护，从主网到配网，均可在调度侧实现全景视图展示，如图1所示。

图1 全景视图

3.2 功能分析

3.2.1 实时数据交互

全景化EMS通过服务总线系统，标准接口，可以与GⅠS 系统、计量自动化系统等实现实时数据、图文数据的交互。让GⅠS 系统信息、计量信息、EMS系统信息等在一个平台实现数据处理及全平台展现。调度中心在全景化EMS系统中就能监控全系统区域的相关信息，可以更好更快地进行分析处理。

3.2.2 多元信息交互

电网调度还需要其他专业平台的数据来进行分析处理，如气象水文信息，有助于水电负荷预测；交通路径信息，有助现场人员交通安全；视频监控信息，有助于应急调度远程监控。这些综合信息都将可以通过标准接口从相关平台上，接入全景化EMS系统，并在全景化EMS系统中实时展现及历史查询。

3.2.3 告警智能化

传统EMS系统告警仅是将电力设备各类告警信息以时间顺序做出提示，再由人工进行判断处理，其方式虽然也具有一定的灵活性，但对于因电网不断发展而快速且成倍增加的监控信号来说，人工处理速度太慢，容易出现失误，已不再适应当前的调度监控需求。为了在确保电网安全运行前提下更快速地处理告警信息，智能诊断系统应运而生。

3.2.4 视图模块化

各层级、专业将可按自身需求，选择所需的信息展示模块，自定义信息图文展示。可按照信息告警级别，自动展示与告警相关的全方位信息；按工作任务关键程度，自动展示相关里程、交通情况、气象水文信息、电网运行情况、工作现场视频信息等。

3.3 效益评估

电网全景化EMS投入使用后，本地区电网调度管理工作效益明显改善，其主要体现在：

电网全景化EMS可从各相关系统调取所需的各类信号数据，并对各类信号数据进行逻辑分析，综合电网拓朴分析，设置了处理策略，完成对电网告警信号的自动分类以及跳闸诊断功能，实现故障处理由“人工分析”到“智能分析”，大大减轻了调度员分析告警信号的工作量，提高了故障处理能力及应急处理能力。

电网全景化EMS通过标准化设计，形成了新一代功能模块。借助标准化的数据接口与EMS系统对接，实现了EMS新功能的加载。在调度应用中告警信息通过智能诊断功能，更加简洁的监控中展现，同时，也给出了系统分析故障处理方案让调度进行选择，最大程度地缩减处理时间，有效提高供电可靠性。

截止到2020年年底，本地区电网可靠率大幅提升，可达到99.82%，远远高于同期其他地区电网可靠性指标。同时，在电网全景化EMS应用后，调度员可根据系统中的各项数据，科学调度、实时调控及应急把控，有效缩短了故障处理事件，平均停电时间仅为1.2 h。如在2020 年8 月8 日17∶12 110 kV海尖甲线163 线路两侧开关跳闸，差动保护动作，海丰站侧重合不成功，尖山岭站侧重合成功，根据厂站汇报信息初步判断为线路瞬时故障引起，决定采取强送措施。

在全景化EMS系统报警后，巡维中心人员第一时间进行现场检查，17∶31 海丰站侧再次确认现场检查一二次设备无异常，17∶32 调控值班员遥控合上海丰站110 kV 海尖甲线163 开关，试送正常，保证了区域正常用电。本次故障恢复时间仅为20 min，从根本上提升了电网智能调度工作的安全性、可靠性和经济性。

4 全景化EMS的未来展望

目前全景化EMS系统还在发展阶段，很多功能应用模块，还处于研发或初级阶段，但已经给我们带来了全新的体验。在未来，全景化EMS将会有更多的功能应用到实际的电网调度运行中，最大程度减轻工作量，提高工作效率，使电网调度更安全高效。

4.1 做好数据整合，实现多元调控

电网常规调度工作过程中数据类型非常复杂，计算分析难度较大。全景化EMS应用后可实现数据的多元整合，集数据采集、数据分析、数据管理、安全管理、公用技术等于一体，实现电网状态评估和事故风险预测。未来该系统应用过程中应进一步深化高级人工智能技术，使其从数据库中长期保存的各种专家经验进行学习，模拟人脑的逻辑思维进行处理电网运行中的实际问题。比如在馈线自愈功能中，不需要人工去写入判断逻辑，只要处理过一次后，系统全自动从处理过程中分析出相应的处理逻辑，达到自动调控的效果。

4.2 转变调度模式，实现广域控制

电网发展过程中要在广域测量技术、调度自动化技术等基础上进一步优化EMS功能结构，通过全景展示、全局控制、全面调度，从根本上改善电网运行的安全效益和经济效益。尤其是要做好全景化EMS 功能模块的规划和设计，从数据库应用模块中，自动加载或卸载相关功能模块，在保证系统正常运行的同时，减少系统负载及电能损耗。

4.3 调整功能界面，便捷人员操作

全景化EMS 系统功能较为全面，在系统操作、显示过程中须简洁直观，以保证人员能够顺利操作。

在调控设计时，可适当增加语音对话，让调度员能够通过语音指令完成复杂调度操作。这种对话须保证多线程式的，可提供多层级调度，多人员对话，多窗口展现，全面提升电网调度管理工作成效。

5 结束语

全景化EMS系统全面展现电力系统模型、图象图形、水文气象模型，地理方位模型、电网运行控制信息、调度监控指挥信息、能源环保信息等，侧重于各相关信息系统平台的全面协调能力，支持电网各层级的纵向贯通、各专业的业务的横向互联，分布模块化的系统架构使得全景化EMS系统具备强大的功能兼容能力，能够合理安全的吸收新兴技术，具备广阔的发展空间。全景化EMS在电力系统运维中为我们提供了全面的信息视图，对电网安全、经济、可靠运行提供了强有力的保障。