“双碳”目标下基于地县一体化模式的备调应急管理与实践

袁士超，周 飞，陈东海，邬航杰，李 丹

(国网浙江省电力有限公司宁波供电公司，浙江 宁波315010)

0 引 言

“双碳”目标是中国向国际社会作出的郑重承诺，该承诺在树立了负责任的大国形象、彰显了大国担当的同时，也为中国能源电力工业提供了“弯道超车”、抢占世界制高点的重大战略机遇。作为关系国民经济命脉和国家能源安全的特大型国企，国家电网公司结合“十四五”规划，对落实“双碳”目标进行深入研究后，提出了“六个推动、六个着力”的指导方针。

宁波供电公司根据其中“加强电网规划建设运维各环节绿色低碳技术研发，实现全过程节能、节水、节材、节地和环境保护”的要求[1]，深入思考、合理规划，基于地县一体化模式技术支撑，结合电网调控运行应急体系建设要求，提出并实践了“双碳”目标下基于地县一体化模式的备调应急管理模式。

1 备调建设的必要性

随着调控技术支持系统对电网调控运行支撑力度逐步提高，其安全稳定运行对于电网的正常运行有着至关重要的意义。如因自然灾害、突发事件等不可抗力影响，导致调控技术支持系统瘫痪或调度员无法开展调控业务，将严重影响电网的正常管理与安全运行[2-5]。

国家电网公司要求地市级调控机构利用区域内所辖县调、变电站基础设施，建设独立于主调的备调技术支持系统，在省调、所属县调、变电站等地建立备调值班设施，利用通信和自动化手段远程浏览、控制地调主调和备调技术支持系统，同时利用省调、县调或相关人员实现对地调实时调度业务的备用[6]。

2 地县一体化模式的建立

目前常用的“一体化EMS系统”实现模式主要有远程工作站模式、广域分布式采集模式和异地容灾备用模式三种[7]，其各自优点和缺点汇总见表1。

表1 三种“一体化能量管理系统”模式特点Table 1 Characteristics of three modes of “integrated energy management system”

对比三种模式，结合宁波电网实际情况，宁波地调采用分布式采集模式，建设地县一体化调度技术支持系统，系统架构如图1所示。同时逐步对厂站接入方式进行改造，构建县调厂站向县调和地调两路通信通道，互为备用，为系统功能扩展搭建采集基础。

图1 宁波供电公司地县一体化系统架构示意图Fig.1 Schematic diagram of prefecture-county integrated system architecture of Ningbo Power Supply Company

3 基于地县一体化模式的备调应急管理模式建立

独立备调在其建设选址、网络选点、建筑设施等方面具有环境要求苛刻、设备成本高、技术要求严格等特点。宁波地调利用调度大楼搬迁契机，保留了原调度办公环境和调度设备，作为备调，省去了新建独立备调的各种人、财、物投入。在此基础上，充分利用地县一体化模式技术，拓宽县调功能，实现“县为地备”的新型备调模式，为备调应急管理模式提供了新思路，也是响应国家“双碳”目标号召、推动公司节能减排加快实施、着力降低自身碳排放水平的有效之举。以下就技术支撑和使用模式两方面阐述新模式的建设。

3.1 技术支撑

3.1.1 系统数据采集

地县一体化系统的数据采集功能由分布在地调及县调的多个广域节点共同完成。宁波地调部署4台前置服务器，采集220 kV、市区110 kV和35 kV变电站数据。8个县调各部署2台前置服务器，采集县域110 kV变电站及35 kV变电站数据，县域110 kV变电站接入方式见图2。正常运行时，地调及县调的数据采集服务器只管理本地的数据采集装置，地县分区、分工协调，实现分布式信息采集。地、县应用服务器可通过消息总线及时了解整个系统内的数据采集情况。

图2 县域110 kV变电站接入地县一体系统示意图Fig.2 Schematic diagram of county 110 kV substation connected to prefecture county integrated system

3.1.2 分区解列及恢复

正常情况下，各县调通过主干网延伸交换机获取地调主系统服务，来实现本县的调度自动化功能。这些功能包括输电网集中监视、二次设备在线监控、自动电压控制、调度员仿真培训、网络分析等应用。

若县调出现无法获取地调主系统服务的故障情况，如地县互联中断或地调主系统运行异常，则地县一体化系统处于分区解列运行状态。此时，县调前置服务器兼做SCADA服务器和FES服务器，实现县调的调度自动化应用(此处是不完全备用，查看历史曲线等调用商用库功能已失效，但不影响调度实时工作的开展)，见图3。在地县联网恢复、县调可获取地调主系统服务的情况下，可自动恢复子系统与主系统一体化运行，数据、模型等信息亦能自动同步。

图3 地县联网中断后系统工作方式示意图Fig.3 Schematic diagram of system working mode after the interruption of prefecture and county networking

极端情况下，当县公司2台前置服务器均故障时，对于已完成数据网改造的县域110 kV变电站，可以自动启用第二通信链路(如图2)。此时，地调调控员工作站切换监控责任区后，依然能实现县域变电站的监控，即“地为县备”模式。

3.2 应用模式

备调启动应用主要应对主调系统异常、自然灾害等区域性不可抗力影响和传播性疾病等突发事件影响三种情况，以下就三种情况建立三种应对模式。

3.2.1 主调系统异常

主调系统异常时主备调转换模式如图4所示，为主调模式→“县为地备”模式→备调模式，即当主调场所不具备值班条件时，主调将地调调度管辖权移交县调后赶往备调场所，值班人员到达备调场所并准备就绪后，县调将地调调度管辖权移交备调，从而无缝实现主备调转换过程。在“县为地备”的备调选择上，宁波中心城区与鄞州区在2016年9月区域调整中有重大变化，两级调度管辖也做相应调整、交接，互相熟悉度高，可优先选取鄞州调。

图4 主调系统异常情况下主备调转换模式图Fig.4 Conversion mode diagram of active/standby dispatching under abnormal conditions of main dispatching system

3.2.2 自然灾害等区域性不可抗力影响

遇到主调地区自然灾害等区域性不可抗力影响，则需要将备调转移到距离主调较远的安全区域。宁波地区各县调中，除市区配调与地调同一大楼办公，其他县调可按未发生自然灾害的条件下，由届时交通可达距离由近至远选择实现“县为地备”，以便地调调度员能最便捷前往，其模式如图5所示。

图5 自然灾害情况下主备调转换模式图Fig.5 Conversion mode diagram of active/standby dispatching under natural disasters

3.2.3 传播性疾病等突发事件影响

遇到传播性疾病等突发事件，调度员作为无法短时获得上岗资质的工种，需要隔离值班以防止疾病传播对调度工作的影响。其主要方式是将地调人员分为两组，分别在主、备调值班，交接班实行电话交接，做到两组人员间完全无空间接触，同组不同班人员间无直接接触，模式如图6所示。

图6 传播性疾病情况下主备调转换模式图Fig.6 Conversion mode diagram of active/standby dispatching under communicable diseases

4 基于地县一体化模式的备调应急管理模式的实践

上述三种模式在日常主备调切换演习中均有涉及，且在演练期间均正常运行。此外，模式三有长达数月的运行实践经历。

2020年初国内爆发某传染性疫情，针对期间疫情防控复杂严峻的形势，宁波地调采用基于地县一体化模式的备调应急管理模式,对电网调控工作进行管理。

根据疫情形势，应急措施的制定按照保障电网调控运行工作基本要求，优化调整调控运行值班方案的原则展开。其中，调控运行值班人员需严格实施“网格化管理、小单元作战”，最大限度阻断人员交叉、病毒传播途径。组织好调控运行后备力量，确保紧急情况下及时补充替换。依据上述评估及要求，宁波地调在备调使用模式三的基础上，优化制定《宁波电力调控中心调度人员主备调分离值班方案》。将调度人员六值分为两组，三值一组，每组以6天为一个周期，分别在主备调值守，人员、场所、通勤完全独立，互不交叉。

主调负责中夜班，两值调度员按“310310”轮换倒班。备调负责白班，一值调度员按照“222222”值班。其中，“1” 、“2”、“3”分别代表0：00～8：00、8：00～16：00，16：00～24：00三类班次，未轮到组保持单独隔离状态，一个工作周期结束后，两组实现交替，以此循环。 依托新备调应急管理模式的有效执行和反馈，疫情期间调度值班人员与外界零接触、零感染。

同时，此次备调应急管理模式也是调控值班工作首次采用主备调分离和人员完全隔离值班模式，新挑战下采用新模式，保证电网调控工作正常有序进行。

5 结 语

提出了“双碳”目标下基于地县一体化模式的备调应急管理模式。该模式在应对疫情的实践中证明了其有效性，为备调应急管理模式提供了新思路，也为响应国家“双碳”目标号召，推动公司降低自身碳排放水平贡献了一份力量，值得推广。

未来将对新模式开展进一步规范化、标准化探索，制定新模式下标准化操作指导和三种模式下的详细预案，用以全面、规范应对各种类型的紧急情况。