摘要:随着人们生活水平的发展,我国的电力行业的发展也有了提高。传统的一次设备“五防”在防止电气误操作、保障现场作业人身安全以及电网安全起到了显著作用。从原理上看,“五防”技术是考虑一次设备操作的安全性,实现开关、刀闸、接地刀闸等一次设备之间的操作防误闭锁。随着“调控一体化”运行模式的广泛推广,一次设备、二次设备远方操作的范围越来越广,保护压板的漏、误投退或未按规定顺序投退等误操作时有发生,从而造成的电网事故屡见不鲜,严重影响电网的安全稳定运行。现有调度控制系统较难满足“调控一体化”的快速发展,存在的主要不足有:①防误信息不齐全、不完善,缺乏临时接地线状态、隔离网门的采集,缺少空开、压板、把手等二次设备防误信息采集,无法满足运行与冷备用互转遥控操作的防误需求;②二次设备的状态没有参与到防误逻辑判断中,存在漏、误投退安全隐患;③主子站缺少“源端维护”和逻辑校核机制,存在图模不一致、逻辑不一致的风险。亟待采集并扩展二次设备模型,增加二次设备防误校核功能,以满足当前“调控一体化”的防误要求,提高电网设备操作的安全性。
关键词:基于态势感知;电网调度防误;操作系统研究
1工作原理
利用故障树原理模拟调度操作执行过程,采用状态枚举方法分析操作风险状态;基于广义断面建立时变故障概率模型,进一步计算操作风险;一种基于马尔可夫链的调度操作流程风险评估及优选方法。但上述文献均未结合调度实际工作,考虑各项操作的操作量对调度员的影响,或者对操作中各项影响因素未加考虑,亦未从调度业务流程提出风险管控措施。本文从天气、操作设备、操作复杂度、操作时间、操作量及人机因素等角度对调度操作风险进行多维挖掘,提出了一种考虑多维操作因素的电网调度操作风险评估方法,研究了各项操作的操作量以表征操作量对调度员的影响,并从调度实际业务流程研究了切实、有效、可执行的风险管控策略,期为降低电网风险、减轻调度员工作量提供有益参考。该方法实践应用于惠州电网,可为调度员提供有益分析工具。
2重要性
二十一世纪以来,电力科技发展越来越迅速,电网规模不断加大,促使电网结构更加复杂,运行方式更加多样。智能技术的进步使人们对自动化系统愈加重视,调控一体化调度自动化系统、地县一体化调度自动化系统、地县调控一体化调度自动化系统、二次一体化调度自动化系统都已经发展成熟。一体化将所有专业整合到一起,使各类专业的告警信息有序排列,虽然提高了工作效率,但是也加大了调度工作的难度。尤其是出现故障后,大量的告警信息涌入电网调度中心,工作人员在面对大量数据时,很难做出正确的判断。综上所述,必须要对大数据调控系统进行告警,诊断各方面的故障。传统的电网调度故障诊断方式多是由专业技术人员进行人工分析,这种诊断方式效率很低,尤其是在天气状况和地理环境恶劣的情况下,耗时长、成本高、效果差。目前虽然一些诊断方法引入了智能分析方法,对数据电流、电压进行分析,但是由于被分析因素与故障原因相差很大,所以诊断的结果并不可靠。电网结构十分复杂,配置繁多,对所有故障信息进行排查时,需要罗列出一个很大的数据矩阵,同时配合人工计算,成本过高。
3基于态势感知的电网调度防误操作系统
3.1主子站防误逻辑一致性
在调度控制系统的调度指令票、遥控操作票、调度下令、遥控操作等调控操作环节中加入了网络拓扑防误、逻辑公式防误等全方位防误校验。
调度控制系统的防误逻辑规则虽然由子站防误厂家所提供,但维护工作往往在厂站端及主站端均可维护,并且维护的同步性较差,因此,极易导致多点维护所造成的系统数据的不一致性,增加误操作的风险。传统调度控制系统导入防误逻辑公式的步骤繁琐、维护工作量大。即需要先将该厂站原始设备模型导出给子站防误厂家,子站厂家对开关、刀闸、地刀、手车等设备的防误信息内容(防误逻辑公式等)进行扩充,并且在防误信息点表增加接地线、隔离网门的防误信息后,再将该防误信息点表返回给调度控制系统进行导入。源端维护只需在变电站“源端”进行统一的配置和维护,调度控制系统通过扩展的ASDU召唤站内的逻辑公式,进行解析并校验后,自动更新到主备逻辑公式库中;变电站逻辑公式发生变化后,也能主动将逻辑公式上送,调度控制系统进行匹配和校验后,自动更新到逻辑公式库中。调度控制系统直接共享站端的数据模型,减少维护工作量,从而实现防误主子站的逻辑共享。
3.2基于等效模型的电网动态过程状态预测
智能电网调度监控的核心功能是在线动态分析,一旦电网遭受来自不可预知的干扰,如雷击、暴风雨等带来的损害,通过动态分析系统可以准确定位出现故障的区域,从而能够通知电力维修及时快速去事故地点维修,减少故障排查时间,提高维修效率。当前我国电网中的过程状态预测的技术主要是利用EKF算法来实现,但是在实际工作中,EKF算法有精确性不足的问题,会导致电网整体运行稳定性,可靠性不高,容易出现差错。为此,在改进动态分析系统技术的过程中,经过科学测算和实验发现,基于网格等效模型的动态分析技术,其运算数据的精确度相比较EKF算法得到了极大地提高,能够确实保证动态分析结果的稳定可靠。利用电网等效模型可以为电路添加一个虚拟的发机内节点,从而做到在电网受到干扰之前的静态预估,判断电网状态。但是电网等效模型能够成功最终条件是在电网扰动之前就将发电机和节点负荷模型构建起来。
3.3智能电网调度系统调度方案
智能电网调度系统的调度计划是对整个电网运行系统进行规划和管理,以保证资源和功能的合理整合和配置。调度计划可以为电网建设的发展和具体设计提供良好的技术支持,提高电网运行效益和效率。目前,智能电网调度系统的调度计划主要包括规划预测和维护两个方面。系统预测主要是对与系统相关的因素和信息进行定量分析,为需要预测的对象提供良好的推理。同时,它还具有多种功能,主要包括:从报警监测系统中采集相关的水文信息和环境条件,从管理、调度和系统中获取相关的电网模型信息等,维护计划主要是采取电力的供给和平衡将能量作为一定条件,以便在电网运行的不同时期进行综合滚动调整。检修计划充分结合了报警监控系统,可以对调度获取的信息进行调整,保证电网运行状态得到相应的更新。
结语
电网与人们的生活息息相关,电网质量的好坏直接影响着城市生活。随着电网结构的复杂化,电网设备也变得越来越多,各种电网故障问题层出不穷,为人们的生活带来了很大的不便。如何寻找出有效的电网故障诊断系统一直是人们热切关注的话题,目前诊断电网调度故障还是过度依赖人工操作,而这样的操作方式在恶劣的环境下耗时长、成本高,取得的效果也并不理想。互联网技术为很多系统的设计都提供了新的思路,本文引用互联网技术的大数据技术设计了一种新的电网调度故障诊断系统,该系统具有极高的智能性,通过主控制模块和辅助模块同时诊断电网故障,大大保障了结果的可靠性。
参考文献
[1]王昊昊,徐泰山,李碧君,等.自适应自然环境的电网安全稳定协调防御系统的应用设计[J].电力系统自动化,2014,38(9):143-151.
[2]辛耀中,石俊杰,周京阳,等.智能电网调度控制系统现状与技术展望[J].电力系统自动化,2015(1):2-8.