《电子技术应用》

事故预案管理系统的研究与应用

2015《电子技术应用》智能电网增刊 作者:张 立,沈 凌,卞 欣,张 捷,池海涛
2016/6/19 17:58:00

  张  立,沈  凌,卞  欣,张  捷,池海涛

  (上海市电力公司市北供电公司,上海200070)

  摘  要: 为提高电网事故处理的快速性与准确性,市北供电公司研发了调度事故预案管理系统。该系统可用于110 kV及以下变电站事故预案的智能化编写和全过程管理,具有智能化、信息化、规范化的特点。

  关键词: 事故预案;事故处理;变电站

0 引言

  为了提高调度员处理电网事故的正确性和快速性,缩短供电恢复时间,需要针对特定的运行方式下,假设电网可能出现的事故,分析停电范围,找出薄弱点并提出相应的处理措施。传统的编制要求是,根据上一年的日最高负荷、本年度的最高负荷预测以及上一年正常运行方式和高峰运行方式在年初进行编制。但是随着电网规模的迅速扩大、新设备的不断投运,这种方法已经无法满足电网运行方式的快速变化。

  针对这一问题,市北供电公司调控中心研制了一套事故预案管理系统并应用到日常的调度工作中。该系统具有信息化、规范化、智能化等特点;不但实现了事故预案的智能化编写,而且实现了从数据维护、薄弱点分析、方案审核到培训考问的全过程管理。

1 系统体系设计

  1.1 系统架构

  多个用户可以同时操作电站平台,包括终端与网页端(由于权限问题或者端口被禁用,网页端上次部署无法使用),平台会向电站WCF服务器自动发送客户的操作,然后将用户的操作保存到电站数据库服务器,最终返回给用户操作的结果。通过电站平台用户可以添加电站、母线、主变和线路;建立电站、母线主变和线路之间的关系;设置线路接口、线路负荷、线路负荷转移、运行方式、站用电、拉点名单及相应预案;将需要的信息按格式打印成报表。

  1.2 系统模块

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  系统分为如图1所示的7个功能模块,分别实现了电网信息管理、运行数据输入、事故预案编制、审核修订、培训考问、用户管理和系统管理等功能

  1.3 系统用户

  事故预案管理系统具有实习调度员、调度员、调度管理人员、系统管理员等几类用户。分别具有维护数据、编写预案、审核预案、浏览、出题、答题和系统维护等不同权限。每一个用户的权限都可以由系统管理员进行设定。

  1.4 数据维护

  为减少对PMS系统和广域网的依赖,事故预案管理系统自带基础数据库管理电网拓扑信息。其初始数据在系统开发时已经输入。调度员在新设备投运后和电网运行方式发生调整之后手动进行修改。由于设计了合理的数据结构和输入接口,使得电网拓扑信息更新简便、准确。

  运行数据由SCADA系统获得当前的电网运行数据,使得事故预案编制的数据基础更加准确。考虑到SCADA运行的电力自动化系统的独立性和安全性,系统不使用跨平台的直接数据传输,而是通过读入SCADA系统的报表功能生成的excel文件来获得数据,这样也有利于对数据进行筛选和调整。也可以根据需要使用任意历史运行数据或者预测数据进行计算。

2 系统功能实现

  2.1 拓扑信息校验功能

  电网拓扑信息是指电力系统开关、母线、闸刀、线路等各元件之间的联络关系。它的准确与否决定了整个电网运行情况分析的准确性。考虑到手动维护电网信息可能出现的错误,该系统必须具有电网拓扑信息校验功能,可以对输入的电网信息进行自动校核,防止出现自相矛盾的情况,也可以防止合环运行或者孤岛等不符合电网实际运行状态的情况出现。该自检功能在系统信息发生改变时自动执行,也可以由调度员手动执行,当检测到错误时会提交详细信息,并要求修正通过后才能进行事故预案的编制。

  2.2 事故预案自动编写功能

  (1)事故停电情况确定

  在电网拓扑信息和运行数据的基础上,系统可以针对假定的各种故障情况,自动确定故障现象、继电保护动作情况,备用电源自投情况;统计停电元件、停电范围,计算负荷损失,以及提供涉及到的重要用户的供电情况。

  (2)电源恢复路径规划

  调度事故处理最核心的工作是在确定故障点的基础上,通过开关(或负荷闸刀)状态的切换,将故障元件隔离,对停电的元件恢复供电。该系统实现了自动规划电源恢复路径的功能,可以计算出多种可能的电源恢复路径,供调度员参考选择。在实现这一功能时,系统会考虑到事故后系统各供电元件的负荷分布变化和安全稳定限额的约束;同时,会优先恢复厂站用电源和恢复对重要用户的供电。

  (3)薄弱环节分析

  系统实现了自动分析薄弱环节的功能。通过对事故后运行方式的计算,可以获得电网中不满足N-1和N-N校核的主要元件。事先确定在发生假定事故时,无法及时恢复供电的元件和停电影响范围以及负荷损失情况,便于调度部门提出相应的措施。

  2.3 全过程规范管理功能

  系统通过对用户权限、数据维护、预案编写审核和更新、培训考问全过程的规范化流程控制,确保预案编写工作的准确性和严肃性。

  (1)用户权限管理

  系统对不同岗位、职别用户分别授予不同的操作权限。如实习调度员只能浏览事故预案,回答考问内容;调度员有权对系统信息进行修改维护,编写预案;调度值长可以审核批准事故预案。所有操作会被系统记录,以明确各自的责任。

  (2)数据维护管理

  有相应权限的调度员应该在新设备投运、或者运行方式发生阶段性调整的情况下,修改系统信息,以确保电网拓扑信息的准确性。系统更新的相关信息会被记录保存,如果在今后发现错误或者有遗漏,可以追溯相关责任人员。

  (3)预案编写审核和更新管理

  调度员根据调度部门的规定或者上级的要求编写事故预案,在预案生成后,提交调度值长审核。调度值长批准后可以存档、输出或打印。当电网信息被更新后,系统会自动判定涉及到需要做相应修改的事故预案,并提示调度员。调度员可以选择立即修改、作废或者暂时标记保存。

  (4)培训考问管理

  调度值长或调度管理用户可以就某一事故预案出题考问。调度员登录后回答问题,系统可以进行自动打分。考问成绩可以保存作为参考,以加强培训,提高调度员对预案的学习掌握程度。

3 系统应用

  电网调度事故预案管理系统成功开发后,经历了2012年迎峰度夏工作的全面考验。在迎峰度夏前,利用该系统编制了117份事故预案。在夏季高峰开始后,又针对夏季临时方式调整,修订了28份预案。

  以35 kV罗南变电站为例,针对1号主变故障,35 kV分段自切闭锁,10 kV一段母线失电的情况,系统生成了完整的详细的事故处理预案:包括9条失电线路的负荷损失情况、电源转移路径的选择,电源转移前后的负荷变化,考虑到主变压器和线路限额的情况下需采取的拉限电措施等,数据准确、内容完备,为调度员处理事故提供了有力参考。而全部编写时间只需要不到5分钟。

4 结语

  电网调度事故预案管理系统实现了事故预案编写全过程的信息化、智能化,不但提高了事故预案编写的准确性,而且大大降低了调度的工作量,提高了工作效率。由于预案生成速度快,该系统编制的预案具有很高的实时性,在某些情况下甚至可以在事故发生后用于指导事故处理。

  电网事故处理是一个复杂的过程,如何加快事故处理的速度、缩短停电时间、对电源恢复路径进行优化,是下一阶段需要继续攻关的课题。


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