黃貴朋 黃亞東 孫雷鳴 張洋洋

摘 要：本文首先對(duì)D5000系統(tǒng)在電網(wǎng)中的作用進(jìn)行了介紹，然后重點(diǎn)介紹了在D5000平臺(tái)下，結(jié)合調(diào)度運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出了SCADA系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化管理的概念，并提出具體措施;然后，有針對(duì)D5000系統(tǒng)可視化和智能化不高的問題，提出了通過可視化和智能搜索技術(shù)，開發(fā)的智能調(diào)度應(yīng)急輔助決策系統(tǒng);最后，介紹了在該平臺(tái)下二次設(shè)備自動(dòng)巡檢的實(shí)現(xiàn)。相關(guān)技術(shù)與D5000平臺(tái)相結(jié)合，提高電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的管理效率、應(yīng)急處理能力和安全生產(chǎn)水平。

關(guān)鍵詞：D5000;SCADA優(yōu)化;智能調(diào)度;自動(dòng)巡檢

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，用電需求的日益擴(kuò)大，這就要求增加相應(yīng)電力設(shè)備和維護(hù)系統(tǒng)，以加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的支撐。同時(shí)，一個(gè)新的問題就擺在了電力工作者的面前——如何有效合理地進(jìn)行電力能源調(diào)度。而D5000系統(tǒng)作為電力調(diào)度的支撐系統(tǒng)，在應(yīng)用過程中取得不錯(cuò)的成績(jī)[1]，本文將就D5000系統(tǒng)在電網(wǎng)中的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 D5000系統(tǒng)簡(jiǎn)述

D5000系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)是由國網(wǎng)南瑞公司完成的，其主要功能是提升智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的技術(shù)支持。在設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，采用一體化設(shè)計(jì)思路，使得該系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)化高、開放性和安全性好的特點(diǎn)。同時(shí)，為了確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性，其硬件層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置和服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)，主要采用華為和聯(lián)想等國內(nèi)品牌，其操作程序?qū)雍蛿?shù)據(jù)庫的組建都有國產(chǎn)組成。該系統(tǒng)平臺(tái)以面向服務(wù)性能的軟件體系為基礎(chǔ)，在層次化功能設(shè)計(jì)、軟硬件功能模塊組織方面具有較大優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)殡娏φ{(diào)度系統(tǒng)提供較好的運(yùn)行管理技術(shù)支撐[2]。與OPEN3000系統(tǒng)對(duì)比，其在決策智能化和運(yùn)行可視化等方面具有顯著優(yōu)點(diǎn)，其決策的智能化主要是指系統(tǒng)能以調(diào)度運(yùn)維人員的思考問題方式為基礎(chǔ)，以功能可視化模塊為界面，以計(jì)算互動(dòng)為中心，已給出與地理環(huán)境結(jié)合、三維、動(dòng)態(tài)、虛實(shí)結(jié)合的展示方法。而運(yùn)行的可視化是指可視化的控制預(yù)防、可視化的緊急和恢復(fù)控制、可視化的異常和事故甄別、可視化的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，可視化的調(diào)度程序操作和電網(wǎng)運(yùn)行分析等內(nèi)容。當(dāng)前的調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)D5000將原來獨(dú)立分散的各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)模塊化并進(jìn)行集成，同時(shí)形成具備實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警、調(diào)度計(jì)劃及安全校核，調(diào)度管理等應(yīng)用[3-4]。D5000電力調(diào)度管理系統(tǒng)平臺(tái)具有豐富子系統(tǒng)，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)的安全運(yùn)行提供技術(shù)支撐[5-6]。本文將以該系統(tǒng)為基礎(chǔ)對(duì)其在電網(wǎng)安全運(yùn)行中的作用進(jìn)行研究和分析。

2 D5000系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 優(yōu)化SCADA系統(tǒng)的管理

SCADA系統(tǒng)的優(yōu)化管理是指將一次設(shè)備、二次設(shè)備的調(diào)度管理，負(fù)荷率管理，缺陷管理在D5000系統(tǒng)上集中起來，以提高調(diào)度運(yùn)行準(zhǔn)確性和高效性，提高電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平。目前SCADA系統(tǒng)存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①電網(wǎng)設(shè)備管轄獨(dú)立化，會(huì)造成電力調(diào)度管理效率低下;②缺陷管理獨(dú)立化，由于SCADA系統(tǒng)與電網(wǎng)的設(shè)備缺陷管理獨(dú)立，若設(shè)備發(fā)生異常時(shí)，系統(tǒng)不能及時(shí)把設(shè)備缺陷顯示出來，會(huì)帶來一定的安全風(fēng)險(xiǎn);③負(fù)荷預(yù)警獨(dú)立化，目前SCADA系統(tǒng)將負(fù)荷預(yù)警集中化，根據(jù)電網(wǎng)主接線負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)的調(diào)度原則，會(huì)造成主變重載時(shí)間變長(zhǎng)，影響電網(wǎng)安全生產(chǎn)[7-8]。

SCADA系統(tǒng)的優(yōu)化就是將電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化和調(diào)度實(shí)際工作結(jié)合起來，提高電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平和效率，針對(duì)現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)存在的問題，本文將結(jié)合D5000系統(tǒng)對(duì)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化管理：①調(diào)度管理清晰化，在各個(gè)廠站建立調(diào)度管轄臺(tái)賬，將設(shè)備調(diào)度等一系列的調(diào)度相關(guān)的決策信息整合后，納入SCADA系統(tǒng)，方便調(diào)度人員在第一時(shí)間處理調(diào)度相關(guān)事宜，提高調(diào)度人員查閱設(shè)備調(diào)度信息和設(shè)備故障處理效率;②設(shè)備缺陷管理精益化，對(duì)于不能及時(shí)處理的缺陷，通過在自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)置缺陷光子牌及時(shí)標(biāo)注。針對(duì)場(chǎng)站的缺陷，應(yīng)設(shè)置缺陷管理臺(tái)賬，以方便調(diào)度人員及時(shí)掌握設(shè)備缺陷相關(guān)信息，提高缺陷處理效率，實(shí)現(xiàn)缺陷閉環(huán)管理;③負(fù)荷顯示全局化，通過將SCADA中的相關(guān)設(shè)備負(fù)荷率在各個(gè)場(chǎng)站和電網(wǎng)潮流圖中顯示出來，改善調(diào)度處理流程，提供消缺處理效率。同時(shí)對(duì)于電網(wǎng)潮流接線圖過于復(fù)雜的問題，通過負(fù)荷率顯示透明化和對(duì)涉及事故場(chǎng)站突顯出等方法進(jìn)行解決，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備和負(fù)荷率同步運(yùn)行，提高調(diào)度人員編排電網(wǎng)運(yùn)行方式的效率。

2.2 智能調(diào)度應(yīng)急輔助管理

在智能電網(wǎng)中，調(diào)度是其神經(jīng)中樞，而調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和綜合信息文檔是調(diào)度人員在平常處理調(diào)度業(yè)務(wù)時(shí)的主要依靠。隨著電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)發(fā)展，其綜合信息文檔的數(shù)據(jù)也日益復(fù)雜，為調(diào)度人員的查找使用帶來極大的不便。在傳統(tǒng)應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)缺乏集成化、智能化、可視化，使得調(diào)度人員處理事故時(shí)，大部分靠查找資料等，進(jìn)而造成調(diào)度事故效率低下，安全性不高。而D5000系統(tǒng)兼具了決策智能化和運(yùn)行可視化等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的解決應(yīng)急輔助決策的問題，其智能輔助決策是將調(diào)度綜合信息文檔和智能調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行重新融合，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)與D5000平臺(tái)的調(diào)度數(shù)據(jù)共享，提供在調(diào)度中應(yīng)急管理的快速性，整體性。

在智能調(diào)度應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)中，主要4大核心模塊組成：①調(diào)度臺(tái)賬模塊，該臺(tái)賬包括大量調(diào)度基礎(chǔ)材料，如果調(diào)度人員根據(jù)需求在去找相應(yīng)的材料，則效率較低。本系統(tǒng)將調(diào)度應(yīng)急決策相關(guān)的綜合信息文檔進(jìn)行整理，歸納到新的D5000系統(tǒng)中，在每個(gè)場(chǎng)站分別建立與該場(chǎng)站相關(guān)的調(diào)度臺(tái)賬，并對(duì)材料及時(shí)跟新。以方便調(diào)度人員使用材料時(shí)能夠用智能搜索功能方便，快速的調(diào)用;②智能預(yù)案模塊，在傳統(tǒng)的電網(wǎng)跳閘后，需要調(diào)度人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來轉(zhuǎn)移負(fù)荷，方法單一，效率不高。該系統(tǒng)則是將事故的處理方案進(jìn)行統(tǒng)一儲(chǔ)存，在處理相應(yīng)事故時(shí)，可以通過相關(guān)算法直接調(diào)用相應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案，從而顯著提高調(diào)度人員處理事故的決策效率;③預(yù)警可視模塊，在D5000系統(tǒng)中調(diào)度運(yùn)維人員在進(jìn)行負(fù)荷平衡工作的主要依據(jù)時(shí)電網(wǎng)潮流圖，而在過去的調(diào)度系統(tǒng)中，主變和線路負(fù)荷的預(yù)警信息不能集中顯示到潮流圖上，這樣就會(huì)造成調(diào)度運(yùn)維人員必須返回設(shè)備負(fù)荷集中顯示窗口然后再進(jìn)行效驗(yàn)。本系統(tǒng)通過負(fù)荷轉(zhuǎn)換為負(fù)載率，不但可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步在潮流圖中顯示，而且還實(shí)現(xiàn)了設(shè)備重載、過載的預(yù)警提醒。④缺陷管理模塊，該模塊的主要作用是在電網(wǎng)的設(shè)備發(fā)生缺陷的時(shí)候，如果沒有及時(shí)消除缺陷，可以在該系統(tǒng)上對(duì)設(shè)備的缺陷進(jìn)行標(biāo)注，同時(shí)也可以在電網(wǎng)潮流圖和場(chǎng)站中設(shè)置雙重的缺陷光字牌，以方便調(diào)度運(yùn)維人員對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行方式進(jìn)行合理的調(diào)整。同時(shí)，系統(tǒng)通過設(shè)置缺陷管理臺(tái)賬，方便運(yùn)維調(diào)度人員在進(jìn)行相關(guān)變電操作時(shí)能全方位的掌握設(shè)備的缺陷信息，對(duì)電網(wǎng)的安全生產(chǎn)進(jìn)行有效的安全管控，提高電網(wǎng)安全生產(chǎn)水平。

2.3 二次設(shè)備自動(dòng)巡檢系統(tǒng)

電力公司主要在110kV以上的變電站推出了二次專業(yè)巡檢工作，以通過巡檢能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，消除設(shè)備隱患。但是隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷的發(fā)展，相關(guān)巡檢工作的范圍和工作量越來越大，有時(shí)候可能存在無法發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患的問題，目前迫切需要新的方法來改變目前的巡檢方法。由于目前國內(nèi)外對(duì)二次設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)主要集中在智能變電站，而對(duì)于常規(guī)變電站的大部分都是綜自站，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效采集。而D5000系統(tǒng)中在系統(tǒng)集成的建設(shè)規(guī)范中明確了二次設(shè)備的在線監(jiān)視和分析功能，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，通信狀態(tài)的監(jiān)視等功能，但是這些信息中高級(jí)分析功能還相對(duì)較弱，一些數(shù)據(jù)還需要主站來處理，整體架構(gòu)設(shè)計(jì)不太合理。但是二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)已具備研究基礎(chǔ)。通過繼電保護(hù)信息處理子系統(tǒng)對(duì)故障錄波和繼電保護(hù)設(shè)備等智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集，然后將這些信息發(fā)送到D5000調(diào)度平臺(tái)。而同時(shí)二次設(shè)備自動(dòng)巡檢系統(tǒng)又作為D5000調(diào)度平臺(tái)的一個(gè)子系統(tǒng)，可以直接從D5000調(diào)度平臺(tái)獲得各類繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)，然后通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和加工，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視和自動(dòng)巡檢。該技術(shù)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：①提出了實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)信息管理、設(shè)備全方位保護(hù)的技術(shù)方，將對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的各類信息集成于統(tǒng)一平臺(tái);②高效實(shí)現(xiàn)了對(duì)全部變電站中的繼電保護(hù)設(shè)備的自動(dòng)巡檢和預(yù)警，提高了運(yùn)維人員消缺的效率，提高了電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平;③提出了遠(yuǎn)方修改定值的有效技術(shù)手段，能夠在遠(yuǎn)程完成軟亞板和定值的校驗(yàn)和修改工作;④為二次設(shè)備的繼電保護(hù)工作提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

3 結(jié)語

本文對(duì)D5000調(diào)度平臺(tái)在電網(wǎng)中應(yīng)用和研究進(jìn)行分析，著重分析了在D5000調(diào)度平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)SCADA平臺(tái)優(yōu)化管理的方法，提高智能調(diào)度應(yīng)急輔助管理的方法以及二次設(shè)備自動(dòng)巡檢的實(shí)現(xiàn)，使得電網(wǎng)調(diào)度實(shí)際工作與電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化緊密結(jié)合，確保調(diào)度運(yùn)行準(zhǔn)確性和高效性，提高了電網(wǎng)的安全生產(chǎn)水平。

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