接线图纠错校验系统在省级电力调度中心应用分析

曹锋，王想

(1.国网常州供电公司，江苏 常州 213003；2.江苏瑞中数据股份有限公司，南京 210003)

1 问题的提出

随着电力事业的不断发展，先进的计算机系统被用来解决复杂的电力调度问题，2011年江苏省电力公司开展了“大运行”体系技术支持系统建设工程[1]，重点改造了省级电力调度中心(以下简称省调)能量管理系统(EMS)，实现省调500 kV变电站集中监控功能，同步推进智能电网调度技术支持系统(SG-OSS)集中监控功能的研发；在全省推广了地县一体化调度技术支持系统，实现了地区电网调度、监控、配网一体化技术支持；同时建设省、地、县一体化调度管理信息系统，实现了调度运行、监控运行工作同一信息平台运转。

现代化设备的引入提高了系统运行的自动化程度，当电力系统发生复杂故障(如多重故障、越级故障等)时，调度中心的计算机系统通常只能简单警报，收集故障信息并将其在终端上显示出来。但目前仍存在2个问题：一方面，当有大量的警报信息、故障信息涌入调度中心时，难以进行正确识别，并可能由于判断失误而使故障扩大[2]；另一方面，现有电网数据的统计结果存储采用5 min采样的方式，分钟级数据采样与存储导致调用时间超长，错误数据传输延迟时间较长，以及校验信息准确性较低等问题[3]。

在故障状态下，已有系统无法准确确定故障位置，无法区分冗余或延时信息，如果仅仅依靠数据采集与监视控制系统(SCADA)提供的信息，是很难准确判断的。所以，实时故障纠错校验信息对于处理故障及故障后恢复，乃至于事故分析过程都是相当重要的。剔除无用信息、准确定位故障路径、向运行人员或高层软件系统提供处理事故依据的工作通常由经验丰富的运行人员人工完成。但随着计算机技术、人工智能技术的迅猛发展，这种基于经验的处理模式完全可用基于规则的纠错校验系统来实现。

目前，国内尚无完整的关于“大运行”技术支持系统接线图纠错校验系统，本文介绍一种基于规则的故障信息实时纠错校验系统，该系统以实时数据库系统采集的实时设备信息作为数据基，采用规则匹配的方式准确、实时定位故障点，滤除冗余的信息及各种误传信息，准确定位故障点，提高电网安全运行水平，保证调度、监控员的工作效率，为各级监控员提供一个维护方便、计算准确、实用性强的接线图纠错校验系统。

2 研究内容

2.1 接线图纠错校验系统

系统建立在设备数据实时监控基础上，结合电网“正常运行方式”与“设备实时状态”，并根据当时电网运行方式，依据一定的规则，对接线图进行纠错和校验，可提高电网安全运行水平，满足调度、监控、维护方面的要求，其系统架构如图1所示。

图1 接线图纠错校验交互示意

系统分为数据采集模块、数据存储模块、数据服务模块以及数据可视化展示模块。数据采集模块实时采集电网设备(开关、断路器等)的实时状态，通过海迅实时数据库提供的数据接入接口存入海迅实时库，保证数据采集与存储的实时性。服务提供模块增加接线图纠错校验服务，其调用海迅实时数据库访问接口得到设备的实时状态，根据一定的规则，实现对接线图的纠错校验。所有与纠错校验相关的数据访问、模型信息访问、图形访问等操作均通过该服务，并且该服务为第三方应用提供事故全景反演的统一接口。数据展示层对服务提供模块处理后传递来的数据进行可视化展示。系统服务部署如图2所示，图中AGC为自动发电控制，DAS为高级软件应用系统，DTS为调度仿真系统。

图2 接线图纠错校验系统服务部署

2.2 实时设备运行状态监控

该系统在数据源的选取上，采用实时数据库采集的信息作为数据基，存储电网运行过程中产生的所有遥测、遥信等实时数据，接线图纠错校验系统中设备动态数据即来源于此。

实时数据库的数据采集与监视控制与以往SCADA系统的实现有所不同，主要优势体现在2个方面：一是精细化数据密度，数据变化信息实时存入实时库，相比于传统的周期性(分钟级)采样数据，可更加及时地反映电网的故障信息，确保故障信息零中断传输；另一方面，基于实时数据的信息传输可以实现连续的事故全景反演。

实时数据库的数据接入可达秒级，相对于传统以分钟级更新的关系数据库，基于实时数据库的接线图纠错系统可以更好地保证故障信息的零中断传输。

2.3 规则描述

当发出接线图纠错校验请求后，纠错校验服务将访问关系库与实时数据库，从关系库中获取接线图上设备的信息，同时从实时数据库中获取设备的实时信息，通过设备的实时信息和电网“正常运行”状态进行比较，如果存在不一致的地方，则在图形界面中显示“错误”设备的信息(设备状态、所属厂站等)，并在接线图上突出显示(以颜色来区分正常设备等)，从而方便监控人员及时分析线路运行是否正常，提高效率。

具体规则比对步骤如下：

(1)根据电网的“正常运行方式”判断电网设备运行状态是否正确；

(2)根据“实时信息”判断电网设备状态是否与实时信息相符；

(3)结合当时电网运行方式，初步判断接线图是否正确，并提出消缺处理建议。

下面以开关和线路为例来描述具体规则。

(1)开关状态分为运行、热备用、冷备用以及检修。

1)运行指地刀分位、开关二侧闸刀合位(双母方式有且只有一把母线侧闸刀合位，出线闸刀合位)、开关合位；

2)热备用指地刀分位、开关二侧闸刀合位(双母方式有且只有一把母线侧闸刀合位，出线闸刀合位)、开关分位，遥测均为0；

3)冷备用指地刀分位、开关二侧闸刀分位、开关分位，遥测均为0；

4)检修指开关二侧闸刀分位，开关二侧地刀合位，遥测均为0。

通过获取开关、地刀、电流等实时信息，结合以上规则分析设备状态，从而判断接线图设备状态正确与否。

(2)线路分为充电、一供一以及T接线。

1)充电指电源侧开关合位，无电流；受电侧开关分位，遥测为0；

2)一供一指电源侧、受电侧开关均合位，且电源侧、受电侧遥测平衡；

3)T接线指电源侧、受电侧所有开关为合位的开关遥测平衡(受电测所有遥测总加与电源侧总加平衡)。

通过获取实时库中电源侧和受电侧等实时负荷以及开关状态，根据以上规则来判断接线图线路是否正确。

2.4 可视化展示

现有电能管理系统不能以可视化的界面清晰地告知调度员当前电网的非正常运行方式，包括断路器隔离开关的非正常位置，线路满载程度或越限情况，因此换班时需要依次交接翻阅线路限额表查看目前线路越限情况，同时翻阅相关运行值班记录，查找容易出现遗漏或不清楚正常运行方式的情况。

3 结束语

该技术在“大运行”技术支持系统的背景下，研究开发主要用于监测系统设备实际状态的正确性检测，实时了解设备的运行状态，同时对接线图进行纠错和校验，从而降低错误发生的概率，由此提高了电网的运行安全，保证了调度、监控等的工作效率，对电网稳定运行，加快主设备事故处理速度避免事故扩大，以及减少停电损失具有重要意义。

参考文献：

[1]周巍，胡芸，陈秋红.“大运行”体系建设对地区电网调度的影响[J].中国电力教育,2011，30(18)：104-106.

[2]柳昂，邵越，金文德，等.基于海迅数据库的电网运行监控分析及预警系统[J].浙江电力，2013，36(9)：50-53.

[3]王想，朱红勤，曹国艳.基于海迅实时数据库的电网运行数据统计查询系统的设计[J].无线互联科技，2013，29(1)：113-115.