配电网应急抢修管理平台设计与实践

王军龙,钱旭军,刘 冲,李永祥,钱燕敏,袁则红

(国网安徽省电力有限公司宣城供电公司，安徽 宣城 242000)

随着社会的发展和人民生活水平的提高，电已成为人们赖以生存的必需品。中国电力企业联合会统计数据显示[1]，截至2018年底，全国发电装机总容量达到19亿kW，水电、火电、风电、太阳能发电装机容量均居世界首位。电力系统所取得的成就与肩负的责任，引领着电力事业的发展与对行业更深入的思考[2]。人们在关注电力发展、推动文明建设的同时，必须认识到一旦电力系统遭到破坏，给国家和人民所带来的直接损失不可估量，其后留下的隐患也不可预测。如何快速应对自然及人为灾害对配电网设施的破坏，如何在配电网事故发生的第一时间进行系统恢复，如何更高效地进行任务分派和信息传递，已成为我国电力系统自动化发展迫切需要解决的问题[3-4]。

1 配电网应急抢修管理平台搭建意义

安徽省电力公司2016年年中工作会议和皖电调[2016]279号《深化配网抢修营配调业务融合体系建设试点方案》明确要求各公司切实提高配电网故障抢修效率，提升配电网供电服务质量，有效减少客户投诉。这些要求推动了配电网应急抢修管理平台的建设。2017年3月，国家电网公司发布《国家电网公司关于开展供电服务指挥平台建设试点工作的通知》([2017]154号)，明确了配电网抢修指挥平台的功能框架，再次推动配电网抢修指挥进一步向精细化发展。

配电网应急抢修管理平台便是顺应当下供电应急抢修需求的创新产品[5]，其按照国网信息系统规范的要求，结合最新前端技术，优化了现有的抢修处理流程，全面整合了不同部门、专业的信息。同时，系统还实现了多平台协同共享，充分利用信息采集、大数据、“互联网+监管”等先进技术，配置移动终端，实现手持终端的信息录入、交互、展示，优化检入和检出流程，满足试验设备信息“一次录入，多处利用”的需求。该平台将成为集配电网故障抢修、任务分派、信息收集、资源调配为一体的自动化指挥中枢。

2 国内外研究现状

电力信息化是一项复杂的系统工程，它涉及管理革新、业务流程优化、系统规划、方案设计以及系统选型、实施、运行维护等多个方面[6]，其核心是对各方需求进行提炼后构成一个完整的系统架构。该架构基于不同业务的实际情况与需求，结合传统实践经验和最新信息技术实现，包括信息资源、应用系统、系统平台、网络与基础设施以及信息安全、信息化组织等建设内容[7]。

早在21世纪初期，美国能源部即发布了“Grid2030”远景规划[8]。这一规划明确提出在电力装置等基础级集成传感器与控制装置中实现“源—网—荷”通信网络无缝连接，进而完成信息共享与互操作，全面提升电力系统的安全运行能力和资产管理、供电服务水平。2011年，欧盟在“欧洲2020战略”计划中提出“欧洲电网倡议 (European electricity grid initiative，EEGI) ”。倡议指出，电网是电力用户与运营商间的服务网，倡导依托先进的信息通信技术与广泛分布的电力终端，整合多样的可再生能源，提升能源管理智能化水平和用户参与积极性。

与此同时，日、韩等国的电力发展则更加重视电网与信息网的深度融合，韩国“绿色电力 IT”和日本的“Digital Grid”计划即是这一方面的代表。它们旨在通过在发电站、输配电设备和智能家居中全面集成传感器，实现电网信息化升级，支撑电力设备状态监测、信息化能源管理等高级应用。

通过60多年的发展，我国在解决无电人口问题、全国电网互联、特高压输送技术等方面取得了举世瞩目的成绩[9-10]。国网在2019年初明确提出要建设“三型两网”世界一流的能源互联网企业，打造“枢纽型、平台型、共享型”企业，建设“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。在实际使用中，基于自动化的调度抢修，我国电力系统也积累了大量的经验与成果[11-13]。2009年，上海电力公司就进行了抢修移动指挥系统通信平台建设的探索[14]；王鹏[15]针对传统配电网抢修过程中的不足，设计了以GIS为基础的新型配电网抢修指挥平台,建立了全过程配电抢修体系；林楚乔等[16]针对现有电网中存在的配电网智能化水平不足和抢修工作“盲指”问题，通过搭建采集系统数据转发平台和开发数据共享技术, 提高配网抢修效率,有效提高了现有电网的智能化管理水平；刘伯扬[17]提出了基于故障定位与抢修优化平台的研究方案。上述方案是电力系统面向智能互联网进行的探索和开拓，但它们的主要目标都是提升国网内部人员的工作便利度，在打通各部门之间的关联和业务流程方面尚有不足。配电网应急抢修管理平台着重解决抢修所涉及部门间的专业协同和业务融合问题，提升电网应急抢修的协同效率和响应实时性。

3 配电网应急抢修管理平台设计

3.1 平台技术架构

基于配电网应急抢修管理平台的实时性、跨终端、多部门协同等特点，本文提出了B/S架构的高性能多终端技术体系结构。如图1所示，整个平台从技术层级上分为硬件层、系统软件层和应用软件层。硬件层包括各种服务器和终端设备，系统软件层包括系统基础软件层和后台服务层，应用软件包括Web端与移动端的管理软件。平台的结构清晰、功能划分明确，能够在横向与纵向上同时反映灾害特点与进程，做到流程规范、实时反馈、精准把控。

3.2 平台管理流程

配电网应急抢修管理平台中，各部门间数据横向流动的流程如图2所示。在重新梳理各部门操作规范的基础上进行优化整合，重点解决部门间的协同工作和业务融合问题，有效提升电网事故发生时相应部门人力、物力、财力的组织动员效率。

图1 平台技术架构图

图2 部门间数据横向流程图

灾害发生后，信息接收部门立即在上述平台执行故障填报，各相关部门会在故障发布的第一时间收到故障推送信息。随后各部门依次填写所属职能的相应信息，此时同一县区内的其他部门，都可共享已上传的反馈信息。在这一过程中，安监部门负责对整个抢修过程进行监督，并有权限对内容进行核查、整理和调整，同时市级部门也可以共享所辖县级区域的全部信息并对其进行统计、分化、处理，第一时间对发生的事故进行远程调控，协助处理。

本平台信息传递和任务分派高效、简洁、清晰，从而实现了现场透明可视化、部门信息透明可视化和市县联动透明可视化的“三透明”目标，并通过信息化手段，对配电网应急抢修配以标准化的车辆、工具、材料、人员和服务。

4 配电网应急抢修管理平台实践

该平台分为Web管理平台和小程序移动应用管理软件两部分，以方便运检人员在后台或现场填报信息、上传视频和图像。Web端和小程序端通过故障信息填报、修改等功能，实现故障信息的正常管理和维护；通过故障信息的数据查询、统计等功能，分析故障原因，为相关部门的管理提供依据；通过部门、人员、权限的管理功能，实现系统维护员对整个应急抢修平台的日常管理。最后，通过服务器后台数据服务和应用接口服务为前端的Web和小程序页面提供数据流转和逻辑控制的支持。

4.1 故障原因分析

从故障列表可以查看上报的所有故障信息，每条故障信息均包括故障发生区域、类型、时间、故障原因、故障视频图片以及投入抢修力量、故障恢复情况等一系列详细内容。故障列表中最重要的一项为故障原因，通过统计分析，可以找到最容易引发电网故障的原因，以便相关部门加强管理。如图3所示，电网出现故障可能的原因有用户因素、设备故障以及树竹障、倒杆、断线、风偏、外破、冰闪、舞动等，最常见的故障原因是用户因素和设备故障，二者可占故障总数的2/3。这一统计结果对电网故障的预防提供了重要的依据。

图3 故障原因分析

4.2 故障分析管理

基于故障数据，可进行多种有效分析，并将结果直接用于相关部门的监督与管理。统计分析页面包括故障影响、抢修投入、待恢复情况、故障对比、排行榜等功能，以实现对故障的精细分析和管理。

故障分析管理的功能主要有：故障影响功能，可直接查看某一时间段内受影响的设备、台区、用户以及恢复时长等数据；抢修投入功能，可直接统计出所查询时间段内投入抢修的队伍、人员、车辆等信息；待恢复情况，可查看当前正在抢修还未恢复的故障以及受影响的线路、台区、用户等数据，以便管理人员第一时间掌握故障影响情况；故障对比功能，可查看当月各个地区的故障次数以及故障类型，通过各个地区的故障对比促进对电力管理部门的监督和管理；排行榜功能，可对线路的故障次数和恢复时间进行排序，方便管理部门找出关键区域进行重点预防和管理。

5 平台实际应用举例

电力抢修工作关乎民生，报修用电客户希望抢修人员能在第一时间赶赴现场，恢复电力供应；电力抢修人员希望减少抢修任务下达时间，减少低效的形式化流程及反馈；各市县指挥人员希望了解更多的现场情况，实地分析，合理调配。移动终端技术的快速发展和应用使得协同各方的诉求成为可能[18-19]。配电网应急抢修管理平台保证了应急管理指挥过程中信息收集全面、信息交换通畅、领导决策有据、事故处理高效，为客户、抢修人员和指挥人员提供了信息沟通的纽带和桥梁，打通抢修现场与管理部门之间的天堑，缩短抢修时间，保障电力营销现场的服务质量和工作效率，提高了用户满意度，树立了良好的企业社会形象。

以宣城供电公司为例，图4与图5展示了故障分析和管理等功能的详细页面。2019年7月13日至2019年8月13日的一个月中，受台风等极端天气的影响，电网故障产生的次数、故障影响的范围等都较以往有所增加。在有关部门有效的协调管理、各区域各部门协同工作、电力一线抢修人员的连日奋战下，所有的故障均已排除，保障了极端恶劣天气下人民群众正常生产和生活的电力需要。

图4 统计分析详情页面

图5 排行榜详情页面

6 结束语

借助应急抢修管理平台可有效减少各部门人员配备，降低人力成本，同时实现一次录入，多处利用，做到了信息透明共享，显著减少冗余信息上传与获取，业务划分更加清晰，达到了降低沟通成本的目的。各部门可以方便地调取和反馈权限范围内的各项数据，方便相关人员对具体数据进行整理和分析，提高了工作效率，进而促进经济效益的提升。

在国网公司大力提倡建设智能电网的形势下，宣城电网公司根据自身发展实际情况，整合各项资源构建了配电网应急抢修管理平台，平台实现了软件APP化、硬件平台软件化，值得其他地市兄弟单位进行试验、推广。平台在设计时预留了扩充接口，具有良好的兼容性和可扩充性，能够实现系统的升级和功能扩充，以适应应用功能的扩展以及与其他信息系统互联互通的需求。未来，将进一步深化数据分析及做好预测等工作，使平台更加全面高效，更早、更快地发现配电网存在的隐患，及时对故障进行处理，提高供电服务水平。