220kV变电站远程调度控制平台

2022-05-31深圳供电局有限公司黄光磊林志贤

电力设备管理 2022年7期

深圳供电局有限公司黄光磊林志贤

当前在电力行业中，主网调度运行指挥业务的发展使得现有控制平台已不能满足主网调度的实际需求，主要包括全景可视化展示、自动关联检修单、自动关联方式单、设备启动方案智能成票、消息智能提醒、潮汐值班工作量统计分析等业务需求[1]。

为提升平台的本体安全防御能力，提高设备操作的准时性、规范设备操作相关统计工作，确保调度按检修计划准时开展设备停复电操作，实现各级调度设备操作信息的常态化统计与分析，相关领域研究人员针对这一问题开展了深入研究。为能进一步满足变电站实际业务开展需要，提升调度员的工作效率，提高用户体验，本文开展对220kV 变电站远程调度控制平台的设计研究。

1 平台硬件设计

从硬件层面出发，为确保本文设计的控制平台能够实现对220kV 变电站的远程调度，将C/S 架构作为本文平台的核心结构，并对其硬件组成进行设计和选择（图1）。在上述平台硬件架构的基础上，实现主网调度指挥控制平台C/S 架构改造，对操作票管理、预令管理、直接操作、许可操作、委托操作、检修工作管理、设备状态管理、线路带电作业、定值单执行、信息汇报等业务进行迁移完善[2]。同时，在线监测服务器中实现对厂站收令、厂站复诵、到站汇报、工作汇报、消息分级提醒、流程信息管控等功能的完善。

图1 本文控制平台硬件结构组成示意图

考虑到平台业务界面的可视化需要，引入具有显示功能的远程移动终端设备。同时，针对平台的业务界面进行完善，使其与首页界面风格统一，提升视觉效果和操作便捷，包括操作票管理、预令管理、直接操作、许可操作、委托操作、检修工作管理、设备状态管理、线路带电作业、定值单执行、信息汇报等业务[3]。在控制平台上各个硬件运行前需要对其进行调试，调试对象包括变电管理一所、变电管理二所管辖的二百六十多个变电站的网络发令工作站。在调试过程中需要安装网络发令客户端程序，并进行网络接入调试，确保其在后续运行当中可以登录并使用网络发令平台。

2 平台软件设计

2.1 电力平衡控制

在本文控制平台运行过程中，为实现对电力的平衡控制，针对现有变电站中的控制平台引入计划调整模块，分别完成电厂或换流站向调度机构申请计划调整；调度机构主动调整网间送受电、省内发电计划。

下级调度机构向上级调度机构申请网间送受电计划和省内发电计划调整的业务场景[4]。所有计划调整下发执行前，应具备发送至计划执行单位和相关调度机构会签的功能，且在计划下发执行后，应具备计划执行单位和相关调度机构确认的功能。

同时，将备用支援模块应用于中调向总调申请备用支援的业务场景。在平台运行过程中，需要提供受支援方拟定申请功能，包含支援电力、支援电量、开始和结束时间、支援类型、详细原因等字段填写；提供调度机构审核功能，审核通过则填写备用支援方，可选择一个或多个备用支援方，并可以下发至备用支援方进行会签。

审核不通过则将此申请回退至申请单位；提供备用支援方进行会签的功能，并填写“最大可支援量（MW）”，备用支援方会签通过则返回至总调待下发执行，会签不通过则返回至总调并说明原因，同时应填报“最大可支援量（MW）”，以此实现对电力的平衡控制。

2.2 电力调度数据交换与加工

与电力远程调度过程中会涉及到对调度数据的交换处理与加工处理，其中不仅涵盖以业务为核心的调度关系数据，也含有多种子业务交互数据。为了满足调度控制平台的运行需求，应在交换与加工处理时对前端对调度数据的需求进行分析，掌握需求数据后对有效数据进行交换。可将此过程表示为图2所示的流程。

图2 数据需求及数据交换服务结构示意图

从图2可看出，在进行数据交换工作时，需要将县级调度工作作为基础工作，在此基础上将地区供电单位的调度需求作为目标，依次向上形成一个完成的调度服务中心。所有与电力调度相关的工作（包括电力资源购买、电力企业基础设施构建、电力生产、电力营销等），都需要建立与调度中心的直接关联，只有满足上述提出的要求，才能确保电力调度数据的加工与交换处理具有现实意义。

在处理电力数据时，应分析电力所属单位的生产计划、用电模式，根据单位对电力资源的自动化生产当时，进行多个业务子模块的集成。可将此过程作为一个完整过程，并认为处理后数据的真实性与可靠性，将直接影响工作流的完整性。

为了实现在此过程中对用户行为的自定义，平台需要为终端操作用户提供一个具有可视化优势、具有数据重组权限的操作权限。将调度中数据处理的任务划分为四类，分别为电力支撑设备生产运行数据的处理、调度检修成果的处理、调度计划决策的处理、调度操作票可行性的处理。

按照标准化的处理流程，对加工的数据执行跟踪，平台将直接根据前端用户对电力资源的需求，创建一个辅助决策的指令，按照计划执行进度生成一个数据有效处理程序，以此实现对不同终端数据的处理。

完成对数据的加工处理后，为了提供后续调度操作更加充足的决策数据，需要拟定一个电网结构拓扑图示，将待调度或传输的电力数据与电力资源的调度渠道展示在拓扑图示中，实现将相关成果以界面的形式给出，从而为终端用户提供一个直观与高效的服务体验。

此外，通过对电力调度中历史数据的分析数据，找出不同终端的用电归类，建立三次处理决策，通过三次处理决策的数据直接被导入调度端进行传输；反之，未通过三次处理决策的数据将被反馈给前端进行核查，以此种方式实现在数据加工中对冗余数据的处理，避免存在噪声或干扰性的信息对调度控制行为造成影响。

2.3 调度指挥态势展示

调度指挥态势展示模块适用于向网内各单位展示调度当前工作状态，向受令单位展示业务的开展进程及必要关联信息。受令单位业务开展时间与计划时间发生变化时，可通过该模块向调度申请变更业务下令操作时间，同时调度也可以主动编排业务开展时间与顺序。按照不同颜色设置，实现对调度业务状态的说明。

针对今日计划，可检修申请单、定值单、机组开停机计划提取今日计划工作，并用白色展示；针对申请中的调度业务状态，由现场向调度发起了申请的业务，并用红色展示；针对操作中/处理中/调控中的业务状态，调度员受理了的申请可用绿色展示。

同时调度指挥态势展示还能够支持同步OMS平台中机组开停机计划，并提取计划中机组开机、停机计划在态势展示中展示。当机组在机组停运管理模块中提交了停机或并网开机申请时，自动关联态势展示中机组开停机计划并更新业务状态为申请中，调度许可后更新业务状态为操作中，厂站汇报操作完成后该条机组开停机计划信息不再在态势展示中展示。

图3 远程调度控制平台

3 平台应用测试

基于本文上述提出的调度控制平台，将其应用到真实的变电站运行环境当中，并实现对其远程调度控制。选择以深圳中调主网调度智能指挥中心作为依托，利用本文提出的控制平台辅助其完成对变电站安全运行的远程调度。按照《中国南方电网调度指挥控制平台(DCCS)技术规范(2019版)》、《关于提高设备操作准时性并开展操作效率及准时性统计分析工作的通知》建设要求，完成对控制平台的设置，并对其在运行过程中的调度运行功率进行记录，将其数据与实际变电站运行时所需的功率进行对比（表1）。

表1 控制平台运行过程中调度控制运行功率记录表

从表1实验结果看出，通过本文控制平台提供的调度运行功率均能够满足变电站实际运行所需功率，并且均存在1kW～3kW 富裕，能够在保证变电站正常运行的基础上，降低对多余能源的消耗，从而满足变电站绿色运行的需要。通过上述得出的测试结果能够初步证明，本文提出的220kV 变电站远程调度控制平台在实际应用中具有可行性，为了进一步验证这一平台的应用优势，选择以平台在调度过程中调度数据的拥塞程度作为指标，对平台运行效率进行评价。

在调度控制平台运行过程中，其运行效率会受到调度数据拥塞程度的影响，调度数据拥塞程度越大，则调度控制平台对调度数据响应的时间越长，平台运行的效率越低；反之，调度数据拥塞程度越小，则调度控制平台对调度数据响应的时间越短，平台运行的效率越高。根据上述论述，选择利用调度数据包的拥塞率作为调度数据拥塞程度的量化结果，在实验过程中，可按照如下公式计算得出平台调度过程中调度数据包的拥塞率：

式中，η表示平台在运行过程中调度数据包的拥塞率；Li表示在运行结束时间节点i 上调度控制平台缓存区域当中剩余的数据包总量；T 表示平台运行结束的时刻；ai表示在运行结束时间节点i 上产生的数据包总量。根据上述公式，计算得出本文设计的调度控制平台在运行过程中五个不同时刻的调度数据包拥塞率，并将得出的实验结果绘制成表2。