智能电网环境下的电力调度安全运行监控方法研究
​高雪
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​高雪,. 智能电网环境下的电力调度安全运行监控方法研究[J]. 电网技术研究,2022.8. DOI:10.12721/ccn.2022.157194.
摘要: 智能电网的出现,使得自动控制电力网络合理供应电力能源成为可能。由于需要维护的设备种类、数量都较多,而且变电站较为分散,不便于集中管理,再加上作业操作重复、极易因思想上的懈怠导致发生故障概率提高,不仅不利于电网的安全运行,还会造成极大的经济损失,严重时甚至会导致正常的社会秩序受到严重影响。目前电力发展逐渐加快,增加了电力调度安全监控的压力,利用人员监控的方法难以达到目前需求,不利于电网运行的安全和系统稳定。因此需要建立智能安全监控方法,能够快速地进行电力调度安全监控,实时提供电网环境可靠数据。
关键词: 电力调度;安全运行;智能电网
DOI:10.12721/ccn.2022.157194
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引言

电力系统是维持社会生产以及人们生活的一个重要系统,能够有助于促进现代化的社会发展,电力系统的安全运行主要依赖于电力调度的安全运行,在各行各业对电力技术进行有效的应用,能够有助于保障我国各行各业的用电安全,而工作人员在进行电力调度的过程中需要做好有效的运行安全管理,这样才能有助于使电力系统的管理质量得到提升,使我国的整体用电安全得到保障。

1智能电网的发展

近年来,智能电网在我国的发展速度较快,主要原因是其各项特征都能很好地满足当前社会各界对电力供应的需求。(1)智能电网在现代化技术的支持下,其运行规模和网络覆盖范围都较传统电网更大、更广,能在一定范围内同时控制较为密集的输电线路和变电站,并具备智能化、自动化分析预测的潜力。(2)智能电网的可靠性更高,可以利用智能化、自动化技术有效完成大批变电站的工作调度、运行维护、监视控制、信息交互,可以使智能电网朝向自动化、大型化方向发展的同时,实现电网设备向无人化、自动化发展。(3)光传输技术、微电技术等先进技术在智能电网中的应用,使得智能电网的通信、自动化、保护等设备朝向数字化、自动化、光信号高速化方向发展,更好地满足了智能电网的智能化运行需求。

2电网调度中的安全风险

2.1交接班的安全风险

“两票(工作票、操作票)三制(交接班制、巡回检查制、设备定期试验轮换制)”是电业安全生产保证体系中最基本的制度之一,是我国电力行业多年运行总结实践出来的经验。“三制”中首要的是交接班制度。如值班负责人不检查值内工作开展情况、未提前30min整理交接班内容、接班人员不提前15min熟悉电网运行情况,可能导致交接班过程中重要运行方式改变、工作开展、预警信息等重要信息未交接清楚,存在漏交接、误交接的情况,直接影响接班调度员的操作和判断。

2.2监视的安全风险

调度员的监视业务分为系统监视和设备监视。根据重要性和影响程度不同,将监控系统采集的厂站及设备所有信号分为事故(故障)、异常、越限、变位、告知五类,并定为1~5级。调度员负责第1~4级信号的不间断监视,出现异常情况需要及时处置并通知运维部门。设备监视信息及告警设置不合理、不规范,无用的告警信息过多,极易掩盖真实的事故信号,存在关键告警信息漏报或误告警的安全风险,可能导致重要设备故障不能及时发现并处理,出现漏监视,严重情况还会引发电力安全事故。调度员责任心不强,对待监视业务不认真、不仔细,对告警信号监视和处置不及时、不准确,导致事故事件升级。在异常情况下,各种保护信号、过载、跳闸等信息同时融入监控系统,面对庞大的信息数量,调度员缺乏信息处理和归纳处理能力,不能及时对事故性质进行准确判断,影响应急处置效率。

3电力调度系统

综合电力安全监控方案,本文通过设计电力调度系统,使电力安全监控能够集中化处理,加强了电力调度整体运行水平,主要创新点在于:(1)建立DOS系统运行模型,使电力运行更加安全,使电力数据运行模型化,更加符合电力体系标准。(2)设计安全监控网络,对各种监控设备合理化布置,对电力运行系统形成无死角监控网络,加强了电力运行中的监控力度。(3)采用ACGAN算法对电力监控数据进行分析,能够准确把握电力信息运行状态,保证电力信息的数据安全,制定最优调度计划。电力调度系统如图1所示。

截图1739845744.png截图1739845776.png3DOS系统运行模型

传统电网的运行模式较为简单,缺少必要的安全防护,因此本文设计一种DOS系统运行模型,该模型也被称为独立设备管理层DOS模型,采用该模型的目的在于加强电网安全防护能力,而且使电网运行智能化,符合现代电力发展需,DOS系统运行模型如图2所示。

截图1739845877.png电网的DOS运行模型主要针对输电站和功能运行进行设计,利用DOS系统的数据搬运能力和安全性强的特点,对输电站设备进行集成化控制,对电网功能设备模块化管理,实现电网的安全运行。该模型在工作过程中,在中心控制机的作用下,实现故障预警、LED显示、线路模拟运行等,其中对于输电站设备,主要进行远程测控和信号解调,经过解调后的变电站信号进行线路集成,将信号电路集成在AC-DC芯片中,实现输电站的统一管理。功能运行线路设计通过强制解调装置将变电站信号解调为电流信号,然后经过管道强控功能传输到中心控制机中,中心控制机对电流信号进行分配,分配的功能模块包括故障报警、LED显示、线路模拟运行、工作站、运维中心和微机收录,而无线通信负责联通几个功能模块,指令传达可以直接对中心控制机进行指令调度。

4安全监控网络设计通过市场调研,分析电力市场成交记录,为提高电网网架的经济性,需要对整个网架运行进行优化,本文根据数据评估,利用双层建模理论建立网架优化模型,使电网运行达到经济运行的目的。经济运行优化模型如图3所示。

截图1739845926.png安全监控网络的设计以C/S结构当做基本框架,其中设有配电终端、网络通讯和监控设备,配电终端由变电站和发电场组成,负责电力的输送和控制;网络通讯通过光纤和无线网络完成,根据传感器采集的配电网信息,将信息输送到各自处理主站或者由数据库收录;监控设备不仅负责收集电力调度信息,而且需要分析设备状态,需要根据设备状态分析对电力调度的影响,将处理数据上报至控制中心。在本研究中,监控设备可以为分布式的,也可以为集中式的。通过接收主站的信息能够实现配电终端的运行信息,在无线网络或者光纤、载波的通信下实现数据信息的传递。安全监控网络架构的建立对整个电网运行具有重要意义,通过各种监控设备实现电网无死角监控,监控设备上架设的通信网络能够及时传输电网信息,使控制中心能够掌握电网运行状态,使调度指令更加准确。

结束语

本文主要研究电力调度运行的安全监控问题,通过分析国内外研究方案,对电力调度系统进行设计。通过设计DOS系统运行模型和安全监控网络,保证电力调度运行结构和运行实时监控。但是本研究在实验中仍存在一些不足,由于国调范围较大,通信过程较长,容易造成指令传达的延迟;人为和特殊情况造成的监控设备损坏仍没有较好的处理办法。希望后续能够针对这些问题加以完善。

参考文献

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