地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度操作防誤技術(shù)研究

侯廣松 孟會(huì)增 梁永清

(國網(wǎng)菏澤供電公司，山東 菏澤 274000)

地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度操作防誤技術(shù)研究

侯廣松 孟會(huì)增 梁永清

(國網(wǎng)菏澤供電公司，山東 菏澤 274000)

簡要說明了五防系統(tǒng)的發(fā)展及其與調(diào)度安全防誤系統(tǒng)的區(qū)別，并根據(jù)目前調(diào)度操作工作的實(shí)際情況，提出調(diào)度操作防誤技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，最后總結(jié)菏澤供電公司建設(shè)實(shí)踐取得的成果。

五防；調(diào)度操作；防誤技術(shù)

0 引言

我國對(duì)變電倒閘操作防誤技術(shù)的研究開始較早，1990年就提出了“五防”要求[1]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種防誤操作系統(tǒng)紛紛涌現(xiàn)。變電站倒閘操作有著嚴(yán)密的邏輯規(guī)定，在經(jīng)歷了機(jī)械式五防、電磁式五防、微機(jī)五防之后，五防系統(tǒng)走向了在線式一體化防誤閉鎖，甚至包括防止誤遙控功能[2-3]。但是，變電站的五防系統(tǒng)僅以單個(gè)變電站為研究對(duì)象，而調(diào)度員的操作指令有其特殊性，不僅包含單個(gè)變電站的操作，還包含了對(duì)站外整個(gè)電網(wǎng)的影響。目前，這些系統(tǒng)對(duì)調(diào)度員的遙控操作和下令操作不能起到很好的防誤約束作用，這也是調(diào)度操作存在的最大安全隱患[4-5]。

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，調(diào)度管轄的設(shè)備越來越多，調(diào)度運(yùn)行水平的高低直接影響電網(wǎng)安全。要提高科學(xué)調(diào)度水平，防止誤調(diào)度，迫切需要研究一套實(shí)用、高效的電網(wǎng)調(diào)度防誤模擬操作系統(tǒng)[6]。為了提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平，防止調(diào)度操作指令錯(cuò)誤引發(fā)電網(wǎng)事故，需要進(jìn)行專業(yè)的調(diào)度防誤技術(shù)研究。

1 調(diào)度操作與變電操作的區(qū)別

誤調(diào)度、誤操作事故主要由人員違章或責(zé)任心不強(qiáng)以及主接線圖與實(shí)際不符造成，包括停送電范圍錯(cuò)誤、帶地線合閘、帶電掛地線和解合環(huán)操作等導(dǎo)致的過載[7]。這些誤操作類型與變電站五防中的四防有交叉，而調(diào)度操作防誤與變電操作防誤的區(qū)別在于操作單元和操作層面存在根本的差別。

1.1 操作單元的差別

變電站每一項(xiàng)操作都僅改變單一的開關(guān)或刀閘的運(yùn)行狀態(tài)，只包含一個(gè)動(dòng)作，例如“拉開××線××開關(guān)”。調(diào)度操作的一項(xiàng)指令經(jīng)常是某一輸、變、配電元件的狀態(tài)變化，例如“將××變壓器由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修”，對(duì)變電運(yùn)行人員而言是一個(gè)操作任務(wù)，需要拉開該變壓器各側(cè)的開關(guān)和刀閘，還包括中性點(diǎn)接地方式的改變等幾項(xiàng)甚至幾十項(xiàng)操作。

1.2 操作層面的差異

變電運(yùn)行防誤關(guān)注的重點(diǎn)是走位正確和本項(xiàng)操作是否會(huì)造成帶負(fù)荷拉刀閘、帶地線送電、帶電掛地線，基本局限在一個(gè)間隔以內(nèi)。如圖1所示，某變電站變電運(yùn)行人員操作1號(hào)主變10 kV側(cè)001開關(guān)時(shí)，僅需要確認(rèn)0011、0013兩刀閘在合閘位置。

圖1 某變電站主接線圖

調(diào)度操作人員把整個(gè)地區(qū)電網(wǎng)作為一個(gè)防誤整體，同樣是操作圖1所示變電站中的1號(hào)主變10 kV側(cè)001開關(guān)，調(diào)度員下令操作前還需要判斷是否會(huì)造成非同期合環(huán)、某元件過負(fù)荷、意外甩負(fù)荷等事件。

2 調(diào)度操作防誤技術(shù)關(guān)鍵

調(diào)度管轄設(shè)備的檢修和啟動(dòng)送電均需提交申請(qǐng)單，調(diào)度操作絕大多數(shù)是根據(jù)申請(qǐng)單的內(nèi)容安排起草調(diào)度操作指令票并下令操作。因此，如何保證操作指令票的正確性是防止調(diào)度誤操作的關(guān)鍵。

2.1 實(shí)現(xiàn)調(diào)度操作指令票與申請(qǐng)單的關(guān)聯(lián)

將調(diào)度操作指令票與調(diào)度申請(qǐng)單相關(guān)聯(lián)，應(yīng)注意：

(1) 所有調(diào)度管轄設(shè)備應(yīng)具備唯一的ID標(biāo)識(shí)；

(2) 調(diào)度申請(qǐng)單中的設(shè)備僅能用選取方式填寫；

(3) 采用選擇申請(qǐng)單生成停電票和送電票的方式起草指令票；

(4) 一張較為復(fù)雜的調(diào)度申請(qǐng)單，需要多張操作指令票完成，要嚴(yán)格按照順序執(zhí)行，否則禁止下達(dá)開工指令；

(5) 同一停電范圍內(nèi)進(jìn)行多項(xiàng)檢修時(shí)，任一項(xiàng)申請(qǐng)單未竣工則禁止下達(dá)送電指令。

調(diào)度操作指令票與申請(qǐng)單關(guān)聯(lián)起來，可以在一定程度上避免誤下開工指令和送電指令，減少調(diào)度誤操作事故。

2.2 調(diào)度防誤操作規(guī)則

與變電站操作防誤不同，調(diào)度操作防誤以整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定為目標(biāo)，除了防止帶負(fù)荷拉合刀閘、帶地線送電外，還應(yīng)包括以下防誤規(guī)則：防止非同期合環(huán)、防止誤甩負(fù)荷、防止引起主變過負(fù)荷、防止引起線路過負(fù)荷、線路任一側(cè)未轉(zhuǎn)冷備用禁止掛檢修牌、線路對(duì)側(cè)設(shè)備狀態(tài)判斷等。對(duì)于配網(wǎng)調(diào)度操作的特性，與主網(wǎng)相比10 kV配電網(wǎng)的調(diào)度操作有其特殊性，配網(wǎng)最大的特點(diǎn)就是閉環(huán)結(jié)構(gòu)、開環(huán)運(yùn)行。

2.3 電網(wǎng)拓?fù)湟?/p>

電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反映出電力系統(tǒng)的連接關(guān)系，是運(yùn)行操作人員要切實(shí)關(guān)心的問題，其表達(dá)電網(wǎng)的任一接線方式及相對(duì)應(yīng)的實(shí)體操作和狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。例如，通過路徑搜索負(fù)荷至電源的連接，操作過程中若某負(fù)荷至電源的連接被斷開，則判斷操作將造成甩負(fù)荷，反之為送電；若操作引起電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化使負(fù)荷至電源路徑由1條增加到2條，則判斷操作類型是合環(huán)操作，反之為解環(huán)操作。

2.4 電網(wǎng)重構(gòu)目標(biāo)

調(diào)度操作的防誤涉及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)重構(gòu)，電網(wǎng)重構(gòu)的目標(biāo)是在滿足安全約束的前提下，通過開關(guān)操作等方法將負(fù)荷調(diào)出，避免甩負(fù)荷，消除設(shè)備過載和電壓越限。在重構(gòu)路徑的選擇上，需要對(duì)各個(gè)供電路徑進(jìn)行元件供電能力校核，通過潮流計(jì)算確保重構(gòu)之后沒有過載元件，并且供電電壓在合格范圍內(nèi)，不能出現(xiàn)因網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)形成不安全運(yùn)行方式的現(xiàn)象。

3 調(diào)度操作防誤系統(tǒng)建設(shè)條件

綜合考慮，系統(tǒng)建設(shè)還需要具備一定的外部條件：

(1) 由EMS系統(tǒng)獲得實(shí)時(shí)信息，以便在線進(jìn)行潮流計(jì)算校核；

(2) 與調(diào)度管理系統(tǒng)(OMS)接口，將防誤系統(tǒng)以圖形模擬方式生成的操作指令票回傳；

(3) 固化調(diào)度操作管理流程，使其符合電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的操作管理流程。

4 調(diào)度操作防誤系統(tǒng)建設(shè)情況及結(jié)論

2009年，國內(nèi)開始有適用于縣級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)的調(diào)度操作防誤系統(tǒng)建成投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了防止誤操作、調(diào)度的“人機(jī)聯(lián)合把關(guān)”，也有了內(nèi)置于SCADA系統(tǒng)的遙控操作安全防誤模塊[8]。菏澤供電公司于2012年全面建成了適用于地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的調(diào)度操作安全防誤系統(tǒng)，經(jīng)過2年的不斷改進(jìn)和完善，目前具備了電網(wǎng)操作模擬成票功能及較為完善的防誤功能，獲得了山東電力科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

隨著配電網(wǎng)及配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，10 kV配電網(wǎng)的調(diào)度操作防誤與35 kV及以上主網(wǎng)的調(diào)度操作防誤將發(fā)展出不同的方向，防誤系統(tǒng)建設(shè)是主配網(wǎng)一體化還是分別建設(shè)也因調(diào)度機(jī)構(gòu)的管理體制不同而有所差別。

[1]宋占嶺，余斌，王志林.變電站微機(jī)五防可靠性分析及改進(jìn)[J].電力安全技術(shù)，2011(8)

[2]楊震強(qiáng)，王志林.變電站在線式一體化防誤操作閉鎖系統(tǒng)技術(shù)研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2009(8)

[3]杜峰，張穎，徐娟萍.安全約束系統(tǒng)在集控中心監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].陜西電力，2008(4)

[4]郭敏.變電所五防系統(tǒng)分析與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012(3)

[5]湯涌，王英濤，田芳，等.大電網(wǎng)安全分析、預(yù)警及控制系統(tǒng)的研發(fā)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012(7)

[6]王洪授.電網(wǎng)調(diào)度防誤操作系統(tǒng)淺析[J].大科技，2011(8)

[7]丁鵬，張焰，侯鳳玲，等.具有自校核功能的配電網(wǎng)調(diào)度操作票生成系統(tǒng)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2007(2)

[8]周明，任建文，李庚銀，等.基于多智能體的電網(wǎng)調(diào)度操作票指導(dǎo)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2004(4)

2014-06-13

侯廣松(1974—)，男，山東菏澤人，山東大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化在讀碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向：電網(wǎng)運(yùn)行管理、電力系統(tǒng)運(yùn)行分析。