智能電網調度系統下的調度監控平臺的設計與研究

章立宗 金紅華 莫莉暉 王少春

摘要：調度監控平臺是智能電網調度系統的重要組成部分，在電網調度系統中發揮著監控、調整、預測等重要功能，本文主要從調度監控平臺的三大組成模塊對調度監控平臺進行了分析和說明。

關鍵詞：調度監控；模塊；功能

中圖分類號：U665文獻標識碼： A

調度監控平臺是一個系統工程，它是由多個功能各異的模塊構成的，各個模塊既獨立運作，又相互聯系、相互依存，各個板塊雖然有不同的應用系統，發揮著不同的作用，但它們有共同的目標，即實現整個電網調度系統的調度監控。

一、監控與分析模塊

監控與分析模塊是起基礎作用的模塊，通過實時監控整個電網的運行，為其他模塊的正常運轉提供依據。此模塊可以從多個方面發揮作用：首先，通過分析功能的實現，可以有效提高電網運行的安全性。其次，能夠多維度監控電網運行，從而實現對電網立體化的調度。再次，能在一定程度上監測到調度監控平臺出現的故障，并發出警報信號。最后，根據電網的運行態勢，及時調整、控制和優化，實現資源的合理配置和最優利用。

該模塊相應功能的完美實現需要監控與報警系統、網絡分析系統、輔助決策系統和輔助監測系統四個核心系統的協調配合。

1.監控與報警系統

該系統的主要功能是以收集到的各種信息為基礎，實現對電網運行狀態的全方位、一體化的監控，然后利用系統的綜合分析功能，分析調度監控平臺是否存在故障隱患，當發現存在異常時，系統便會發出報警信號。

電網監控與報警系統的工作過程是一個信息收集，然后分門別類進行信息發送的過程。首先，該系統從調度監控平臺獲取遙測遙信、量測質量和電網模型；然后通過調度監控平臺，把不同的信息種類發送到相應的模塊應用中。比如，把遙控指令發送到系統終端，把實時穩態測量數據發送到調度計劃類模塊和網絡分析系統等等。

2.網絡分析系統

網絡分析主要是通過收集來自于電網運行過程及其他各應用軟件的數據，對調度監控平臺的智能化進行安全分析。這一功能的實現需要設定一個母線模型，以實時分析電網的運行情況，進一步研究電網下一步的運行情況，分析系統中的元件故障并預測該故障可能造成的不良影響。

圖（1）為網絡分析系統工作流程圖

電網模型

系統運行方式

設備原始數據

設備狀態

軟件運行信息

計算結果

圖（1）網絡分析系統工作流程圖

3.輔助決策系統

經過調查研究發現，最有效的輔助決策工具是調度智能操作票，也是最受調度員歡迎的一種輔助決策工具。

圖（2）是輔助決策系統的工作流程圖

實時方式

研究方式

實時監控數據

指控指令

圖（2）輔助決策系統工作流程圖

4.輔助監測系統

輔助監測功能主要是監測電力系統所需要的氣象信息，比如水情、雷電、太陽能信息等。

圖（3）是輔助監控系統的工作機制。

雷電數據氣象數據

線路數據

地圖信息 警報信息

圖（3）輔助監控系統工作流程圖

二、調度計劃類模塊

該模塊的主要功能是對整個電網系統資源進行統一的規劃管理，以實現資源的合理配置和功能的有效整合。還可為未來電網運行規模的設計提供技術上的支持，以提高運行效率和效益。調度計劃模塊由預測系統和檢修計劃系統構成。

1.預測系統

預測系統主要是對系統運行的各種信息和相關要素進行定量分析，以預測對象提供將來一段時間內的變化趨勢。

預測系統的作用機制是：分別從基礎信息系統和調度管理系統收集有關電網模型和氣象類信息，從監控與報警系統獲取有關水文歷史及現實監測信息，然后經過分析處理，向檢修計劃系統提供短期負荷預測信息。

2.檢修計劃系統

檢修計劃系統是以電力電量供給和電網安全之間的平衡為基礎，通過檢修計劃的統一管理，實現檢修計劃年度、季度、月度、周、日等不同周期的實時滾動調整。

檢修計劃系統的工作流程是：根據來自監控與報警系統的拓撲、潮流信息，來自調度管理類應用的檢修申請和來自預測的負荷預測，對各個時段的檢修計劃進行實時調整，保持持續更新的狀態[3]。

三、調度管理類模塊

調度管理模塊在整個電網監控平臺中的作用主要有三個：

（1）規范調度監控平臺的主要業務運行。

（2）對需要調度的專業和并網發電基地進行綜合管理。

（3）可以對電網運行計劃、運行狀態以及運行設備進行評估和分析，為信息資源共享與交換奠定基礎。

該模塊功能的實現主要依賴四大核心應用，即基礎信息管理、生產運行、綜合分析與評估、信息產生與發布，下面逐一介紹。

1.基礎信息管理

基礎信息管理主要是為監控平臺系統的各類應用提供統一的基礎數據信息，以期實現調度技術支持系統中信息的標準化和一體化，從而規范組織機構和人員信息機權限管理工作。

圖（4）為基礎信息管理的作用機制。

設備參數

電網模型信息

圖（4）基礎信息管理的作用機制。

2.生產運行

生產運行功能直接為系統運行服務，是整個調度管理模塊的核心技術。

生產運行系統的工作流程：從基礎信息管理應用系統獲取設備參數；向設備檢修管理能、電網運行管理、運行值班提供新設備啟動要求；向信息展示與發布、運行值班提供定值單信息、設備缺陷信息、操作票信息、應急預案信息、提供動作記錄和動作評價信息；向調度計劃類提供檢修申請信息；向運行值班管理、電網運行管理提供日前檢修申請[4]。

3.綜合分析與評估

綜合分析與評估系統是對電網系統的運行信息、設備應用信息以及其他各個系統的數據進行深入挖掘、綜合整理，從多個維度進一步分析，最終得到評估報告的應用系統。

綜合分析與評估功能的實現機制：從監控和報警系統獲得電網運行歷史數據；從調度計劃系統獲得檢修計劃；從生產運行系統獲取設備運行信息；從基礎信息管理系統獲取組織機構信息，將獲得的信息進行綜合處理和分析，向信息展示發布系統提供各類生產運行報表、運行指標分析、年度（月度）運行報告、生產流程分析、年度（月度）安全分析。

4.信息展示與發布

信息的展示和發布功能將系統產生的各種信息依據統一的規范和標準，通過一定的方式呈現出來。電網運行數據、生產統計信息、統計分析結果、系統的調度動態以及各種資料信息等都可以通過該系統進行展示和發布。

信息展示與發布的工作流程包括信息獲取、信息整理、信息展示與發布。信息的來源可以是基礎信息管理系統、生產運行系統、分析與評估系統等，信息的種類包括電網運行情況的信息、電網安全性以及二次設備分析信息等等。此系統將獲取的各方面信息統一編輯整理，然后進行展示和公布。

建設大型智能化電網系統是國民經濟發展必然趨勢，是保障我國能源安全的客觀要求，當今科學技術的飛速發展，為智能化電網系統的建設提供了技術支撐。而調度監控平臺的建設對提高電網的調度力度、優化資源配置，提高電網調度的自動化、信息化、互動化、科學化水平都能起到非常大的作用。政府、企業、科研機構等相關單位都應該進一步加大資金投入，加強研究創新，提高核心競爭力。

參考文獻：

[1]于存水. 基于智能電網調度系統的調度監控平臺的設計與實現[D].吉林大學,2013.

[2]劉俊勇,沈曉東,田立峰,陳金海,黃媛,李成鑫. 智能電網下可視化技術的展望[J]. 電力自動化設備,2010,01:7-13.

[3]張強,張伯明,李鵬. 智能電網調度控制架構和概念發展述評[J]. 電力自動化設備,2010,12:1-6+35.

[4]李立新,謝巧云,袁榮昌,林靜懷,狄方春,李大鵬. 電網調度云災備系統優化分析與設計[J]. 電力系統自動化,2012,23:82-86.

[5]曹軍威,萬宇鑫,涂國煜,張樹卿,夏艾瑄,劉小非,陳震,陸超. 智能電網信息系統體系結構研究[J]. 計算機學報,2013,01:143-167.