摘要：随着电力系统的快速发展，信息化、自动化水平的不断提高，电力生产和调度越来越依赖电网调度自动化系统，因此电网调度需要更多智能化的控制手段，运行方式安排需要更强大、更深入的分析手段。本文主要探讨了电网调度监控，并分析了调度监控异常问题及处理措施。
关键词：电网调度；智能监控；实时分析；事故诊断；措施
随着电网规模的不断发展，电网控制技术的不断前进，电网调度的发展经历了经验型调度和分析型调度2个阶段。当前，电力系统正在向着大电网、大机组、高电压的趋势发展。大电网具有明显的优越性，可以合理开发与利用能源，节省投资与运行费用，增加供电可靠性等等，尤其重要的是大电力系统防范和抵御事故的能力明显增强。但是，现代大电网的复杂结构也给调度运行工作带来了新问题。因此发展电网智能调度，是作为解决现代化电网运行控制的一个重要手段。但是基于目前电网自动化信息技术的发展与应用现状，如何实现智能调度，采用什么样的技术路线还处于探索中。本文提出的电网调度智能监控与事故处理辅助决策系统，就是对实现智能化调度的一种尝试与摸索。
一、电网调度运行面临的困难
1、信息杂乱，调度员仍然需要对大量数据进行人工分析和处理，特别在异常或故障情况下，大量告警信息，如各种保护信号、跳闸、SOE、过载等信息不断涌入调度中心，海量的电网信息和数据湮没监控要点，由于缺乏有效的归纳和组合，海量的数据阻碍调度员对电网运行状态的迅速把握。
2、经验型的调度，也即电网的监控对调度员人工的依赖过大。EMS系统虽然具备潮流越限报警功能，但具体限额仍需要调度员人工进行维护。尤其是近几年来，为了提高电网潮流输送能力，同一断面不同环境因素下具有不同限额值等诸如此类复杂限额不断增多，依靠调度员来进行环境因素判断与稳定限额调整，容易造成限额与实际方式不符的情况。
3、缺乏有效的电网事故处理辅助决策手段，目前电网事故的处理完全依赖于调度员的运行经验，虽然有典型事故处理预案，但由于调度员对电网理解的差异以及预案条件与事故时电网实际情况的差别，难免造成电网事故处理过程中的失误和考虑不周的情况。
4、局部电网运行方式的改变对电网造成全局性的影响，电网在控的稳定限额急剧增加，调度员进行电网运行监控的压力增大。
5、调度员难以对电网潮流的变化情况作出准确的预判，因此，仅凭经验，无法对电网的潮流进行及时、有效的调整。
6、局部电网的某些个别问题，特别是发生短路故障等情况，在特定的情况下，有可能会诱发恶性连锁反应，最终酿成重大系统事故。
尤其是近几年来国内外多次大停电事故在电网运行控制方面的教训值得我们吸取，第一，电网调度应能实时在线跟踪分析当前电网的安全稳定状况，及时制定和修正电网的预控制方案。第二，电网调度应能及时发现、判断电网事故的发生，并有切实有效的分析手段，制定与实施紧急事故处理方案。
二、电网调度系统总体结构
电网智能调度辅助决策与控制系统从信息流的角度，从低到高涵盖整个信息处理的过程；从初始的网络分析模型的生成和验证，到采用调度数据集成技术，有效整合并综合利用电力系统的运行信息，再经过数据滤波，获取一个可靠的数据断面，以此为基础实现电力系统正常运行时的监测与控制，并能进行复杂事故的智能辨识、事故后的故障分析处理和系统恢复；兼备正常运行操作指导和事故状态的控制恢复。地区电网智能调度辅助决策与控制系统总体结构。如图：
1)地区电网调度智能监控
协助调度员准确地把握电网监控要点，对设备运行状态、电网的薄弱环节进行分析预警，并提供有效的电网调整策略。
2)地区电网事故辅助决策
协助调度员尽快发现事故，并进行事故的判断、分析和电网调整，并提供适用的电网事故处理方案。
3)地区电网智能辅助控制
对设备对象的控制考虑控制的过程，即前序控制对后续控制的影响，及时中断不安全的控制过程。包括拉路自动控制、序列操作以及主站集中式网络备自投。
三、功能设计
1、电网调度智能监控
电网智能调度监控在线实时监控电网运行状态，包括电网设备运行状态分析及显示、电网运行状态分析与安全预警。
1)电网设备运行状态智能监视，预警根据EMS系统采集的开关及刀闸的“开、合”遥信信号，当开关、闸刀的遥信信号发生变位时，主动判断电网中开关、线路、母线、主变等一次设备的运行状态（运行、热备用、冷备用、检修、旁路代等），并对设备运行状态进行电压、潮流等遥测信号的验证，保证设备运行状态分析准确，以多种方式显示设备运行状态。
2)电网运行状态分析与安全预警
通过对电网设备实时运行状态的监控，安全分析和潮流计算进行地区电网运行状态的多侧面的“分诊”预警，提醒调度运行人员系统的监控重点，结合灵敏度分析软件和校正计算软件进行监控控制策略的制定，从而实现对电网运行薄弱环节的监控与预警。
3)校正控制
针对高压电网（220kV及以上）以及110kV及以下辐射网采用不同的校正控制手段。高压环网支路或断面越限校正控制，给出发电机、负荷调整地方向性意见；低压辐射网采用变结构校正控制策略，给出不间断供电、消除越限的开关操作序列。
2、电网事故辅助决策
电网事故发生后，电网事故辅助决策系统协助调度员分析事故情况、找出焦点问题；协助调度员消除系统越限，并提供适用的事故处理参考方案。电网事故辅助决策采用局部全空间的搜索的时序化方法，计算结果稳定、可靠，具有较高的实用性。
1)电网故障诊断
在继电保护故障信息和SCADA/EMS系统的支持下，电网故障诊断诊断电网中发生故障的元件、分析开关和保护动作的原因、生成电网故障诊断报告。
2)电网事故处理辅助决策
电网事故处理辅助决策统计故障发生后，统计显示停电区域、厂站、损失负荷值；对于未停电区域，进行全网安全扫描，并结合灵敏度分析模块和安全校正计算模块进行控制策略的制定；对于失电区搜索所有供电路径，得到满足最大化恢复负荷、最小化开关操作数、供电电源不过载、满足网络的拓扑约束等条件的恢复供电方案；进行事故后系统进行N-1开断分析。
3、电网智能辅助控制
1)自动拉路控制
提供拉路控制定义，包含拉路出线的名称以及相应的操作开关，由自动拉路控制检验定义内容的合理性。在线控制时，根据当前最新量测数据，自动计算切除负荷目标数值所涉及到的拉路对象的最小集合，在人工选择确认后，进入并列遥控操作。
2)序列控制
序列控制过程中的关键点为对一组操作开关对象的序列校验，以及操作过程中对前序操作对象操作后状态的实时监视和判断。
四、电网调度智能监控与决策系统的功能结构
1、信息组织及集成模块
调度自动化系统是为调度决策服务的，因此首先必须将形成决策所必需的全部信息(包括一次信息和二次信息)充分集成。信息组织及集成，包括数据源的综合以及数据模型和断面的校正。电网运行过程中需要的数据不仅包括一次设备的遥信遥测数据、同时还需要了解电网稳定限额、天气、水情等相关信息。进行电网故障判断与事故处理辅助决策时，还需要二次设备和状态信息及动作信息等。而这些信息分散在不同的系统中，需要人工进行统一应用。智能调度辅助决策系统需要综合各方面的数据，基于IEC61970标准和国际常用数据标准，搭建了数据综合平台，利用现有信息技术手段实现多数据源的实施采集与综合利用。
2、电网智能监控模块
经过信息组织及集成的电网信息被送入电网智能监控模块。该模块将调度运行人员在电网调度运行过程中所需要关注的重点信息进行归纳、统一。实时对电网运行进行监控，不需要人工干预，同时提供一定的自适应性，能随着电网设备运行状态和电网运行方式的变化，自动变更运行监控重点信息。结合电网运行实际情况，对电网预想故障进行实时分析，提示系统薄弱环节，对电网中的故障扰动进行实时检测，并结合电网一二次设备动作信息，智能判断电网故障范围和具体故障点。实现独立于人工干预之外的主动智能监控。
3、事故处理辅助决策模块
电网事故辅助处理决策系统协助调度员分析事故情况、找出焦点问题；协助调度员消除系统越限，并提供适用的事故处理参考方案。
五、电网调度监控系统关键技术
1、智能调度控制技术
在事故后电网安全水平及安全薄弱环节判断的基础上，根据稳定水平的高低，通过有效的灵敏度分析，给出恢复电网稳定运行的调整策略，如事故状态下的优先加出力、减出力机组，提示机组增减出力的数量，如机组调节无法消除端面过载，则提供减负荷的措施。
2、基于网络拓扑分析的电网故障诊断技术
电网故障诊断监控开关变位、潮流、电压突变等故障信息，并对事故信息通过相关信息和数据进行分析、判断，剔除伪信息（如人工操作等）后作为电网是否发生事故的判断依据。基于网络拓扑分析的电网故障诊断技术原理如图所示：
根据开关变位情况，通过网络拓扑分析，判断故障停电范围、及事故性质；并找出因本事故而导致的其它变电所停电、小系统解列事故等。
2、多故障诊断与处理技术
多事故诊断与处理技术包括多重复杂故障诊断技术、错误信息冗余技术、多目标事故恢复策略技术等。多重复杂故障诊断以故障区域为纽带，利用分组技术对信息流中的开关动作信息、保护动作信息以及故障诊断信息进行列表展示，并对上述列表中的内容进行关联重组。
3、稳定限额的结构化描述及共享
通过对电网安全稳定运行所必需的稳定监控规则进行分析，提出基于运行条件概念的统一的稳定限额模型，突破了对稳定限额规则进行结构化描述的技术瓶颈，成功地实现在三区信息管理系统和EMS系统中对稳定限额规则进行统一信息化处理，解决了三区信息管理系统和EMS不能对稳定限额规则实现一体化管理的难题。
参考文献
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