城市電網(wǎng)智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)
2018-09-07 06:06:28翁龍歡
信息記錄材料 2018年10期
翁龍歡
（國(guó)網(wǎng)廈門供電公司 福建 廈門 361000）
1 引言
我國(guó)電網(wǎng)智能調(diào)度不斷迅猛發(fā)展的同時(shí)，相應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行復(fù)雜程度即技術(shù)水平也在不斷提升，因此導(dǎo)致電網(wǎng)故障發(fā)生的因素也越來(lái)越多，而通過(guò)開(kāi)發(fā)出更為智能化的城市電網(wǎng)調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)軟件，可有效解決上述問(wèn)題。
2 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)方案
對(duì)于城市電網(wǎng)智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其主要目的體現(xiàn)在兩方面：一是“智能化”，二是“輔助決策”。通過(guò)調(diào)研城市電網(wǎng)地調(diào)平臺(tái)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)OPEN3000及故障信息系統(tǒng)（故障錄波器等）相關(guān)配置，在軟件實(shí)現(xiàn)方式上如圖1所示。
圖1 基于OPEN3000輔助決策系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)主要由以下部分組成：
一是OPEN3000系統(tǒng)接口程序。該接口程序的主要功能是協(xié)助智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)完成OPEN3000系統(tǒng)自身配置信息訪問(wèn)，還可以訪問(wèn)變電站相關(guān)信息，接口程序位置分布方面，具體位于3區(qū)的web服務(wù)器之中，智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)訪問(wèn)需要的接口由OPEN3000系統(tǒng)接口程序提供。
二是配置工具。配置工具主要功能就是使得智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)與OPEN3000系統(tǒng)軟件之間具有統(tǒng)一的信息模型，從而在統(tǒng)一的信息模型之下完成系統(tǒng)之間的信息交互。保證系統(tǒng)直線協(xié)調(diào)運(yùn)行。并在該配置程序支持下，可以實(shí)現(xiàn)如下配置功能，一是在主變、母線、斷路器三者之間，實(shí)現(xiàn)連接關(guān)系與拓?fù)潢P(guān)系配置；二是在變電站事故發(fā)生后，實(shí)現(xiàn)處理預(yù)案配置；三是配置需要監(jiān)控的變電站配置；四是變電站的事故總和保護(hù)事件信號(hào)配置。
三是數(shù)據(jù)庫(kù)，分為智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)與OPEN3000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。軟件系統(tǒng)對(duì)于OPEN3000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)在權(quán)限控制方面有所限制，只對(duì)OPEN3000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)有價(jià)值的信息進(jìn)行讀取，而不會(huì)改寫數(shù)據(jù)庫(kù)相應(yīng)信息，而對(duì)于智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)，其主要功能是用于本系統(tǒng)相關(guān)海量信息的存儲(chǔ)。
四是監(jiān)控決策程序，作為智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)的核心，其功能非常強(qiáng)大，并且基于軟件自身來(lái)講，很多功能的實(shí)現(xiàn)都離不開(kāi)該程序，與此同時(shí)，該程序主要以操作平臺(tái)的形式存在，因此也是供調(diào)度員操作該軟件系統(tǒng)的主要方式。具體來(lái)說(shuō)，首先決策程序可以從OPEN3000系統(tǒng)中完成獲取相關(guān)信息記錄的獲取，信息記錄包含多種，如變電站的遙測(cè)信息記錄，遙信等信息記錄等，然后該據(jù)測(cè)程序通過(guò)進(jìn)一步篩選上述故障信息，為故障診斷與故障恢復(fù)決策執(zhí)行停供必要的條件，在完成信息決策之后，將最終的結(jié)果以可視化的方式完成在平臺(tái)界面上的展示，供調(diào)度員進(jìn)行應(yīng)用。
3 故障診斷
3.1 對(duì)故障進(jìn)行感知
故障診斷主要由軟件監(jiān)控程序執(zhí)行，具體執(zhí)行流程如下：首先軟件監(jiān)控程序可以定期從OPEN3000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中去獲取被監(jiān)控變電站的事故總信息號(hào)信息，獲取到一條，該監(jiān)測(cè)程序就認(rèn)為有一個(gè)事故發(fā)生，然后接著讀取合理時(shí)間段內(nèi)的斷路器跳閘事故，如果存在斷路跳閘事故，那么就會(huì)對(duì)存在的斷路跳閘事故信息進(jìn)行匯總，最后進(jìn)行故障診斷。如果沒(méi)有斷路跳閘事故的記錄，就會(huì)返回第一步，即定期從OPEN3000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中去獲取被監(jiān)控變電站的事故總信息號(hào)信息。具體智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)軟件感知流程圖如圖2所示。
圖2 智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)軟件
3.2 對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行定位
該智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)軟件主要考慮的故障類型可包括以下幾種：第一種是對(duì)于每個(gè)變電站中每個(gè)獨(dú)立的設(shè)備來(lái)說(shuō)，由于類型不同，因此為有效保證定位的準(zhǔn)確性，可自動(dòng)生成一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的故障類型；第二種是針對(duì)110kv級(jí)別，其所有的母線故障類型；第三種是針對(duì)220kv級(jí)別，其所有的母線故障類型；第四種是所有的主變故障類型。該系統(tǒng)在判斷故障方面，主要是通過(guò)讀取相應(yīng)的跳閘記錄，范圍控制在所有故障發(fā)生時(shí)間段之內(nèi)，然后結(jié)合配置程序中設(shè)備連接拓?fù)湫畔⑴c母線拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行綜合考慮，最紅完成故障的判斷。
在故障區(qū)段定位方面，軟件定位功能主要利用以下方式實(shí)現(xiàn)，即以開(kāi)關(guān)變位于保護(hù)報(bào)文雙重信息為主要依據(jù)，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)位定段功能。具體來(lái)說(shuō)，首先在與實(shí)際斷路器跳閘情況下，需要求其解偏離值最小的故障模式，并將得出的結(jié)果作為首選故障區(qū)段，在相應(yīng)的區(qū)段中，提取保護(hù)報(bào)文信息，完成提取操作之后還需要加以匹配校驗(yàn)，最后，根據(jù)各種不同情況，來(lái)進(jìn)一步對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的判斷，當(dāng)故障初判結(jié)果處主保護(hù)動(dòng)作時(shí)，說(shuō)明定位成功，結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤；如果該區(qū)段設(shè)備后備保護(hù)動(dòng)作在其他設(shè)置方式下，例如其出于變電站內(nèi)遠(yuǎn)后備保護(hù)的設(shè)置，那么我們可以將該設(shè)備作為起點(diǎn)，然后向其下游多追加一層設(shè)備，從而形成一個(gè)故障島，該故障島主要特點(diǎn)即是保守，通俗來(lái)說(shuō)就是島內(nèi)的線路都處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，均不排除有發(fā)生故障的可能性；當(dāng)初步判斷的結(jié)果設(shè)備處沒(méi)有保護(hù)動(dòng)作結(jié)果時(shí)，那么說(shuō)明定位失敗，結(jié)果并不正確，需要選擇偏離值次之的故障模式重新進(jìn)行上述操作，即再次進(jìn)行保護(hù)保溫的校驗(yàn)匹配，當(dāng)保護(hù)報(bào)文信息及開(kāi)關(guān)變位與故障模式相匹配時(shí)，完成故障區(qū)段的確定。
4 故障恢復(fù)
4.1 反事故預(yù)案與歷史事故記錄
智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)變電站不同的故障類型，都進(jìn)行了一個(gè)反事故預(yù)案項(xiàng)的配置，并以倒閘操作規(guī)程作為根據(jù)，將其寫入進(jìn)故障恢復(fù)預(yù)案中。此外，該軟件基于人性化理念之下，在預(yù)案配置界面之上專門設(shè)置了一個(gè)人工錄入窗口，從而可以將歷史發(fā)生的事故信息以人工的方式進(jìn)行錄入，提升軟件運(yùn)行的準(zhǔn)確性。該軟件系統(tǒng)會(huì)根據(jù)定位結(jié)果完成反事故預(yù)案的匹配，如果發(fā)生過(guò)類似的事故故障，還可以提取出相關(guān)的事故記錄供調(diào)度員進(jìn)行參考，一方面可以提升軟件的可靠性，另一方面還能夠有效減輕調(diào)度人員的工作量。
4.2 故障恢復(fù)拓?fù)淠Ｐ?/h3>
在完成故障區(qū)域劃分后，智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)軟件可以自動(dòng)完多條故障恢復(fù)路徑方案的確定，并供調(diào)度員進(jìn)行選擇，為了使得這些方案便于處理，降低調(diào)度員工作量，可以基于圖論方式把處于故障之中的變電站的設(shè)備進(jìn)行抽象化處理，具體來(lái)說(shuō)，將設(shè)備抽象為點(diǎn)，設(shè)備彼此之間的聯(lián)絡(luò)線抽象為線，并以在數(shù)學(xué)處理時(shí)線路的0-1狀態(tài)作為實(shí)際的聯(lián)絡(luò)線快關(guān)閉合狀態(tài)的代表，由于故障恢復(fù)決策的對(duì)象電網(wǎng)等級(jí)較低，為110kV及以下電壓等級(jí)的母線負(fù)荷，而在該電網(wǎng)等級(jí)之下其運(yùn)行方式一般為開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式，因此軟件在搜索方式上選擇引入圖論中樹(shù)的概念進(jìn)行可行方案的搜索。
總結(jié)：綜上所述，文章主要基于城市電網(wǎng)地調(diào)平臺(tái)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)OPEN3000之下，進(jìn)行了智能調(diào)度故障輔助決策系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)總設(shè)計(jì)方案進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，研究分析了該軟件系統(tǒng)故障診斷原理等，期望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員的研究提供一些參考價(jià)值。
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