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[摘 要]随着三集五大体系不断完善，调控运行新增监控业务，安全压力增大。为适应调控一体化模式下电网的运行管理要求，实现电网异常及事故情况下的快速响应，避免电网发生事故后未及时发现处理造成事故扩大，需要进一步提高电网运行管理水平和调度员、监控员的事故应急处理能力。电网运行亟需为调度员配置一套高智能、高速度、高质量的电网事故智能辅助决策支持系统，在电网故障时为调度人员提供精确及时的辅助决策依据，具有重要意义和实用价值。
[关键词]电网事故、调控一体化
中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0341-01
国内外研究水平：目前，电网事故智能辅助决策系统的研究和开发已经日益受到电力部门的重视。其中，正常运行情况下的安全预警研究已经取得了丰硕的成果，并且已经有了实用化的系统。但由于理论和技术条件的限制，电网事故辅助决策系统的研究大多数还处在理论研究和离线应用研究阶段，能够实现安全在线运行的功能完善的实用化电网事故辅助决策系统还非常少见。
2005年应用在兰州供电局的智能调度系统是国内首次综合利用EMS和故障信息系统的信息，实现故障诊断和恢复功能的在线运行的电网故障决策支持系统。首次实现了综合利用EMS系统和故障信息系统双数据源信息进行在线故障分析；在故障决策系统运行期间，系统能自动、正确的区分SCADA系统的误报信息和实际故障信息，判断故障结果正确；与其它EMS高级应用共享静态数据和实时数据。但该系统存在无法对一些复杂故障进行正确诊断，无法处理不确定性的故障信息等不足和需要改进的地方。
故障诊断和分析建议作为电网事故智能辅助决策系统的重要研究内容，国内外针对这个课题研究非常活跃，研究方法也多种多样，几乎囊括了人工智能研究领域的各种方法，如专家系统、人工神经网络、模糊集、遗传算法等。但这些方法大多局限于小规模的电网应用，不能满足省地一体的现状。
理论研究：
输电网扩展规划时要对方案的经济性进行评估，而输电网的收益主要取决于过网费和输电线路上通过的功率量。提出了一种估算未来输电线路流量的概率潮流方法，帮助电网规划人员评价方案的经济效益。该方法充分考虑未来负荷。概率分布、负荷间相关性、发电机停运概率以及机组经济调度等不确定性因素，采用蒙特卡罗抽样方法，建立了未来线路过网流量的计算模型。基于该方法，可有效分析线路过网收入，进而更准确地计算出规划方案的经济效益指标，如净现值、内部收益率、投资回报期等，指导电网规划方案的经济评估。
* 电网线路运行数据管理
提供数据模型标准、数据交换标准和数据编码标准的管理和控制，以IEC61970标准和国网SG-CIM标准为基础，提供数据标准的定义、修订和发布服务，对数据标准新内容的增加和现有内容变更的过程进行严格的控制，保证数据标准的全局统一，避免因数据标准的随意变动带来的数据兼容性问题。
* 电网设备运行数据质量监测
面向结构化数据提供数据质量监测工具，定义数据质量诊断的业务规则，定期扫描数据的内容，及时发现数据缺失、数据重复和数据错误等质量问题，将数据问题控制在初发阶段，防止数据问题的扩散和失控。
* 输电网安全经济特性评价分析报告
对电网运行数据进行汇总分析，及时发现电网设备运行情况，指导管理人员优化电网设备运行策略，提高电网设备运行的效能，自动生成评价分析报告：主要包括变电站主变基本参数，年输送电量、年度最大负荷、最大负载率、等效平均负载率等运行数据。线路基本参数，最大功率、输电电量、平均功率、经济输送功率、稳定控制限额等运行数据。自动统计主变、线路负载情况，包括重载、轻载情况。
大运行模式下电网事故处理技术
1.数据通信及解析
数据通信及解析模块主要完成接受外部传送过来的数据以及对所接收到的数据进行解析。主要是接收D5000平台EMS系统中的开关动作信息以及保护信息系统中的保护、自动装置等动作信息，用以作为故障诊断所依据的实时信息源。由于EMS属于电力信息系统的安全I区，要确保EMS数据安全不受干扰，不能直接对EMS的数据进行操作，只能通过通信接口从EMS调度端工作站单向地获取实时数据并将其存放在故障诊断系统的实时数据库。通信接口在初始化时将读取系统的所有状态量并更新静态数据库中的信息，此后在运行中，可以根据实时信息通信协议读取状态变位的信息或者全遥测、遥信以及SOE事件信息。
2.智能故障诊断及分析
电网故障诊断是电网事故处理辅助决策系统的主要功能之一，是为调度运行人员服务，辅助调度运行人员发现故障、辨识故障。在保护信息系统和SCADA/D5000平台EMS系统的支持下，电网故障诊断完成以下主要任务：诊断电网中的短路故障；诊断电网中发生故障的元件；评价开关和保护动作行为；筛选出需要进一步确认的报警信息。
（1） 故障诊断原理
根据开关变位和保护动作情况，通过网络拓扑分析，比较故障前后的停电区域，判断故障停电范围；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。对于简单故障，可定位到元件；对于复杂故障（开关或保护拒动、误动），如果保护信息系统和EMS系统提供的信息（开关、保护）完整，可定位到故障元件。如果信息不完整，系统可计算出停电区域各元件的故障可信度，按故障可信度由大到小进行排队，并由调度员根据现场的检查汇报结果，最终确定故障设备。根据故障诊断结果，对开关动作和保护动作行为进行评价。
（2） 故障诊断功能
电网故障诊断启动检测。监控开关变位、保护动作等故障信息，剔除伪信息后，作为电网是否发生事故的判断依据，并及时提供调度员电网事故画面，自动定位到有动作信号的设备和区域。
确定故障设备。故障诊断的主要目的是确定故障设备。对于多种可能诊断结果，提供各种故障设备的可信度排名。可信度最高的即为最可能故障的设备组合。
开关及保护动作正确性评价。在确定故障设备后，结合保护动作信息，可对故障涉及的保护和开关动作情况进行评价，显示正确动作、误动以及拒动的开关和保护信息，方便调度员准确的把握事故原因，确定事故性质。
故障诊断可视化。在图形上动态展现故障设备和故障范围；在图形上动态显示开关动作信息和保护动作信息；在事故处理辅助决策的人机界面中，对紧急程度不同的信息以不同颜色、字体区分；发生故障时，以时间排序最新的故障信息处于列表的最顶端，提示调度员注意；在故障诊断结束后，系统自动生成电网故障诊断报告。系统可提供格式化报告。
3.电网故障消除辅助决策
电网发生事故后的首要任务是在最短的时间使电网从紧急状态过渡到安全状态，防止故障继续扩大导致系统崩溃。
故障消除模块在故障诊断的结果的基础之上，首先提议操作误动的开关和拒动的开关，对故障设备进行隔离。然后对需要恢复送电的设备通过拓扑搜索，找到最优最快的网络结构恢复方式。
（1）故障统计，故障发生后，统计显示停电区域、损失负荷、发电机功率数值给调度员。生成故障分析报告。
（2）智能电网事故辅助决策系统采用时序法，能够将电网复杂故障时的多重事故划分为不同的事故分区，并将每个事故分区的上下游、对应的跳闸开关、区域潮流、区域负荷等信息分析出来，可按照事故分区相关的跳闸开关的动作时间的先后展示，或按照单区域事故严重程度的顺序进行展示。
参考文献
[1] 邵立政；杨旋；余宏桥，浅谈调控一体化下电网事故的快速处理；湖北电力.
[2] 张卫华，电网事故处理智能辅助决策系统的研究；华南理工大学.
[关键词]电网事故、调控一体化
中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0341-01
国内外研究水平：目前，电网事故智能辅助决策系统的研究和开发已经日益受到电力部门的重视。其中，正常运行情况下的安全预警研究已经取得了丰硕的成果，并且已经有了实用化的系统。但由于理论和技术条件的限制，电网事故辅助决策系统的研究大多数还处在理论研究和离线应用研究阶段，能够实现安全在线运行的功能完善的实用化电网事故辅助决策系统还非常少见。
2005年应用在兰州供电局的智能调度系统是国内首次综合利用EMS和故障信息系统的信息，实现故障诊断和恢复功能的在线运行的电网故障决策支持系统。首次实现了综合利用EMS系统和故障信息系统双数据源信息进行在线故障分析；在故障决策系统运行期间，系统能自动、正确的区分SCADA系统的误报信息和实际故障信息，判断故障结果正确；与其它EMS高级应用共享静态数据和实时数据。但该系统存在无法对一些复杂故障进行正确诊断，无法处理不确定性的故障信息等不足和需要改进的地方。
故障诊断和分析建议作为电网事故智能辅助决策系统的重要研究内容，国内外针对这个课题研究非常活跃，研究方法也多种多样，几乎囊括了人工智能研究领域的各种方法，如专家系统、人工神经网络、模糊集、遗传算法等。但这些方法大多局限于小规模的电网应用，不能满足省地一体的现状。
理论研究：
输电网扩展规划时要对方案的经济性进行评估，而输电网的收益主要取决于过网费和输电线路上通过的功率量。提出了一种估算未来输电线路流量的概率潮流方法，帮助电网规划人员评价方案的经济效益。该方法充分考虑未来负荷。概率分布、负荷间相关性、发电机停运概率以及机组经济调度等不确定性因素，采用蒙特卡罗抽样方法，建立了未来线路过网流量的计算模型。基于该方法，可有效分析线路过网收入，进而更准确地计算出规划方案的经济效益指标，如净现值、内部收益率、投资回报期等，指导电网规划方案的经济评估。
* 电网线路运行数据管理
提供数据模型标准、数据交换标准和数据编码标准的管理和控制，以IEC61970标准和国网SG-CIM标准为基础，提供数据标准的定义、修订和发布服务，对数据标准新内容的增加和现有内容变更的过程进行严格的控制，保证数据标准的全局统一，避免因数据标准的随意变动带来的数据兼容性问题。
* 电网设备运行数据质量监测
面向结构化数据提供数据质量监测工具，定义数据质量诊断的业务规则，定期扫描数据的内容，及时发现数据缺失、数据重复和数据错误等质量问题，将数据问题控制在初发阶段，防止数据问题的扩散和失控。
* 输电网安全经济特性评价分析报告
对电网运行数据进行汇总分析，及时发现电网设备运行情况，指导管理人员优化电网设备运行策略，提高电网设备运行的效能，自动生成评价分析报告：主要包括变电站主变基本参数，年输送电量、年度最大负荷、最大负载率、等效平均负载率等运行数据。线路基本参数，最大功率、输电电量、平均功率、经济输送功率、稳定控制限额等运行数据。自动统计主变、线路负载情况，包括重载、轻载情况。
大运行模式下电网事故处理技术
1.数据通信及解析
数据通信及解析模块主要完成接受外部传送过来的数据以及对所接收到的数据进行解析。主要是接收D5000平台EMS系统中的开关动作信息以及保护信息系统中的保护、自动装置等动作信息，用以作为故障诊断所依据的实时信息源。由于EMS属于电力信息系统的安全I区，要确保EMS数据安全不受干扰，不能直接对EMS的数据进行操作，只能通过通信接口从EMS调度端工作站单向地获取实时数据并将其存放在故障诊断系统的实时数据库。通信接口在初始化时将读取系统的所有状态量并更新静态数据库中的信息，此后在运行中，可以根据实时信息通信协议读取状态变位的信息或者全遥测、遥信以及SOE事件信息。
2.智能故障诊断及分析
电网故障诊断是电网事故处理辅助决策系统的主要功能之一，是为调度运行人员服务，辅助调度运行人员发现故障、辨识故障。在保护信息系统和SCADA/D5000平台EMS系统的支持下，电网故障诊断完成以下主要任务：诊断电网中的短路故障；诊断电网中发生故障的元件；评价开关和保护动作行为；筛选出需要进一步确认的报警信息。
（1） 故障诊断原理
根据开关变位和保护动作情况，通过网络拓扑分析，比较故障前后的停电区域，判断故障停电范围；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。对于简单故障，可定位到元件；对于复杂故障（开关或保护拒动、误动），如果保护信息系统和EMS系统提供的信息（开关、保护）完整，可定位到故障元件。如果信息不完整，系统可计算出停电区域各元件的故障可信度，按故障可信度由大到小进行排队，并由调度员根据现场的检查汇报结果，最终确定故障设备。根据故障诊断结果，对开关动作和保护动作行为进行评价。
（2） 故障诊断功能
电网故障诊断启动检测。监控开关变位、保护动作等故障信息，剔除伪信息后，作为电网是否发生事故的判断依据，并及时提供调度员电网事故画面，自动定位到有动作信号的设备和区域。
确定故障设备。故障诊断的主要目的是确定故障设备。对于多种可能诊断结果，提供各种故障设备的可信度排名。可信度最高的即为最可能故障的设备组合。
开关及保护动作正确性评价。在确定故障设备后，结合保护动作信息，可对故障涉及的保护和开关动作情况进行评价，显示正确动作、误动以及拒动的开关和保护信息，方便调度员准确的把握事故原因，确定事故性质。
故障诊断可视化。在图形上动态展现故障设备和故障范围；在图形上动态显示开关动作信息和保护动作信息；在事故处理辅助决策的人机界面中，对紧急程度不同的信息以不同颜色、字体区分；发生故障时，以时间排序最新的故障信息处于列表的最顶端，提示调度员注意；在故障诊断结束后，系统自动生成电网故障诊断报告。系统可提供格式化报告。
3.电网故障消除辅助决策
电网发生事故后的首要任务是在最短的时间使电网从紧急状态过渡到安全状态，防止故障继续扩大导致系统崩溃。
故障消除模块在故障诊断的结果的基础之上，首先提议操作误动的开关和拒动的开关，对故障设备进行隔离。然后对需要恢复送电的设备通过拓扑搜索，找到最优最快的网络结构恢复方式。
（1）故障统计，故障发生后，统计显示停电区域、损失负荷、发电机功率数值给调度员。生成故障分析报告。
（2）智能电网事故辅助决策系统采用时序法，能够将电网复杂故障时的多重事故划分为不同的事故分区，并将每个事故分区的上下游、对应的跳闸开关、区域潮流、区域负荷等信息分析出来，可按照事故分区相关的跳闸开关的动作时间的先后展示，或按照单区域事故严重程度的顺序进行展示。
参考文献
[1] 邵立政；杨旋；余宏桥，浅谈调控一体化下电网事故的快速处理；湖北电力.
[2] 张卫华，电网事故处理智能辅助决策系统的研究；华南理工大学.