摘要:电网突发事件带来的大面积停电给社会公共安全造成了极大的负面影响,传统调度自动化系统在突发事件来临时往往无法起到应急管理的作用。针对当前调度系统的缺陷分析应急指挥系统需求,设计电网应急指挥系统的软件架构与业务逻辑。电网应急指挥中心是电网企业应对电力系统重大突发事件,有效集成社会各方面相关资源,对突发事件进行有效预警、控制和处理的指挥场所之一,也是承载电网应急信息汇聚和指令下达的关键环节。因此,构建先进、实用、高效的应急指挥技术支持系统,对于提升地市电网应急处置快速反应能力至关重要。
关键词:电网突发事件;应急;指挥系统
随着社会经济与文化生活的不断发展和进步,城市对电力的依赖就象鱼和水的关系,没有了电力供应,整个城市的交通、生产、生活等都会陷入瘫痪。近年来国内外相继发生大面积停电事故,给社会造成了巨大损失。电网大面积停电事故的预想和应对措施是非常必要和紧迫的。电力应急指挥中心,是供电企业应急体系的重要组成部分。在发生大面积停电事件的情况下,负责应急指挥的领导和技术人员必须掌握电网的运行状况,及时分析出事故原因,判断出故障位置,指挥抢修工作。为此,必须建立一个高效、透明、畅通的技术支持系统。
一、应急指挥技术支持系统功能集成
新荣电网应急指挥中心技术支持系统由应急服务器系统、应急通讯系统两部分组成;系统具有应急数据交换与联动、预警预测、应急决策与指挥、善后恢复、信息发布等功能。
1、系统应急管理功能。
新荣电网应急指挥服务器系统具备应急日常管理、指挥系统、运行检测、数据传输和自动切换功能。应急日常管理模块可实现应急值班管理、日常报表管理、应急物资装备管理、应急预案管理、预警管理;指挥系统可实现应急预案、专家管理、远程视频、通信和信号投放等信息联动功能;系统运行监测可实现应急服务器数据库服务、后台应用、应用服务器和备用数据库服务等功能的监测,具备一键式服务停止、启动和重启操作功能;数据传送功能可实现与省公司应急指挥中心之间的应急预警、应急组织、应急预案、应急计划和应急处置信息传输交换。系统配置主服务器,并与应急指挥中心双机热备服务器、备用调度中心应急管理服务器实现了主备自动切换功能,提高了应急技术支持系统的稳定运行和容错能力。
2、系统应急通信功能。
新荣电网应急指挥中心通信系统分为电子电话簿系统、协同指挥通信系统和信息全景系统部分,通信系统基于Java2企业版技术架构J2EE、采用面向服务体系架构SOA实现了前端业务展示和后端数据集中处理模式,系统内部采用基于消息松耦合方式集成,使系统具备一定的模块应用扩展能力。系统采用分布式内存对象缓存机制,可为大容量数据交换提供裕度保障,降低了系统进程所占用CPU资源的比例;可提供音频、数据、多媒体等多种业务的综合性宽频网络平台,具有开放的应用程序接口API及灵活的业务配置能力。
3、系统实用功能测试。
新荣电网应急指挥中心主要实现了紧急模式、视频会议、反事故演习等模式,可组合实现各种特殊视频会议和应急指挥功能,满足多路视频、音频画面、调度数据在大屏幕显示屏实时切换。系统可显示现场故障信息、电网设备和负荷信息,可通过移动卫星电话实现语音互动,可将各级专家集中在电视电话系统中,形成迅速的技术决策支持,可实现对应急指挥控制台显示设备的集中控制;系统预留了与地方政府应急指挥系统的视频和语音连接模块接口。县公司应急指挥中心实现了特殊视频会议和应急指挥功能,满足调度数据、内外网信息在大屏幕显示屏实时切换,并与新荣电网应急指挥中心实现了IP电话通信联系。
二、应急指挥系统的关键技术
应急指挥系统也称为电网应急平台是实施应 急快速响应及处置的工具, 是采用先进信息技术, 实现管理信息系统(M IS)、地理信息系统(GIS)、远程视频系统、视频会议系统等与应急信息资源的多源整合、软硬件结合的应急保障技术系统。
1、突发事件的成灾模型与运行风险评估。
突发事件的成灾模型是指自然灾害和社会突发事件对电力系统的破坏形式和程度的数学模型 , 通过统计分析历史数据和科学调查建立模型数据库 , 一方面可以用于电网的规划与设计 ,另一方面可以应用于电网运行的安全预警和风险评估。由于突发事件在正常条件下都是小概率事件,在安全分析的故障集中不予考虑。因此,需要研究考虑天气 、地理位置和运行工况影响的时变的设备停运模型 ,并应用于在线运行风险评估中,对电网在不同运行条件下进行风险预测。
2、故障诊断与灾害评估。
利用各个报警信息和电网实时采集的状态信息 ,通过辨识出错误的冗余信息 ,判别出电网多个事故发生地点和类型 ,以及受影响的区域 、发电 、负荷丢失情况。这些分析结果是应急平台决定是否启动应急预案的基本依据。其中的关键是智能故障诊断技术, 依据开关动作信号、保护动作信号、设备检修计划 、潮流方向和数值的变化信息, 结合电网模型、保护、自动装置的配置和动作逻辑 ,建立智能决策模型,从大量涌入的报警信息中辨识出扰动信号的原因, 即是事故扰动信号、人工操作还是错误信息 ,然后给出真实的故障或故障组合。在信息不完整的情况下 , 则给出各种可能发生的故障组合以及每种故障组合发生的概率 。
3、多空间信息技术。
空间信息技术主要基于地理信息系统(GIS)为应急系统提供电网空间信息服务与其他空间信息服务。采用空间信息技术的最终目的是将应急过程中的电网全景、应急物资状态监控、灾害影响情况以及重要用户分布等信息集成于统一的信息空间中,为应急资源优化调度提供基础,使得应急管理人员对系统整体状态有了更为直观的把握,令应急处置过程的信息发布明确高效。空间信息技术的实现主要包括:①获取电网全景信息、应急资源分布、灾害影响范围以及重要用户分布等重要信息;②建立电网空间信息、环境空间信息、数字线划地图、数字正射影像、数字高程模型等平台,实现电网应急信息在 GIS 上的集成。
4、通信技术。
基于公共网络、电力专网及其他无线移动网, 利用光纤通信、卫星通信、数字微波通信、图像通信、数据库、空间信息、GPS 等技术构建应急系统的多渠道通信系统, 实现功能包括:①抢修人员、车辆及物资的定位跟踪,确保资源调度动态更新的有效性;②抢修现场与指挥大厅的实时 4G 视频互动,完成监控指挥与图像视频信息反馈;③通过应用软件将移动终端纳入指挥系统内,利用通用分组无线电业务(GPRS)获取现场信息,并下达工作任务单、操作票等指令;④对外发布停电范围、抢修进度、预计恢复时间等应急过程相关信息。
结束语:
电网应急平台应具备预测预警、应急决策与指挥、善后恢复、模拟演练和信息发布五大功能, 基本涵盖电力系统应对突发事件的基本要求 。通过应急 信息的数据采集 、评估和发布 ,系统可以为电网应急指挥中心在紧急状态下提供所需的信息支持 ;同时, 通过对自然灾害和电力短缺信息的输入, 系统可以自动调出应急预案或自动给出相应的应急指挥措施,起到技术支持平台的辅助决策作用。另外 ,应急平台建立与外部的信息联络, 可以及时向相关部门和社会发布电力应急信息, 降低电力事故给社会造成的损失。通过善后技术总结和评估滚动完成整个应急体系的积累、完善和发展 。
参考文献:
[1] 汤伟, 刘路登, 施鹏佳. 电网多维度运行风险评估系统开发与应用[J]. 现代电力, 2018, 32(4): 49-55.
[2] 郭晓鸣, 刘俊勇. 电网应急资源调度方案研究[J]. 电力系统保护与控制, 2019(20): 11-16.