大數(shù)據(jù)助力電網(wǎng)智能監(jiān)控 運(yùn)行實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)
近年來(lái),隨著特高壓電網(wǎng)建設(shè)的全面提速、新能源的快速發(fā)展和電力市場(chǎng)化改革的深入推進(jìn),電網(wǎng)一體化運(yùn)行特征愈發(fā)明顯,電網(wǎng)調(diào)度控制中心所能獲取的信息資源越來(lái)越豐富,電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控分析可利用的信息源也越來(lái)越多,對(duì)電網(wǎng)實(shí)施集中分析決策、多專業(yè)間業(yè)務(wù)協(xié)作和跨調(diào)度機(jī)構(gòu)工作協(xié)同等需求更加迫切。
上海電網(wǎng)是特大城市電網(wǎng),集中監(jiān)控的各電壓等級(jí)變電站數(shù)量達(dá)千余座,傳統(tǒng)依靠調(diào)控員人工統(tǒng)計(jì)分析電網(wǎng)運(yùn)行信息的管理模式,受人員少、科學(xué)量化數(shù)據(jù)少等因素制約,存在分析精確度不高、響應(yīng)不及時(shí)等問(wèn)題,已不能適應(yīng)當(dāng)前特大城市電網(wǎng)集中監(jiān)控的要求。因此,利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)手段,大幅度提高監(jiān)控信息分析智能化水平,為集中監(jiān)控運(yùn)行提供更加有效和實(shí)用的技術(shù)支撐,就成為新形勢(shì)下的必然要求。
形成智能化的多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理模式
從2016年1月起,國(guó)網(wǎng)上海市電力公司領(lǐng)銜開(kāi)展“基于大數(shù)據(jù)的調(diào)控系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控分析與評(píng)估技術(shù)研究”。今年6月,項(xiàng)目中期匯報(bào)會(huì)召開(kāi),可實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控7個(gè)方面的核心業(yè)務(wù),且整體研究正向著2017年年底前完成系統(tǒng)上線、2018年全面完成項(xiàng)目驗(yàn)收的目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。
那么,大數(shù)據(jù)是如何與設(shè)備監(jiān)控相結(jié)合的,其實(shí)效又體現(xiàn)在哪些方面呢?
此前,上海市、地兩級(jí)調(diào)控機(jī)構(gòu)在開(kāi)展日常生產(chǎn)運(yùn)行及管理工作中需要使用D5000監(jiān)控系統(tǒng)、OMS系統(tǒng)、AVC系統(tǒng)、PMS2.0系統(tǒng)、操作票等多個(gè)系統(tǒng),各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)作且互不關(guān)聯(lián)。多年來(lái),這些系統(tǒng)已產(chǎn)生了1200多天的氣象信息、50多萬(wàn)臺(tái)(條)設(shè)備信息、8億多條遙測(cè)數(shù)據(jù)和大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),并且每天都有新信息產(chǎn)生。這些信息體量龐大,僅遙測(cè)數(shù)據(jù)就已累計(jì)有2T。
這些系統(tǒng)雖然在日常工作中為調(diào)控員掌控全局、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、正確操控、化解危機(jī)發(fā)揮了重要作用,但是數(shù)據(jù)彼此之間的關(guān)聯(lián)程度有限,無(wú)法更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值,此外,大量數(shù)據(jù)需要人工分析的介入,處理效率和效果受到限制。
在調(diào)控一體化的背景下,省級(jí)以上調(diào)控中心對(duì)設(shè)備監(jiān)控的智能化提出了更高的要求,客觀上需要進(jìn)一步改善調(diào)控?cái)?shù)據(jù)底層數(shù)據(jù)模型,建立適用于大數(shù)據(jù)分析的設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)模型,支持基于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的變電站設(shè)備運(yùn)行大數(shù)據(jù)分析,提高調(diào)控系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控技術(shù)水平,提升對(duì)電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行決策的支撐能力。
《國(guó)家電網(wǎng)公司“十三五”調(diào)控運(yùn)行規(guī)劃》中提出,“深化設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)應(yīng)用,研究基于大數(shù)據(jù)的監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備故障發(fā)展的早期征兆性預(yù)警與趨勢(shì)智能預(yù)測(cè)”。根據(jù)規(guī)劃方略,在國(guó)家電力調(diào)度控制中心的支持下,國(guó)網(wǎng)上海電力率先開(kāi)展了“基于大數(shù)據(jù)的調(diào)控系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控分析與評(píng)估技術(shù)研究”,將包括D5000系統(tǒng)、OMS系統(tǒng)、AVC系統(tǒng)、PMS2.0系統(tǒng)等在內(nèi)的多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行貫通與集成,實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、綜合利用。
在多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)上,國(guó)網(wǎng)上海電力已借助此項(xiàng)研究開(kāi)展包括電壓監(jiān)視業(yè)務(wù)、信息監(jiān)視業(yè)務(wù)等7項(xiàng)業(yè)務(wù)在內(nèi)的設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)分析智能轉(zhuǎn)型工作,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控運(yùn)行業(yè)務(wù)的智能化和監(jiān)控分析業(yè)務(wù)的智慧化。
智能化監(jiān)控運(yùn)行實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)
在傳統(tǒng)監(jiān)控運(yùn)行監(jiān)視業(yè)務(wù)開(kāi)展的過(guò)程中,常常存在判斷手段缺失、冗余信息量大等問(wèn)題,給調(diào)控員的工作帶來(lái)了不小干擾。而通過(guò)采用大數(shù)據(jù)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)標(biāo)簽等技術(shù),能夠有效解決這些問(wèn)題。
以電壓監(jiān)視業(yè)務(wù)為例。電壓是電能質(zhì)量的一項(xiàng)基本指標(biāo),一旦出現(xiàn)持續(xù)的電壓越限,調(diào)控員應(yīng)當(dāng)迅速發(fā)現(xiàn)并找出原因,進(jìn)而對(duì)癥下藥,使電壓恢復(fù)到正常水平。傳統(tǒng)方法中,監(jiān)控員基于D5000監(jiān)控系統(tǒng)告警信息開(kāi)展電壓越限監(jiān)視工作,但是,D5000系統(tǒng)設(shè)置的電壓越限告警閾值和AVC系統(tǒng)的動(dòng)作觸發(fā)閾值不一致,當(dāng)D5000告警出現(xiàn)時(shí),監(jiān)控員難以通過(guò)AVC系統(tǒng)動(dòng)作情況來(lái)判斷電壓越限實(shí)際情況,容易造成漏監(jiān)視,影響電網(wǎng)安全。
監(jiān)控大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)能夠結(jié)合AVC系統(tǒng)設(shè)置的電壓閾值、AVC系統(tǒng)自動(dòng)投切日志、無(wú)功設(shè)備臺(tái)賬、閉鎖信息等數(shù)據(jù),利用標(biāo)簽技術(shù)服務(wù),對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效越限、無(wú)效越限、AVC動(dòng)作存疑越限等實(shí)時(shí)標(biāo)記,系統(tǒng)可根據(jù)標(biāo)記的結(jié)果自動(dòng)篩除無(wú)效及冗余數(shù)據(jù),只推送待處理的有效信息給監(jiān)控員。由此,不僅解決了電壓越限告警有效性判別及分析手段缺失的問(wèn)題,而且大量精簡(jiǎn)了告警信息量,數(shù)據(jù)篩選正確率達(dá)100%。6月,上海電網(wǎng)電壓越限告警總數(shù)為312827條,經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)的智能化篩選后,需監(jiān)控員關(guān)注的告警信息精簡(jiǎn)為70551條,僅占告警總數(shù)的22.6%。
信息監(jiān)視業(yè)務(wù)方面的這一效果同樣明顯。6月,上海電網(wǎng)的500千伏事故、異常、變位、越限告警總數(shù)分別為3068條、21070條、3776條、233476條,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析后,需監(jiān)控員關(guān)注的告警信息分別精簡(jiǎn)為286條、6484條、1665條、39090條。變電站設(shè)備的事故、異常等運(yùn)行信息得到有效辨識(shí),辨識(shí)后的事故有效信息量可縮減到信息總量的10%左右,解決了干擾、冗余信息量大的問(wèn)題。
智慧化監(jiān)控分析實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)判別
傳統(tǒng)監(jiān)控事故分析業(yè)務(wù)缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)綜合調(diào)閱分析平臺(tái),這是監(jiān)控員面臨的一個(gè)困境。當(dāng)事故發(fā)生后,監(jiān)控員不僅需要多頁(yè)面調(diào)閱D5000告警信息、故障錄波信息、PMU動(dòng)作信息等資料,而且信息之間的關(guān)聯(lián)程度不高,難以滿足調(diào)度對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)控制能力和事故處理水平日益提高的監(jiān)控分析需求。
監(jiān)控大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)通過(guò)整合OMS系統(tǒng)調(diào)控日志事故記錄、設(shè)備檢修記錄、設(shè)備缺陷參數(shù)等大量數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)事故信息時(shí)序模板,對(duì)本站及跨站間信息進(jìn)行時(shí)序比對(duì),形成不同工況下的事故智能分析邏輯,可同時(shí)對(duì)事故信息進(jìn)行智能評(píng)價(jià)。
操作監(jiān)視業(yè)務(wù)同樣受益。以前,監(jiān)控員對(duì)斷路器遙控能力缺少實(shí)時(shí)判別和監(jiān)視的手段。這是因?yàn)殡娋W(wǎng)設(shè)備遙控試驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)和電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)獨(dú)立在OMS與D5000兩個(gè)系統(tǒng)中,監(jiān)控員需在調(diào)閱多個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,人工判斷設(shè)備是否具備遠(yuǎn)方遙控的條件,因此在常態(tài)化操作及事故處理時(shí)無(wú)法快速判斷設(shè)備是否可控,影響操作成功率。
而監(jiān)控大數(shù)據(jù)技術(shù)則將相關(guān)數(shù)據(jù)大量整合,并設(shè)計(jì)設(shè)備遙控條件的檢索邏輯規(guī)則,實(shí)現(xiàn)設(shè)備是否具備遙控條件的一鍵式查詢功能,設(shè)備遙控條件檢索無(wú)支撐手段的問(wèn)題得到解決。現(xiàn)在,監(jiān)控員在每次執(zhí)行遙控操作前,均可對(duì)設(shè)備的遙控條件進(jìn)行檢索,檢索結(jié)果會(huì)詳細(xì)列出設(shè)備不具備遙控條件的原因,輔助監(jiān)控員做相應(yīng)的計(jì)劃調(diào)整及相關(guān)問(wèn)題反饋,有效提升設(shè)備遙控操作的成功率。
此外,借助新型監(jiān)控分析與評(píng)估技術(shù),可以幫助調(diào)控員在缺陷判定業(yè)務(wù)中,以監(jiān)控信息基準(zhǔn)點(diǎn)表與缺陷關(guān)聯(lián)關(guān)系為基礎(chǔ),結(jié)合有效的告警信息自動(dòng)生成新的監(jiān)控缺陷記錄;在家族性缺陷分析業(yè)務(wù)中,通過(guò)定義設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)批次、告警信息、缺陷原因等匹配規(guī)則,綜合分析同一批次設(shè)備發(fā)出同類告警信息或同類缺陷的頻度,發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)推送相應(yīng)的疑似家族性缺陷記錄;在設(shè)備缺陷及故障預(yù)警業(yè)務(wù)中,實(shí)現(xiàn)設(shè)備缺陷數(shù)據(jù)、設(shè)備故障數(shù)據(jù)、遙信遙測(cè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等相互關(guān)聯(lián),形成缺陷、故障預(yù)判的模型。這些,都將有力提升電網(wǎng)監(jiān)控智能智慧化水平,有效輔助調(diào)控員在紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)中監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行情況。
責(zé)任編輯:售電衡衡
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