地区电网调度运行安全风险识别与防控系统的技术分析

曹威

摘要：电力是国家的支柱能源和经济命脉，国家经济的飞速发展和安全稳定离不开电力资源的稳定供应。如何做好电网安全风险防控以及发生事故时如何及时响应、尽快恢复电力供应是电网工作者需长期思考研究的课题。为此，本文通过对地区电网调度运行安全风险识别与防控系统的技术要点进行介绍，为后续地区电网调度运行风险判定与识别的实现提供理论支持。

关键词：电力调度，安全风险识别，地区电网

0引言

目前，电网调度运行安全风险识别和电网事故处理已经成为国内外电力系统研究的关注点。国外电网运行安全风险防控和事故处理策略研究起步较早，有些国家已进入实用阶段;国内研究速度也逐渐迎头赶上，目前在编制事故预案辅助系统、故障诊断、事故后恢复等方面的研究都取得了不错的成果。

1安全风险识别与防控系统原理

当前，电力调度机构对电网运行安全风险管控主要着重于事故结果的分析和总结，并利用分析和总结的成果不断对现有的风险管理规程进行完善和补充，通过对基层单位的宣贯和培训落实电网运行过程中操作层面的风险控制。分析总结的基础对象主要是过去或当前拓扑结构下的电网网架，而对于在将来时段中某些特定的电网操作，如线路检修、设备停复役等可能对未来时段的电网运行安全造成影响事件的预先评估，并根据评估结果预先通知相关基层单位制定风险控制预案的预控措施的环节相对较薄弱。而典型的突发故障作为故障集的重要子集，理论上也可以通过利用EMS系统提供的基础数据和网络拓扑结构，实现准在线运行数据环境下的事故范围计算和损失后果统计，进一步为电网事故处置提供科学合理的评估数据，并辅助实现事故恢复方案的生成。

2安全风险识别与防控系统依据

随着电力系统自动化技术飞速发展，调度自动化系统已经由单一功能系统逐渐向多系统联合的综合系统转变，在统一的模型基础上强化各应用系统之间的数据交互和功能集成，新的平台及整合技术使得在调度自动化系统与调度应用系统间的应用集成具备了可实现的基础条件[1-2]。

地区电网调度运行安全风险识别与防控系统的建设需要集成EMS/SCADA系统、DMIS系统、生产管理系统等的数据和应用功能，以CIM标准模型清洗、组合、规范化源数据，统一各应用系统数据模型为运行风险管控系统提供需要的各种基础数据。其理论和实践依据主要包括法理依据和技术规范两部份，主要为：

《电力安全事故应急处置和调查处理条例》（国务院599号令）明确了电力安全事故在危害后果和事故等级方面的划分标准，为电力企业有序开展运行风险及事故应急处置工作提供法律依据和工作标准。

《能量管理系统应用程序接口》（EMS-API），采用其中的CIM模型（即通用信息模型标准）整合调度中心和公司各不同应用系统的数据模型，系统建设所需要的各项基础数据分布于公司和地调所建设的其它系统中，而由于源数据系统建设厂家的不一致，导致运行计划数据模型得不到统一，因此必须解决计划模型统一的问题，CIM即是解决这一问题的重要技术标准。

3安全风险识别与防控系统关键点

（1）信息组织及集成模块

信息的组织和集成，是对参与电网运行风险预控所需要的各项基础数据源的综合以及数据模型的匹配和转换。系统需要使用的基础数据分布于多个不同应用系统，横跨调度安全II、III區，在时间维度上又分为按年、月、日、15min等不同间隔，为此系统采用数据交换平台对各系统中的数据进行综合，以基于IEC61970的通用信息模型（CIM）标准和国际常用数据交换格式（XML）标准搭建数据集市，利用现有的先进信息技术手段实现多数据源的采集及综合利用[3]。

（2）风险评估标准的模型化

根据《电力安全事故应急处置和调查处理条例》（国务院599号令）中关于地区级电网在电力安全事故在危害后果和事故等级方面的划分标准，将该标准进行数据模型化，并固化到系统中，作为安全评估结果转化为风险等级的依据。

与自动化系统（EMS）的应用集成

地区电网调度运行安全风险识别与防控系统中的安全评估模块是利用目前地调的EMS系统所提供的基础网架和设备数据提供基础支撑，因此系统需要实现与EMS系统的应用集成，这就要求两个系统间在数据模型间要实现标准化[4-5]。

电气拓扑算法

以基于深度的拓扑算法为基础，结合电网系统联络及厂站内接线图的电气连接特性，实现了一套基于EMS/CIM电气拓扑包的电网网架拓扑分析算法，快速实现对事故所波及区域电网结构和厂站接线方式的实时分析，准确进行事故范围的分析和恢复方案的辅助生成。

故障处置及恢复专家规则库

在故障发生后，根据受损后的电网拓扑结构，利用电气拓扑算法对各波及站点及系统的联络情况进行识别与分析，并根据专家经验规则自动生成一套有效的默认恢复策略，供用户参考，该规则库的生成需要将地调运行人员的经验进行抽象和模型化，其难度较高。

4安全风险识别与防控系统技术点

（1）基于CIM标准的事故元件对象化

系统建设所需要的各项基础数据分布于公司和地调所建设的其它系统中，如网架文件和实时运行数据来源于EMS系统，备自投配置信息来源于DMIS系统等，而由于源数据系统建设厂家的不一致，导致基础设备数据模型得不到统一，而系统需要对备自投动作及其配置情况进行评估，因此必须解决基础模型统一的问题，因此对基于简单文本形式的备自投装置配置情况数据，必须利用CIM标准对其进行关联设备的对象化，将备自投动作的执行过程转化为EMS系统可识别的数据指令模型。

（2）图模一体化和可视化互操作环境

系统采用基于CIM结构的基础资源平台，实现了图形、模型的统一，在图形展现上采用广泛适用于电力行业的SVG图形格式，能够使用户直接在全图形可视化界面上直观地进行设备选取等操作，同时检修计划的校核信息也能够通过全网系统图的形式进行反馈。系统通过数据交换机制从地调前期已经建设的EMS系统获得CIM/XML和SVG资源文件，从而自动获取设备、拓扑、图形资源。

5结语

本文主要介绍了电网安全风险识别与防控系统的原理和依据，解决了6个关键点（信息组织及集成模块、风险评估标准的模型化、与自动化系统（EMS）的应用集成、图模一体化和可视化互操作平台、电气拓扑算法、故障处置及恢复专家规则库）和2个技术点（基于CIM标准的事故元件对象化、图模一体化和可视化互操作环境），为构建电网运行安全风险识别与防控系统提供了技术支持。

参考文献.

马宇.电力调度运行安全风险与防范对策[J].通信电源技术，2020，37（04）：132-133.DOI：10.19399/j.cnki.tpt.2020.04.053.

李梅.智能电网调度控制系统安全防护技术及发展研究[J].通信电源技术，2018，35（11）：76-77.DOI：10.19399/j.cnki.tpt.2018.11.024.

王冬.地市级电网调度安全生产风险管理研究[D].华北电力大学（北京），2017.

叶刚进.供电企业安全风险辨识与管控体系研究[D].华北电力大学，2014.

浙江湖州率先全面建成县级供电企业安全风险管控体系[J].电力安全技术，2012，14（06）：44.