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襄郎刘
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1 第３９卷 V ３９N １J １０, ２０１５第１期２０１５年１月１０日 DOI:１０７５００EPS２０１４０９３００２１张远来１,易文韬２,樊启俊１,倪鸣３,刘红军４１泰豪软件股份有限公司,江西省南昌市３３００９６;２国网南昌供电公司,江西省南昌市３３０００６; ３国网陕西省电力公司,陕西省西安市７１００４８;４国网山东省电力公司,山东省济南市２５０００１) 摘要:对于在电力调度控制中心内进行配电网故障研判系统建设的问题,讨论了多种方案,分析了各自的优缺点,提出了基于调度运行管理系统 OMS)建设配电网故障研判系统的方案该方案在与其他系统共享数据的基础上,根据配电网实时状态,采用归集方法,实现了故障诊断及定位为实现此方案,研究了图模图数一体化配电网故障辅助研判等关键技术,并进行了总体设计实践证明,该方案不仅能有效支撑配电网故障诊断,还可实现配电网调度与抢修指挥业务的良好融合关键词:调度运行管理系统;配电网;抢修指挥;故障研判０引言为提高配电网故障抢修业务的时效性,确保抢修质量和效率,提高供电可靠性和服务水平１],国家电网公司对配电网故障抢修业务模式进行了多次调整从由地方供电分公司自行受理故障报修工单的业务模式,到９５５９８坐席受理故障远程工作站安排与跟踪工单抢修班组处理工单的抢修业务协同工作模式,再到９５５９８坐席集中受理故障配电网故障抢修指挥中心统一安排与跟踪工单抢修班组处理工单的抢修业务统一协同工作模式,从而全面实现了配电网故障抢修业务集中统一协调管理,有效地提升了供电可靠性与客户服务水平随着国家电网公司三集五大的实施,在大营销大检修大运行的运作模式下,现有的配电网故障抢修工作由客户服务中心配电网调度中心配电运维班组共同协作完成虽然 SG１８６营销管理系统实现了配电网故障报修业务的集中统一管理与跨部门协同工作,并且正在上线推广故障抢修与非紧急业务移动作业平台,但都是对故障事后业务处理的管理,不能对配电网故障进行专家研判,快速定位故障并分析产生的原因与影响,无法实现对配电网故障的专家指挥功能与配电网调度抢修一体化管理因此,对配电网故障机理进行分析,在电力调度控制中心内开展配电网故障研判分析信息化研究,构建配电网故障研判系统,具有非常重要的实际收稿日期:２０１４０９３０;修回日期:２０１４１１１８国家高技术研究发展计划８６３计划 )资助项目２０１１０５１１８) ２２０意义根据配电网抢修指挥业务特点及配电网调度信息化的建设经验,配电网故障研判系统主要有以下几种构建模式１)独立模式:指独立于其他系统自行建设的模式其优势是能够独立部署,不受其他系统干扰;其缺点是投资较大,所需要开发的接口多,工作量大, 较难与配电网调度日常管理系统进行一体化融合２)基于配电管理系统 DMS)建设模式:在 DMS 中扩增配电网故障研判功能这种模式具有能够获取配电网运行状态实时数据等优点,但与 Ⅳ 区的地理信息系统 GI S) 营销管理系统等进行数据交换存在非常大的困难,所需接口众多,基础数据抢修指挥数据与配电网调度管理系统无法紧密集成虽然通过将配电网故障研判分析模块部署在 Ⅲ 区配电网自动化系统镜像库上,能有效解决与 Ⅳ 区系统进行数据交换问题,但相当于在 Ⅲ 区多部署了一套独立系统,配电网自动化系统的独立性会大幅降低另外,由于配电网自动化系统建设费用高,目前只有少数配电网配置了配电网自动化系统因此, 此模式一时还不能推广３)基于调度运行管理系统 OMS)建设模式:在 OMS 中扩增配电网故障研判功能此模式不仅可充分共享 OMS 的基础数据电网模型数据电网运行实时数据及营配融合等数据,共用 OMS 与生产管理系统 PMS) GIS 营销系统 DMS 和能量管理系统 EMS)等系统的接口,避免接口重复开发,减少数据维护;而且能够直接继承智能电网调度控制系统的技术体系及其成果,实现配电网多种业务的

2 张远来, 等协同, 并能够将配电网调度值班配电网停电计划配电网停电操作与配电网抢修指挥业务进行充分融合另外, 该模式实现较为方便, 费用较低, 不影响其他系统的安全性 OMS 建设基础好, 便于推广综上所述, 在现有配电网抢修调度业务模式及国家电网公司信息化水平下, 基于 OMS 实现配电网故障研判功能的模式, 是一种最佳的技术途径对支撑配电网故障抢修指挥工作, 实现配电网故障快速主动抢修配电网调度抢修一体化管理具有积极意义 1 基于 OMS 的配电网故障研判系统原理配电网故障研判系统依托电网拓扑站线配变用户信息出线开关动作配电线路开关动作配电变压器测量值和故障指示器测量值等信息对故障进行研判运行原理如图 1 所示 0 F3C 9F2! C "F U "F "FUE= UE= - UE=C U)3E=C 2 总体设计 3 F3C F "F "F 图 1 配电网故障研判工作机理 Fg1 Wkgmhmd wkuyym OMS 是地县调控中心在安全 Ⅲ 区的唯一管理类应用系统, 主要包括主网调度运行管理子系统和配电网调度管理子系统 2] 配电网故障研判功能是配电网调度管理子系统的一个重要组成部分, 它共享智能电网调度控制系统基础平台简称 D5000 平台 ) OMS 基础数据及相关接口数据, 实现对配电网故障的研判与可视化定位功能系统的总体架构如图 2 所示图中 :TMS 为通信管理系统 ;ERP 为企业资源计划在 OMS 中开展配电网故障研判系统建设, 将继承智能电网调度控制系统技术体系及现有成果, 充分利用 OMS 基础数据与电网实时数据, 实现配电网故障集管理停电事件关联分析配电网故障位置研判图形化定位及停电影响分析等功能, 为配电网抢修指挥与配电网调度管理提供辅助决策支持 3 关键技术 31 配电网图模图数一体化无论是配电网故障研判分析, 还是配电网检修与操作等日常调度管理, 都需要以配电网图模图数一体化技术为基础 3], 支撑配电网调度与抢修指挥业务的图形化操作基于 OMS 建设配电网故障研判系统, 其所实现的配电网图模图数可以共享, 避免基础数据的重复建设系统以 IEC6190IEC61968 为标准, 结合国家电网基础数据规范, 建立配电网的基础数据模型拓扑关系地理图模型单线图系统图 ) 模型, 实现图模图数一体化配电网基础数据模型的主要内容包括 : 源端变电站配电馈线分段线路柱上配电设备如柱上变压器柱上断路器柱上隔离开关等 ) 配电站房站房设备如站内配电变压器等 ) 配电低压线路用户接入点台区营配关联供电用户等数据模型配电网拓扑关系是指建立源端变电站配电馈线分接开关分段线路配电变压器低压线路用户接入点供电用户的电网拓扑网络关系配电网地理图模型则由于 GIS 已实现图形与 PMS 的统一可以直接调用 ; 在没有建设 GIS 的县公司, 仍需要基于配电网单线图系统图 ) 进行配电网故障研判与配电网操作随着营配融合及 PMS20 与 OMS20 数据共享与业务协同工作的开展, 配电网统一基础数据拓扑关系地理图的获取与建立都较易实现, 但 GIS 并没有覆盖全部县公司, 因此, 还需要配电网图形平台作为技术支撑配电网图形平台提供的配电网图形建模工具不仅可以根据 PMS 中配电网设备拓扑逻辑自动生成配电网单线图快速拼接配电网系统图, 而且提供 Wb 图形应用服务, 真正实现配电网图模图数一体化 32 相关信息系统集成为实现图形化配电网调度日常管理故障研判与抢修指挥功能,OMS 不仅需要实现与调度控制机构外部的 PMS GIS 营销系统用电采集系统故障指示定位系统等系统的数据接口, 还需要通过 D5000 平台实现从 EMS 和 DMS 等系统的数据接入具体的系统集成架构如图 3 所示图中 : PD 为个人数字设备 ;CIME 为电网通用模型描述规范 ;CIMG 为电力系统图形描述规范 ;ESB 为信息服务总线具体接口方式为 :1 与 PMS 接口 : 通过数据交换平台 E 语言实现与 PMS 的主网设备及配电网设备数据交换 ;2 与 GIS 接口 : 通过 ESB hp:wwwpgm 221

3 2015,391) 智能电网调度控制系统 2 F 2 F )0) 9F< F 0) F 0) OMS20 0)2 F0)2 0) F- F0) 5 1 3C-U > 00 F3C F 3C 2 ) 3 =0 PMS20 GIS 9J0) F D5000 DD0) - D= M 0 0, 0 33 " 0 = 0 B >0 > PMS E B# TMS ERP 6# "E " "> = ED5000 > "3 3 0E " E= E?>8 WF?>8 CIME CIMG 图 2 配电网故障研判系统总体技术架构 Fg2 Ovhhudwkuyym, 2,OMS20 GIS PMS F 9J E PD F 2 D OMS20 F0) 0)2 F- D5000 ESB 2 图 3 系统应用集成架构 Fg3 Symppghu 222

4 张远来, 等调用 GIS 服务实现配电网故障定位停电路径分析配电网挂拆牌操作图形定位等功能 ;3 与营销系统接口 : 通过数据中心获取营销系统配电变压器台区供电电源点客户信息及营配融合信息 ; 与接口 : 通过 ESB 触发接口服务, 实时将故障工单信息传送到 OMS;5 与用电采集接口 : 通过 ESB 调用配电变压器与用户表计数据召测服务, 获取配电变压器与用户表计的实时电流电压有功功率和无功功率 ;6 与故障指示定位系统接口 : 通过外网数据交换平台, 将故障指示采集数据传送到 OMS; 与 EMS 和 DMS 接口 : 基于 D5000 平台从 EMS 和 DMS 实时获取故障跳闸信息开关变位及遥测信息基于 D5000 平台建设的 OMS, 能有效地从 EMS 和 DMS 中获取实时数据, 且与 PMS 电能质量电压监测等调度机构外系统实现数据共享与业务协同工作因此, 在 OMS 中实现配电网故障研判, 系统集成性强, 工作量小, 且易实现 33 配电网故障辅助研判 OMS 中的故障研判功能综合利用 EMS 配电自动化配电网故障指示器定位用户报修配电变压器停电低压用户电表召测和营配调设备融合等信息, 基于 GIS 或配电网单线图系统图 ), 通过配电网故障归集并单停电事件关联分析专家研判等手段, 实现配电网故障类型现象与位置研判, 图形化定位与停电影响分析等功能, 协助调度部门快速定位故障点, 缩短故障查找时间, 提高故障抢修效率 1) 配电网故障归集并单配电网故障归集并单是指系统根据配电网供电路径拓扑, 按照一定规则, 将新接收的故障信息自动合并到一个故障集, 即将同一故障点或者某一范围内的停电事件并为一个集比如 : 同时从 EMS 中收到 10kV 馈线故障跳闸信息, 从故障指示系统或配电网自动化系统接收到 10 kv 线路故障, 从接收到低压报修工单时, 系统首先将同一 10kV 馈线的故障合并为一个集 ; 根据用户的报修户号, 确定该用户是中压用户或低压用户以及设备的编号, 自动分析该用户的供电路径, 并根据分析出的供电路径将停电事件归集到相同的 10kV 馈线与供电电源点中通过配电网故障归集并单, 可将新接收的故障工单与故障集进行匹配, 如发现存在相同集合, 则可以不派单, 这样不仅能有效地进行故障点位置的辅助判断, 而且能有效地避免重复派工 ] 2) 故障位置研判故障位置研判是指对于已经核实但未安排的停电故障集, 系统基于配电网网络结构站线变用户关系, 结合配电自动化实时信息故障指示器实时信息配电变压器召测信息用户召测信息, 通过逻辑计算, 分析出大概的故障类型故障点位置故障设备故障原因, 并在 GIS 或配电网单线图系统图 ) 中进行定位的功能配电网网络拓扑如图所示 10 kv3c 0 图某配电网线路单线图 Fg Sgdgmd 当故障集中只有 10kV 馈线跳闸信息, 则只能判断为主线停电 ; 当故障集中既有 10kV 馈线故障跳闸信息, 又有故障指示器故障电流信息时, 则可以根据过流速断法来判断短路故障 5] 根据小波变换法来分析接地故障 6], 快速定位出本故障发生的线段与杆塔位置 ; 并召测下属某几个配电变压器的负荷, 以其是否停电来佐证 ; 当既有 10kV 馈线故障跳闸信息, 又有来自 DMS 的故障开关信息时, 则可快速定位本故障发生的线段及开关位置, 并召测下属某几个配电变压器的负荷, 以其是否停电来佐证 ; 当既有 10kV 馈线故障跳闸信息, 又有低压线路故障信息时, 先通过用户编号向上追溯到其供电的配电变压器, 再召测本配电变压器及相邻的配电变压器的负荷本用户的负荷, 以其是否停电来判断是否为馈线停电, 还是本配电变压器停电, 抑或是低压线路故障或户内故障在进行故障位置研判时, 也可以判断出本故障类型是中压故障还是低压故障, 本故障现象是单户停电还是多户停电, 本故障原因是计划停电还是上级停电影响等在故障位置确定后, 可以通过 GIS 配电网地理图配电网单线图系统图 ) 进行直观快速定位, 指导抢修班组进行抢修, 缩短故障查找时间, 提高故障抢修效率 3) 停电影响分析供电路径表示从电源点到负荷之间的电力设备的隶属关系基于配电网统一基础数据模型, 可以快速分析出本故障下游可能的停电相关设备及区域, 并统计出停电影响设备停电用户数, 且能区分出低压用户中压用户, 识别出重要用户同时, 结合 GIS 或配电网单线图系统图 ), 可以清晰地定位展示出从电源点到用户路径中的全部关联设备 G8] hp:wwwpgm 223

5 ２０１５,３９１) ３４配电网调度与抢修指挥业务的融合目前,电力调度控制中心的配电网调度值班与配电网抢修值班有分开办公与合署办公两种模式无论是哪种工作模式,在 OMS 中建设了配电网故障研判系统后,都能实现配电网调度与抢修业务的无缝融合首先,配电网故障抢修指挥需要排班值班,可以共用配调值班台来安排抢修值班工作,登记值班日志,并直接查阅配调日志;其次,可以直接调阅配电网调度的保电任务信息配电网检修计划信息来辅助研判;第三,可以进行抢修票的许可操作或查阅抢修票许可情况;第四,抢修工作需调整运行方式时,可以直接开具配电网操作票或查阅配电网操作票开具情况;第五,可以基于配电网故障任务,管理本工作任务所开具的抢修票停电操作票送电操作票及其运行方式调整日志等内容,实现场景式管理４功能实现基于 OMS 的配电网故障研判系统,建立了适合配电网调度应用的配电网基础模型配电网单线图系统图) 配电网地理接线图,实现了图模图数的一体化;多源采集了 PMS 营销系统用电采集系统故障指示定位系统 DMS EMS 等系统中配用电系统运行异常停电事件相关信息;应用 GI S与配电网单线图系统图)设备拓扑关系及配用电运行数据,不仅实现了多种故障辅助研判功能,而且实现了配电网调度管理抢修指挥业务的无缝融合,服务配电网抢修指挥班配电网调度班组的故障研判抢修指挥与配电网调度管理例如, ２０１４年６月２５日０９: ２７, ９５５９８坐席接到用户投诉船山路直冲巷多户停电,在营销系统中受理并派发至 OMS 进行故障研判,见附录图图１,通过该配电网故障研判功能指挥抢修班组及时赶赴故障现场进行抢修通过配电网故障研判功能,首先会对新故障进行故障集合并,然后自动在３ m 内研判出配电网故障是主线故障支线故障配变故障低压线路故障还是户表故障,并在 GIS 地图中进行定位,指导抢修人员定点抢修;相比传统的到达现场先进行故障巡线再进行故障抢修而至少需耗时４５ m 以上的模式,此功能减少了重复派单,提高了抢修效率, 缩短了故障抢修时间,提高了供电可靠性与客户满意度５结语基于 OMS 实现的配电网故障研判功能,不仅能有效支撑配电网故障快速主动抢修,而且使配电网调度与抢修指挥业务达到了无缝融合配电网故２２４智能电网调度控制系统障研判的应用,大幅缩短了故障查找时间,提高了故障抢修效率和供电可靠性 www 附录见本刊网络版 h p p: ) m ph dx px 参考文献基于信息化平台的配电网故障抢修资１]周静,庞腊成,叶卫华,等源智能调度电子与封装, ２０１２, １１１０): ４５４８ ZHOU J g,png L hg,ye W hu, I g hdu g h u p g u d w k b d m p m E & P kg g,２０１２,１１１０):４５４８电网调度的智能化与自动化企２]张晓峰,郑汉杰,吴昊琛,等业技术开发, ２０１３１２): ９４９５ ZHNG X g, ZHENG H, WU H h, j I d u m pw g dd p h g g E T h gydv pm,２０１３１２):９４９５ p 电力系统数据模型描述语言 E ３]辛耀中,陶洪铸,李毅松,等, ) : 电力系统自动化, ２００６３０１０４８５１ XIN Y zhg,to Hg zhu,liy g, E gug pw m md d u m y p E Pw Sy m,２００６,３０１０):４８５１基于生产管理系统的配电网生产抢修４]熊军,苏雪源,詹建荣,等指挥平台研究供用电, ２０１３４): ２１２４ XIONGJu,SU Xuyu,ZHN J g, S udyd mp m d w k p du p g mmd p m b d GPMS D & U z,２０１３４):２１２４配电网故障定位与快速抢修系统研究工矿自５]范炜豪,陈烨动化, ２０１２１０): ５５５９ FN W h,chen Y R h u p g m d w k I du y y d M u m,２０１２１０):５５５９配网故障的快速定位农村电气化, ６]周宁２０１３４): ４８５０ ZHOU N g F d w k u Ru E,２０１３４):４８５０配电网自动化系统的监控信息电力系统自动化, ７]陈赤培１９９９, ２３７): ３８４０ CHEN Ch SCD m d u m p m u m E Pw Sy m,１９９９, y ２３７):３８４０配电管理系统电８]朱义勇,宣晓华,王孟龙 DMS)的技术要点, ) : 力系统自动化, １９９９２３７３４３７ ZHU Y hu, WNG Mg g T h yg,xun X kyp d mgm m u m y E Pw Sy m,１９９９,２３７):３４３７张远来１９７７ ),男,硕士,工程师,主要研究方向:电力调度信息化管理E m :zhgy hw m ), 易文韬男,硕士,工程师,主要研究方向:电力１９８２系统及其自动化E m :４４６４４１７０ qq m 樊启俊１９８１ ),男,通信作者,工程师,主要研究方向: 电力调度信息化管理E m : q hw m j 编辑王志鸿)

6 张远来, 等 DNwkFuyShmBdDphgOp MgmSym ZHNGYu 1 YI W 2 FN Qju 1 NIMg 3 LIU Hgju 1 敭 THwSwC 敭 Ld 敭 Nhg Ch 2 敭 SGdNhgEPwSuppyCmpy Nhg Ch 3 敭 SGdShxEPwCmpy X1008 Ch 敭 SGdShdgEPwCmpy J Ch b Thppduvyudydhpvdvgdddvgbd u pbm gu h d wk uy ym 敭 Bd dphg p mgmym OMS hudwkuyhmppd 敭 Ohb hgdwhhym dghgmpwwk dughbgdw mhd h hmhzdudgd 敭 Idzhhm hkyhghmdumbmp gddwkuuxyyvgddhvdgmpd 敭 Ipvd phhhmybvyuppdwkudg byu hudwkhdugwhpmmd 敭 Th wkuppdby N Hgh Thgy Rhd DvpmPgm Ch 863 Pgm N 敭敭 ywd dphgpmgmym dwk mgymmd uy

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