隨著經濟的高質量發展和人民生活水平的不斷提高，電力在社會經濟發展中的作用愈發重要，這也對電能質量和供電公司服務水平提出了更高要求。電力調度作為維護電網可靠運行的指揮機構，其業務水平和事故應急處置效率會對電力系統的安全性和穩定性產生直接影響。

電網規模快速發展，調度員需要分析、處理的設備信息和范圍也日益擴大，特別是在電網突發緊急故障時，調度員的事故處理效率低下，這就迫切需要開發一套能使調度員實時全面掌握電網運行態勢、為處理電網事故提供輔助決策的智能調度系統。

國內電網專家對于調度輔助決策系統的研究主要側重于電網設備的故障預警和診斷或者開發電網事故預案推演系統，研究的重點多集中于事故前預案的模擬，研究的需求對象多為監控員和省調調度員，沒有對地調員處理故障的關鍵環節進行深入探討，存在查找調度資料耗時過長和應急處置方案時效性不強的問題。此外，有些供電企業都是采用基于OPEN3000系統開發的調度輔助決策系統，已不能保證系統的正常進行和安全校驗。

D5000系統作為智能電網調度技術支持系統，能夠實時反映電網潮流分布及電網設備運行狀態，對設備進行遠方遙控、遙調，從而實現電網運行自動化。但該系統在蕪湖供電公司運行期間，可視化應用效果不佳，智能化程度低，已經不適應新時代電網調控運行要求。

本文在分析蕪湖電網調控運行現狀的基礎上，借助智能搜索和可視化技術，設計開發了基于D5000平臺的智能調度應急輔助決策系統，介紹了系統的4大核心功能，通過電網實際運行測試驗證了系統的有效性和可推廣性，提升了調度員事故處理的決策效率。

1 調度應急輔助決策手段需求分析

調度是智能電網的神經中樞，調度員在進行日常調度業務和事故處理時主要依賴調度自動化系統和綜合信息文檔，其中綜合信息文檔主要包括調度協議、線路管轄范圍及停送電聯系人、保護定值和事故預案等基礎資料。當前，電網規模化與復雜化的發展使得調度綜合信息文檔數據日益龐大雜亂，尤其在電網發生系統性跳閘時，調度員需要花大量時間查找海量數據進行決策，使得調控運行人員負擔沉重，嚴重影響電網安全穩定運行。

同時，現有調度系統只是將所有主變、線路負荷預警集中顯示，不能反映主變和線路之間的電氣聯系，調度員根據電網潮流圖進行負荷轉移時，對于涉及到的主變和線路負荷需要返回到負荷預警窗口進行校驗，給電網安全運行帶來潛在風險。

調度事故處理流程如圖1所示，由于傳統應急輔助決策系統缺乏可視化、集成化和智能化，調度員在事故處理時僅靠經驗和查找綜合資料來輔助決策，導致通知用戶和平衡負荷等環節耗時過長，使得調度事故處理效率低、安全性不高。

圖1 調度事故處理流程圖

2 電網智能調度應急輔助決策系統

1）系統設計目標

與傳統的OPEN3000系統相比，D5000系統具有運行可視化和決策智能化等特點，其中決策智能化是以調度員調度思維為框架，以數據可視化顯示為界面，以智能算法為核心，提供動態、實時的調度綜合信息展示方式。智能調度應急輔助決策系統就是以D5000平臺為基礎，將調度綜合信息文檔和智能調度自動化系統進行重新融合，可實現與D5000平臺共享調度數據，加強了調度應急管理的整體性和快速性。

2）系統架構設計

本系統使用C/S架構，系統程序部署在應用服務器上，以客戶端的形式進行人機交互。系統數據庫為金倉數據庫，考慮到目前的應用需求和性能指標，將數據庫部署在應用服務器上，充分利用蕪湖供電公司自動化機房服務器設備。

本系統采用Linux/UNIX作為服務器的操作系統，可充分保障系統數據的安全、充分發揮硬件的效能，以此提高調度員事故處理的決策效率和調度安全生產保障能力，從而縮小故障影響范圍，縮短重要用戶停電時間，提升調度服務質量。

3）系統物理部署架構

管理員使用連接主站安全Ⅰ區的工作站，采用C/S架構客戶端程序進行管理工作，遠方工作站通過網絡分別接入安全Ⅰ區運維，平臺物理部署架構如圖2所示。同時支持安全Ⅰ區遠程運維，分別部署各個區域運維代理服務器，同時支持所有工作站的遠程運維。

圖2 平臺物理部署架構圖

3 系統功能

智能調度應急輔助決策系統的主要功能分為調度臺賬模塊、預警可視模塊、智能預案模塊、缺陷管理模塊4大核心模塊。其功能模塊如圖3所示。

圖3 智能調度輔助決策系統功能模塊

1）調度臺賬模塊

調度臺賬主要包括調度協議、線路管轄范圍及聯系人、保護定值等基礎資料，電網出現異常及事故時，調度員根據需求再去查找資料，顯然效率不高。

本系統將支撐調度應急決策的綜合信息文檔整理、歸納到D5000系統中，在每個變電站分別建立了與該變電站相關的調度臺賬，并做好基礎信息實時更新，對上述數據智能抽取，結合可視化技術將數據以圖形的形式呈現出來，具體過程如圖4所示。基于智能搜索功能的新應用可以方便調度員第一時間準確地通知到線路跳閘聯系人，以便對用戶變的設備進行倒閘操作，做到精準調度。

圖4 調度臺賬數據分析圖

2）預警可視模塊

D5000系統中的電網潮流圖是調度員進行平衡負荷時的主要參考依據，在傳統調度系統中沒有將所有主變和線路負荷預警集中到潮流圖上，調度員需要返回到設備負荷集中顯示窗口進行校驗，導致負荷轉移耗時過多。本系統將設備負荷換算至負載率，在電網潮流圖中實時同步顯示，并設置設備重載、過載預警提醒功能。

3）智能預案模塊

當電網發生故障跳閘后，故障設備所在變電站會彈窗告警，方便調度員第一時間掌握故障信息進行決策。同時，系統會向故障設備影響到的供電單位推送電網風險預警信息單，讓下級調度機構或重要用戶也第一時間掌握電網風險，及時做好應急預案，提升應急響應速度。

以往電網設備跳閘后調度員需要依靠經驗來轉移負荷，以此恢復用戶供電，但手段單一、效率低下。該系統將常規事故及異常的事故處理方案存入知識庫，當系統發生類似的電網故障時，基于案例推理算法可以直接調用相關應急處置預案。

案例推理算法是尋獲與當前電網突發故障具有相似特征的應急預案后，再根據當前電網實際運行狀況和調度規程對應急處置方案進行修訂。電網突發故障的類型往往不可控，案例推理算法在應用過程中會不斷記錄超出當前預案庫的突發故障類型，并給出相似解。電網突發故障應急處置結束后，調控中心可根據實踐處置情況對之進行修訂完善，納入當前的應急預案庫，從而提高調度員事故處理時的決策效率。

4）缺陷管理模塊

電網設備發生缺陷后，若沒有及時消缺，可借助系統對缺陷設備進行標記，并可在廠站和調度潮流圖中雙重設置缺陷光字牌，方便調度員科學合理調整電網運行方式。系統可識別光字牌設置缺陷管理臺賬，包括缺陷設備發生的時間、原因、匯報人、接受人及預計消缺時間。調度員在進行倒閘操作和事故處理時能夠實時全面掌握缺陷設備信息，對于威脅電網運行的嚴重缺陷可告知方式員和變電運行人員進行風險管控。

4 系統實現情況分析

本文所述系統功能已經在蕪湖調控中心有效、可靠應用，為調度員提供了更加直觀和智能的輔助決策手段，從而高效地采取事故應急處理措施。

系統將調度臺賬和調度自動化系統進行重新融合，實現設備管轄范圍和調度關系的智能搜索，在調度潮流圖上實現設備負載率動態可視化展示，以及設備缺陷的全過程管控，并在此基礎上實現電網事故處置預案自動生成功能。

1）基于智能搜索的調度文檔創建

本系統將線路運維范圍、停送電聯系人、用戶變電站設備調度關系劃分等資料整理，存入數據庫，通過智能搜索技術，將線路運維圖和用戶變調度關系通過圖形查閱直觀顯示，并標注好操作注意事項。調度臺賬的智能搜索界面和圖形顯示分別如圖5、圖6所示。

圖5 線路運維范圍圖形查閱界面

圖6 線路運維范圍圖形顯示界面

2）輸變電設備負載率動態可視化顯示

在調度潮流圖上采用柱狀圖實時顯示主變、輸電線路的負載率，如圖7所示。此外，當線路和主變重過載時，越限設備會在調度潮流圖上閃爍并告警。

3）事故處置預案自動生成

系統在設備跳閘彈窗的基礎上，初步實現了事故處置預案的自動生成，如圖8所示。事故處置的難點是電網運行方式和調度員事故處理習慣不可控，存入數據庫的預案必須滾動更新，并建立事故處置評價機制，不斷完善事故應急處置預案。

圖7 輸變電負載率調度潮流圖動態可視

4）設備缺陷的全過程智能管控

系統將缺陷設備雙重標識在調度潮流圖和廠站上，并可以記錄缺陷的綜合信息，直到隱患排除。同時，在系統中還可以根據時間自動統計缺陷設備，形成報表便于后期分析管理，如圖9所示。

圖8 常規設備故障應急預案的自動生成

圖9 設備缺陷掛牌及統計管理

5 系統應用效果對比

2018年12月，智能調度應急輔助決策系統在蕪湖地調正式投入使用，實現了對調度臺賬自動查詢、設備負載率可視化顯示、事故預案自動生成和設備缺陷智能管控。地調員處理電網故障用時的測試結果見表1，調度員查閱調度臺賬和通知用戶耗時平均縮短2/3的時間，該系統有效提高了調度員的事故處理效率，產生了較大的經濟效益和社會效益，實踐效果良好。

表1 地調員處理電網故障時長/min

結論

電網調度是堅強智能電網的神經中樞，在以建設“三型兩網”為目標的新時代電網發展趨勢下，研究和開發智能調度應急輔助決策系統已是必然。本文借助智能搜索和可視化技術，完成了對基于D5000平臺的智能調度應急輔助決策系統的設計，介紹了智能調度應急輔助決策系統的四大核心功能模塊，實際調度運行測試結果驗證了該系統的有效性，且表明該系統具有較好的推廣性和深入研究價值，提升了調控運行人員事故應急處理時的決策效率。