D5000系统在电网中的研究和应用
黄贵朋 黄亚东 孙雷鸣 张洋洋
摘 要：本文首先对D5000系统在电网中的作用进行了介绍，然后重点介绍了在D5000平台下，结合调度运行经验，提出了SCADA系统应用优化管理的概念，并提出具体措施;然后，有针对D5000系统可视化和智能化不高的问题，提出了通过可视化和智能搜索技术，开发的智能调度应急辅助决策系统;最后，介绍了在该平台下二次设备自动巡检的实现。相关技术与D5000平台相结合，提高电网调度运行的管理效率、应急处理能力和安全生产水平。
关键词：D5000;SCADA优化;智能调度;自动巡检
随着社会经济水平的发展，用电需求的日益扩大，这就要求增加相应电力设备和维护系统，以加强对电网系统发展的支撑。同时，一个新的问题就摆在了电力工作者的面前——如何有效合理地进行电力能源调度。而D5000系统作为电力调度的支撑系统，在应用过程中取得不错的成绩[1]，本文将就D5000系统在电网中的相关技术应用进行介绍。
1 D5000系统简述
D5000系统的开发设计是由国网南瑞公司完成的，其主要功能是提升智能电网调度运行的技术支持。在设计开发过程中，采用一体化设计思路，使得该系统具有标准化高、开放性和安全性好的特点。同时，为了确保系统数据的安全性，其硬件层的网络设备配置和服务器系统架构，主要采用华为和联想等国内品牌，其操作程序层和数据库的组建都有国产组成。该系统平台以面向服务性能的软件体系为基础，在层次化功能设计、软硬件功能模块组织方面具有较大优势，能够为电力调度系统提供较好的运行管理技术支撑[2]。与OPEN3000系统对比，其在决策智能化和运行可视化等方面具有显著优点，其决策的智能化主要是指系统能以调度运维人员的思考问题方式为基础，以功能可视化模块为界面，以计算互动为中心，已给出与地理环境结合、三维、动态、虚实结合的展示方法。而运行的可视化是指可视化的控制预防、可视化的紧急和恢复控制、可视化的异常和事故甄别、可视化的在线实时监控，可视化的调度程序操作和电网运行分析等内容。当前的调度技术支持系统D5000将原来独立分散的各个应用系统模块化并进行集成，同时形成具备实时监控预警、调度计划及安全校核，调度管理等应用[3-4]。D5000电力调度管理系统平台具有丰富子系统，能够为电网的安全运行提供技术支撑[5-6]。本文将以该系统为基础对其在电网安全运行中的作用进行研究和分析。
2 D5000系统在电网中的应用
2.1 优化SCADA系统的管理
SCADA系统的优化管理是指将一次设备、二次设备的调度管理，负荷率管理，缺陷管理在D5000系统上集中起来，以提高调度运行准确性和高效性，提高电网的安全生产水平。目前SCADA系统存在的问题主要体现在以下几个方面：①电网设备管辖独立化，会造成电力调度管理效率低下;②缺陷管理独立化，由于SCADA系统与电网的设备缺陷管理独立，若设备发生异常时，系统不能及时把设备缺陷显示出来，会带来一定的安全风险;③负荷预警独立化，目前SCADA系统将负荷预警集中化，根据电网主接线负荷转移时的调度原则，会造成主变重载时间变长，影响电网安全生产[7-8]。
SCADA系统的优化就是将电网的调度自动化和调度实际工作结合起来，提高电网的安全生产水平和效率，针对现有SCADA系统存在的问题，本文将结合D5000系统对SCADA系统进行优化管理：①调度管理清晰化，在各个厂站建立调度管辖台账，将设备调度等一系列的调度相关的决策信息整合后，纳入SCADA系统，方便调度人员在第一时间处理调度相关事宜，提高调度人员查阅设备调度信息和设备故障处理效率;②设备缺陷管理精益化，对于不能及时处理的缺陷，通过在自动化系统中设置缺陷光子牌及时标注。针对场站的缺陷，应设置缺陷管理台账，以方便调度人员及时掌握设备缺陷相关信息，提高缺陷处理效率，实现缺陷闭环管理;③负荷显示全局化，通过将SCADA中的相关设备负荷率在各个场站和电网潮流图中显示出来，改善调度处理流程，提供消缺处理效率。同时对于电网潮流接线图过于复杂的问题，通过负荷率显示透明化和对涉及事故场站突显出等方法进行解决，实现电网设备和负荷率同步运行，提高调度人员编排电网运行方式的效率。
2.2 智能调度应急辅助管理
在智能电网中，调度是其神经中枢，而调度自动化系统和综合信息文档是调度人员在平常处理调度业务时的主要依靠。随着电网规模的持续发展，其综合信息文档的数据也日益复杂，为调度人员的查找使用带来极大的不便。在传统应急辅助决策系统中，由于数据缺乏集成化、智能化、可视化，使得调度人员处理事故时，大部分靠查找资料等，进而造成调度事故效率低下，安全性不高。而D5000系统兼具了决策智能化和运行可视化等优点，能够很好的解决应急辅助决策的问题，其智能辅助决策是将调度综合信息文档和智能调度自动化系统进行重新融合，实现智能调度应急辅助决策系统与D5000平台的调度数据共享，提供在调度中应急管理的快速性，整体性。
在智能调度应急辅助决策系统中，主要4大核心模块组成：①调度台账模块，该台账包括大量调度基础材料，如果调度人员根据需求在去找相应的材料，则效率较低。本系统将调度应急决策相关的综合信息文档进行整理，归纳到新的D5000系统中，在每个场站分别建立与该场站相关的调度台账，并对材料及时跟新。以方便调度人员使用材料时能够用智能搜索功能方便，快速的调用;②智能预案模块，在传统的电网跳闸后，需要调度人员根据经验来转移负荷，方法单一，效率不高。该系统则是将事故的处理方案进行统一储存，在处理相应事故时，可以通过相关算法直接调用相应的应急处理预案，从而显著提高调度人员处理事故的决策效率;③预警可视模块，在D5000系统中调度运维人员在进行负荷平衡工作的主要依据时电网潮流图，而在过去的调度系统中，主变和线路负荷的预警信息不能集中显示到潮流图上，这样就会造成调度运维人员必须返回设备负荷集中显示窗口然后再进行效验。本系统通过负荷转换为负载率，不但可以实现实时同步在潮流图中显示，而且还实现了设备重载、过载的预警提醒。④缺陷管理模块，该模块的主要作用是在电网的设备发生缺陷的时候，如果没有及时消除缺陷，可以在该系统上对设备的缺陷进行标注，同时也可以在电网潮流图和场站中设置双重的缺陷光字牌，以方便调度运维人员对电网的运行方式进行合理的调整。同时，系统通过设置缺陷管理臺账，方便运维调度人员在进行相关变电操作时能全方位的掌握设备的缺陷信息，对电网的安全生产进行有效的安全管控，提高电网安全生产水平。
2.3 二次设备自动巡检系统
电力公司主要在110kV以上的变电站推出了二次专业巡检工作，以通过巡检能够及时发现问题，消除设备隐患。但是随着电网规模不断的发展，相关巡检工作的范围和工作量越来越大，有时候可能存在无法发现设备隐患的问题，目前迫切需要新的方法来改变目前的巡检方法。由于目前国内外对二次设备的在线监测主要集中在智能变电站，而对于常规变电站的大部分都是综自站，难以实现数据的有效采集。而D5000系统中在系统集成的建设规范中明确了二次设备的在线监视和分析功能，能够实现数据的采集，通信状态的监视等功能，但是这些信息中高级分析功能还相对较弱，一些数据还需要主站来处理，整体架构设计不太合理。但是二次设备在线监测的技术已具备研究基础。通过继电保护信息处理子系统对故障录波和继电保护设备等智能设备进行数据信息的采集，然后将这些信息发送到D5000调度平台。而同时二次设备自动巡检系统又作为D5000调度平台的一个子系统，可以直接从D5000调度平台获得各类继电保护的数据，然后通过对这些数据的分析和加工，实现对继电保护二次设备运行状态的监视和自动巡检。該技术具有以下技术特点：①提出了实现继电保护信息管理、设备全方位保护的技术方，将对继电保护设备的各类信息集成于统一平台;②高效实现了对全部变电站中的继电保护设备的自动巡检和预警，提高了运维人员消缺的效率，提高了电网的安全生产水平;③提出了远方修改定值的有效技术手段，能够在远程完成软亚板和定值的校验和修改工作;④为二次设备的继电保护工作提供了基础数据，实现对二次设备状态的监测。
3 结语
本文对D5000调度平台在电网中应用和研究进行分析，着重分析了在D5000调度平台下实现SCADA平台优化管理的方法，提高智能调度应急辅助管理的方法以及二次设备自动巡检的实现，使得电网调度实际工作与电网调度自动化紧密结合，确保调度运行准确性和高效性，提高了电网的安全生产水平。
参考文献：
[1]魏华跃.基于调控一体化的智能电网运行管理技术探析[J].通信电源技术，2019，36（06）：239-240.
[2]陈超然.调控一体化模式下地区电网监控风险及解决对策[J].低碳世界，2019，9（12）：62-63.
[3]李新鹏，邬小波，高欣，戚岳，黄晴晴，王轶.业务与硬件融合的智能电网调度控制系统健康度综合评价[J].电力系统自动化，2017，41（20）：78-83+162.
[4]雷明，陈一悰，刘峰，何鸣一，樊磊.D5000继电保护设备在线监视及分析应用提升[J].电网技术，2020，44（03）：1197-1202.
[5]宋鑫，赵家庆，丁宏恩，等.智能电网调度控制系统的省地一体化架构设计[J].电力系统及其自动化学报，2018，30（12）：118-124.
[6]李新鹏，邬小波，等.业务与硬件融合的智能电网调度控制系统健康度综合评价[J].电力系统自动化，2017，41（20）：78-83+162.
[7]殷自力，钱静，陈宇星，等.基于D5000平台的调配一体技术方案[J].电力系统自动化，2016，40（18）：162-167.
[8]叶飞，李长军，厉启鹏，等.电力SCADA系统大规模画面数据刷新方法应用研究[J].中国电力，2016，49（02）：61-66.
