中國電力新聞網(wǎng)通訊員 崔偉
核心提示：今年年初，國家電網(wǎng)有限公司提出“三型兩網(wǎng)，世界一流”戰(zhàn)略目標(biāo)。國網(wǎng)西北分部黨委積極落實(shí)公司戰(zhàn)略部署，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展趨勢，針對(duì)性地提出了電網(wǎng)安全掌控、清潔能源消納、電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展和分部管理服務(wù)水平“四個(gè)升級(jí)”的工作思路，大電網(wǎng)安全掌控作為電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展的根本，占據(jù)重要地位。西北分部結(jié)合泛在物聯(lián)技術(shù)，超前開展一體化安全智能管控平臺(tái)建設(shè)，全面提升電網(wǎng)態(tài)勢感知評(píng)估水平，實(shí)施主動(dòng)智慧控制，提高電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)抵御能力和效率效益，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全高效運(yùn)行。
7月26日，來自新疆哈密地區(qū)的一股強(qiáng)風(fēng)經(jīng)由河西走廊席卷河套地區(qū)、關(guān)中平原，西北電網(wǎng)多個(gè)省區(qū)新能源發(fā)電出力持續(xù)攀升，與此同時(shí)，西北電力調(diào)度大廳內(nèi)，調(diào)度員正借助一體化安全智能管控平臺(tái)，緊密跟蹤預(yù)判大風(fēng)風(fēng)力強(qiáng)度變化及轉(zhuǎn)移路徑，分析評(píng)估沿途電力設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，提供輔助決策協(xié)助調(diào)度調(diào)整電網(wǎng)方式，在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，助力西北新能源實(shí)現(xiàn)單日發(fā)電電力4536萬千瓦、單日電量7.31億千瓦時(shí)，均創(chuàng)歷史新高，新能源利用率94.5%，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
“借助一體化安全智能管控平臺(tái)，我們?cè)谌W(wǎng)出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)天氣的條件下，能夠?qū)π履茉吹臅r(shí)空變化做到精準(zhǔn)感知，對(duì)強(qiáng)風(fēng)影響的每個(gè)設(shè)備狀態(tài)做到心中有數(shù)，繼而根據(jù)電網(wǎng)變化進(jìn)行柔性的調(diào)整控制，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全和效益的雙優(yōu)化，這在以前是難以想象的?！蔽鞅彪娏φ{(diào)控分中心調(diào)度長劉鑫說。
9月10日，2019年世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)在無錫召開期間，第十九屆中央委員，江蘇省委書記，省人大常委會(huì)主任、黨組書記婁勤儉，國家交通運(yùn)輸部總工程師周偉等領(lǐng)導(dǎo)，先后參觀了西北分部“一體化安全智能管控平臺(tái)”展臺(tái)，對(duì)平臺(tái)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升大電網(wǎng)安全掌控能力的創(chuàng)新想法和應(yīng)用成果給予了高度肯定。
融合互聯(lián)泛在信息，構(gòu)建電網(wǎng)態(tài)勢感知雷達(dá)
西北是我國重要的能源基地，一個(gè)高原（青藏高原）、三個(gè)盆地（柴達(dá)木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地）、一條走廊（河西走廊）、一條大河（黃河），蘊(yùn)藏著豐富的清潔優(yōu)質(zhì)能源。
西北電網(wǎng)東西跨度近3000公里，交直流混聯(lián)特征突出，匯集能源類型豐富，承擔(dān)著維護(hù)區(qū)域用電安全，促進(jìn)清潔電能大規(guī)模外送的重要任務(wù)，在維護(hù)邊疆民族社會(huì)穩(wěn)定，推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)國家能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型等方面承擔(dān)重要使命，在安全穩(wěn)定運(yùn)行和高效智能調(diào)控方面面臨更高要求和更大挑戰(zhàn)。
“瀚海闌干，長河落日，松冷千山雪，雁行西風(fēng)斜。這是西北獨(dú)有的壯麗景色，但也說明西北電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的險(xiǎn)峻復(fù)雜，”西北電力調(diào)控分中心調(diào)度處長褚云龍說，“因此，具備對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行內(nèi)外部環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的全面、精準(zhǔn)感知能力，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全智能管控的第一步?！?/p>
一體化安全智能管控平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)理念技術(shù)，以西北電網(wǎng)重要電力設(shè)備的地理經(jīng)緯度位置信息為紐帶，將溫度、濕度等常態(tài)化天氣信息，雷電、強(qiáng)風(fēng)、降雨等6大類惡劣天氣信息，主變油色譜、線路風(fēng)偏、機(jī)組背壓等20余類設(shè)備狀態(tài)信息、樞紐變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻信息進(jìn)行互聯(lián)融合，形成了覆蓋范圍超過300萬平方公里，監(jiān)測節(jié)點(diǎn)35萬余個(gè)，預(yù)警預(yù)報(bào)時(shí)間范圍長達(dá)72小時(shí)的電網(wǎng)狀態(tài)感知“能力圈”，在感知廣度、深度、精度多方面均達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。若網(wǎng)內(nèi)任何地方出現(xiàn)惡劣天氣或電力設(shè)備存在缺陷異常，一體化安全智能管控平臺(tái)都能在第一時(shí)間鎖定目標(biāo)，全程跟蹤并發(fā)布預(yù)警，真正做到了眼觀四路，耳聽八方。平臺(tái)上線以來，累計(jì)發(fā)布各類風(fēng)險(xiǎn)告警500余次，電網(wǎng)感知能力實(shí)現(xiàn)了大幅提升。
搭建量化評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)體外診斷
感知能力具備了以后，如何挖掘信息價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的量化評(píng)估，為安全穩(wěn)定評(píng)估提供決策依據(jù)？成為了橫亙?cè)诎踩悄芄芸厍暗挠忠粋€(gè)問題。
西北分部結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際，針對(duì)雷電、大風(fēng)、覆冰等惡劣天氣，建立了電力設(shè)備外部環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素下的線路故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型；針對(duì)主變等關(guān)鍵設(shè)備，建立了基于在線監(jiān)測信息的主變故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。對(duì)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備開展掃描測評(píng)，不斷提升測算準(zhǔn)確性，建立了外部氣象、智能運(yùn)檢信息與設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的量化關(guān)系。此外，在國內(nèi)首次建立了綜合考慮電網(wǎng)運(yùn)行安全效益的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行安全效益的多目標(biāo)評(píng)估。
“通過建立設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)量化模型和電網(wǎng)綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，就像擁有了對(duì)電力設(shè)備的體外診斷儀，某個(gè)設(shè)備發(fā)沒發(fā)燒？燒的厲不厲害？電網(wǎng)自身有沒有危險(xiǎn)？工作效率高不高？我們都可以迅速做出判斷?！蔽鞅彪娏φ{(diào)控分中心副主任牛拴保說。
6月6日，網(wǎng)內(nèi)某750千伏線路高抗中乙炔成分超標(biāo)，平臺(tái)掃描發(fā)現(xiàn)異常后，通過模型評(píng)估，測算得到線路高抗故障風(fēng)險(xiǎn)值高達(dá)63%。當(dāng)值調(diào)度迅速聯(lián)系現(xiàn)場，經(jīng)核實(shí)高抗確實(shí)存在問題，需停運(yùn)消缺。由于風(fēng)險(xiǎn)判斷及時(shí)，處置迅速得當(dāng)，帶病設(shè)備平穩(wěn)停運(yùn)，期間電網(wǎng)運(yùn)行平穩(wěn)正常，未造成任何影響。
構(gòu)建科學(xué)理論標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)智能管控廣泛實(shí)用
知道電網(wǎng)面臨風(fēng)險(xiǎn)，如何開展適度合理的控制，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和高效運(yùn)行？是實(shí)現(xiàn)安全智能管控實(shí)用化的“最后一公里”。
“知道了電網(wǎng)存在風(fēng)險(xiǎn)仍然是不夠的?；跉v史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，外部環(huán)境等風(fēng)險(xiǎn)引發(fā)設(shè)備相繼故障，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響的事件持續(xù)增多，是當(dāng)前大停電事件的主要原因。由于設(shè)備故障屬于隨機(jī)過程，我們針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)，遵循怎樣的標(biāo)準(zhǔn)和原則去確定控制策略，使得電網(wǎng)在故障前、后全過程中都能保持安全穩(wěn)定和高效運(yùn)行？”西北電力調(diào)控分中心主任張振宇說，“行百里者半九十，這最后的問題恰恰是最關(guān)鍵，也是最難的問題。”
國網(wǎng)西北分部基于數(shù)學(xué)理論和方法，經(jīng)過反復(fù)研究論證，建立了設(shè)備相繼故障過程的可信估計(jì)方法，結(jié)合電網(wǎng)自身調(diào)節(jié)能力，構(gòu)建了基于隨機(jī)過程的主動(dòng)控制理論標(biāo)準(zhǔn)，明確了控制目標(biāo)、控制節(jié)點(diǎn)等控制策略中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，控制理論標(biāo)準(zhǔn)的建立為電網(wǎng)的安全智能主動(dòng)控制提供了實(shí)施原則和科學(xué)依據(jù)，確保了多場景條件下主動(dòng)控制策略的科學(xué)性、有效性和普適性，對(duì)于廣泛開展電網(wǎng)安全智慧主動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)全過程的安全掌控提供了理論指導(dǎo)。
去年底，南疆地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)沙塵天氣，引發(fā)南疆與西北主網(wǎng)多條聯(lián)絡(luò)線相繼跳閘。一體化安全智能平臺(tái)運(yùn)用基于隨機(jī)過程的主動(dòng)控制理論，對(duì)強(qiáng)風(fēng)天氣下線路跳閘風(fēng)險(xiǎn)及相繼故障過程進(jìn)行測算估計(jì)，評(píng)估電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)并提供輔助決策。協(xié)助調(diào)度員迅速處置事故，主動(dòng)調(diào)整電網(wǎng)方式，在南疆與主網(wǎng)最后一條聯(lián)絡(luò)線跳閘前，將已故障的750千伏聯(lián)絡(luò)線恢復(fù)正常運(yùn)行，避免了南疆地區(qū)與西北主網(wǎng)解列的嚴(yán)重后果，保證了南疆地區(qū)可靠用電。實(shí)踐證明，主動(dòng)控制理論的基本結(jié)論在電網(wǎng)實(shí)際中得到了驗(yàn)證，為電網(wǎng)的安全防御控制提供了指導(dǎo)。
一體化安全智能管控平臺(tái)開啟了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸電網(wǎng)的探索應(yīng)用歷程，是西北電網(wǎng)“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略的重要實(shí)踐。隨著電網(wǎng)態(tài)勢感知、設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、故障過程估計(jì)各方面工作的深入推進(jìn)以及控制理論的逐步完善，一體化智能管控平臺(tái)也將發(fā)揮更大作用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全掌控能力的全面升級(jí)。
未來，西北將形成直流、新能源、負(fù)荷“三個(gè)億千瓦級(jí)”規(guī)模的大電網(wǎng)。西北電網(wǎng)在踐行“三型兩網(wǎng)”發(fā)展戰(zhàn)略特別是建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)方面，現(xiàn)實(shí)需求迫切，應(yīng)用場景豐富，具有有利的先行先試條件。西北分部將繼續(xù)發(fā)揮先發(fā)優(yōu)勢，深化物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，深入開展一體化安全智能管控建設(shè)，深化西北堅(jiān)強(qiáng)智能送端電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)融合，持續(xù)提高電網(wǎng)安全智慧高效控制能力，實(shí)現(xiàn)西北電網(wǎng)高質(zhì)量運(yùn)行發(fā)展。
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