西北電力調(diào)控分中心工作人員正在監(jiān)測電網(wǎng)情況。
核心提示：在日前召開的2019年世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會上，國網(wǎng)西北分部研發(fā)的一體化安全智能管控平臺獲得關(guān)注。2018年以來，國網(wǎng)西北分部積極落實公司戰(zhàn)略部署，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建設(shè)，全面提升電網(wǎng)態(tài)勢感知評估水平，實施主動智慧控制，有效提高了電網(wǎng)運行風(fēng)險抵御能力。
7月26日，來自新疆哈密地區(qū)的一股強風(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)多個省區(qū)新能源發(fā)電出力持續(xù)攀升。就在這一天，西北電網(wǎng)在實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行的同時，網(wǎng)內(nèi)新能源單日發(fā)電電力達4536萬千瓦、單日電量達7.31億千瓦時，均創(chuàng)歷史新高；新能源利用率達94.5%，達到國際先進水平。這少不了國網(wǎng)西北分部一體化安全智能管控平臺的助力。
當(dāng)日，在西北電力調(diào)度大廳內(nèi)，調(diào)度員借助一體化安全智能管控平臺，緊密跟蹤預(yù)判大風(fēng)風(fēng)力強度變化及轉(zhuǎn)移路徑，分析評估沿途電力設(shè)備運行風(fēng)險，針對電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)發(fā)布風(fēng)險預(yù)警，提供輔助決策，協(xié)助調(diào)度調(diào)整電網(wǎng)方式。
一體化安全智能管控平臺由國網(wǎng)西北分部歷經(jīng)數(shù)月研發(fā)，于2018年年底上線運行。今年9月10日，2019年世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會在江蘇無錫召開期間，第十九屆中央委員、江蘇省委書記婁勤儉，國家交通運輸部總工程師周偉等先后參觀了一體化安全智能管控平臺展臺，對平臺運用物聯(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。
對電網(wǎng)態(tài)勢實現(xiàn)全面精準感知
西北地區(qū)是我國重要的能源基地，青藏高原、柴達木盆地、準噶爾盆地、塔里木盆地、河西走廊等，都蘊藏著豐富的清潔優(yōu)質(zhì)能源。
西北電網(wǎng)東西跨度近3000千米，交直流混聯(lián)特征突出，匯集能源類型豐富，承擔(dān)著維護區(qū)域用電安全、促進清潔電能大規(guī)模外送的重要任務(wù)，在維護邊疆民族社會穩(wěn)定、推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、促進國家能源轉(zhuǎn)型等方面承擔(dān)重要使命，在電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和高效智能調(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。這是西北獨有的壯麗景色，但也說明西北電網(wǎng)運行環(huán)境的險峻復(fù)雜，”西北電力調(diào)控分中心調(diào)度處處長褚云龍說，“因此，具備對電網(wǎng)運行內(nèi)外部環(huán)境風(fēng)險的全面、精準感知能力，是實現(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、機組背壓等20余類設(shè)備狀態(tài)信息、樞紐變電站實時監(jiān)控視頻信息進行互聯(lián)融合，形成了覆蓋范圍超過300萬平方千米、監(jiān)測節(jié)點35萬余個、預(yù)警預(yù)報時間范圍長達72小時的電網(wǎng)狀態(tài)感知“能力圈”，在感知廣度、深度、精度多方面均達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
“借助這個平臺，如果網(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，我們都能在第一時間鎖定目標，全程跟蹤并發(fā)布預(yù)警。平臺還能對新能源的時空變化做到精準感知，對每個設(shè)備狀態(tài)做到心中有數(shù)，繼而根據(jù)電網(wǎng)變化進行柔性的調(diào)整控制，從而實現(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。平臺上線以來，累計發(fā)布各類風(fēng)險告警500余次，電網(wǎng)感知能力大幅提升。
設(shè)備風(fēng)險可以體外診斷、量化評估
具備了感知能力以后，如何挖掘信息價值，實現(xiàn)對設(shè)備運行風(fēng)險的量化評估，為安全穩(wěn)定評估提供決策依據(jù)？這成為安全智能管控要解決的又一個問題。
國網(wǎng)西北分部結(jié)合電網(wǎng)運行實際，針對雷電、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)險因素下的線路故障風(fēng)險評價模型；針對主變等關(guān)鍵設(shè)備，建立了基于在線監(jiān)測信息的主變故障風(fēng)險評價模型；對網(wǎng)內(nèi)設(shè)備開展掃描測評，不斷提升測算準確性，建立了外部氣象、智能運檢信息與設(shè)備運行風(fēng)險的量化關(guān)系。此外，國網(wǎng)西北分部在國內(nèi)首次建立了綜合考慮電網(wǎng)運行安全效益的量化評價指標體系，實現(xiàn)了電網(wǎng)運行安全效益的多目標評估。
“建立設(shè)備風(fēng)險評價量化模型和電網(wǎng)綜合指標評價體系，就像擁有了對電力設(shè)備的體外診斷儀，某個設(shè)備發(fā)沒發(fā)燒，燒得厲不厲害，電網(wǎng)自身有沒有危險，工作效率高不高，我們都可以迅速做出判斷。”西北電力調(diào)控分中心副主任牛拴保說。
6月6日，網(wǎng)內(nèi)某750千伏線路高壓電抗器中乙炔成分超標，平臺掃描發(fā)現(xiàn)異常后，通過模型評估，測算得到線路高壓電抗器故障風(fēng)險值高達63%。當(dāng)值調(diào)度迅速聯(lián)系現(xiàn)場，經(jīng)核實高壓電抗器確實存在問題，需停運消缺。由于風(fēng)險判斷及時，處置迅速得當(dāng)，帶病設(shè)備平穩(wěn)停運，期間電網(wǎng)運行正常，未造成任何不利影響。
電網(wǎng)運行全過程都能安全智慧主動控制
知道電網(wǎng)面臨風(fēng)險，如何開展適度合理的控制，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和高效運行？這是實現(xiàn)安全智能管控實用化的“最后一公里”。
“知道了電網(wǎng)存在風(fēng)險仍然是不夠的?；跉v史數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我們發(fā)現(xiàn)，隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，外部環(huán)境等風(fēng)險引發(fā)設(shè)備相繼故障進而對電網(wǎng)造成嚴重影響的事件持續(xù)增多，是當(dāng)前大停電事件的主要原因。由于設(shè)備故障屬于隨機過程，我們針對風(fēng)險，遵循怎樣的標準和原則去確定控制策略，才能使電網(wǎng)在故障前、后全過程中都能保持安全穩(wěn)定和高效運行？”西北電力調(diào)控分中心主任張振宇說，“這最后的問題恰恰是最關(guān)鍵，也是最難的問題?！?/p>
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方法，結(jié)合電網(wǎng)自身調(diào)節(jié)能力，構(gòu)建了基于隨機過程的主動控制理論標準，明確了控制目標、控制節(jié)點等控制策略中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？刂评碚摌藴实慕殡娋W(wǎng)的安全智能主動控制提供了實施原則和科學(xué)依據(jù)，確保了多場景條件下主動控制策略的科學(xué)性、有效性和普適性，對于廣泛開展電網(wǎng)安全智慧主動控制、實現(xiàn)電網(wǎng)全過程的安全掌控提供了理論指導(dǎo)。
2018年年底，南疆地區(qū)出現(xiàn)強風(fēng)沙塵天氣，引發(fā)南疆地區(qū)電網(wǎng)與西北主網(wǎng)多條聯(lián)絡(luò)線相繼跳閘。一體化安全智能管控平臺運用基于隨機過程的主動控制理論，對強風(fēng)天氣下線路跳閘風(fēng)險及相繼故障過程進行測算估計，評估電網(wǎng)風(fēng)險并提供輔助決策，協(xié)助調(diào)度員迅速處置事故，主動調(diào)整電網(wǎng)方式，在南疆電網(wǎng)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)正常運行，避免了南疆電網(wǎng)與西北主網(wǎng)解列的嚴重后果，保證了南疆地區(qū)可靠用電。實踐證明，主動控制理論的基本結(jié)論在電網(wǎng)實際中得到了驗證，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是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸電網(wǎng)的探索應(yīng)用，是西北電網(wǎng)落實“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略的重要實踐。隨著電網(wǎng)態(tài)勢感知、設(shè)備風(fēng)險評估、故障過程估計各方面工作的深入推進以及控制理論的逐步完善，一體化安全智能管控平臺也將發(fā)揮更大作用，實現(xiàn)電網(wǎng)安全掌控能力的全面升級。
未來，西北將形成跨區(qū)直流、新能源、負荷“三個億千瓦級”規(guī)模的大電網(wǎng)。西北電網(wǎng)在踐行“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略特別是建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)方面，現(xiàn)實需求迫切，應(yīng)用場景豐富，具有有利的先行先試條件。國網(wǎng)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)，深化西北堅強智能送端電網(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。
