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(shí)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(shí)施主動智慧控制，有效提高了電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)抵御能力。
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。就在這一天，西北電網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，網(wǎng)內(nèi)新能源單日發(fā)電電力達(dá)4536萬千瓦、單日電量達(dá)7.31億千瓦時(shí)，均創(chuàng)歷史新高；新能源利用率達(dá)94.5%，達(dá)到國際先進(jìn)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(qiáng)度變化及轉(zhuǎn)移路徑，分析評估沿途電力設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，針對電網(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。
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(yùn)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(yùn)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(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。
對電網(wǎng)態(tài)勢實(shí)現(xiàn)全面精準(zhǔn)感知
西北地區(qū)是我國重要的能源基地，青藏高原、柴達(dá)木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地、河西走廊等，都蘊(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(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)邊疆民族社會穩(wěn)定、推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)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(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)度處處長褚云龍說，“因此，具備對電網(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300萬平方千米、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。
“借助這個(gè)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(shí)間鎖定目標(biāo)，全程跟蹤并發(fā)布預(yù)警。平臺還能對新能源的時(shí)空變化做到精準(zhǔn)感知，對每個(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。平臺上線以來，累計(jì)發(fā)布各類風(fēng)險(xiǎn)告警500余次，電網(wǎng)感知能力大幅提升。
設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)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(jià)值，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)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(gè)問題。
國網(wǎng)西北分部結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)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(xiǎn)因素下的線路故障風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)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(xiǎn)評價(jià)模型；對網(wǎng)內(nèi)設(shè)備開展掃描測評，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，國網(wǎng)西北分部在國內(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)評估。
“建立設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)量化模型和電網(wǎng)綜合指標(biāo)評價(jià)體系，就像擁有了對電力設(shè)備的體外診斷儀，某個(gè)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(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750千伏線路高壓電抗器中乙炔成分超標(biāo)，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(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)高壓電抗器確實(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)行正常，未造成任何不利影響。
電網(wǎng)運(yùn)行全過程都能安全智慧主動控制
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？這是實(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)，我們發(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，我們針對風(fēng)險(xiǎn)，遵循怎樣的標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)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(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(shí)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(qiáng)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(yùn)用基于隨機(jī)過程的主動控制理論，對強(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(yùn)行，避免了南疆電網(wǎng)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(shí)“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，一體化安全智能管控平臺也將發(fā)揮更大作用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全掌控能力的全面升級。
未來，西北將形成跨區(qū)直流、新能源、負(fù)荷“三個(gè)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(shí)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(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。
