电网应急指挥的信息管理系统设计及技术关键

电网应急指挥的信息管理系统设计及技术关键李翔【摘要】Thefunctionorientationoftheinformationsystemforpowergridemergencycommandisdescribed.Thissystemhasimportantapplicationvalueintheaccidentornormalcondition.CombiningwiththeemergencycommanddemandsofChinaSouthernPowerGrid,thedesignschemeofthissystem'sframestructureisprovided.Theapplicationsofkeytechnologiesinthissystemareanalyzed,whichincludethedynamicgenerationtechnologyoftheemergencyplans,visualizationtechnologyoftheemergencycommand,disastermodelanddisasterevaluationtechnologyoftheemergency,andGPSpositioningtechnology.%首先对电网应急指挥信息系统的功能定位做出了阐述，认为该系统在事故/正常状态下都有重要应用价值；进而结合南方电网应急指挥要求，对信息管理系统框架结构给出了设计方案；最后分析了该系统中的关键技术应用，包括应急预案动态生成技术、应急指挥可视化技术、突发事件成灾模型及灾害评估技术以及GPS定位技术。【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷)，期】2015(000)023【总页数】3页(P160-162)【关键词】电网;应急指挥;信息管理系统;设计方案【作者】李翔【作者单位】中国南方电网电力调度控制中心，广东广州510630【正文语种】中文【中图分类】TN711-34对比国内、国外电网应急管理方面的研究已经取得了一定的成效，现阶段已形成了一套完善的应急管理机制与制度规范，并设置了独立的应急管理协调部门，给出了应急管理的工作任务与要求。对于国内而言，国家电网已制定了针对大面积停电事故的应急预案操作原则，并要求构建自上而下的应急救援与处理体系，配合灾后快速恢复重建机制的建设，能够为电力系统对各类重大灾害的防御与处置提供支持。2011年国务院正式颁布了第599号令《电力安全事故应急处置和调查处理条例》，作为指导中国电力企业运行和发展方向的最高指令，对电力企业运营提出了更高的事故防范要求，国务院国资委也进一步明确，各电力企业需杜绝重、特大电力安全事故，限制较大电力安全事故、减少一般电力安全事故，对中国南方电网公司的安全生产工作提出了更高的要求，中国南方电网公司的安全生产工作面临着新的挑战。为积极应对这一挑战，构建电网应急指挥信息管理系统已刻不容缓。在电网管理系统中，应急指挥信息管理系统是对各种突发性事件进行快速响应与处理的重要工具，本系统要求利用现代化的科学技术，实现MIS管理信息系统、GIS地理信息系统、远程视频系统、调度自动化系统、视频会议系统等与应急信息资源有效融合，通过硬软件建设的方式为电网安全运行提供应急保障的技术系统。在常规运行状态下，本系统可负责对电网及其所处运行环境进行监测的工作，而在突发事件下，本系统可作为电网应急指挥中心的中枢系统，实现包括灾害预测、灾害监测、电网预警、应急预案生成等在内的功能。灾害处置完成后，本系统还需要对整个处置过程进行总结分析，以积累经验，不断完善整个系统运用功能。南方电网于2005年在国内建设首个电网应急指挥系统，该系统首次以CIM模型为核心，将电力应急相关的设备运行信息、电网运行信息、重要用户信息关联于一体，形成对输变配用信息的统一访问。在多年的电力应急系统建设历程中，南方电网已形成对电力应急工作阶段划分的认识，以及应急管理系统所应该具备的特点。认为预防事故的发生是应急工作的重点，这样结合日常生产消缺、预警监测和应急预案，可以对危机因素进行有效的监测预控和应对。利用这种思路可以形成有特色、有实效的应急管理工作模式。因此，在电网应急指挥信息系统的设计建设中，可以以SG186工程一体化平台为基础，将多层面、多专业集中在本系统中，提供包括综合信息管理、应急预案管理、应急处置管理、应急通信管理、应急辅助指挥管理、应急培训管理以及演练管理等多项功能。系统框架方面可以按照应急管理、应急处置进行划分以梳理相关业务功能。两者之间依托于信息接入、信息发布与交换的方式形成连接。整个系统设计框架如图1所示。为了实现电网应急指挥信息系统的相关功能，系统建设运行中必须使用一系列现代化技术，包括应急预案动态生成技术、应急指挥可视化技术、突发事件成灾模型及灾害评估技术以及GPS定位技术这几个方面。以上技术的具体应用分别概述如下：3.1应急预案动态生成技术应急预案管理部分主要负责对各个级别、各个类型应急预案的管理（包括专项应急预案、综合性应急预案以及现场处置方案等在内），并支持具有权限的用户对预案信息进行查询、共享。系统所生成应急预案信息一般包括以下几个方面：预案名称;编制依据；版本号；业务类型；版本状态；版本级别；预案用途；适用范围；发布日期。在电网实际运行的过程中，诱发停电事故的原因众多，因此电网运行方式也会发生一定的变化，事前编制的预案无法直接套用至实际情况中，因此要求信息管理系统对电网事故类型、危险等级进行识别。在对事故态势进行指标构建的过程中，可参照如表1所示方法。以此为支持，引入应急救援计算模型，对应急救援物资的调配情况以及救援力量的构成情况进行综合分析，以生成最实用的应急预案。在该指标体系当中，有关停电事故所造成的用户经济损失预估值的计算可按照如下方式评估：该式中，将“n”定义为用户类别数，将“ci”定义为第i类用户所对应的用电量比例，将“fi（t）”定义为第i类用户所对应的停电损失函数（单位：元/kW），将“Li”定义为第i类重要用户所对应的负荷率水平。3.2应急指挥可视化技术在应急指挥过程中，面临着应急指挥的组织信息、突发事件的简要信息、各相关单位或人员的处置进展汇报信息、现场实时视频图像信息以及应急处置的相关参与单位、抢修队伍、应急物资仓库、重要客户、应急预案等各类信息，如何对这些信息进行整合和优化展示，为应急指挥中心、领导小组提供直观、有序的观察视角，对应急指挥中心、领导小组判断处置态势、辅助调度决策具有重要意义，也是提高演练效果的一种重要技术手段。其中所涉及到的可视化技术主要以GIS技术为基础，将系统应急综合管理、电网实时动态、应急信息调用情况、指挥策略执行情况的过程动态地展示在地形图上，以图形化的方式展现整个应急处置过程。主要原理是在一个简化行政区域背景之下设置应急信息标注功能模块，对实际行政区域轮廓（具体到区/县单位）进行显示，并将其与系统其他功能模块交互，在地形图上对各种应急资源路线、状态、位置、数量进行标注，是应急指挥的重要依据。3.3突发事件成灾模型及灾害评估技术有关突发性事件的成灾模型是指构建社会突发性事件或自然灾害对电力系统所造成破坏的数学模型。通过分析历史数据和科学调查建立模型数据库，一方面可以用于电网的规划与设计；另一方面可以应用于电网运行的安全预警和风险评估。突发事件成灾模型的研究主要是对台风、地震、冰灾、洪灾等自然灾害的成灾模型进行研究，并在地形图上动态展示典型自然灾害对电网设施的影响范围。如台风灾害模型显示了该台风事件的经纬度、移动方向、移动速度、风力、最大风速、中心气压等台风信息，并且在地图上动态展示台风历史路径的回放，用半透明的面表示台风受灾区域，并用符号对重要地点（人口密集区、受影响输电线路等）进行标绘。灾害评估工作则是依据危险源的类型和等级展示危险源扩散的范围、速度，以及可能对电网设施造成的影响；设置观测点，对危险源进行实时采样、监测、跟踪并给出建议性的处理措施。因此，开展电力系统防御重大自然灾害模型的研究和风险评估工作，可以建立有效的电力系统自然灾害事故预警机制、应急反应机制和灾后快速恢复重建机制。通过以上方式，能够使电网系统在遭遇突发性事件时，做出最正确的响应动作与决策。3.4过程评估技术应急指挥评估需要以科学的评估指标体系为指引（AHP层次分析法建立评估指标体系），根据不同评估指标的特性，可分别采用动态的即时评估方法和静态的事后评估方法。动态的即时评估方法由系统自动对演练任务的执行情况即时评估，而不必等整个应急处置活动完成再进行评估，这样指挥中心、领导小组在事故处置的过程中就可以监控到评估结果，有利于实时监视应急工作开展情况，可以根据需要进行必要的干预和调整，在应急指挥的过程中就可以促进处置效果的提升。静态的事后评估方法是在整个应急处置工作过程完成后，由专家组对整个处置过程中的每一项任务依据评估指标进行评估，形成评估结论和建议，为下一次应急指挥的优化和改进提供辅助支持。本文重点围绕电网应急指挥的信息管理系统展开分析与探讨，结合南方电网实际情况，分析了本系统的设计框架以及典型技术的应用。一方面，本系统能够在电网发生突发事故时，对相关信息进行快速整合与联动，并对事件现场的信息以及资源数据进行提取；另一方面，本系统能够作为整个电网应对突发性事故的决策支持平台，根据具体事故的发生类型以及影响面，对事故预警级别做出正确判断，并快速发布预警信息，同时结合电网灾变模型库、预案库等相关技术对应急预案进行逐步落实，根据事故发展变化动态对响应决策以及救援措施进行适当调整，以此种方式提高对电网事故决策的科学性水平与处置的高效性。【相关文献】吴文传，张伯明，曹福成，等.电网应急指挥技术支持系统设计与关键技术[J].电力系统自动化，2008，32（15）：1-6.康泰峰，吴文传，张伯明，等.局部供电恢复在线决策实用算法的开发与实践[J].电力系统自动化，2010，34（8）：61-66.刘振通，罗金全，经国海，等.广西电网变电站视频监控系统省级主站建设与应用[J].广西电力，2013，36（4）：19-21.余廉，王大勇，郭景涛，等.基于业务持续的电网应急指挥系统研究[J].工程研究-跨学科视野中的工程，2011，3（1）：75-81.郭晓鸣，刘俊勇.电网应急资源