浅析广州电力应急指挥中心技术方案.doc

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浅析广州电力应急指挥中心技术方案２４ 2020年4月19日文档仅供参考广州电力应急指挥中心技术方案广州供电局 4月目录 1．概述３ 2．项目背景３ 3．建设目标３ 3．1业务需求分析３ 3．2功能要求４ 4．总体框架６ 4．1系统总体架构６ 4．2各子系统功能７ 4．2．1基础设施子系统７ 4．2．2 SCADA/EMS子系统７电网潮流的监视８辅助决策８调度员反事故演习和培训９ 4．2．3变电站图像监控子系统９ 4．2．4车辆定位子系统１０ 4．2．5应急指挥中心演示子系统１０ 4．2．6电话会议子系统１１ 4．2．7视频会议子系统１１ 4．2．9指挥演示网站子系统１２ 5．第一期建设工作计划１３ 6．应急处理组织与计划１４ 6．1应急处理的组织１４ 6．2反事故演习１５ 6.2.1 目的１５ 6.1.2 功能１５ 1．概述广州电力应急指挥中心主要是为预防和处理广州电网发生的各种应急事件,特别是大面积停电事故而建立的,目的在于贯彻<国家处理电网大面积停电事件应急预案>和<广州应对电网大面积停电事件预案>的执行。本技术方案经过集成调度自动化系统SCADA/EMS、结合多种电网可视化技术和智能故障处理决策支持系统,为广州供电局应急指挥中心的核心业务提供信息和技术支持。 2．项目背景随着社会经济与文化生活的不断发展和进步,人民生活水平逐步提高,城市对电力的依赖就象鱼和水的关系,没有了电力供应,整个城市的交通、生产、生活等都会陷入瘫痪,其破坏程度所造成的恐慌和巨大损失难以估量。近年来国内外相继发生大面积停电事故,给社会造成巨大损失的背景下, 广州供电局按照中国南方电网公司和广东电网公司的指示,提请广州市政府主持组织开展广州地区电网大面积停电事故联合演习。在 10月12日举行的联合演习中,技术支持系统在本次演习的指挥、调度、演示、发布等多方面发挥重要作用,表现出众,使演习取得圆满成功。该技术支持系统的建设为广州电力建设常设的应急指挥中心,提高事故处理的应急指挥和对外协同能力,并规范应急处理的信息发布提供了宝贵的经验。 3．建设目标 3．1业务需求分析 1. 应急指挥的需求由于突发安全事件引发原因、发生时间、影响范围的不确定性和突发性,特别在发生大面积停电事件的情况下,负责应急指挥的领导和技术人员必须掌握电网的运行状况,及时分析出事故原因,判断出故障位置,最好能够确定事故发生的地理位置,为抢修指挥提供方便支持。从管理学角度来看,必须建立一个高效、透明、畅通的信息系统作为支撑,才能将当前由不同管理层次和不同业务主线所构成的管理架构,凝聚成一个有力的指挥和保障体系。从而保证在应急抢险的关键时刻,各层次信息综向的充分畅通,各单位横向的充分协同,这在公安110指挥中心和抗SARS指挥中心的应急处理案例中已经有充分的体现。电力应急指挥中心的主要业务是预防和处理广州电网发生的各种应急事件,在大面积停电事故发生时,由应急指挥中心(领导小组)指导调度员进行事故处理,指导广大市民和社会各单位进行停电应急处理; 2. 反事故演习的需求在反事故演习和指挥人员培训方面,主要业务是模拟电网事故的处理过程,特别是大面积停电事故处理预案的研究制定和事故预演指挥;在进行电网反事故演习的过程中,应急指挥中心应能够设置各种事故预案,并利用调度员仿真培训系统(DTS)进行事故模拟和操作模拟,系统模拟事故可能造成的停电范围、事故可能影响的重要用户如医院、银行、以及政府机关和需要连续供电的企业和事业单位等。 3．2功能要求应急指挥中心系统的功能要求包括: 1．基础设施的保障应急指挥中心必须保障指挥人员和指挥系统在应急事件处理过程中所需的环境条件、生存能力和通信要求。通信要求方面能满足电力应急指挥中心与省公司、政府各部门单位,以及电力部门与各重要用电用户之间的应急指挥、调度的通信要求。能满足电力系统内部,电力应急指挥中心与调度中心、以及各电力生产单位、事故处理部门之间的应急指挥、调度的通信要求。 2．基础信息的汇集应急指挥中心必须能汇集电力应急指挥所需要的基础信息,包括应用支撑层经过集成各专业化的信息处理系统和各种相对成熟的技术系统,构建应急信息系统的应用支撑。从应急事件现场或监测网络采集到的各种信息,将被传输到应急指挥中心。这些信息包括的视音频信息,也可能是来自传感设备、监控设备的信息或信号,还可能是来自相关的专业化信息处理系统的数字化信息。从大面积停电事故联合演习中得到的经验,需要汇集的包括应急预案、电网负荷潮流、变电站视频、急救车辆定位、电话会议、视频会议等信息。 3．辅助决策辅助决策部分主要功能是在对突发事件的影响快速评估的基础上,根据应急资源和人员的情况,向指挥人员提供应急处理的预案和指挥机制。辅助决策是基于现代决策科学理论、方法与计算机技术相结合的综合实践。所有信息在指挥中心被组合和集中呈现,供指挥中心的指挥决策人员作为决策和调度依据; 4．指挥调度的保障保障应急指挥中心能组织、指挥调度中心、以及各电力生产单位、事故处理部门之间协同开展事故处理工作。满足电力应急指挥中心与省公司、政府各部门单位,以及电力部门与各重要用电用户协同开展事故处理工作。提高事故应急处理的应急处理能力和应急处理速度。 5．信息的发布能系统、具体地演示、记录城市大面积停电事故应急处理的全过程。能经过网络展示演习全过程,同步发布信息,配合媒体进行正面的新闻发布和宣传报道。 4．总体框架 4．1系统总体架构指挥中心在应急处理的过程中需要同时对各地点、各时段、由各支撑子系统传送的各种形式的信息进行采集、整理,为指挥人员进行科学的决策和指挥提供依据,并将指挥命令准确、快速地传达到抢险人员应急指挥中心系统主要包括基础设施、信息汇聚、辅助决策、调度指挥、信息发布等五个部分的功能,每部分包含若干子系统。指挥中心依赖底层的基础设施和通信保障来支撑上层各应用系统的正常运作。信息表现层将应用支撑层传递的信息集中汇集、处理。 4．2各子系统功能 4．2．1基础设施子系统基础设施部分主要包括应急指挥中心的选址、装修和环境支持系统的建设。应急指挥中心应包括以下功能分区:指挥大厅、会议室、值班室、设备机房、设备控制室。指挥大厅安装大屏幕演示系统和环绕的若干指挥终端,均可运行应急指挥系统。在应急处理的过程中,是指挥人员主要的指挥场所,供指挥人员实时监视应急处理全过程。在应急演习过程中,是主要的演习场所。环境支持系统包括设备机房的建设,可由双电源及可由发电机供电的UPS、应急照明系统、应急空调系统等。 4．2．2 SCADA/EMS子系统考虑到电力应急指挥中心的业务特点,建议其SCADA/EMS子系统主要应有以下功能: 电网运行监视电网运行监控是电力应急指挥中心系统的基本功能要求,无论是平时的事故演习还是实际发生故障的处理,进行应急指挥的领导或调度人员都需要直观掌握当前电网的运行情况,能够对电网的运行进行实时分析和事故模拟分析。广州电力应急指挥中心系统应当接入当前正在建设的主、备SCADA/EMS系统,并保持相对独立性形成广州电力应急指挥中心的SCADA/EMS子系统,应采用SCADA网关服务器实现与两套SCADA/EMS系统的连接。如下图4.1 所示。变电站图像监控系统备用SCADA/EMS系统 SCADA/EMS系统调度信息网调度数据网 SCADA/EMS网关服务器应急指挥中心电网监控工作站变电站图像监控工作站停电演习/服务器工作站电网分析/服务器工作站图 4.1 应急指挥中心SCADA/EMS子系统网络连接示意图电力应急指挥中心无论与哪一套SCADA/EMS系统连接时,各个应用工作站的人机界面程序不需要切换,操作方式不需要切换,唯一需要切换的是SCADA实时数据来源,对于需要进行分析计算和模拟分析的历史数据断面应能够存放到网关服务器或工作站上,PAS工作站和DTS工作站按照能够独立承担相应计算分析功能的要求来配置,使电力应急指挥SCADA/EMS子系统的核心功能不依赖于两套地区调度SCADA/EMS系统的历史数据库服务器。按照图4.1的网络连接方式,两套地调SCADA/EMS系统能够按照DL476-92或104规约以网络通讯方式向电力应急指挥中心的SCADA网关转发数据,此时SCADA网关运行相应的数据采集和数据处理进程更新本地的实时数据库。无论地调度使用的是哪套SCADA/EMS系统,应急指挥中心的工作站都采用统一的人机界面,负责应急指挥的领导不需要学习使用两套人机界面,工作站上采用的图形文件和程序应与其中一套保持一致不需要切换。考虑到电力应急指挥中心的业务特点,安装在电力应急指挥中心的SCADA/EMS子系统应侧重于对电网运行监视和分析而不设置控制功能,电网控制操作仍由调度和集控人员负责,电网监视的具体功能要求如下: 数据采集和数据处理; 报警和事件处理; 事故反演和快照处理; 实时趋势曲线; 图形界面。此部分工作应结合当前广州主、备地区调度自动化系统的SCADA、集控功能的实施同时进行,并应在 10月1日前基本完成。电网潮流的监视应急指挥人员对网络潮流的监视能够经过用户绘制的潮流图来实现,当前的潮流图一般对潮流的表示仅有方向,潮流的大小只能看标注的量测数字,对线路负荷率的情况也无法直观表示。应结合可视化技术重新设计应急指挥中心SCADA/EMS子系统中的电网潮流图,如能够利用线型的粗细表示潮流大小,在潮流线上绘制负荷率饼图,让越限线路变色等,使电网潮流监视更加直观方便。电网潮流图形采用的有功和无功数据能够直接取自SCADA实时库,能够利用实时状态估计的结果,也能够利用研究态下电网模拟分析计算的结果,从而为对电网潮流实时监视和模拟分析提供方便。以部分工作应结合当前广州地区调度自动化系统网络分析功能的实施同时进行,在电网模型建立顺利的情况下应可在 11月1日前完成。辅助决策经过电力应急指挥中心SCADA/EMS子系统的网络分析功能和DTS功能,模拟故障的分析计算和处理过程,能够为应急指挥中心进行事故演习指挥提供技术支持。综合SCADA信息、保护故障信息开发电网故障处理辅助决策支持系统IFPDSS(Intelligent Fault Processing Decision Support System),进行电网故障的智能判断,辅助指挥人员进行应急处理决策,并能够根据停电应急预案形成IFPDSS能够识别处理的故障处理预案。该部分由安全管理系统的预案管理模块和IFPDSS子系统的故障预案管理模块FPSM(Fault Processing Schedule Management) 和故障模拟模块FE (Fault Emulation)构成,安全管理系统的预案管理模块主要包括备品备件管理、应急人员通信录、预案的启动结束管理、短信平台接口等。 IFPDSS功能涉及到人工智能技术在电网故障处理中的应用并需要多种信息的支持,当前技术上已经有了一定进展,但还需要进一步研究,估计能够在 7月1日前实现部分功能。故障预案管理功能必须尽早实现,应在 12月1日前完成。 l 故障预案管理 FPSM SCADA/EMS系统的IFPDSS子系统负责设计、保存、管理故障预案。系统的故障预案共用两个来源,一个是实际系统发生故障时,从采集到的信号到最后的恢复这整个调度操作都进行了详细的记录,保存在系统的故障预案库中。另一个来源是利用IFPDSS模块提供的自定义系统典型事故预案功能自定义的故障预案。经过系统提供的自定义系统典型事故预案界面,调度决策人员能够在图形界面下经过鼠标操作自定义厂站的典型运行方式,并针对典型运行方式下的指定设备故障,自动或手动操作给出正确的恢复处理方案,方案保存到本系统服务器即可作为典型预案使用。这两种方式得到的故障预案最终都保存到系统的故障预案库中,作为被选典型预案,在电网正常运行时调度决策人员能够随时调出典型预案经过反演手段直观而清楚地了解事故处理的全部内容,当电网中发生事故时,系统自动识别故障前后的电网运行方式,并根据故障设备信息自动分析典型预案库中是否有匹配的处理预案,自动调用匹配的典型预案作为当前故障的恢复方案之一。调度员反事故演习和培训为提高调度人员的应急处理的判断能力和心理素质,和对应急指挥中心系统的综合利用,建议将SCADA/EMS系统的故障模拟和DTS模块延伸到应急指挥中心,平常能够利用应急指挥中心的SCADA/EMS子系统为调度运行人员提供系统模拟和培训的环境。该模块提供了一个仿真数据采集处理器,利用一个方便的界面让调度决策人员手工设置故障特征数据(包括开关变位、保护动作信号和量测量变化信号),这些信息跟经过子站采集上来的信息在格式及出发方式等方面完全一样,本系统完全等同处理。经过预设的事故处理场景,使调度员亲身体验事故应急处理的过程,提高自身素质。此部分功能涉及到对电网模型和保护模型的建立,需要的工程量较大,能够考虑在SCADA、PAS基本功能实现后再进行,估计可在 5月1日前完成。 4．2．3变电站图像监控子系统在建立了变电站图像监控系统的情况下还能够经过接收SCADA采集的故障信息方便调出发生事故的变电站或设备图像,为应急处理提供真实的现场场景。 4．2．4车辆定位子系统 GPS子系统主要用于及时、准确地掌握被控车辆和船舶等移动目标的实时情况和准确位置。采用GPS全球卫星定位技术、GSM全球移动通讯技术、GIS地理信息处理技术和计算机网络通信与数据处理技术,在现有GSM、GPRS通讯系统的基础上开发出的一套社会综合防范和远程监控、通讯、管理、调度系统。车辆定位子系统由移动式现场车辆定位子终端、无线通信系统、GIS系统组成。应急指挥中心人员能够在GIS系统上实时地掌握应急车辆的位置信息。利用该系统,能够远程无线监控、调度所有在GSM网覆盖范围内的应急车辆等移动目标。移动目标GPS数据、其它指令及各类报警数据均由GSM信令信道传送到数据处理中心,并可根据需要自动接通预先设置的号码进行语音通话。 4．2．5应急指挥中心演示子系统应急指挥中心演示子系统能将各子系统收集的视频、音频系统信息,在应急指挥中心集中演示。并对停电事故应急处理的全过程信息进行系统、具体的记录。 4．2．6电话会议子系统会议电话子系统负责沟通政府应急指挥中心与各参演单位,政府应急指挥中心与电力应急指挥中心,以及电力应急指挥中心与各用电单位之间的应急通信,传达、记录指挥指令的功能。会议电话子系统是一个独立的电话系统,为了满足本次演习的特殊性,本次电话不经总机拨入和拨出。会议电话子系统主要作用: l 提供控制会议参与人员发言的功能,主持人能够授予或解除与会者的发言权、发起点名、投票、添加或者删除与会者。 l 方便音频信号接入,保证无论是手机还是普通座机都能够随时参加会议; l 提供对会议电话人员和现场声音效果的控制。 l 提供会议人员录音。 4．2．7视频会议子系统网络视频子系统的主要作用是满足在应急处理的状态下,电力应急指挥中心与各电力生产部门之间的应急通信、指挥、协调的要求。并演示、记录电力系统内部应急处理的全过程。图像监控系统对监控场所(包括市级机关、交通路口、公共场所、金融机构、大型商场、邮电通信枢纽、车站、码头等)进行实时集中监控,对所需的各种视频、音频、计算机文字、图形信息等进行收集、选取、存储,并控制显示在大屏幕、大尺寸视频监视器和首长多媒体终端等显示设备上。该系统的主要作用: 1)、可利用现有供电局网络,实现可视的应急指挥调度。 2)、满足多个指挥中心或多个分会场同时参与应急指挥调度,进行实时多方(音)视频沟通交流,发布指令。 3)、接受电视台预录制或实时剪辑的(音)视频信号,并可同步给各指挥中心或各分会场远程收看。 4．2．9指挥演示网站子系统指挥演示网站子系统负责经过网络展示演习全过程,同步向新闻媒体和嘉宾发布演习信息,配合媒体进行新闻发布和宣传报道。该子系统平台的主要功能是音视频直播,即将音视频信号压缩成数字信号,并经过IP网络进行传输的一种流媒体应用。其次就是文案的采编发系统,后台管理员编辑发布,前台能马上展示这条文案信息。再次就是系统的权限管理模块,能够实现不同的用户浏览不同的信息与视频。该子系统服务器端安装网站发布软件和流媒体转换发布软件,其中网站发布软件用于组织显示网页框架、文字、图片等内容,流媒体转换发布软件用于将接受到的模拟音视频信号实时转换成数字流媒体信号,并在内部网络上广播。该子系统客户端使用微软浏览器和媒体播放器,即可正常浏览和播放。指挥演示网站子系统主要模块 5．E:\desktop当前工作远程备份中心" l - _Toc68064371第一期建设工作计划广州电力应急指挥中心项目第一期建设工作计划工作内容完成时间项目启动会 5月15日确定外协单位 5月20日项目调研和收资 5月30日技术方案编写 6月15日技术方案审查 6月30日组织项目招投标和合同签定 8月20日应急指挥中心项目实施 11月应急中心机房的建设(UPS、空调等) 大屏幕演示系统的建设通信网络的建设计算机设备购置预案管理系统的改造和接入 SCADA|EMS系统接入车辆定位系统接入会议电话系统的建设视频会议系统的建设演示发布网站的建设系统试运行和组织演习 11月20日项目验收 12月20日 6．应急处理组织与计划 6．1应急处理的组织当前,我局的应急处理体制分为管理系统和技术系统两部分。管理系统包括管理制度、组织机构、预案体系和应急资源(备品备件、车辆、通信)等。技术系统包括各支撑的技术系统(SCADA、GPS),和待建的应急指挥中心技术支持系统。突发事件发生后,由由事故相关单位或者职能部门报告局领导及上级部门,并按启动相关应急预案,成立应急指挥中心或者指挥部,指挥抢修人员按照应急预案,调动应急资源,进行应急抢险工作,并将需要发布的信息由局新闻中心进行发布。应急指挥中心建立以后,各个责任部门和主管单位以及行业专家根据应急指挥中心提供的数据、视频、电话进行会商,对数据进行统计、分析,对各种资源进行综合权衡、整体评估后做出科学可行的预案或者应急处理方案,供领导决策参考;应急指挥中心根据最终决策,并经过应急指挥系统进行指令布达,将指令直接传送到各个协调和责任部门执行。 6．2反事故演习 6.2.1 目的反事故演习的主要目的是经过反事故演习,使有关反事故措施落到实处,取得实效,进一步提高各级调度及厂站运行人员在电网发生重大事故时的快速反应和协调配合能力,提高各级调度及厂站运行人员的事故应急处理能力,积累处理事故的成功经验,确保电网安全稳定运行。 6.1.2 功能正常状态的培训。调度员能够对各种运行方式进行计算、分析、探讨,包括各种调压、调频手段,使调度员熟悉电网的运行情况,了解系统的薄弱环节所在,建立全网的系统观念。事故状态的运行培训,包括多重、连续故障,继电保护和自动装置动作等。能够选择故障,观察事态发展和不同事故引发的各种现象,采取补救措施,积累运行经验,提高事故辩识能力。

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