時(shí)間:2022-07-13 23:45:14
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水庫優(yōu)化調(diào)度是一典型的多維非線性函數(shù)優(yōu)化問題,目前常用的方法有模擬法、動態(tài)規(guī)劃及其系列算法、非線性規(guī)劃等等。這些方法各具特色,但應(yīng)用中也常有一些問題,模擬法不能對問題直接尋優(yōu),動態(tài)規(guī)劃(DP)隨著狀態(tài)數(shù)目的增加會出現(xiàn)所謂“維數(shù)災(zāi)”問題,增量動態(tài)規(guī)劃(IDP)可能收斂到非最優(yōu)解,逐步優(yōu)化算法(POA)需要一個(gè)好的初始軌跡才能收斂到最優(yōu)解[1]。因此,這些方法還有待進(jìn)一步的完善。
遺傳算法(GA)作為一種借鑒生物界自然選擇思想和自然基因機(jī)制的全局隨機(jī)搜索算法,可模擬自然界中生物從低級向高級的進(jìn)化過程,GA在優(yōu)化計(jì)算時(shí)從多個(gè)初始點(diǎn)開始尋優(yōu),對所求問題沒有太多的數(shù)學(xué)約束,而且優(yōu)化求解過程與梯度信息無關(guān)[2],因此在多個(gè)不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而GA在水庫優(yōu)化調(diào)度方面GA應(yīng)用相對較少[3],馬光文等[4]使用基于二進(jìn)制編碼的遺傳算法對水庫優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行了研究。由于二進(jìn)制編碼存在的編碼過長、效率低及需要反復(fù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等問題,暢建霞、王大剛分別提出了基于整數(shù)編碼的遺傳算法[5-6],并將GA與動態(tài)規(guī)劃的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。
自適應(yīng)遺傳算法(AdaptiveGA,AGA)使得交叉概率Pc和變異概率Pm能夠隨個(gè)體適應(yīng)度的大小以及群體適應(yīng)度的分散程度進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整,因而AGA能夠在保持群體多樣性的同時(shí),保證遺傳算法的收斂性。本文根據(jù)黑河金盆水庫的具體情況,建立了水庫長期優(yōu)化調(diào)度的自適應(yīng)遺傳算法模型,并將其與動態(tài)規(guī)劃的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。
2.水庫優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型的建立
金盆水庫為多功能水庫,其優(yōu)化調(diào)度應(yīng)使其達(dá)到城市供水量最大、灌溉缺水量最小、年發(fā)電量最大和棄水量最小等目標(biāo)要求。但此多目標(biāo)優(yōu)化模型如果直接采用多維多目標(biāo)動態(tài)規(guī)劃或其它方法求解,則可能因?yàn)槟繕?biāo)、狀態(tài)、和決策變量較多的占用計(jì)算機(jī)內(nèi)存和時(shí)間,因而有必要先做適當(dāng)處理,將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo),再進(jìn)行求解??紤]到城市供水和灌溉用水要求保證率高,因此將水庫優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)定為年發(fā)電量最大,而將城市與灌溉供水當(dāng)作約束條件進(jìn)行處理。
這樣,金盆水庫優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)就可以描述為:在滿足水庫城市供水、灌溉用水和蓄水要求條件下,使水庫年發(fā)電量最大。
目標(biāo)函數(shù):F=max(1)
上式中,N(k)為各時(shí)段的發(fā)電量。
約束條件:
①水量平衡約束:(2)
②水庫蓄水量約束:(3)
③電站水頭約束:(4)
④水輪機(jī)最大過流量約束:(5)
⑤電站出力約束;(6)
⑥城市供水約束:(7)
⑦灌溉供水約束:(8)
⑧非負(fù)約束。
其中,Nmin與Nmax分別為電站允許的最小及最大機(jī)組出力,Hmin與Hmax分別為電站最小及最大工作水頭,qmax為機(jī)組過水能力,WCt、WIt分別為第t時(shí)段城市和灌溉供水量。DIt為第t時(shí)段灌溉需水量,DCt,max與DCt,min分別為第t時(shí)段城市需水上下限。
3.自適應(yīng)遺傳算法的實(shí)現(xiàn)
在水庫優(yōu)化調(diào)度中,水庫的運(yùn)行策列一般用發(fā)電引用流量序列來表示,而該序列又可以轉(zhuǎn)換為水庫水位或庫容變化序列。對于水庫優(yōu)化調(diào)度的遺傳算法可以理解為:在水位的可行變化范圍內(nèi),隨機(jī)生成m組水位變化序列,,…,,其中,m為群體規(guī)模,n為時(shí)段數(shù),再通過一定的編碼形式分別將其表示為稱作染色體(個(gè)體)的數(shù)字串,在滿足一定的約束條件下,按預(yù)定的目標(biāo)函數(shù)評價(jià)其優(yōu)劣,通過一定的遺傳操作(選擇、交叉和變異),適應(yīng)度低的個(gè)體將被淘汰,只有適應(yīng)度高的個(gè)體才有機(jī)會被遺傳至下一代,如此反復(fù),直至滿足一定的收斂準(zhǔn)則。
3.1個(gè)體編碼
為簡化計(jì)算,本文采用實(shí)數(shù)編碼。個(gè)體的每一向量(基因)即為水庫水位的真值。表示
為:(9)
式中,分別為時(shí)段t水庫水位的最大值和最小值。m為控制精度的整數(shù),Nrand為小于m的隨機(jī)數(shù)。
3.2適應(yīng)度函數(shù)
在遺傳算法中,用適應(yīng)度函數(shù)來標(biāo)識個(gè)體的優(yōu)劣。通過實(shí)踐,采用如下適應(yīng)度函數(shù),效果更好。
(10)
式中為目標(biāo)函數(shù)值,c為目標(biāo)函數(shù)界值的保守估計(jì),并且≥0,≥0。水庫優(yōu)化調(diào)度為約束優(yōu)化問題,關(guān)于約束條件的處理,本文采用罰函數(shù)法,
(11)
式中,為原優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)值,M為罰因子,Wi為與第i個(gè)約束有關(guān)的違約值,p為違約數(shù)目。
3.3遺傳操作
交叉運(yùn)算交叉的目的是尋找父代雙親已有的但未能合理利用的基因信息。設(shè)x和y是兩父代個(gè)體,則交叉產(chǎn)生的后代為=ax+(1-a)y和=ay+(1-a)x,這里,a為[0,1]內(nèi)均勻分布的一個(gè)隨機(jī)數(shù)。
變異運(yùn)算通過變異可引入新的基因以保持種群的多樣性,它在一定程度上可以防成熟前收斂的發(fā)生。具體方法為:個(gè)體Z的每一個(gè)分量Zi,i=0,1…,n以概率1/n被選擇進(jìn)行變異。設(shè)對分量ZK進(jìn)行變異,其定義區(qū)間為(ZK,min,ZK,max),則
=(12)
式中,Rand為0到1之間的隨機(jī)數(shù),rand(u)函數(shù)產(chǎn)生最大值為u的正整數(shù)。
3.3參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整
遺傳算法的參數(shù)中交叉概率Pc和變異概率Pm的選擇是影響遺傳算法行為和性能的關(guān)鍵所在,直接影響算法的收斂性,Pc越大,新個(gè)體產(chǎn)生的速度就越快。然而,Pc過大,遺傳模式被破壞的可能性越大。對于變異概率Pm,如果Pm過小,不易形成新的個(gè)體;如果Pm過大,則遺傳算法就成了純粹的隨機(jī)搜索算法。自適應(yīng)遺傳算法(AGA)使得Pc和Pm能夠隨適應(yīng)度按如下公式自動調(diào)整:
Pc=(13)
Pm=(14)
式中,為群體中最大的適應(yīng)度值;為每代群體的平均適應(yīng)度值;為要交叉的兩個(gè)個(gè)體中較大的適應(yīng)度值;為要變異的的個(gè)體的適應(yīng)度值。,,,為自適應(yīng)控制參數(shù),其變化區(qū)間為(0,1)。
綜上所述,算法的運(yùn)算步驟為:
(1)初始化,設(shè)置控制參數(shù),產(chǎn)生初始群體;
(2)計(jì)算各個(gè)體的目標(biāo)函數(shù),應(yīng)用(5)式進(jìn)行適應(yīng)度變換;
(3)按隨機(jī)余數(shù)選擇法對母體進(jìn)行選擇;
(4)對群體進(jìn)行交叉和變異操作pc和pm分別按式(2)與(3)計(jì)算,得到新一代群體;
(5)檢驗(yàn)新一代群體是否滿足收斂準(zhǔn)則,若滿足,輸出最優(yōu)解,否則轉(zhuǎn)向步驟2。
4.模型求解及成果分析
金盆水庫壩高130米,總庫容2億方。該水庫是以給西安供水為主(按照設(shè)計(jì)年均向西安供水3.05億方),兼顧周至、戶縣共37萬畝農(nóng)田灌溉(年均灌溉供水1.23億方),還有發(fā)電、防洪等多功能的大型綜合利用水利工程。水庫的特征參數(shù)為:正常蓄水位594m,死水位520m,電站出力系數(shù)8.0,裝機(jī)容量2萬KW,保證出力4611KW,水輪機(jī)過流能力32.6m3/s,汛限水位591米,汛期7-9月,以某中水年為例,入庫徑流已知,用上述算法按年發(fā)電量最大求解水庫優(yōu)化調(diào)度,結(jié)果見表一。
表一自適應(yīng)遺傳算法計(jì)算結(jié)果
Table1.Resultsbyadaptivegeneticalgorithm
月份
入庫水量(108m3)
月末水位(m)
城市需水(108m3)
城市供水(108m3)
灌溉需水(108m3)
灌溉供水(108m3)
棄水(m3/s)
發(fā)電流量(m3/s)
水頭(m)
出力
(KW)
7
1.5160
572.63
0.3050
0.3050
0.2301
0.2301
20.10
40.04
6437.88
8
1.3178
591.00
0.2898
0.2898
0.2196
0.2196
24.75
68.87
13637.35
9
0.6973
591.00
0.2593
0.2593
0.1342
0.1342
26.90
77.50
16679.24
10
0.8464
594.00
0.2410
0.2410
0.0000
0.0000
30.05
78.69
18918.95
11
0.2063
589.33
0.2349
0.2349
0.0879
0.0879
12.47
76.88
7667.76
12
0.1963
587.96
0.2257
0.2257
0.0440
0.0440
10.08
75.26
6069.95
1
0.1513
585.61
0.2257
0.2257
0.0000
0.0000
8.43
73.38
4947.77
2
0.1260
582.23
0.2349
0.2349
0.0000
0.0000
9.72
70.31
5467.50
3
0.3000
581.54
0.2410
0.2410
0.0810
0.0810
12.20
68.38
6673.10
4
0.3732
581.75
0.2440
0.2440
0.1206
0.1206
14.07
68.14
7671.54
5
0.2373
561.68
0.2593
0.2593
0.0226
0.0226
31.83
59.00
15023.79
6
0.1776
520.00
0.2898
0.2898
0.2900
0.2900
32.56
32.06
8350.21
注:年發(fā)電量E=8608.3萬KW·h;POP=100;Gen=200;==0.85;==0.01。
作為比較,本文又使用了基本遺傳算法(SGA)、動態(tài)規(guī)劃法(DP)進(jìn)行計(jì)算,其目標(biāo)函數(shù)、約束條件完全相同。對應(yīng)的計(jì)算結(jié)果見表二,其中,DP的離散點(diǎn)為300。
表二動態(tài)規(guī)劃及基本遺傳算法計(jì)算結(jié)果比較
parisonofResultsofDPandSGA
月份
動態(tài)規(guī)劃(DP)計(jì)算結(jié)果
基本遺傳算法(SGA)計(jì)算結(jié)果
月末水位(m)
棄水(m3/s)
發(fā)電流量(m3/s)
水頭(m)
出力
(KW)
月末水位(m)
棄水(m3/s)
發(fā)電流量(m3/s)
水頭
(m)
出力
(KW)
7
572.5
20.23
39.95
6466.38
572.65
20.08
40.05
6433.56
8
591
24.62
68.82
13553.20
591.00
24.77
68.88
13650.11
9
591
26.90
77.50
16679.20
591.00
26.90
77.50
16679.24
10
593.5
30.02
78.72
18905.40
594.00
30.05
78.69
18918.97
11
588.5
13.10
76.68
8037.72
589.33
12.46
76.88
7663.79
12
586.5
10.53
74.83
6303.83
587.96
10.09
75.26
6075.39
1
584.5
8.79
72.28
5084.92
585.21
8.85
73.20
5180.34
2
581.5
9.82
69.17
5434.83
581.83
9.88
69.90
5524.98
3
580.5
12.46
67.30
6706.82
581.04
12.39
67.93
6733.84
4
580.5
14.40
66.90
7705.63
580.87
14.66
67.46
7911.34
5
562
29.42
58.24
13706.00
561.62
30.56
58.38
14273.88
6
520
0.32
32.60
32.31
8426.54
520.00
32.50
32.02
8323.96
注:DP年發(fā)電量8568.9萬KW·h;SGA年發(fā)電量8581.3萬KW·h,POP=100,Gen=200。
比較表一和表二可見,動態(tài)規(guī)劃在控制精度為0.5m時(shí),優(yōu)化結(jié)果為8568.9萬KW·h,低于SGA的8581.3萬KW·h和改進(jìn)本文算法的8608.3萬KW·h,主要是因?yàn)镈P的離散點(diǎn)數(shù)較后兩類算法少。為了說明本文算法的優(yōu)越性,將其與SGA在不同的進(jìn)化代數(shù)時(shí)分別進(jìn)行10次計(jì)算,結(jié)果列于表三。
表三不同進(jìn)化代數(shù)的兩類算法年發(fā)電量比較比較
parisonofResultsoftheTwoAlgorithmsinDifferentGeneration
編號
本文算法(AGA)
基本遺傳算法(SGA)
Gen=200
Gen=500
Gen=200
Gen=500
1
8607.1
8596.8
8374.1
8594.2
2
8597.5
8607.2
8581.6
8571.9
3
8604.7
8612.7
7957.2
8433.1
4
8601.2
8603.5
8593.4
8475.3
5
8596.6
8595.4
8599.1
8596.2
6
8606.8
8607.2
7837.2
8608.4
7
8608.3
8608.4
8365.9
7892.1
8
8525.4
8611.3
8521.5
8592.6
9
8605.9
8551.6
8575.3
8610.3
10
8603.4
8603.7
8121.6
8441.2
注:表中年發(fā)電量單位為萬KW·h。
從上表可以看出,隨著進(jìn)化代數(shù)的增加,兩算法計(jì)算結(jié)果都越接近最優(yōu)解;無論是自適應(yīng)遺傳算法還是基本遺傳算法,其計(jì)算結(jié)果明顯優(yōu)于動態(tài)規(guī)劃;在進(jìn)化代數(shù)相同時(shí),AGA的計(jì)算結(jié)果優(yōu)于SGA,并且未收斂次數(shù)也有明顯減少,表明AGA能夠有效加快收斂速度。
5.結(jié)論
本文建立了水庫優(yōu)化調(diào)度的自適應(yīng)遺傳算法模型,并將其用于黑河金盆水庫優(yōu)化調(diào)度。與動態(tài)規(guī)劃相比,遺傳算法能夠從多個(gè)初始點(diǎn)開始尋優(yōu),能有效的探測整個(gè)解空間,通過個(gè)體間的優(yōu)勝劣汰,因而能更有把握達(dá)到全局最優(yōu)或準(zhǔn)全局最優(yōu);自適應(yīng)遺傳算法通過參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整,能更有效的反映群體的分散程度以及個(gè)體的優(yōu)劣性,從而能夠在保持群體多樣性的同時(shí),加快算法的收斂速度。
ApplicationofAdaptiveGeneticAlgorithmstotheoptimaldispatchingofJinpenreservoir
FuYongfeng1ShenBing1LiZhilu1ZhangXiqian1
(1Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,
2HeadquartersofHeiheWaterDiversionProject,Xi’an,710061)
AbstractBasedontheanalysisofthecharacteristicsituationofJinpenreservoir,acomprehensiveoptimaloperationmodelisdevelopedwithconsiderationofitsmulti-objectiveandnonlinearfeatures.Themodelissolvedbythethreemethodsofdynamicprogram,thesimplegeneticalgorithmandtheadaptivegeneticalgorithm.Itisshowedthattheadaptivegeneticalgorithm,withthecharacterofitsparametercanbeadjustedadaptivelyaccordingtothedispersiondegreeofpopulationandthefitnessvalueofindividuals,hasthefastestconvergencevelocityandthebestresultcomparedtoothertwoalgorithms.
Keywords:optimaloperation;geneticalgorithms;dynamicprogram
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自“十•五”期間國家實(shí)施電力制度改革以來,電力體制市場化的程度便逐步加深。電力企業(yè)經(jīng)歷了政企分開、廠網(wǎng)分開的重大變革,實(shí)施了由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變。面對激烈的市場競爭環(huán)境,電力企業(yè)必須加快自身改革步伐,提高服務(wù)水平,完善服務(wù)職能,從而適應(yīng)市場的發(fā)展需求。市場化給予了電力企業(yè)更大的生存壓力,同時(shí)也為企業(yè)提供了更加廣泛的發(fā)展空間。電力企業(yè)要有搶抓機(jī)遇的意識,轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念,改進(jìn)工作作風(fēng),努力提高自身市場競爭力,加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的合作與協(xié)調(diào),實(shí)施精細(xì)化管理,提高經(jīng)濟(jì)效益。
1.2電網(wǎng)互聯(lián)互通格局初步形成
隨著電網(wǎng)市場化程度的加深,目前的電網(wǎng)已不再是彼此孤立的區(qū)域網(wǎng)絡(luò),而是由個(gè)發(fā)電集團(tuán)和電網(wǎng)公司聯(lián)合組成的電網(wǎng)集團(tuán),電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化格局已經(jīng)在全國范圍內(nèi)初步形成。電網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)的多樣性和區(qū)域化,以及電力企業(yè)主體的多元化,使得傳統(tǒng)行政手段管理日漸乏力。
1.3電網(wǎng)安全運(yùn)營的環(huán)境越發(fā)嚴(yán)峻
電網(wǎng)覆蓋范圍廣大,各地自然災(zāi)害和惡劣氣候給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大壓力。同時(shí),新技術(shù)、新工具、新方法在電網(wǎng)運(yùn)營中的應(yīng)用越發(fā)頻繁,在提高運(yùn)營水平的同時(shí),由于缺乏配套保障措施,也給系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來一定影響。
2當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理中存在的問題
2.1調(diào)度人員工作能力和心理素質(zhì)有待加強(qiáng)
電網(wǎng)調(diào)度的質(zhì)量水平直接關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)安全。電網(wǎng)運(yùn)行工作的特殊性,對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理人員的工作能力和心理素質(zhì)有著極高的要求,不僅要求調(diào)度人員有著較好的專業(yè)基礎(chǔ)和解決問題的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),還要求調(diào)度人員在緊急狀態(tài)下能夠從容不迫,迅速采取最佳方法,及時(shí)有效解決問題。作為一名合格的電網(wǎng)調(diào)度人員,必須全面了解電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式和相關(guān)陪套設(shè)施設(shè)備的詳細(xì)情況,以此為基礎(chǔ)才能保障在電網(wǎng)運(yùn)行狀況發(fā)生變化時(shí)發(fā)出的調(diào)度指令正確精準(zhǔn)、及時(shí)有效。但在實(shí)際工作中,部分調(diào)度人員還存在業(yè)務(wù)水平不高、責(zé)任心不強(qiáng)、對電網(wǎng)運(yùn)行和配套設(shè)備缺乏了解等問題,一旦遇到突發(fā)事件,不僅無法及時(shí)作出有效應(yīng)對,還很可能因惶恐或業(yè)務(wù)不熟的原因發(fā)出錯誤指令,輕則影響電網(wǎng)整體運(yùn)行水平,重則引發(fā)安全質(zhì)量事故。提高電網(wǎng)調(diào)度人員業(yè)務(wù)水平,強(qiáng)化調(diào)度人員責(zé)任意識,是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。
2.2調(diào)度班組管理制度有待規(guī)范
目前電網(wǎng)調(diào)度工作缺乏一套行之有效的管理體制。班組制度尚未規(guī)范,管理力度不強(qiáng),管理措施難以到位。調(diào)度工作缺乏系統(tǒng)的檔案管理,無法通過資料整理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查找電網(wǎng)運(yùn)行管理中的薄弱環(huán)節(jié)。員工安全意識不高,安全保障措施執(zhí)行不力。
2.3事故防范體系需要加強(qiáng)事故應(yīng)急演練是應(yīng)急防范體系的主要措施。其演練質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)安全事故應(yīng)急管理水平。在實(shí)際工作中,由于缺乏對系統(tǒng)設(shè)備的了解,或者調(diào)度人員安全意識薄弱,馬虎大意,缺乏對應(yīng)急演練的應(yīng)有重視,導(dǎo)致事故應(yīng)急演練效果不高。一旦遭遇事故,不能及時(shí)采取有效措施解決問題。
2.4電網(wǎng)調(diào)度自動化缺乏有效的配套支持
作為傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度發(fā)展的結(jié)果,自動化系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在我國電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理工作中。但由于發(fā)展時(shí)間尚短,在配套支持方面還存在很多問題。一是專業(yè)技術(shù)人員缺乏。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)對于維護(hù)人員的專業(yè)知識水平要求很高,目前能夠滿足工作要求的技術(shù)人員數(shù)量不多,致使系統(tǒng)缺乏有效維護(hù),使得系統(tǒng)運(yùn)行可靠性及穩(wěn)定性有所下降,不利于運(yùn)行安全與運(yùn)行質(zhì)量。另外,由于自動化系統(tǒng)屬于新生事物,傳統(tǒng)的管理理念與之難以相適應(yīng),限制了調(diào)度自動化系統(tǒng)效能的發(fā)揮。同時(shí),與調(diào)度自動化系統(tǒng)相配套的管理制度正在摸索研究之中。缺乏科學(xué)高效的制度保障電網(wǎng)調(diào)度自動化推廣應(yīng)用的又一難題。
3提高電網(wǎng)調(diào)度管理水平的有效措施
3.1加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度安全與運(yùn)行規(guī)范化管理
安全保障是電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度管理的首要目標(biāo)。要保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,必須切實(shí)做好安全管理。要按照國家關(guān)于安全生產(chǎn)的方針政策,貫徹落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制,嚴(yán)格執(zhí)行安全風(fēng)險(xiǎn)防范制度規(guī)范,積極做好安全事故應(yīng)急預(yù)案演練,不斷提高風(fēng)險(xiǎn)防范和安全保障能力。同時(shí),加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量管理,不斷完善調(diào)度管理制度,深化調(diào)度管理體制改革,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的規(guī)范化管理。做好電網(wǎng)設(shè)施的日常維護(hù)和檢修,及時(shí)排除影響電網(wǎng)運(yùn)行的設(shè)備故障和系統(tǒng)隱患。要嚴(yán)格審批檢修申請,并做好檢修過程監(jiān)督和檢修結(jié)果的檢查審核。
3.2建立高水平的電網(wǎng)調(diào)度人才培養(yǎng)機(jī)制
要保障電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度工作水平,必須打造一支高素質(zhì)的員工隊(duì)伍。而建立完善的電網(wǎng)調(diào)度人才培養(yǎng)機(jī)制是保障員工業(yè)務(wù)素質(zhì)和工作能力滿足工作要求的基礎(chǔ)措施。要結(jié)合工作實(shí)際,創(chuàng)造性地開展業(yè)務(wù)培訓(xùn)活動,針對工作中常見問題,加強(qiáng)調(diào)度人員應(yīng)急處理和事故防范能力;強(qiáng)化操作人員安全意識,提高電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的管理和維護(hù)水平。
3.3建立科學(xué)、合理的考核體系
電網(wǎng)調(diào)度水平的高低直接關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量,進(jìn)而影響到電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的多寡。加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度工作績效管理,提高電網(wǎng)服務(wù)水平,是保證電力企業(yè)取得經(jīng)濟(jì)效益的重要措施。要結(jié)合企業(yè)運(yùn)行實(shí)際,以提高電網(wǎng)服務(wù)水平為目標(biāo),建立科學(xué)公正的考核機(jī)制。對電網(wǎng)調(diào)度工作實(shí)施量化管理,不僅可以清楚全面反映出調(diào)度人員的工作水平,也是了解掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀況,查找問題,改進(jìn)工作的重要手段。
中小水庫的建設(shè)對當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了一定的作用,但這些中小水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相對較低。當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生較小洪水時(shí),各中小水庫將攔蓄部分洪水以滿足當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水的需要;當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生大洪水時(shí),各中小水庫為了自身安全將開閘放水;當(dāng)發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí),某中小水庫可能發(fā)生潰壩。所有這些事件的發(fā)生都將對長潭水庫的防洪和安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此,研究上游中小水庫的洪水行為對長潭水庫設(shè)計(jì)洪水調(diào)度的影響,對確定長潭水庫運(yùn)行原則有著重要的意義。
2典型洪水頻率分析計(jì)算
流域內(nèi)修建中小水庫后,使流域的產(chǎn)匯流特征和水力條件發(fā)生了很大的變化。中小水庫一方面增加了長潭水庫防洪能力,但其調(diào)度的隨意性卻在一定程度上增加了長潭水庫調(diào)度的難度,對長潭水庫的防洪與水資源的綜合開發(fā)利用具有一定的影響。為了提高水庫的綜合效益,針對長潭水庫的實(shí)際情況,對重現(xiàn)期T=20~30(P=5%~3.33%)年間的洪水進(jìn)行了系統(tǒng)研究。由于各中小水庫所在斷面無P=5%~3.33%的洪水流量過程,故由暴雨過程經(jīng)流域水文模型產(chǎn)匯流計(jì)算推求出其洪水過程;用典型地區(qū)組合同倍比放大組成地區(qū)洪水;然后分別對各部分洪水進(jìn)行河道演算,逐級演算至長潭水庫后將其線性疊加,推求出長潭水庫的入庫洪水過程;對長潭水庫入庫洪水過程進(jìn)行調(diào)洪演算,推求出該重現(xiàn)期考慮上游中小水庫影響下的長潭水庫設(shè)計(jì)洪水調(diào)度成果[1]。長潭水庫不同頻率的設(shè)計(jì)洪水過程直接采用廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院1995年11月研究的(《廣東省長潭水電站水庫洪水復(fù)查報(bào)告》中成果,見圖1。
2.1典型洪水選取
選取典型洪水的原則是既能滿足設(shè)計(jì)洪水對典型洪水的要求,同時(shí)還能代表流域內(nèi)洪水地區(qū)組成的特點(diǎn)。由歷史資料分析后認(rèn)為,1983年6月發(fā)生過的一場洪水(洪峰流量Qm=3281m3/s)大體上能滿足上述條件。故選取該場洪水作為典型洪水。
2.2典型洪水暴雨資料
按照天然流域劃分方法將長潭水庫壩址以上流域分為東留、東留~石磺峰、石磺峰~下壩、竹嶺和長潭區(qū)間5塊單元面積。每塊單元面積上選取3個(gè)雨量站,用加權(quán)平均法推求出每塊單元面積上的面雨量。
2.3由暴雨資料推求洪水過程
長潭水庫壩址以上流域地處南方濕潤地區(qū),氣候溫和,雨量豐沛,由暴雨資料推求洪水過程選用在濕潤和半濕潤地區(qū)廣泛應(yīng)用且行之有效的三水源新安江模型。模型的結(jié)構(gòu)及計(jì)算方法大家都熟知,在此不再贅述[2]。根據(jù)1983年6月14日8時(shí)~6月18日8時(shí)暴雨資料經(jīng)流域水文模型產(chǎn)匯流計(jì)算推求出其進(jìn)入長潭水庫的洪水過程,見圖2。
3水庫調(diào)洪演算
根據(jù)長潭水庫水量平衡方程、水庫調(diào)度原則和入庫洪水過程經(jīng)調(diào)洪演算,推求出水庫下泄過程和各特征水位。
3.1不考慮上游中小水庫影響
不考慮上游中小水庫的影響(天然情況,下同),分別對不同頻率的設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行調(diào)洪演算,成果見表1。
3.2考慮上游中小水庫影響
當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生P=5%~3.33%洪水時(shí),上游中小水庫將攔蓄部分洪水,具有一定的調(diào)蓄作用。為了考慮其調(diào)蓄作用對長潭水庫調(diào)洪演算的影響,將1983年6月發(fā)生的洪水進(jìn)行同倍比放大后得到P=5%~3.33%長潭水庫洪水過程。分別按汛限水位144.0m保持不變和將汛限水位分別提高到144.5m、145.0m進(jìn)行調(diào)洪演算,成果見表2。
3.3上游中小水庫發(fā)生潰壩
當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生P=0.1%洪水時(shí),根據(jù)上游中小水庫的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為下壩、竹嶺、石磺峰和東留四個(gè)中小水庫全部發(fā)生潰壩;當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生P=0.5%洪水時(shí),認(rèn)為下壩、竹嶺和石磺峰三個(gè)中小水庫發(fā)生潰壩,東留不發(fā)生潰壩。將長潭水庫設(shè)計(jì)洪過程水和各水庫潰壩進(jìn)入長潭水庫的洪水過程疊加后進(jìn)行調(diào)洪演算,成果表3,有關(guān)潰壩洪水的分析計(jì)算將另文討論,不再贅述[3]。各水庫計(jì)算的潰壩洪水過程見圖3。
4成果對比分析
4.1不考慮上游中小水庫影響
不考慮上游中小水庫影響的長潭水庫調(diào)洪演算成果對比見表4。從表中可見,P=0.1%最高庫水位計(jì)算值比修改初設(shè)低了1.36m;P=0.5%最高庫水位計(jì)算值比修改初設(shè)低了0.13m;P=1%最高庫水位計(jì)算值比修改初設(shè)高了0.56m;P=3.33%最高庫水位計(jì)算值比修改初設(shè)低了0.02m;P=5%最高庫水位計(jì)算值比修改初設(shè)高了0.25m。P=0.1%最高庫水位計(jì)算值比1995年復(fù)查低了0.14m;P=0.5%最高庫水位計(jì)算值比1995年復(fù)查高了0.68m;P=1%最高庫水位計(jì)算值比1995年復(fù)查高了0.22m;P=3.33%最高庫水位計(jì)算值比1995年復(fù)查高了0.28m;P=5%最高庫水位計(jì)算值與1995年復(fù)查相同。由此可見,不考慮上游中小水庫影響的長潭水庫調(diào)洪演算成果總體上與1995年復(fù)查成果相比差別不大。
4.2考慮上游中小水庫影響
考慮上游中小水庫影響的調(diào)洪演算成果對比見表5。從表中可見,當(dāng)長潭水庫汛限水位為144.0m,P=3.33%和P=5%時(shí),考慮上游中小水庫影響的最高庫水位比不考慮上游中小水庫影響的最高庫水位分別低了0.20m和1.19m;當(dāng)長潭水庫汛限水位為144.5m,P=3.33%和和P=5%時(shí),,考慮上游中小水庫影響的最高庫水位比不考慮上游中小水庫影響的最高庫水位分別低了0.07m和0.71m;當(dāng)長潭水庫汛限水位為145.0m,P=3.33%和P=5%時(shí),考慮上游中小水庫影響的最高庫水位比不考慮上游中小水庫影響的最高庫水位分別低了0.02m和0.26m;當(dāng)長潭水庫汛限水位高于145.0m時(shí),P=3.33%時(shí)的洪水位將超過水庫相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)水位。
4.3上游中小水庫發(fā)生潰壩
上游中小水庫發(fā)生潰壩的調(diào)洪演算成果對比見表6。從表中可見,P=0.1%上游中小水庫發(fā)生潰壩的最高庫水位比修改初設(shè)、1995年復(fù)查和本次計(jì)算的最高庫水位分別提高了4.20m、5.45m和5.59m(水位157.73m是按水庫調(diào)度原則進(jìn)行調(diào)洪演算至25個(gè)時(shí)段時(shí)的值,實(shí)際上調(diào)洪演算至23個(gè)時(shí)段時(shí),水庫水位已達(dá)156.68m,超過千年一遇的校核水位0.68m);P=0.5%考慮上游中小水庫發(fā)生潰壩的最高庫水位比修改初設(shè)、1995年復(fù)查和本次計(jì)算的最高庫水位分別高了3.58m、4.39m和3.71m。
5結(jié)論與建議
1系統(tǒng)的總體構(gòu)成
本系統(tǒng)是以技術(shù)先進(jìn)性、可靠性、實(shí)用性和開放性為原則,結(jié)合倉山區(qū)調(diào)度自動化的要求及可將來擴(kuò)充到配電自動化而設(shè)計(jì)的一套具有當(dāng)前國內(nèi)先進(jìn)水平的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。DF9100主站系統(tǒng)采用調(diào)度/配電自動化系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)思想,統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫平臺、統(tǒng)一應(yīng)用平臺以及統(tǒng)一界面風(fēng)格等;同時(shí),不同的應(yīng)用運(yùn)行于不同的節(jié)點(diǎn),不同的功能分布配置,成為一套完整的、統(tǒng)一的、一致的調(diào)度/配電自動化系統(tǒng)。
1.1監(jiān)控和管理中心層
中心層是整個(gè)調(diào)度/配電一體化自動化系統(tǒng)的核心。主要采集、管理整個(gè)系統(tǒng)中變電所RTU、配電子站傳上來的數(shù)據(jù),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、存儲、事故的報(bào)警、遠(yuǎn)方的控制;配電網(wǎng)絡(luò)故障的隔離、無故障區(qū)域的供電恢復(fù)。負(fù)責(zé)與多個(gè)子系統(tǒng)的接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
其主站系統(tǒng)基于100M高速以太網(wǎng),采用10/100M自適應(yīng)集線器。系統(tǒng)采用分布式的處理結(jié)構(gòu),各功能軟件分布在不同計(jì)算機(jī)上,系統(tǒng)具有良好的開放性。兩臺DELL4000服務(wù)器構(gòu)成數(shù)據(jù)庫和實(shí)時(shí)庫服務(wù)器實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備用。兩臺通信工作站及調(diào)度員、巡檢、維護(hù)、WEB工作站選用了DELLPIII高檔微機(jī),在基本配置的基礎(chǔ)上添加了AGP顯卡(帶16M內(nèi)存)、聲卡和音箱,滿足圖像加速處理及多媒體要求。以上機(jī)器按雙網(wǎng)配置使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)分流和冗余備份。
1.2配電子站與變電所RTU
由于配網(wǎng)中監(jiān)控設(shè)備點(diǎn)多面廣,不可能把所有的站端監(jiān)控設(shè)備直接連在主站上,這樣必須增加中間一級,稱為配電子站。由配電子站管理附近的開閉所、柱上斷路器、配變的配電終端監(jiān)控設(shè)備,以管轄范圍內(nèi)10kV線路的故障隔離、無故障區(qū)域的供電恢復(fù),并將處理結(jié)果上報(bào)主站。
1.3配電終端監(jiān)控設(shè)備層
他們是整個(gè)系統(tǒng)的底層,完成開閉所、柱上斷路器、配變的配電終端監(jiān)控設(shè)備。本期共安裝5臺FTU(JA-196PK)、2臺TTU(JA-196PB)、2臺RTU(JA-196PKB)實(shí)現(xiàn)兩條10kV線路饋線自動化,與配電子站通信采用載波的方式。
1.4結(jié)構(gòu)圖
圖1
2調(diào)度/配電一體化自動化系統(tǒng)主站的特點(diǎn)
2.1采用調(diào)度/配電自動化系統(tǒng)一體化
減少投資,只投資一套主站,便具有完整的調(diào)度SCADA功能,還具有配電調(diào)度自動化系統(tǒng)功能;同時(shí)考慮系統(tǒng)將來的發(fā)展,將來在具有地理信息系統(tǒng)(GIS)的運(yùn)行環(huán)境時(shí),能完成AM/FM/GIS功能;以及能完成DMS功能。避免了重復(fù)投資。
采用調(diào)度/配電自動化和AM/FM/GIS系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)思想,具有統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫平臺、統(tǒng)一應(yīng)用平臺以及統(tǒng)一界面風(fēng)格,實(shí)現(xiàn)變電所實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與配電實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一,同時(shí)考慮將來擴(kuò)展GIS因此DF9100系統(tǒng)在GIS與SCADA低層平臺的進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)、規(guī)約處理等方面共用Xopens平臺,提供基于軟總線的平臺接口函數(shù)直接供GIS系統(tǒng)取得實(shí)時(shí)信息,不需要通過中間環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)接,實(shí)現(xiàn)SCADA與GIS的無縫連接。
2.2結(jié)構(gòu)分層,功能分布式的開放系統(tǒng)
全面采用開放的工業(yè)及國際標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)支撐平臺,硬件平臺:Intel系列PC機(jī)、服務(wù)器;RISC技術(shù)的ALPHA、SUN工作站等。本系統(tǒng)采用Intel系列PC機(jī)。操作系統(tǒng):WindowsNT操作系統(tǒng),系統(tǒng)也支持UNIX操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò):采用TCP/IP協(xié)議等國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
應(yīng)用系統(tǒng)具有分層開放平臺結(jié)構(gòu),歷史數(shù)據(jù)庫采用目前國際上流行的、支持ANSI-SQL訪問的關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQLServer,主要用于歷史數(shù)據(jù)存儲,數(shù)據(jù)庫模式建立,以及對外部系統(tǒng)的訪問接口。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫常駐內(nèi)存,支持?jǐn)?shù)據(jù)的快速訪問和處理,支持CLIENT/SERVER模式SQL訪問。歷史數(shù)據(jù)庫和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫均支持冗余雙服務(wù)器熱備用機(jī)制,冗余服務(wù)器之間自動地保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。
標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分布通信協(xié)議的廣義軟總線接口規(guī)范化,針對邏輯通信對象,透明支持各種內(nèi)部應(yīng)用及外部應(yīng)用。
人機(jī)界面系統(tǒng)中全部采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù),所有圖元和電力系統(tǒng)符號作為對象處理,使處理更加方便。支持用戶化的各類計(jì)算及控制。
各關(guān)鍵功能節(jié)點(diǎn)分別采用2N或N+1冗余方式。如前置機(jī)系統(tǒng),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,歷史庫服務(wù)器,調(diào)度工作站以及以太網(wǎng)絡(luò)等均采用此種配置工作模式。為整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)采集直接通過終端服務(wù)器進(jìn)入以太網(wǎng)絡(luò),不需要通過前置機(jī)轉(zhuǎn)接,可靠性高。系統(tǒng)擴(kuò)展性好,數(shù)據(jù)處理軟件可以固定駐留在數(shù)據(jù)處理機(jī)上也可以任意切換到其他在線運(yùn)行的機(jī)器中。處理速度快。
3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能
DF9100系統(tǒng)主要功能是完成變電所和配電網(wǎng)的監(jiān)測控制功能,并進(jìn)行對配電網(wǎng)絡(luò)故障的隔離、無故障區(qū)域的供電恢復(fù)。通過變電所RTU和配電子站采集變電所和配電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的工程處理和計(jì)算處理及形象化顯示;對斷路器變位事件、遙測越限和事故跳閘報(bào)警處理;通過變電所RTU和配電子站遠(yuǎn)程控制變電所內(nèi)和開閉所的斷路器、柱上斷路器、配變等;對運(yùn)行過程產(chǎn)生的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的管理;根據(jù)采集的實(shí)時(shí)遙信量進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?,斷路器變位時(shí)可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)動態(tài)著色;對所有通道進(jìn)行監(jiān)控和對終端設(shè)備進(jìn)行主站端維護(hù)功能。
在水資源工程中可靠性概念應(yīng)用早于風(fēng)險(xiǎn),例如在水庫調(diào)度中,人們早就用發(fā)電保證率、灌溉保證率等概念方法評價(jià)水庫運(yùn)行策略的優(yōu)劣。風(fēng)險(xiǎn)分析在70年代后期才滲透到水資源研究領(lǐng)域,并最早在美國水資源開發(fā)中得以應(yīng)用。1984年北大西洋公約組織成立了ASI高級研究所,專門從事水資源工程的可靠性與風(fēng)險(xiǎn)研究,并提出了水資源工程可靠性與風(fēng)險(xiǎn)的研究框架和系統(tǒng)理論、方法及評價(jià)指標(biāo)。目前世界各國對水資源工程中的風(fēng)險(xiǎn)決策以及水資源系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)分析都高度重視,并開展了廣泛的研究〔2,3〕。但作為水資源系統(tǒng)研究的一個(gè)重要分支——水庫調(diào)度,其風(fēng)險(xiǎn)概念和分析方法80年代才提出,研究剛剛起步。
近年來國內(nèi)的許多學(xué)者對此進(jìn)行了研究〔4〕。傅湘等用概率組合方法估算了水庫下游防洪區(qū)的洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)率,用系統(tǒng)分析方法建立了大型水庫汛限水位風(fēng)險(xiǎn)分析模型;馮平等研究了汛限水位對防洪和發(fā)電的影響,通過風(fēng)險(xiǎn)效益比較定量給出了合理的汛限水位;謝崇寶等分析了水庫防洪風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算中水文、水流及水位庫容關(guān)系的不確定性,研究了水庫防洪全面風(fēng)險(xiǎn)率模型應(yīng)用問題;梁川以極差分析法進(jìn)行防洪調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)評估;王本德等〔5〕建立了水庫防洪實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)度模型,該模型考慮了水庫下游防洪效益與水庫風(fēng)險(xiǎn)兩個(gè)目標(biāo),又在論述水庫預(yù)蓄效益與風(fēng)險(xiǎn)分析的必要性和主要困難的基礎(chǔ)上,首先提出了一種風(fēng)險(xiǎn)率的計(jì)算方法,然后提出一種以經(jīng)濟(jì)效益與風(fēng)險(xiǎn)率為目標(biāo)的水庫預(yù)蓄水位模糊控制模型及求解方法;田峰巍等提出了依據(jù)典型聯(lián)合概率分布函數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)決策方法。李國芳和覃愛基采用頻率分析方法,對水利工程經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析方面進(jìn)行探討,得出一些有益的結(jié)論。隨著矩分析方法和熵理論的日臻完善,可將信息熵、概率論和風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)結(jié)合起來,建立最大熵風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)模型。李繼清等〔6〕采用層次分析方法,將水利工程經(jīng)濟(jì)效益系統(tǒng)劃分為防洪、發(fā)電、灌溉(供水)效益子系統(tǒng),辯識出風(fēng)險(xiǎn)因子,通過兩種風(fēng)險(xiǎn)組合方式,建立最大熵模型,得到系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的風(fēng)險(xiǎn)特性。
2風(fēng)險(xiǎn)分析的一般方法〔5~10〕<>
2.1靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合的調(diào)查方法
調(diào)查方法是通過對風(fēng)險(xiǎn)主體進(jìn)行實(shí)際調(diào)查并掌握風(fēng)險(xiǎn)的有關(guān)信息。動態(tài)與靜態(tài)結(jié)合是指調(diào)查既要了解主體的現(xiàn)狀,又要了解過去,又要?dú)w納總結(jié),預(yù)測它的未來。就水資源系統(tǒng)而言采用調(diào)查法對有些問題并不適宜,如水庫調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)問題。
2.2微觀與宏觀相結(jié)合的系統(tǒng)方法
系統(tǒng)方法是現(xiàn)代科學(xué)研究的重要方法。它是從系統(tǒng)整體性出發(fā),通過研究風(fēng)險(xiǎn)主體內(nèi)部各方面的關(guān)系、風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境諸要素之間的關(guān)系、風(fēng)險(xiǎn)主體同風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境的關(guān)系等,確定風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)的目標(biāo),建立系統(tǒng)整體數(shù)學(xué)模型,求解最優(yōu)風(fēng)險(xiǎn)決策,建立風(fēng)險(xiǎn)利益機(jī)制,進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)處理。該方法適用廣泛,從理論上講是較科學(xué)、理想,但應(yīng)用難度大。
2.3定性和定量相結(jié)合的分析方法
2.3.1定性風(fēng)險(xiǎn)分析方法定性風(fēng)險(xiǎn)分析方法主要用于風(fēng)險(xiǎn)可測度很小的風(fēng)險(xiǎn)主體。常用的方法有調(diào)查法、矩陣分析法和德爾菲法。德爾菲法是美國咨詢機(jī)構(gòu)蘭德公司首先提出,主要是借助于有關(guān)專家的知識、經(jīng)驗(yàn)和判斷來對風(fēng)險(xiǎn)加以估計(jì)和分析。在水資源系統(tǒng)中有些不確定性因素難以分析、計(jì)算,因此該法在水庫調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)決策中具有實(shí)用價(jià)值。
2.3.2定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法是借助數(shù)學(xué)工具研究風(fēng)險(xiǎn)主體中的數(shù)量特征關(guān)系和變化,確定其風(fēng)險(xiǎn)率(或度)。
(1)基于概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)分析方法
概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是研究水庫調(diào)度中可靠性與風(fēng)險(xiǎn)率的最為有力的工具,如過去對水庫運(yùn)行的發(fā)電保證率和灌溉保證率等的計(jì)算均是建立在該基礎(chǔ)上的。該基礎(chǔ)理論和方法也適宜于解決風(fēng)險(xiǎn)率的計(jì)算。
根據(jù)水庫調(diào)度中風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn),以下介紹4種方法:
①采用典型概率分布函數(shù)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)率
在水庫調(diào)度中,影響風(fēng)險(xiǎn)主體的不確定性風(fēng)險(xiǎn)變量(或隨機(jī)變量)大都服從一些典型的概率分布,如三角形分布、威布爾分布、正態(tài)分布、高斯分布、伽瑪分布、皮爾遜Ⅲ型分布等。因此用概率分布密度函數(shù)的積分便可分析計(jì)算決策指標(biāo)獲取的可靠率或風(fēng)險(xiǎn)率指標(biāo),該法計(jì)算簡單且精度也可基本滿足要求。
②依據(jù)貝葉斯原理計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)率
設(shè)B1、B2、…、Bn是一組互斥的完備事件集,即Bi互不相容,則有∑Bi=Ω,又設(shè)P(Bi)>0,則對任一事件A,設(shè)P(A)>0,則有:
P
式中,P(Bi)為先驗(yàn)概率(已知)或事前概率;P(A/Bi)是與先驗(yàn)概率相關(guān)的條件概率(已知);P(Bi/A)是事件A發(fā)生的條件下,引起B(yǎng)i發(fā)生的概率,為后驗(yàn)概率(未知)。
在水庫調(diào)度中當(dāng)Bi為水庫放水,A為影響水庫放水的入庫水量和庫水位,則P(Bi/A)為水庫在已知入庫水量和庫水位的條件下,水庫放水的概率。同理,可對水庫放水的風(fēng)險(xiǎn)率進(jìn)行計(jì)算。
③風(fēng)險(xiǎn)度分析法
用概率分布的數(shù)學(xué)特征如標(biāo)準(zhǔn)差σ或σ-半標(biāo)準(zhǔn)差,可說明風(fēng)險(xiǎn)的大小。σ或σ-越大則風(fēng)險(xiǎn)越大,反之越小。因?yàn)楦怕史植荚椒稚ⅲ瑢?shí)際結(jié)果遠(yuǎn)離期望值的概率就越大。
σ=(DX)1/2=((Xi-MX)2/(n-1))1/2或σ-=(DX)1/2=((Xi-MX)2P(Xi))1/2
σ是僅統(tǒng)計(jì)Xi<MX或Xi>MX。用σ、σ-比較風(fēng)險(xiǎn)大小雖然簡單,概念明確,但σ-為某一物理量的絕對量,當(dāng)兩個(gè)比較方案的期望值相差很大時(shí)可比性差,同時(shí)比較結(jié)果可能不準(zhǔn)確。為了克服用σ-可比性差的不足,可用其相對量作為比較參數(shù),該相對量定義為風(fēng)險(xiǎn)度FDi,即標(biāo)準(zhǔn)差與期望值的比值(方差系數(shù)):
FDi=σi/MX=σi/μi
風(fēng)險(xiǎn)度FDi越大,風(fēng)險(xiǎn)越大,反之亦然。風(fēng)險(xiǎn)度不同于風(fēng)險(xiǎn)率,前者的值可大于1,而后者只能小于等于1。
④離散狀態(tài)組合法
此法的基本原理是,首先給出各風(fēng)險(xiǎn)變量的離散型估計(jì)值;然后按照概率組合原理由這些離散的估計(jì)值來推求結(jié)果出現(xiàn)的大小及其可能性。該法屬窮舉的范疇,當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)變量較多,且每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)變量的離散狀態(tài)個(gè)數(shù)較多時(shí),就存在“維數(shù)災(zāi)”。但在風(fēng)險(xiǎn)變量個(gè)數(shù)較少,每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)變量內(nèi)有發(fā)生或不發(fā)生兩種狀態(tài)即三項(xiàng)分布的情況下,用這種方法分析風(fēng)險(xiǎn)十分有效。
(2)基于馬爾柯夫過程的風(fēng)險(xiǎn)分析法
水庫調(diào)度中的入庫徑流過程一般服從于馬爾柯夫過程(馬氏過程)。馬氏過程是一類變量之間和相互關(guān)聯(lián)影響的非平穩(wěn)隨機(jī)過程,其基本特性是無后效性。因此可用馬氏過程狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率來推求水庫調(diào)度中風(fēng)險(xiǎn)變量相互影響的風(fēng)險(xiǎn)率計(jì)算問題。用馬氏過程已成功地推求了水庫調(diào)度方案的發(fā)電可靠率(保證率)。
(3)蒙特卡洛模擬法(MC法)
此法是目前西方國家廣泛應(yīng)用的投資風(fēng)險(xiǎn)分析方法,其基本思路是將影響工程經(jīng)濟(jì)效果的風(fēng)險(xiǎn)變量依各自的分析分別進(jìn)行隨機(jī)取樣,然后用各變量的隨機(jī)值來計(jì)算經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)值,這樣對每個(gè)變量隨機(jī)地取一次樣就可以計(jì)算出經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)的一個(gè)隨機(jī)值,要作出經(jīng)濟(jì)效果評價(jià)指標(biāo)與其實(shí)現(xiàn)的累積概率的關(guān)系曲線,需要多次的重復(fù)試驗(yàn),且隨隨機(jī)風(fēng)險(xiǎn)變量的增多,其重復(fù)模擬計(jì)算的次數(shù)也要增多,需借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。另外,這種方法難以解決各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)變量之間的相互影響,且要求給出各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)變量的概率分布曲線,在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不足時(shí)難以實(shí)現(xiàn)。MC法可以考慮隨機(jī)變量各影響因素,但計(jì)算量大且結(jié)果未必一定精確。所以,在有其它簡單方法時(shí),一般都避免使用MC法,或以此法作為一種對照。
(4)模糊數(shù)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)分析法
水庫調(diào)度中的不確定性因素很多,如徑流、用水、庫水位變化等,常模糊不清,具有明顯的模糊現(xiàn)象和特征,因而用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析是非常適宜的。
(5)一階二次矩法
此法的步驟是先選擇一理論分布族g(y)=g(y,θ)來逼近Z=f(X1,X2,…,Xn)的概率分布,然后用泰勒公式將Z在(X1,X2,…,Xn)的均值(μ1,μ2,…,μn)處展開,舍去二次以上的高階項(xiàng),這樣近似求得的二階矩,進(jìn)而估計(jì)參數(shù)。
一階二次矩法未考慮有關(guān)基本變量分布類型的信息,因此不能用概率指標(biāo)合理反映結(jié)構(gòu)的可靠度,實(shí)際上變量的分布類型對可靠度是有影響的。本法只適用于線性方程,當(dāng)狀態(tài)方程為非線性時(shí),在中心點(diǎn)處取線性近似,因此可靠度指標(biāo)是近似的。由于狀態(tài)方程在描述一個(gè)問題時(shí),因方程形式不同,其可靠度指標(biāo)的近似值也不同,無法保持不變性是該方法的最大弱點(diǎn)。
(6)極限狀態(tài)法(JC法)
JC法是一階二次矩法的改進(jìn),該法適用于隨機(jī)變量為任意分布的情況。其基本原理是:先將隨機(jī)變量的非正態(tài)分布用正態(tài)分布代替,對于此正態(tài)分布函數(shù)要求在驗(yàn)算點(diǎn)處的累計(jì)概率分布函數(shù)(CDF)值和概率密度函數(shù)(PDF)值與原來分布函數(shù)的CDF值和PDF值相同。然后根據(jù)這兩個(gè)條件求得等效正態(tài)分布的均值和標(biāo)準(zhǔn)差,最后用一階二次矩法求出風(fēng)險(xiǎn)值。
(7)最大熵法
最大熵法的基礎(chǔ)是信息熵,此熵定義為信息的均值,它是對整個(gè)范圍內(nèi)隨機(jī)變量不確定性的量度。信息論中信息量的出發(fā)點(diǎn)是把獲得的信息作為消除不確定性的測度,而不確定性可用概率分布函數(shù)描述,這就將信息熵和廣泛應(yīng)用的概率論方法相聯(lián)系;又因風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)實(shí)質(zhì)上就是求風(fēng)險(xiǎn)因素的概率分布,因而可以將信息熵、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)和概率論方法有機(jī)地聯(lián)系起來,建立最大熵風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)模型:先驗(yàn)信息(已知數(shù)據(jù))構(gòu)成求極值問題的約束條件,最大熵準(zhǔn)則得到隨機(jī)變量的概率分布。
應(yīng)用最大熵準(zhǔn)則構(gòu)造先驗(yàn)概率分布有如下優(yōu)點(diǎn):①最大熵的解是最超然的,即在數(shù)據(jù)不充分的情況下求解,解必須和已知的數(shù)據(jù)相吻合,而又必須對未來的部分做最少的假定;②根據(jù)熵的集中原理,絕大部分可能狀態(tài)都集中在最大熵狀態(tài)附近,其預(yù)測是相當(dāng)準(zhǔn)確的;③用最大熵求得的解滿足一致性要求,不確定性的測度(熵)與試驗(yàn)步驟無關(guān)。
最大熵法的計(jì)算量小于蒙特卡洛法,需要進(jìn)行許多數(shù)學(xué)推導(dǎo),計(jì)算較復(fù)雜,所以通常只應(yīng)用在大型工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)分析中。
3結(jié)語
目前,風(fēng)險(xiǎn)分析的方法已有多種,它們在考慮因素、輸入信息、計(jì)算量以及適用對象上各有不同,進(jìn)行汛期水庫調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí),應(yīng)結(jié)合本領(lǐng)域本地區(qū)的具體情況、特點(diǎn),比較和改進(jìn)現(xiàn)有的方法。洪水調(diào)度系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng),本身具有復(fù)雜性,因而還要積極拓展其他新理論新方法的研究。
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1.1計(jì)劃管理計(jì)劃管理通常包括停電計(jì)劃管理及生產(chǎn)計(jì)劃管理,其中前者的計(jì)劃管理主要包括閱讀停電管理、周停電計(jì)劃管理及帶點(diǎn)作業(yè)計(jì)劃等。而后者主要包括周生產(chǎn)管理計(jì)劃、月生產(chǎn)管理計(jì)劃及每項(xiàng)生產(chǎn)管理計(jì)劃等。
1.2電網(wǎng)資源管理它是供電管理的核心部分,只要是有關(guān)供電企業(yè)中的各類電網(wǎng)資源,都?xì)w于電網(wǎng)資源管理。主要功能是為其它管理模塊提供可靠的信息數(shù)據(jù),為提高供電效率提供基礎(chǔ)性作用。電網(wǎng)資源管理根據(jù)功能,可以分成五大部分,分別為低壓、輸電、配電、圖形資源管理及變電。其中低壓主要負(fù)責(zé)供電系統(tǒng)中低壓線路的運(yùn)行情況,低壓線路的維修及護(hù)養(yǎng)工作;變電主要負(fù)責(zé)變電中的維護(hù)及統(tǒng)計(jì)工作,在供電運(yùn)行中,很多供電設(shè)備如變電站、變電設(shè)備、變電單元及基礎(chǔ)參數(shù)等,由于供電穩(wěn)定需要,必須給予維護(hù),才能保證供電正常、安全。所以,在實(shí)際供電時(shí),要對這都些設(shè)備給予維護(hù)。輸電資源,主要包括供電中有關(guān)電能輸送相關(guān)的設(shè)備及材料,如輸電電纜、桿塔、架空線路等,對這些材料給予系統(tǒng)管理,才能夠保證供電的穩(wěn)定性。配電資源管理主要包括配電線路查詢及統(tǒng)計(jì)工作。圖形資源管理。在供電運(yùn)行中,通常包括大量的供電圖譜,如輸電線路圖、變電站二次圖、基本圖形維護(hù)等,將這些圖形管理到位,對于供電系統(tǒng)運(yùn)行管理以及維修護(hù)養(yǎng)都具有重要意義。
1.3電網(wǎng)運(yùn)行管理電網(wǎng)運(yùn)行管理是供電運(yùn)行的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),只有對運(yùn)行中的各種信息進(jìn)行及時(shí)處理,才能夠保證配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。具體包含以下幾個(gè)方面:首先,設(shè)備缺陷管理。在供電中,由于眾多原因,導(dǎo)致供電設(shè)備出現(xiàn)故障,應(yīng)采取一定措施,對故障原因進(jìn)行分析,將設(shè)備故障出現(xiàn)原因、處理過程,分類、匯總及統(tǒng)計(jì),制成缺陷匯總統(tǒng)計(jì)表格。其次,設(shè)備評定管理。為了保證供電運(yùn)行正常,不出現(xiàn)差錯,在每個(gè)季度,要對低壓、輸電、配電及變電進(jìn)行一次評級,并將評級過程及結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)管理。再次,設(shè)備試驗(yàn)管理。在供電運(yùn)行中,要經(jīng)常對運(yùn)行設(shè)備的試驗(yàn)周期進(jìn)行檢驗(yàn),以提供相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)。第四,設(shè)備巡視管理。在供電運(yùn)行中,為了避免出現(xiàn)供電故障,通常要對輸電、配電及變電設(shè)備進(jìn)行巡視管理,將巡視中有關(guān)信息數(shù)據(jù)及時(shí)存檔,為后期的設(shè)備檢修提供數(shù)據(jù)依據(jù)。第五,設(shè)備檢修管理。主要負(fù)責(zé)對供電運(yùn)行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行記錄,包括故障位置、故障原因、故障處理措施等。第六:運(yùn)行記錄管理。主要將供電運(yùn)行情況進(jìn)行記錄,為日后維修工作提供依據(jù)。
1.4綜合應(yīng)用管理首先,它具有自動生成報(bào)表的功能,所以,在供電中發(fā)揮著重要作用。在報(bào)表生成時(shí),需要各種設(shè)備運(yùn)行情況,如變壓器情況統(tǒng)計(jì)、全局設(shè)備數(shù)量統(tǒng)計(jì)及配電網(wǎng)基本情況等。生成的報(bào)表以words形式輸出。其次,查詢統(tǒng)計(jì)分析功能。綜合應(yīng)用管理系統(tǒng)中包括多個(gè)模塊,其中查詢統(tǒng)計(jì)分析功能能夠?yàn)槠渌K提供自定義查詢,從而實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行信息多樣化查詢功能。再次,數(shù)據(jù)接口功能,它能夠?yàn)楣╇娤到y(tǒng)提供接口;通過該接口,可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及對外共享。
2應(yīng)用效果分析
首先,實(shí)現(xiàn)了諸多管理,如流轉(zhuǎn)批審、員工檔案歸檔及作廢;能夠?qū)╇娖髽I(yè)月度停電計(jì)劃及時(shí)上報(bào);調(diào)度員通過交接班操作,實(shí)現(xiàn)了早中晚三次交接班管理工作。其次,優(yōu)化了供電企業(yè)的運(yùn)行結(jié)構(gòu),提高了供電企業(yè)的供電效率。再次,提高了供電運(yùn)行穩(wěn)定性,并且為供電設(shè)備維護(hù)工作提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。另外,根據(jù)供電需要,對供電運(yùn)行過程進(jìn)行適度調(diào)整。第四,加強(qiáng)了供電運(yùn)行中的檢修工作,同時(shí)也增加了短信等業(yè)務(wù),以提高供電效率。此外,對供電設(shè)備檢修申請時(shí)間和申請進(jìn)度進(jìn)行督促,從而提高了短信提醒的實(shí)用性。第五,目前,供電企業(yè)在供電數(shù)據(jù)管理上,通常采用兩臺服務(wù)器,在運(yùn)行數(shù)據(jù)備份時(shí),采用Oracle數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的邏輯導(dǎo)出,也提升了服務(wù)器的運(yùn)行效率,降低了運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
1 引言
已往的調(diào)度運(yùn)行過程中,無功調(diào)整是以分層、分區(qū)就地平衡為原則,盡量使功率因數(shù)達(dá)到0.95以上;電網(wǎng)電壓是以母線電壓范圍為依據(jù)來調(diào)整的,一般發(fā)電廠220 kV母線為220 kV-242 kV,110 kV母線為ll0kV-120 kV,35 kV母線為35 kV-0 kV,10 kV母線為10 kV-11 kV;一般變電站500 kV、220 kV、110 kV、35 kV、10 kV母線分別為500 kV-50 kV、213.4 kV-235.4 kV、106.7 kV-117.7 kV、3.95 kV-37.45 kV、10 kV-10.7 kV。也就是說給了一個(gè)定性的電網(wǎng)電壓和功率因數(shù)允許偏差范圍。實(shí)際電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工況是:
(1)無功調(diào)整應(yīng)以分層、分區(qū)和就地平衡為原則,達(dá)不到這個(gè)原則就避免不了長距離線路或多級變壓器輸送無功功率現(xiàn)象;
(2)使各級電壓在允許偏差范圍內(nèi)基本達(dá)到,但時(shí)有超允許偏差范圍發(fā)生;
(3)供電電壓的調(diào)整使電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的電壓值高于電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)的電壓值(正向調(diào)壓原則)不但做不到,而且電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的電壓值一般都比電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)的電壓值低;
(4)對每個(gè)區(qū)域性電網(wǎng)和電壓等級在每段具體的時(shí)間內(nèi)沒有一個(gè)最優(yōu)的運(yùn)行電壓值,所以根本談不上經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓問題和電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓調(diào)度問題。
可喜的是,近幾年隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展,全國農(nóng)網(wǎng)、城網(wǎng)改造即將完成,電網(wǎng)電力調(diào)度自動化水平大幅提高,SCADA系統(tǒng)(監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))、MIS系統(tǒng)(管理信息系統(tǒng))、DMS系統(tǒng)(配電網(wǎng)管理系統(tǒng))、EDC系統(tǒng)(經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng))、EMS系統(tǒng)(能量管理系統(tǒng))等的大量應(yīng)用,使電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍。特別是無功電壓優(yōu)化理論的廣泛研究和無功電壓優(yōu)化元件的大量應(yīng)用,使無功電壓管理水平大大提高。我們通過調(diào)度自動化系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線計(jì)算和離線計(jì)算,從理論上解決了電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓問題和無功優(yōu)化問題,為電網(wǎng)調(diào)度無功電壓管理與優(yōu)化開辟了光明的前景。
2 電網(wǎng)無功管理與優(yōu)化的主要措施
無功優(yōu)化,首先要搞好分層、分區(qū)就地平衡。無功補(bǔ)償?shù)睦硐霠顟B(tài)是各級電壓線路上沒有無功電流流動,各級電壓母線的功率因數(shù)均等于l,避免經(jīng)長距離線路或多級變壓器輸送無功功率。
(1)應(yīng)本著自下而上,由末端向電源端的順序逐級平衡補(bǔ)償。
(2)需補(bǔ)償容量,其中P為最大負(fù)荷月平均有功功率。
(3)調(diào)度員要加強(qiáng)對變電站無功、電壓的調(diào)整,保持變電站母線電壓質(zhì)量和補(bǔ)償裝置的及時(shí)投停;全部補(bǔ)償裝置投入后,變電站母線無功補(bǔ)償仍不能滿足要求時(shí),應(yīng)匯報(bào)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)解決。
(4)新上變電站或電網(wǎng)改造應(yīng)盡量考慮無功自動補(bǔ)償裝置。
(5)調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷變化和調(diào)壓需要,對電廠電壓監(jiān)視控制點(diǎn)編制和下達(dá)電壓曲線(或無功負(fù)荷曲線),電廠和具有無功調(diào)整能力的變電站應(yīng)嚴(yán)格按照供電公司下達(dá)的電壓曲線自行調(diào)整無功出力,值班調(diào)度員有權(quán)根據(jù)電網(wǎng)情況進(jìn)行修改,并監(jiān)督執(zhí)行。
(6)無功負(fù)荷高峰期間,電廠發(fā)電機(jī)無功要增到監(jiān)視控制點(diǎn)電壓達(dá)到目標(biāo)電壓值或按發(fā)電機(jī)P―Q曲線帶滿無功負(fù)荷為止。
(7)無功負(fù)荷低谷期間,電廠發(fā)電機(jī)無功要減到監(jiān)視控制點(diǎn)電壓降至目標(biāo)電壓值或功率因數(shù)提到0.98(遲相)以上(或其它參數(shù)到極限)。
3 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓調(diào)整的主要措施
通過調(diào)度自動化系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線計(jì)算和離線計(jì)算,然后利用負(fù)荷電壓的對應(yīng)關(guān)系曲線,在保證電壓質(zhì)量的基礎(chǔ)上,適度、合理地調(diào)整發(fā)電機(jī)端電壓和變壓器分接頭,投切電容器及調(diào)相機(jī)調(diào)壓等手段,使電網(wǎng)運(yùn)行電壓可以達(dá)到最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓,從而達(dá)到降損節(jié)電效果。
(1) 在做到無功功率平衡的前提下,然后利用負(fù)荷電壓的對應(yīng)關(guān)系曲線,按負(fù)荷分時(shí)段進(jìn)行調(diào)整變壓器的分接頭。當(dāng)母線電壓低時(shí),先投電容器組,后調(diào)整主變分頭,有載調(diào)壓變壓器必須逐個(gè)分接頭調(diào)整;當(dāng)母線電壓超出偏移上限時(shí),應(yīng)首先調(diào)整主變分接開關(guān)檔位,以降低電壓,無力調(diào)整時(shí),才將電容器退出運(yùn)行。
(2) 在電壓允許偏差范圍內(nèi),供電電壓的調(diào)整使電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的電壓值高于電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)的電壓值。
(3) 在有調(diào)壓能力的情況下,嚴(yán)禁使各級電壓超限值運(yùn)行。
(4)調(diào)度員要加強(qiáng)對變電站無功、電壓的調(diào)整,保持變電站母線電壓質(zhì)量和補(bǔ)償裝置的及時(shí)投停;全部調(diào)壓手段用完后,變電站母線電壓質(zhì)量仍不能滿足要求時(shí),應(yīng)及時(shí)匯報(bào)上級值班調(diào)度員協(xié)助調(diào)整。
(5) 一般35 kV以上的供電網(wǎng)中,負(fù)載損耗約占總損耗的80%左右,負(fù)荷電壓的對應(yīng)關(guān)系優(yōu)化曲線一般偏中上限運(yùn)行,因此白天負(fù)荷重時(shí)應(yīng)提高母線運(yùn)行電壓。
(6) 6-10 kV配電網(wǎng)中,變壓器損耗約占配電網(wǎng)總損耗的70%左右,變壓器空載損耗約占配電網(wǎng)總損耗的30%-55%;農(nóng)網(wǎng)變壓器空載損耗約占變壓器總損耗的70%~80%。特別是后半夜運(yùn)行時(shí),因負(fù)荷低,往往運(yùn)行電壓偏高,造成空載損耗比例更大。所以配電線路(特別是農(nóng)網(wǎng))在深夜低負(fù)荷期間,在用戶對電壓偏移要求的允許范圍內(nèi),按電壓下限運(yùn)行,可使損耗減少。
(7) 在保證二次電壓的前提下,應(yīng)盡量提高分接頭檔位以降低鐵心磁通密度,該工作不需頻繁做,但也不能長期不管,每年應(yīng)按季節(jié)分1―2次進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
(8) 因?yàn)殡娋W(wǎng)的負(fù)荷是變動的,我們不必要對任意負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)電壓的調(diào)整。從調(diào)度的實(shí)用性和可操作性考慮,我們可以根據(jù)變壓器的調(diào)壓檔位和規(guī)程規(guī)定的電壓偏移值,利用負(fù)荷電壓的對應(yīng)關(guān)系分時(shí)段、按負(fù)荷進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)壓。
(9) 已執(zhí)行上款規(guī)定但監(jiān)視控制點(diǎn)電壓仍高達(dá)目標(biāo)電壓值的102%及以上時(shí),100 MW以下容量地方發(fā)電機(jī)組功率因數(shù)要求達(dá)到l(自動勵磁調(diào)節(jié)裝置投運(yùn)。
(10) 如果不能通過調(diào)度自動化系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線計(jì)算,可以通過負(fù)荷曲線進(jìn)行離線計(jì)算,同樣可以解決電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓問題和無功優(yōu)化問題,調(diào)整運(yùn)行電壓具體條件如下。
(a) 當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)載損耗與空載損耗的比值K大于表1中數(shù)值時(shí),提高運(yùn)行電壓有降損節(jié)電效果。
表1 高運(yùn)行電壓降損判別
(b) 當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)載損耗與空載損耗的比值K小于表2中數(shù)值時(shí),降低運(yùn)行電壓有降損節(jié)電效果。
表2 低運(yùn)行電壓降損判別
4 電網(wǎng)無功電壓管理與優(yōu)化的實(shí)例
某電網(wǎng)原北郊站,平均有功負(fù)荷13000 kW,平均無功負(fù)荷5000 kvar。經(jīng)過理論計(jì)算,在35kV用戶化肥廠和北工線、一化線、二化線等10 kV用戶增加無功補(bǔ)償2 800 kvar,使平均功率因數(shù)由0.933提高到0.986。北郊站主變年降損2.73萬kWh,北郊線年降損21.5萬kwh,上級主變年降損5.3萬kwh,上級110kV安埠線年降損6.25萬kwh,220 kV站主變年降損2.1萬kwh,僅僅主站電網(wǎng)年降損37.88萬kwh。另外,通過調(diào)節(jié)南埠站和北郊站主變分接頭,北郊線和北郊站主變及10 kV系統(tǒng),年降損約5萬kWh。
2通信調(diào)度的職責(zé)
國網(wǎng)山西電網(wǎng)通信調(diào)度是全省電力通信網(wǎng)運(yùn)行管理指揮中心。負(fù)責(zé)全省電力通信網(wǎng)的運(yùn)行管理工作,負(fù)責(zé)電力通信網(wǎng)調(diào)度,對所轄通信網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,負(fù)責(zé)通信網(wǎng)故障、檢修受理時(shí)的各級通信專業(yè)間的指揮協(xié)調(diào)及與省調(diào)間的協(xié)調(diào),負(fù)責(zé)電路(光路)管理、統(tǒng)計(jì)評價(jià)分析,負(fù)責(zé)受理所轄區(qū)域通信設(shè)備檢修計(jì)劃的制定、上報(bào)及檢修工作票的監(jiān)督執(zhí)行,負(fù)責(zé)組織主干通信網(wǎng)反事故演習(xí)及應(yīng)急演練,負(fù)責(zé)主干通信網(wǎng)應(yīng)急預(yù)案的編制與修訂工作,負(fù)責(zé)所轄設(shè)備的季節(jié)性安全檢查、隱患排查治理、安全性評價(jià)工作,負(fù)責(zé)主干通信網(wǎng)信息化管理系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的管理等工作。
3加強(qiáng)通信調(diào)度運(yùn)行管理
隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展,通信網(wǎng)絡(luò)將會更進(jìn)一步地得到快速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜,通信設(shè)備種類的繁多,通信新技術(shù)的應(yīng)用,通信運(yùn)行維護(hù)將面臨更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。省公司“三集五大”體系建設(shè)的“回頭看”、通信調(diào)度與信息調(diào)度融合的推進(jìn),通信調(diào)度作為通信網(wǎng)運(yùn)行管理窗口,也隨之面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。那么如何應(yīng)對即將到來的考驗(yàn)和機(jī)遇,通信調(diào)度應(yīng)從以下幾方面提供運(yùn)行管理水平。
3.1加強(qiáng)通信專業(yè)的學(xué)習(xí)交流
通信調(diào)度人員原則上應(yīng)具備通信網(wǎng)各專業(yè)基本理論知識及實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn),只有如此才能達(dá)到遇到故障發(fā)生,通信調(diào)度員能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題,通過查看網(wǎng)管、試話等手段,初步判斷故障發(fā)生的原因,并及時(shí)準(zhǔn)確地組織協(xié)調(diào)各級通信調(diào)度及相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行故障受理,能夠準(zhǔn)確下發(fā)調(diào)度指令、指揮合理到位,而不是盲目地將申報(bào)人描述的故障現(xiàn)象重復(fù)性地復(fù)述給相關(guān)人員。因此要利用工作及業(yè)務(wù)時(shí)間為通信調(diào)度人員提供、創(chuàng)造學(xué)習(xí)交流的平臺,通過與其他專業(yè)技術(shù)人員的互通學(xué)習(xí)或邀請通信設(shè)備廠家技術(shù)人員以授課的方式進(jìn)行講解,掌握更多更細(xì)的通信技術(shù)知識;通過對通調(diào)人員的集中培訓(xùn)或現(xiàn)場實(shí)際操作學(xué)習(xí),提高通調(diào)人員故障處理的分析判斷能力;通過對典型案例進(jìn)行較為細(xì)致的分析探討,為通調(diào)人員積累故障處理判斷經(jīng)驗(yàn)。另外,由于全省各級通信調(diào)度人員普遍存在年齡偏大的問題,這對于及時(shí)了解通信新技術(shù)、掌握新系統(tǒng)的操作使用、掌握各類網(wǎng)管的實(shí)際操作都存在較大的弊端,因此建議為各級通信調(diào)度充實(shí)年輕技術(shù)力量,為進(jìn)一步提高通信調(diào)度的運(yùn)行管理工作以及為下一步與信息調(diào)度融合奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3.2完善通信調(diào)度各項(xiàng)規(guī)章制度及臺帳
為了適應(yīng)新形式、新體制的發(fā)展、不斷提高通信網(wǎng)運(yùn)行管理水平,建立健全運(yùn)行管理規(guī)程、制度,完善、優(yōu)化各類電路、方式匯編和基礎(chǔ)資料是規(guī)范通信調(diào)度管理的首要條件。進(jìn)一步完善通信調(diào)度管理規(guī)定,明確通信調(diào)度職責(zé)范圍、崗位要求、值班規(guī)范以及各類巡視制度,規(guī)范了專業(yè)臺帳和各種日常工作記錄,規(guī)范了通信檢修審批流程、規(guī)范了通信運(yùn)行方式的下發(fā)形式和格式等。為了便于通信調(diào)度員的日常查看,在故障判斷或處理時(shí)能夠迅速準(zhǔn)確地找到中斷電路運(yùn)行方式票,通信調(diào)度對歷年下發(fā)的通信運(yùn)行方式,按照業(yè)務(wù)類型、重要等級等方式,進(jìn)行匯編。每年整理匯編出山西電網(wǎng)輸電線路繼電保護(hù)通信運(yùn)行方式、國網(wǎng)一、二級電路運(yùn)行方式、山西電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通信運(yùn)行方式、山西電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)二平面通信運(yùn)行方式、山西電力通信網(wǎng)行政、調(diào)程中繼通信運(yùn)行方式以及山西電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)通信運(yùn)行方式等。同時(shí)根據(jù)電網(wǎng)改造,新建站點(diǎn)、設(shè)備的增加,對山西電網(wǎng)主干光纜系統(tǒng)圖、主干光纖系統(tǒng)圖、NEC系統(tǒng)圖、GPT系統(tǒng)圖、波分系統(tǒng)圖、國網(wǎng)、華北網(wǎng)設(shè)備連接圖進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。
3.3制定合理規(guī)范的檢修計(jì)劃
通信檢修工作實(shí)現(xiàn)分級管理、逐級審批的管理原則。通信檢修是電網(wǎng)檢修的重要組成部分,應(yīng)嚴(yán)格按照電力通信設(shè)備檢修工作有關(guān)規(guī)程、規(guī)定的要求執(zhí)行,實(shí)施閉環(huán)管理。涉及通信業(yè)務(wù)的電網(wǎng)基建、檢修工作應(yīng)納入通信檢修管理范圍。通信檢修計(jì)劃分為計(jì)劃檢修、臨時(shí)檢修和緊急檢修。計(jì)劃檢修包括年度計(jì)劃檢修和月報(bào)計(jì)劃檢修;未列入年度和月度計(jì)劃檢修的檢修為臨時(shí)檢修;因遭外力破壞和不可預(yù)測的通信設(shè)備故障需立即實(shí)施的通信檢修為緊急檢修。按照《國家電網(wǎng)公司通信網(wǎng)檢修管理辦法》,進(jìn)一步規(guī)范通信網(wǎng)檢修管理。主干通信網(wǎng)檢修結(jié)合電網(wǎng)一次檢修和通信獨(dú)立檢修,每年、月制定合理的通信檢修計(jì)劃,按照相關(guān)要求將影響電網(wǎng)或上級單位的檢修按時(shí)上報(bào)省調(diào)度和上級通信單位,并按照相關(guān)流程嚴(yán)格執(zhí)行通信檢修工作審批流程。待所有審批環(huán)節(jié)通過后,通信調(diào)度需落實(shí)是否已采取相應(yīng)的保障措施,如已采取保障措施,方可依據(jù)通信檢修票的申請工作時(shí)間安排相關(guān)單位開展檢修工作。
3.4做好主干通信網(wǎng)的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)、分析工作
通信網(wǎng)的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行分析以及運(yùn)行月報(bào)是衡量通信網(wǎng)運(yùn)行情況的三份總結(jié)性報(bào)告。其中運(yùn)行分析、運(yùn)行月報(bào)的編制均要依據(jù)通信調(diào)度值班日志,通信工作檢修計(jì)劃及檢修票的執(zhí)行情況等作為基礎(chǔ)性資料,通過對通信調(diào)度所轄范圍內(nèi)通信網(wǎng)的運(yùn)行情況按照月度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及評價(jià),分析系統(tǒng)中存在的安全隱患,及時(shí)提出整改意見。并通過月報(bào)的形式使各專業(yè)部門了解通信網(wǎng)的運(yùn)行情況。統(tǒng)計(jì)分析包括了對通信設(shè)備的統(tǒng)計(jì)分析、設(shè)備故障的統(tǒng)計(jì)分析以及通信通道的統(tǒng)計(jì)分析。其中通信設(shè)備的統(tǒng)計(jì)分析是通信調(diào)度所轄范圍內(nèi)的各級通信網(wǎng)中通信設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),分析所轄區(qū)域內(nèi)通信設(shè)備的使用狀況、建設(shè)規(guī)模及發(fā)展趨勢和規(guī)劃需求;設(shè)備故障的統(tǒng)計(jì)分析是針對本年度各類通信設(shè)備故障數(shù)量、故障時(shí)間、故障類別、故障原因、故障分布、采取措施的統(tǒng)計(jì)分析,及時(shí)準(zhǔn)確地反映各類通信設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量及各相關(guān)單位的運(yùn)行維護(hù)水平;通信通道的統(tǒng)計(jì)分析是按照對通信通道數(shù)量、故障次數(shù)、業(yè)務(wù)中斷時(shí)間及保障率進(jìn)行統(tǒng)計(jì),從而分析通信設(shè)備及運(yùn)行管理單位對通信業(yè)務(wù)的保障能力等。
3.5強(qiáng)化通信調(diào)度信息化管控手段
信息化技術(shù)的深化,已滲透到各行各業(yè),通信專業(yè)也不例外。由于通信設(shè)備種類的繁多以及各類設(shè)備的數(shù)量大,為了便于監(jiān)控這些分布分散的各類通信設(shè)備,通信專業(yè)建設(shè)了20多套通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)。但這些網(wǎng)管系統(tǒng)自成體系,沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的查詢操作界面,不便于通信調(diào)度人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控。鑒于此,國網(wǎng)公司從2012年起推廣的國網(wǎng)通信管理系統(tǒng)(TMS系統(tǒng))已逐步成為各分部、省公司通信調(diào)度日常工作中重要的組成部分,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對個(gè)單位所轄區(qū)域通信資源的運(yùn)行維護(hù)和資源調(diào)度的全過程管控,實(shí)現(xiàn)了通信系統(tǒng)值班管理、檢修管理、方式管理以及故障管理等流程的全過程管控,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對各單位各類網(wǎng)管的對接,為通信調(diào)度員提供了實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。實(shí)踐證明,該系統(tǒng)的成功應(yīng)用,為通信調(diào)度的運(yùn)行管理提供了信息化平臺,提高了通信調(diào)度的協(xié)調(diào)指揮能力。
3.6提高通信調(diào)度的服務(wù)意識
通信調(diào)度作為通信專業(yè)的窗口,不僅承擔(dān)著各級通信調(diào)度的協(xié)調(diào)指揮、承上啟下的重任,同時(shí)還負(fù)責(zé)著省公司辦公電話查詢、電話寬帶業(yè)務(wù)受理、生產(chǎn)信息的以及迎接各級領(lǐng)導(dǎo)的參觀指導(dǎo)工作,因此優(yōu)質(zhì)服務(wù)是通信調(diào)度工作中一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。在日常工作中,通信調(diào)度人員要保持飽滿的精神狀態(tài),熱情的工作態(tài)度,規(guī)范的工作方式,標(biāo)準(zhǔn)的文明用語,用“優(yōu)質(zhì)、方便、快捷、真誠”對待每一位客戶,不斷改進(jìn)工作中的不足,使通信調(diào)度真正成為信通公司的形象部門。3.7與信息調(diào)度的融合隨著“三集五大”體系建設(shè)的磨合提升和機(jī)制完善,通信調(diào)度與信息調(diào)度的融合也會逐步完善。對于兩個(gè)截然不同的專業(yè),信息通信調(diào)度的成立將切實(shí)作為兩大專業(yè)融合的一個(gè)切入點(diǎn)。因此為了能夠順利融合信息調(diào)度的工作方式及內(nèi)容,在保障電網(wǎng)安全生產(chǎn)的前提下,通信調(diào)度應(yīng)逐步借鑒學(xué)習(xí)信通調(diào)度的扁平化管控模式,了解并逐漸掌握信息調(diào)度值班管理制度、值班監(jiān)控內(nèi)容、檢修規(guī)程以及各類信息系統(tǒng)的監(jiān)控方式等,最終實(shí)現(xiàn)通信調(diào)度與信息調(diào)度的融合,實(shí)現(xiàn)國家電網(wǎng)公司提出的“三統(tǒng)五大”(三統(tǒng):統(tǒng)一組織架構(gòu)、統(tǒng)一人員隊(duì)伍、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)流程,五大:大值班、大日志、大報(bào)表、大運(yùn)維、大展示)。
二、建立基于TD-SCDM無線通信的調(diào)度管理系統(tǒng)
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,通信技術(shù)的應(yīng)用已受到了社會各界的廣泛關(guān)注,相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺經(jīng)歷了終端主機(jī)方式到服務(wù)器方式的演變。并且在信息數(shù)據(jù)收集、存儲和處理上,也從封閉式逐步走向開放時(shí)。由此可知,通信技術(shù)的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)了我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天,井下越來越多的電力設(shè)備、調(diào)度中心的信息資源共享及工作流程優(yōu)化的要求,為了有效滿足煤礦井下的安全生產(chǎn)要求,建立基于通信技術(shù)的調(diào)度管理系統(tǒng),不僅可以確保煤礦安全生產(chǎn),同時(shí)也是促進(jìn)煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。由于煤礦生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)在煤礦井下安全生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用,因此,利用通信技術(shù)來建立煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng),規(guī)范煤礦生產(chǎn)的調(diào)度管理,減少指揮人員的工作負(fù)擔(dān),從而提高工作效率和精確度。
針對當(dāng)前煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)存在的問題,在建設(shè)調(diào)度管理信息系統(tǒng)中,首先應(yīng)借鑒國內(nèi)外比較先進(jìn)的煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理信息系統(tǒng)進(jìn)行分析、研究,結(jié)合煤礦企業(yè)內(nèi)部的具體生產(chǎn)情況和實(shí)際需求進(jìn)行分析,將兩者有效結(jié)合,采用TD-SCDM無線通信技術(shù),并結(jié)合煤礦企業(yè)現(xiàn)有的信息化平臺,提供語音、視頻、數(shù)據(jù)一體的網(wǎng)絡(luò)平臺,如圖1所示,通過利用通信技術(shù)與調(diào)度管理信息系統(tǒng)連接,其可以及時(shí)對井下生產(chǎn)進(jìn)行指揮,同時(shí)也可以及時(shí)進(jìn)行緊急情況的處理。采用TD-SCDM礦用無線通信與煤礦生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng),其主要有以下特點(diǎn):第一,具有先進(jìn)的無線管理功能,通過搭載無線視頻監(jiān)控和人員定位等數(shù)字化建設(shè),指揮調(diào)度人員只需要通過語音、視頻進(jìn)行調(diào)度或召開會議,則可以進(jìn)行通信與管理;第二,信息收集與分析功能,對掘進(jìn)隊(duì)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及井下各個(gè)環(huán)節(jié)的安全生產(chǎn)情況等基礎(chǔ)資料進(jìn)行收集,按照年、月、日對煤炭生產(chǎn)產(chǎn)量及安全情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)現(xiàn)信息共享,及時(shí)地、有效地解決煤礦生產(chǎn)中的實(shí)際問題;第三,資源合理分配功能,根據(jù)煤礦企業(yè)內(nèi)部的具體情況和煤炭生產(chǎn)需要合理分配勞動力,對機(jī)電設(shè)備、配件、雷管等進(jìn)行檢查;第四,數(shù)據(jù)資料存儲、查詢功能,對收集到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及相關(guān)資料以超文本的形式存在,從而實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的煤礦安全生產(chǎn);第五,可靠的冗余功能,煤礦生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)支持單板、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)級等三級冗余能力,在煤礦生產(chǎn)中,若某一環(huán)節(jié)或節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障,調(diào)度管理信息系統(tǒng)將會自動進(jìn)行主設(shè)備的倒換,以保證整合系統(tǒng)的正常運(yùn)行;第六,漫游功能,利用無線通信技術(shù)在煤礦井上設(shè)置多個(gè)基站,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)漫游和無縫卻換的功能,這樣系統(tǒng)不僅可以實(shí)時(shí)對煤礦井下的生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測,也可以對各個(gè)基站的指揮調(diào)度人員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)級調(diào)度和漫游調(diào)度,該系統(tǒng)支持全局錄音功能;第七,多級調(diào)度功能,指揮調(diào)度人員只需權(quán)限設(shè)置,則可以實(shí)現(xiàn)上級調(diào)度臺對下級調(diào)度臺的調(diào)度,同時(shí)總調(diào)度臺可以對各分調(diào)度臺進(jìn)行調(diào)度,建設(shè)全網(wǎng)多級調(diào)度管理信息系統(tǒng),以滿足對多用戶管理的需求。
電力生產(chǎn)中最長提的口號就是“安全第一”。安全,就是不發(fā)生事故,這是電力企業(yè)的頭等大事。一旦電網(wǎng)發(fā)生事故,輕者造成部分客戶停電,重者則使電網(wǎng)的安全運(yùn)行受到威脅,造成電網(wǎng)運(yùn)行失去穩(wěn)定,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺娋W(wǎng)瓦解,釀成大面積停電,使國民經(jīng)濟(jì)遭受極其巨大的損失。因此,努力保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,這是電網(wǎng)調(diào)度的首要任務(wù)。加強(qiáng)“三道防線”建設(shè),在現(xiàn)有電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)下,加強(qiáng)調(diào)度管理,特別是加強(qiáng)繼電保護(hù)和運(yùn)行方式的運(yùn)行管理,完善應(yīng)急機(jī)制,并實(shí)時(shí)安全告警是確保電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。
1.加強(qiáng)二次設(shè)備管理
加強(qiáng)二次設(shè)備管理,尤其是繼電保護(hù)與安全自動裝置的管理。繼電保護(hù)既是電網(wǎng)運(yùn)行的安全屏障,同時(shí)又可能是電網(wǎng)事故擴(kuò)大的根源。搞好繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行管理,使繼電保護(hù)裝置處于良好的運(yùn)行狀態(tài),才能確保其正確動作。運(yùn)行管理的關(guān)鍵是堅(jiān)持做到“三個(gè)管好”和“三個(gè)檢查”。
1.1 “三個(gè)管好”
管好測控保護(hù)設(shè)備:測控保護(hù)屏標(biāo)示牌、編號齊全,端子排、信號刀閘有雙編號且標(biāo)注清楚,便于運(yùn)行中檢查。管好直流系統(tǒng)及各個(gè)分支保險(xiǎn):定期檢查直流系統(tǒng)及儲能元件工作狀態(tài),所有保險(xiǎn)制訂雙編號,定期核對保險(xiǎn)編號及定值表,檢查保險(xiǎn)后的直流電壓。管好壓板:編制壓板投切表或壓板圖,每班檢查核對,做好投切記錄,壓板的投切操作寫入操作票。同時(shí)在保護(hù)校驗(yàn)后或因異常情況保護(hù)退出后需重新投入前,應(yīng)測量壓板兩端是否有電壓,以防止投入壓板時(shí)保護(hù)誤動。
1.2 “三個(gè)檢查”
送電后的檢查:送電后,除檢查電流表有指示,斷路器確已合上外,還需檢查保護(hù)、位置燈為紅燈,正常送電瞬時(shí)動作的信號延時(shí)復(fù)歸。停電后的檢查:除判明斷路器斷開的項(xiàng)目外,還需要檢查位置燈為綠燈,正常停電瞬時(shí)動作的信號延時(shí)復(fù)歸。事故跳閘后的檢查:除檢查斷路器的狀態(tài)、性能外,還需要檢查保護(hù)動作的信號、出口模塊接點(diǎn)、保險(xiǎn)是否完好,必要時(shí)檢查輔助接點(diǎn)的切斷情況。
2.加強(qiáng)運(yùn)行方式的管理
2.1 運(yùn)行方式編制原則
選取最合理的結(jié)線方式,保證整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行,力求達(dá)到電網(wǎng)運(yùn)行的最大經(jīng)濟(jì)性;保證重要客戶供電可靠性和靈活性;電壓質(zhì)量符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn);便于電網(wǎng)事故處理。
2.2 電網(wǎng)運(yùn)行方式管理應(yīng)做好四項(xiàng)主要工作
把運(yùn)行方式管理制度化,從制度上規(guī)范電網(wǎng)運(yùn)行方式的管理工作,年運(yùn)行方式的編制應(yīng)依據(jù)上一年電網(wǎng)運(yùn)行中存在的問題,進(jìn)行防范,即將反事故措施落實(shí)到運(yùn)行方式中。
技術(shù)上加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行方式分析的深度,在運(yùn)行方式的分析計(jì)算上,對于母線和同桿并架雙回路故障下的穩(wěn)定性必須進(jìn)行校核計(jì)算分析;對重要輸電斷面同時(shí)失去2條線路,或聯(lián)絡(luò)線跳閘導(dǎo)致電網(wǎng)解例也應(yīng)進(jìn)行分析。
對最不利的運(yùn)行方式,如網(wǎng)架變化以及嚴(yán)重故障時(shí)對電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響提出對策。有組織、有重點(diǎn)、有針對性的開展事故預(yù)想和反事故演習(xí),細(xì)化防范措施,防止電網(wǎng)事故于未然。
切實(shí)重視系統(tǒng)內(nèi)由于設(shè)備跳閘、潮流突然轉(zhuǎn)移引起線路、變壓器的過載問題,消除設(shè)備嚴(yán)重過載的最有效措施是用過載控制裝置自動切除相應(yīng)數(shù)量的電源或負(fù)荷。充分應(yīng)用SCADA/EMS、PAS等軟件建立健全數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),提高運(yùn)行方式的現(xiàn)代化管理水平。
3.強(qiáng)化電網(wǎng)調(diào)度自動化和電力通信的管理
確保通信、電網(wǎng)調(diào)度自動化相關(guān)設(shè)備與一次系統(tǒng)同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)、同步驗(yàn)收、同步投入運(yùn)行。確保電網(wǎng)通信、調(diào)度自動化系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行,確保遠(yuǎn)動、計(jì)量等信息的完整、準(zhǔn)確。嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備停服役申請批復(fù)制度,重視系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份,做好應(yīng)急方案和系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的故障處理預(yù)案,保證電網(wǎng)事故狀態(tài)下調(diào)度自動化信息準(zhǔn)確、通信電路暢通。
全面落實(shí)全國電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案的要求,建立健全電力調(diào)度系統(tǒng)信息安全防護(hù)體系,防止二次系統(tǒng)遭受攻擊造成一次系統(tǒng)故障,保證各類計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全有效運(yùn)行。
4.杜絕誤調(diào)度、誤操作事故
調(diào)度人員在下令改變電網(wǎng)運(yùn)行方式、指揮停送電操作和處理事故過程中,防止誤調(diào)度、誤操作事故的發(fā)生是調(diào)度人員的主要工作和重要責(zé)任。并應(yīng)從以下幾方面采取措施:提高調(diào)度人員的責(zé)任心。電力系統(tǒng)中,諸多誘發(fā)事故的原因中人是重要因素,直接決定了工作的成敗,進(jìn)行安全知識教育,強(qiáng)化學(xué)習(xí),定期考察安全知識的積累是安全工作的重點(diǎn),安全教育的形式應(yīng)該以組織學(xué)習(xí)、考試、事故演習(xí)為主,以量化的考核方式加以督促,使安全知識熟記于心,加大考核力度等。
提高調(diào)度人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。隨著新技術(shù)、新設(shè)備的不斷應(yīng)用,電網(wǎng)的現(xiàn)代化水平越來越高,對調(diào)度人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)也提出了更高的要求。因此,要求調(diào)度人員不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)、新知識,提高業(yè)務(wù)技能,以勝任本職工作。調(diào)度人員只有通過各種形式的培訓(xùn)學(xué)習(xí),苦練過硬的本領(lǐng),才能在指揮電網(wǎng)的運(yùn)行和事故處理中做到準(zhǔn)確無誤。
掌握運(yùn)行方式,做好事故預(yù)想。調(diào)度員要對電網(wǎng)運(yùn)行方式、電網(wǎng)主設(shè)備的運(yùn)行狀況和當(dāng)班需要完成的工作,做到心中有數(shù)。為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行,對運(yùn)行中的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式進(jìn)行定期的預(yù)想,并結(jié)合安全穩(wěn)定導(dǎo)則的規(guī)定和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及具體環(huán)境條件,進(jìn)行各種事故預(yù)想,并規(guī)定出一系列的事故處理方法。調(diào)度人員還要經(jīng)常進(jìn)行反事故演習(xí),預(yù)想各種事故并能準(zhǔn)確的進(jìn)行事故處理。進(jìn)行安全分析。編制出的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式還需要通過安全分析,來發(fā)現(xiàn)問題,改進(jìn)接線方式,提出措施,方能滿足運(yùn)行要求。
5.完善應(yīng)急機(jī)制
5.1 建立新體制下電網(wǎng)安全運(yùn)行的法律體系 在當(dāng)前新的電力體制下,盡快建立適應(yīng)新體制的電網(wǎng)安全運(yùn)行機(jī)制是當(dāng)務(wù)之急,從電網(wǎng)安全立法,依法管制,到依照法律行事構(gòu)成了保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的法律體系。
5.2 繼續(xù)堅(jiān)持電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度 無論電力體制如何改,都必須堅(jiān)持電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度。電網(wǎng)安全的重要特征是瞬時(shí)性和不可預(yù)知性,這就要求電網(wǎng)在面臨危機(jī)時(shí),所有與之相關(guān)的部門和企業(yè)反應(yīng)迅速,統(tǒng)一行動,密切協(xié)作。
5.3 加大安全應(yīng)急投入與管理 作為從事電力生產(chǎn)、輸送銷售的電力企業(yè),其任何一項(xiàng)安全投入都應(yīng)該是普遍服務(wù)的一部分,而且是非常重要的部分。從電網(wǎng)的安全特點(diǎn)可以得出這樣一個(gè)結(jié)論:電網(wǎng)事故,其社會經(jīng)濟(jì)損失和影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)損失和影響。
當(dāng)前,隨著電力體制改革的進(jìn)一步深化,市場競爭日趨激烈,供電企業(yè)的經(jīng)營難度不斷加大,利潤空間也愈來愈小,在這種嚴(yán)峻的形勢面前,作為企業(yè)的管理者如何發(fā)揮自身優(yōu)勢,積極迎接挑戰(zhàn),求得企業(yè)的不斷發(fā)展壯大,確實(shí)需要深思熟慮。而在長期的工作實(shí)踐中,我們深深感悟到,抓住線損管理不放松,深挖內(nèi)部潛力,向管理要效益,向線損要效益,這是供電企業(yè)必須長期堅(jiān)持的戰(zhàn)略定位,這也是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的根本途徑。
線損是供電企業(yè)管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,線損管理是否到位,線損的高低,不僅直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,而且也在一定程度上說明了一個(gè)供電企業(yè)的管理水平。但是,究竟怎樣才能管理好線損呢?下面,筆者結(jié)合自己的實(shí)踐體會企業(yè)管理論文企業(yè)管理論文,借用現(xiàn)代的經(jīng)營管理理念,提出線損管理的"九招法",以求同行之間互相交流、學(xué)習(xí)探討。
一、目標(biāo)分解法
目標(biāo)分解法是當(dāng)前許多縣級供電企業(yè)在實(shí)施線損管理過程中,正在運(yùn)用并且已被實(shí)踐證明了的一種極其有效的管理方法。其具體操作程序是企業(yè)在確定年度總的線損目標(biāo)之后,再將總目標(biāo)層層分解,具體落實(shí)到每個(gè)供電所和每條線路,供電所再將自己的子目標(biāo)分解到每個(gè)配電臺區(qū)和職工,這樣便形成了個(gè)個(gè)肩上有擔(dān)子,人人頭上有指標(biāo)的良好格局,從而激發(fā)每個(gè)供電所和每個(gè)企業(yè)員工都為實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)而努力工作。但在制定目標(biāo)和分解目標(biāo)時(shí),企業(yè)的決策者要注意把握一個(gè)度,對指標(biāo)的制定要實(shí)事求是、科學(xué)合理,既不能脫離現(xiàn)實(shí)憑空臆造,使目標(biāo)可望而不可及,也不能無原則地降低目標(biāo)而影響員工的進(jìn)取精神。要在認(rèn)真研究參考?xì)v年數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對目標(biāo)進(jìn)行科學(xué)的測算,真正做到切實(shí)可行,才有可能實(shí)現(xiàn)企業(yè)和員工雙贏的目的。
二、考核獎懲法
考核獎懲法首先要制定嚴(yán)格科學(xué)的考核標(biāo)準(zhǔn),要設(shè)立專項(xiàng)的線損獎勵基金,加大對線損的獎懲力度??h局每月要對每條線路的線損情況進(jìn)行計(jì)算考核,看各供電所的線損指標(biāo)是否完成,然后依據(jù)考核標(biāo)準(zhǔn),對完成線損指標(biāo)或超額完成指標(biāo)者給予獎勵,對未完成線損指標(biāo)者給予經(jīng)濟(jì)處罰。對供電所來講,也可以把線損考核延伸到每個(gè)農(nóng)電工身上,看其所管轄的線路和臺區(qū)高低壓線損指標(biāo)是否完成,并酌情進(jìn)行獎罰。在考核過程中,作為企業(yè)的考核者要認(rèn)真負(fù)責(zé),公正無私,賞罰分明,決不能敷衍了事,含乎塞責(zé),如果對考核不認(rèn)真,也就失去了考核的意義。
對以權(quán)謀取個(gè)人私利,以及由于自身技術(shù)低下素質(zhì)不高,在實(shí)際操作中造成計(jì)量事故,或?yàn)楦`電者留下可乘之機(jī),給企業(yè)帶來不應(yīng)有的損失者,要嚴(yán)格按照企業(yè)的規(guī)定進(jìn)行責(zé)任追究雜志鋪論文開題報(bào)告范例。該處分的進(jìn)行嚴(yán)肅處分,該免職的予以免職,該經(jīng)濟(jì)賠償?shù)倪M(jìn)行經(jīng)濟(jì)賠償,只有嚴(yán)格的考核獎懲,才能保證各項(xiàng)制度順利推行。
三、月度分析法
月度分析法就是縣局每月要定期召開一次線損分析會,對逐條線路的線損進(jìn)行認(rèn)真研究分析,及時(shí)掌握全局的線損情況。在召開線損分析會時(shí),各供電所長事先要拿出自己所管轄線路的月度線損分析報(bào)告,在會上一一發(fā)言企業(yè)管理論文企業(yè)管理論文,讓大家品頭論足,各抒己見,共同探討。對于線損高的要認(rèn)真查找原因,對癥下藥,提出下一步解決的辦法;對于線路運(yùn)行良好,線損穩(wěn)中有降的線路,要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)加以推廣,以達(dá)到相互學(xué)習(xí)相互促進(jìn)之目的。分析會結(jié)束后,職能科室要寫出月度線損分析綜合報(bào)告進(jìn)行存檔,在下一次線損分析會上進(jìn)行對照檢查,看其措施是否落實(shí),線損是否降了下來,是否收到了預(yù)期效果。
四、計(jì)量集權(quán)法
電力計(jì)量是線損管理的核心部位,計(jì)量表就好像在商品買賣交換過程中的秤,應(yīng)該保證準(zhǔn)確無誤。對于供電企業(yè)來講,如果計(jì)量表失去準(zhǔn)確性,或者是竊電者蓄意在計(jì)量表上做手腳,都會給企業(yè)帶來巨大損失,也就會導(dǎo)致線損的升高。所以,在計(jì)量上要采取統(tǒng)一集權(quán)的管理辦法。首先,要把好計(jì)量表的校驗(yàn)關(guān),計(jì)量表要由具有校驗(yàn)資質(zhì)的部門校驗(yàn),任何單位和個(gè)人都不得從事電力計(jì)量表的校驗(yàn)業(yè)務(wù)。其次,對每個(gè)配電臺區(qū)的計(jì)量箱鑰匙要由專人管理,管理者對企業(yè)要絕對的忠誠,不得有絲毫的貪心和私欲。農(nóng)村低壓客戶也應(yīng)如此,要由對工作高度負(fù)責(zé)的農(nóng)村電工來統(tǒng)一管理鑰匙,任何私人不得干預(yù)。否則如果計(jì)量箱的鑰匙分散管理,一旦遇到個(gè)別私欲膨脹者,他們就可能乘隙而入,采取不正當(dāng)手段來竊取電能,造成電量流失、線損升高。所以,對于計(jì)量管理要慎之又慎,必須采取集權(quán)管理方為上策。
五、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行法
供電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是降低線損的又一有效手段。經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指設(shè)備的最佳運(yùn)行狀態(tài),即在這種運(yùn)行狀態(tài)下能夠產(chǎn)生最佳的經(jīng)濟(jì)效益,也就是說要設(shè)法盡可能地減少有功、無功損失。供電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行包括供電企業(yè)的這樣幾個(gè)主要環(huán)節(jié)。一是電力調(diào)度中心。調(diào)度要以調(diào)出效益、降低線損為基本原則,準(zhǔn)確掌握負(fù)荷的變化情況,制定科學(xué)經(jīng)濟(jì)的電力運(yùn)行方案。同時(shí)在電力設(shè)備需要維護(hù)檢修時(shí)要統(tǒng)一合理安排,盡量避開用電高峰,盡量減少停電次數(shù)和停電時(shí)間,以此來減少損失、增加供電量。二是變電所的變電運(yùn)行人員,要及時(shí)掌握變電設(shè)備和線路的負(fù)荷變化以及功率因數(shù)高低情況,合理投切電容器,盡量使設(shè)備處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。三是供電所的管理人員,要對每個(gè)配電臺區(qū)經(jīng)常進(jìn)行巡查,特別是對那些野外抗旱變壓器,一旦抗旱結(jié)束要立即停運(yùn)企業(yè)管理論文企業(yè)管理論文,防止空載運(yùn)行。四是要對那些"大馬拉小車"的變壓器及時(shí)采取有效措施,不要因容量的不合理配置而加大電能的無效損耗。
六、消缺補(bǔ)漏法
供電企業(yè)不同于其它企業(yè),其設(shè)備分散點(diǎn)多線長,一個(gè)縣級供電企業(yè)大都管轄著數(shù)以千計(jì)的變壓器和不同電壓等級的線路,這些設(shè)備大都分布在野外,跨越田野村莊高山叢林,管理起來十分不便。但是,如果因此我們忽視了管理檢查,有些線路和臺區(qū)設(shè)備就有可能因出現(xiàn)缺陷而造成電量損失。所以,作為供電企業(yè)要加強(qiáng)這方面的管理,按照設(shè)備規(guī)程的要求,經(jīng)常組織人員定期或不定期地對配電臺區(qū)進(jìn)行檢查,對線路進(jìn)行巡視,尤其是要加強(qiáng)夜間巡視,一旦發(fā)現(xiàn)哪些地方出現(xiàn)漏電現(xiàn)象,就要及時(shí)對設(shè)備進(jìn)行消缺處理,這樣就可以有效避免線路線損的加大。
七、摸底排查法
摸底排查法是我們在降低線損過程中一種最直接、最簡單,也最易生效的辦法雜志鋪論文開題報(bào)告范例。作為基層供電所的管理者,必須對自己所管轄的臺區(qū)和客戶情況有一個(gè)最真實(shí)的了解掌握,對每個(gè)臺區(qū)每個(gè)客戶的用電負(fù)荷都要了如指掌、胸中有數(shù)。一旦線損升高,我們就可以通過每個(gè)客戶的月度電量的增減幅度,對問題的出現(xiàn)有一個(gè)較為準(zhǔn)確的判斷,從而進(jìn)一步深入細(xì)致地對客戶進(jìn)行摸底排查,通過摸底排查能夠有效地控制個(gè)別欺騙瞞報(bào)截留電量現(xiàn)象,同時(shí)也能查出許多隱蔽較深的問題。沁陽曾有一條10千伏線路線損一連幾個(gè)月居高不下,為了找出問題的癥結(jié)所在,我們專門組織人員對這條線路每個(gè)客戶的計(jì)量進(jìn)行了細(xì)致排查,在排查中不放過任何一點(diǎn)可疑之處,最后經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)一個(gè)用電負(fù)荷比較大的客戶計(jì)量裝置的互感器實(shí)際倍數(shù)與銘牌不一致,在每月計(jì)算電量時(shí)少算二分之一的電量,問題找到以后,這條線路的線損很快降了下來。在我市還有這樣一個(gè)事例,有一個(gè)村莊前幾年低壓線損非常高,有時(shí)高達(dá)50%之多,前年新的所長上任以后,組織二十余名農(nóng)電工對該村莊一家一戶進(jìn)行突擊排查,結(jié)果全村有四分之一的客戶計(jì)量表未向供電所上報(bào),而被該村的電工截留下來,問題澄清后,局里對這名電工進(jìn)行了嚴(yán)肅處理,并追補(bǔ)了電量,該村的低壓線損很快降到了合理程度。
八、常態(tài)監(jiān)測法