陈融知

（云南电网有限责任公司 昭通供电局，云南 昭通　657000）

电力应急指挥系统的应急保障能力建设分析

陈融知

（云南电网有限责任公司 昭通供电局，云南 昭通657000）

电力系统突发事故涉及环节较多且波及很快，传统电力应急指挥系统采用上传下达模式，导致系统反应不够迅速，浪费应急处理时间，不能快速有效地恢复供电，因此，设计一种电力应急指挥系统，系统由便携移动应急终端、通信网络服务设备、中心管理平台和客户端设备4个模块构成，包括应急预警和预测功能、应急预案管理功能、信息汇集功能、辅助决策功能4大功能模块。系统以尽可能快地恢复尽可能多用户的供电为目标，通过应急优化调度使失电用户的总停电损失达到最小，完成应急保障能力建设分析，给出系统应急优化调度的关键代码。实验结果表明，所设计系统恢复供电时间和用户停电损失均较低，具有较高的应急保障能力。

电力应急指挥系统；应急保障能力；系统建设；优化调度

0　引言

近年来，随着我国现代化进程发展的加快，各领域对电力的需求越来越大。如果电力供应发生故障导致中断，将对社会稳定和国民经济产生很大的影响［1⁃3］。因此，建立一套电力应急指挥系统，减少供电系统因故障中断产生的损失，成为目前需要解决的问题，受到越来越广泛的关注［4］。

目前，有关电力应急指挥系统的应急保障能力建设的分析有很多，相关研究也取得了一定的成果，其中文献［5］针对电力救急管理系统进行了仔细的解析，使用信息系统之间的通信实现电力系统的监控，对电力系统的故障进行预测，产生事故处置和资源调度方案，但该系统实现过程复杂，不适用于实际应用；文献［6］从历史电力应急方法中采集参考信息，提出电力应急辅助决策规则的模型，从而完成应急保障能力建设，但该方法耗能较多，浪费资源；文献［7］提出城市配电系统的救急提醒算法，对不一样的突发事情导致的设备停运概率实行估算，获取配电系统的停电危险，经过取得的突发事情的提醒等级实行救急管理；文献［8］提出基于电力应急服务点选址优化的应急方法，依据负荷点缺少的电功率及负荷类别，获得单位时间的停电亏损情况，确定停电风险，通过地理信息将网络抽象为电力应急服务点选址模型，实现应急保障能力建设分析，但该方法所需时间较长，效率低下；文献［9］依据实际电网应急工作的需要，设计了电力应急指挥系统，建立了电力传输网的供电公司电视电话会议系统，以分层分区为原则构建辅助决策模型，但该方法忽略了应急过程中的时间问题。

针对上述弊端，设计了一种电力应急指挥系统。系统以尽可能快地恢复尽可能多用户的供电为目标，通过应急优化调度使失电用户的总停电损失达到最小，完成应急保障能力建设分析。

实验结果表明，所设计系统恢复供电时间和用户停电损失均较低，具有较高的应急保障能力。

1　电力应急指挥系统的应急保障能力建设分析

1.1系统总体方案设计

电力应急指挥系统通过无线网络，将电力设备检修、突发事件现场、电力设施基建、输电线路巡视等电力生产现场的实时信息发送至应急指挥中心；现场人员通过便携设备和各发供电单位、应急指挥中心进行视频会商；指挥部门依据现场工作人员发送的信息完成指挥处置。电力应急指挥系统总体结构如图1所示。

图1　系统总体结构设计

各模块功能如下：

便携移动应急终端主要用于采集现场实时信息，同时完成移动视频会商，保证可实时进行视频会议；

通信网络服务设备主要用于电力应急指挥系统各模块之间的信息交换，通过双光纤接入，防止单一网络接入出现故障时影响相应的应急通信；

中心管理平台主要负责对下属各发、供电单位设备的统一管理和指挥；

客户端设备主要负责将所有电力生产现场的实时信息发送至指挥中心，也可和突发事件现场进行网络视频会议。

1.2系统功能模块划分

系统设计的目的为通过计算机网络与通信技术替代传统的上传下达模式，做出快速应急反应，节省应急时间，减少各方损失。因此，系统功能图如图2所示。

系统各功能模块可详细描述如下：

（1）应急提醒、预示性能

救急管理系统能承受提醒信息，同时根据预警等级告知有关人员；

（2）应急方案管制性能

救急管理系统能依据预警等级，开启相应的救急方案，为电力系统事件治理提供依据。

（3）信息汇集功能

在出现自然灾害或电网突发事故的情况下，事故现场信息可快速发送至中心管理平台。

（4）辅助决策性能

救急管理系统具备分类分级救急开启、检测性能。

图2　功能模块设计

1.3电力应急指挥系统应急优化调度模型的设计

电力应急指挥系统主要是为了尽可能快地恢复尽可能多用户的供电，通过应急优化调度使失电用户总的停电亏损值到达最小。

失电用户的亏损经常取决于用户停电时间、缺电功率及用户类别。不一样类别的用户单位时间、单位功率的停电亏损重点由其关键性水平决定，关键水平越高，它的单位时间、单位功率的停电亏损就越大，需要快速复原其供电。因此，需要肯定用户的关键性程度，这需要归纳思考这个用户停电对生命安全、经济利益等方面的干扰程度。分别用影响因子α及 β表示失去用户负荷对生命安全及经济利益的影响关键程度，将影响程度划分成｛1，2，3，4，5｝五个等级，重要程度越高，相应的数值也越高。用γ描述用户负荷的特殊性，以弥补α和 β无法充分体现用户负荷重要程度而产生的弊端。因此，针对第 j个失电用户，其重要性程度Ij可描述如下：

式中，αj，βj，γj分别表示失去第 j个用户负荷对生命安全、经济性和特殊性的影响因子；ωα，ωβ，ωγ分别表示对用户关键性实行评估时生命安全、经济性及特殊性所占有的权重，并满足ωα+ωβ+ωγ=1。

通过用户重要性程度及单位时间、单位功率的基本停电损失Cj′获取关键用户 j的单位时间、单位功率的停电亏损值Cj，那么有：

在真实的电力应急管理进程里，单位时间、单位功率的根本停电损失Cj′经常能根据不一样用户的停电特点取得。则以总停电损失费用最小为电力救急保证目标函数的优化问题表示为：

式中：zij用于描述［0，1］区间内的电力负荷变量，如果第i个供电所向第 j个失电用户提供应急电源，则zij=1；反之，zij=0。式（3）中等号右边的第1项表示与应急响应时间呼应的停电亏损；第2项表示根据救急电源供应的总功率计算的停电亏损；第3项表示与富余容量呼应的停电亏损。

此外，在进行应急调度的过程中，还需使调来的应急资源与用户所需功率尽量匹配，尽可能地避免资源浪费，可通过用户对应急资源的富余容量之和最小进行描述，则有下述次电力应急保障目标优化函数：

式中，等号右边第1项及第2项分别用来表示所调度的救急资源总功率和每个用户的总体缺电功率。

将式（3）和式（4）作为电力应急保障目标函数进行电力应急资源调度，可实现电力系统应急保障能力的建设。

2　关键调度代码设计

通过统计分析获取基础信息，依据基础数据库建立系统的详细数据，应急指挥系统应急资源调度的部分关键代码如下：

3　实验结果分析

通过实验分析本文设计的电力应急指挥系统的应急保障能力。当电力系统发生故障出现断电现象时，分别采用本文系统和辅助决策系统对各重要用户进行应急处理，对两种系统的应急处理时间进行比较，得到的结果如表1所示。

表1　两种系统处理时间比较

分析表1可以看出，和辅助决策系统相比，采用本文系统的处理时间明显更优，这是因为本文系统将应急时间作为关键指标进行应急调度，说明本文系统的应急保障能力较高。

为了比较两种系统的单位停电损失费用，首先给出各用户的影响因子，获取各用户的重要程度，见表2。

表2　各用户影响因子

依据表2的数据确定用户重要程度，从而对两种系统的单位停电损失费用进行比较分析，得到的结果如表3所示。

表3　各用户的重要性程度及单位停电损失费用

分析表3可以看出，和辅助决策系统相比，采用本文系统进行应急指挥处理，用户的单位停电损失明显降低，说明本文系统的应急保障能力更高，验证了本文系统的有效性。

4　结论

本文设计了一种电力应急指挥系统，系统由便携移动应急终端、通信网络服务设备、中心管理平台和客户端设备4个模块构成。通过应急优化调度使失电用户的总停电损失达到最小，完成应急保障能力建设分析，给出系统应急优化调度的关键代码。实验结果表明，所设计系统恢复供电时间和用户停电损失均较低，具有较高的应急保障能力。

［1］黎伟，吕辉.电力应急指挥中心建设的系统结构及功能分析［J］.华东科技（学术版），2013（11）：270.

［2］王新文.鄄城电力应急指挥中心系统方案的设计与应用［D］.北京：华北电力大学，2013.

［3］杨成月.基于物联网与空间信息技术的电网应急指挥系统［J］.电网技术，2013，37（6）：1632⁃1638.

［4］叶露，詹鹏，刘方方.湖北电力应急指挥中心会议电视音频系统优化方案研究［J］.湖北电力，2014，38（6）：16⁃18.

［5］邓创.基于无线自组网的电力应急现场指挥通信系统［J］.电力信息与通信技术，2015，13（5）：67⁃72.

［6］罗华峰，房鑫炎，俞国勤，等.突发事件下电力应急指挥中心启动辅助决策分析［J］.电网技术，2014，38（4）：1020⁃1025.

［7］冯月霞，樊志强.智能化的应急指挥调度系统的建设与应用［J］.电脑与电信，2014（8）：63⁃65.

［8］罗云龙.云南电网通信应急指挥系统的建设［J］.华东科技（学术版），2014（9）：293.

［9］陈琛，张永成.3G移动通信技术在电力应急指挥系统中的应用［J］.西北水电，2013（4）：77⁃80.

Analysis of emergency security capability for electric power emergency control system

CHEN Rongzhi
（Zhaotong Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid Limited Liability Company，Zhaotong 657000，China）

The accident of electrical power system involves many links and has fast spread speed.Since the traditional elec⁃tric power emergency control system has slow response speed and long emergency processing time，and can’t rapidly and effi⁃ciently restore the power supply due to the from up to down transmission mode，an electric power emergency control system was designed.The system is composed of portable mobile emergency terminal，communication network service device，center man⁃agement platform and client modules，including the four function modules of emergency early⁃warning and forecasting，emergen⁃cy plan management，information collection and auxiliary decision⁃making.The system can quickly recover power supply for the users as many as possible，reduce the user’s total losses（caused by power failure）to the minimum through the emergency opti⁃mal scheduling，complete the analysis of emergency security capability，and provide the key codes for system emergency opti⁃mal scheduling.The experimental results indicate that the designed system has less recovery time，and higher emergency securi⁃ty capability，and can make users’outage loss lower.

electric power emergency control system；emergency security capability；system construction；optimal scheduling

TN915⁃34；TP272

A

1004⁃373X（2016）12⁃0167⁃04

10.16652/j.issn.1004⁃373x.2016.12.044

2015⁃11⁃16 基金项目：国家自然科学基金（60873139）

陈融知（1983—），男，湖北当阳人，工程师。主要研究方向为电网运行管理和电网运行风险管理。