基于大数据电网跨站操作五防预警系统关键技术研究及应用

成果名称：基于大数据电网跨站操作五防预警系统关键技术研究及应用

完成单位：乌兰察布电业局

完 成 人：付宁 邬世杰 富英 胡怀伟 朱生荣 马飞 樊卫中 许丽芳 任涛 杨利军

完成时间：2017年11月

成果简介：

1、背景和内涵

乌兰察布地区现有火电6座，风电场43座，光伏电站11座，用户变电站86座，这些变电站通过乌兰察布的61座变电站进入蒙西电网。据统计每年通过线路跨站送电次数逐年增加，2016年达到116次；同时在电网操作时，没有跨站五防系统的保护，有可能发生严重的五防事故（带地刀合对侧开关），存在严重的安全隐患，急需建设一套跨站五防系统来保证跨站操作的安全。

本项目针对目前电网五防系统仅能进行站内五防，没有跨站操作时的站站之间五防闭锁功能、只能靠人工校验和操作，可能造成的操作恶性事故（带地刀合对侧开关）的现状，我们设计出“基于大数据的电网智能跨站操作五防系统”、运用大数据技术及时对跨站操作时对出现五防问题进行闭锁操作与告警，确保电网跨站操作的安全。

该项目填补了国内外没有电网跨站五防保护的空白，确保电网跨站操作安全。该项成果已获国家专利，专利号为ZL201720241319.2。本项目获2019年中国设备管理创新成果一等奖、2018年首届中国电力专利成果二等奖、2018年内蒙古自治区职工优秀技术创新成果三等奖。论文“智能跨站五防在乌兰察布电网的应用”发表在电力安全技术2017年12期。

2、主要原理

图1为基于大数据的智能五防系统的硬件设计图，该图主要变电站部分、光纤传输部分、智能五防主机部分三个部分。

（1）变电站部分

变电站部分主要包括变电站的五防采集和五防信息处理部分，信息采集部分主要有测控装置、交换机、防误主机和站内监控系统组成。测控装置主要采集站内遥信（开关和刀闸的位置）信息，交换机负责将各测控采集的遥信信息汇集，上传至防误主机，完成该站信息的采集。防误主机主要对站内遥信（开关和刀闸位置）信息进行处理，并形成该站站内的五防信息并进行站内的校验闭锁等相关逻辑计算，并将校验闭锁信息发至站内监控主机、电脑钥匙和测控装置，最终实现站内闭锁。同时防误主机负责将该站五防信息通过光纤通道发送至调控中心的五防服务器，供后续智能跨站闭锁校验使用。

（2）光纤传输部分

光纤传输部分主要实现子站和主站信息的传输，其主要有光纤和相关设备组成，光纤传输完全能够满足跨站五防信息传输实时性的要求，遥信（开关和刀闸位置）信息传输可以达到0.3秒，满足电力系统实时的要求。

图1 基于大数据的智能五防系统设计图

（3）智能五防主机部分

智能五防主机部分主要由五防服务器、调控系统、五防工作站组成。五防服务器主要负责接受各变电站五防信息。对接受到的各变电站五防信息进行汇总和处理，实现全网五防的计算。并将计算的站内五防和跨站五防结果传送至调控系统和变电站的防误主机从而实现对主站调控系统和变电站（子站）监控系统的校验与闭锁操作。五防工作站可以查看各变电站的五防信息，实时监测各变电站的五防信息。

3、技术创新点：

本项目的创新点在于：

（1）研究大数据技术，并将大数据技术应用于跨站五防系统，实现跨站五防系统各子站信息共享；

（2）研究基于大数据的智能跨站五防系统，由于智能跨站五防涉及电网子站的信息处理与共享，对系统的实时性和可靠性有较高要求；

（3）研究和开发适应乌兰察布地区电网的智能跨站操作应用软件，在实现站内操作告警与闭锁的同时，也能实现跨站操作的告警与闭锁；

（4）研究尽可能和现有五防系统兼容性问题，研究智能跨站五防系统和变电站内监控系统的兼容性问题，研究智能跨站五防系统和调度主站的兼容性问题；

效果

图2五防传统闭锁和智能跨站闭锁效果对比图，智能跨站五防系统的成功实施，不仅提高了全网操作的闭锁率（闭锁了由78.2%提高到100%），实现了闭锁全覆盖，提高跨站操作的安全性，保证跨站操作不发生五防事故，确保电网跨站操作安全；同时与传统操作相比操作时间节约了50%，降低了劳动强度，得到了变电人员的欢迎。

图2五防传统闭锁和智能跨站闭锁效果对比图

5、推广应用情况及产生的影响：

该项成果目前已应用于乌兰察布电网的22座220kV变电站和68座110kV变电站，取得了较好的社会效益和经济效益，如图3所示。取得了如下较好的效果。

图3基于大数据的智能跨站技术应用于乌兰察布电网

目前已和优特公司达成协议，将该技术推广至内蒙古电网所属的包头、鄂尔多斯、呼和浩特等电网。