特高壓交直流電網持續投運使得各級電網的電氣聯系越來越緊密。智能電網調度控制系統實時監控與預警類應用為電網的實時在線監視、運行分析、操作和控制等提供了核心支撐，是電網安全穩定運行的重要技術保障。
近年來國家電網公司（國網）和南方電網公司（南網）系統已在省級以上調控中心建成了智能電網調度控制系統并向市級調度機構推進部署。實時監控與預警作為四大類應用中的重要實時應用，直接影響到調控業務的正常開展。目前圍繞實時監控與預警類應用已形成了國網、南網各自的企業標準，彼此之間有共通之處，但功能特點各有不同，尚無行業標準對該類應用進行統籌規范。這不利于總結實時監控與預警類應用在各地運行實用化過程中取得的成果，無法在行業范圍內形成合力促進優秀技術成果的繼承共享和相互推廣，因此繼續亟需統一行業標準以指導業內運行、研發等單位開展工作，推進系統的標準化和規范化建設。鑒于此，2015年1月14日國家能源局下達了文件將其列入2015年行標制修訂計劃。
國家電網公司國家電力調度控制中心（國調中心）、中國南方電網電力調度控制中心（南網總調）、國家電網公司華北分部和其他參編單位為適應電網發展方式轉變和調度業務轉型，在參考相關國標、行標的基礎上，本著先進性、成熟性和適用性的原則，總結了近年來該類應用研發和建設已取得并獲得廣泛應用的成果經驗，首次編制了DL/T 1709.4-2017《智能電網調度控制系統技術規范第4部分：實時監控與預警》。本規范共分為8章，本文依據規范的主要章節對實時監控與預警類應用的關鍵功能和技術要求進行解讀。
02 總則
范圍和規范性引用文件
該標準規定了智能電網調度控制系統實時監控與預警類應用的組成及各應用的功能要求，明確了其適用于各級智能電網調度控制系統實時監控與預警類軟件的設計、開發、建設、運行和維護各環節工作。該規范引用了與實時監控與預警應用相關的最新國標、行標和國家文件。
術語、定義符號和代號
由于實時監控與預警類應用概念較多，為力求在內容和形式上與相關標準保持一致且突出重點，該規范在參照GB/T 33590.2-2017《智能電網調度控制系統術語》的基礎上，僅對駕駛艙類應用、調度計劃類應用、網絡分析、在線安全穩定分析、自動發電控制、自動電壓控制等關鍵術語進行說明。
總體原則和接口要求
該規范將該類應用分為電網實時監控與智能告警、電網自動控制、電網運行分析與決策、輔助監測四類。其功能共同點是可實現電網運行的監視和故障診斷、實時跟蹤運行風險并閉環優化控制、提出預控策略并分析評價運行的安全和經濟性等。
根據安全防護要求，實時監控與預警應用在I區通過防火墻與II區隔離，通過單向隔離裝置與III區隔離，并能向調度計劃和調度管理應用輸出所需的各類信息，也可向電網運行駕駛艙輸出電網模型數據、故障信息等關鍵性能指標（key performance indicator，KPI）信息并從中獲取其結果。
03 電網實時監控與智能告警
電網運行穩態監控
穩態監控是智能電網調度控制系統的基本功能，可處理各類模擬量和狀態量，支持旁路代、對端代、狀態估計代等操作以及多源數據和數據質量碼處理并可對遙測遙信采樣查詢。穩態監控對設備和斷面的狀態動態拓撲著色功能直接影響運行人員對電網狀態的判斷，且應能靈活配置（見圖1）。穩態監控還需支持斷路器、隔離開關和分接頭的遠方控制和調節以滿足電網運行中遙控的需求。
電網運行動態監視與分析
動態監視與分析是穩態監控的重要補充，具備動態和穩態量測對比、壞數據辨識、公式定義和提供計算庫的能力。該模塊能提供相角測量歸算、機組運行狀態監視，支持相角參考個性設置。此外，應提供母線平衡、斷面監視、量測及相角差越限告警及屏蔽功能。
主站間PMU實時及歷史數據的遠程調閱為近年來實用化過程中的新增功能。隨著特高壓交直流互聯電網特性的日益復雜，低頻振蕩監視、在線擾動識別、機組一次調頻及勵磁系統性能分析監視等在運行中也逐步實用化，發揮著愈來愈大的作用。
繼電保護設備在線監視與分析
繼電保護設備在線監視與分析應能實時處理保護設備狀態量、模擬量、事件/定值/軟壓板信息、故障錄波等以及異常告警、自檢、動作和通信狀態等信息，從而正確顯示保護設備的運行狀態及動作，確保發生故障時給出故障簡報并提供給綜合智能告警。當前保護信息已成為綜合智能告警重要的數據源之一。該模塊可支持保護設備定值等信息的查詢召喚，具備裝置遠程操作能力及必要的安全機制，具備一定的智能分析能力。
安全穩定控制裝置（系統）在線監測
安穩裝置在線監測能提供裝置運行方式監視，如壓板狀態、允切狀態、可切負荷和機組量、直流最大可提升和回降量等運行方式信息以及通道狀態、異常告警、裝置動作等信息，并能提供安控裝置（系統）的動作行為和異常狀態的統計分析及事件告警，具備當值策略控制量不足的告警功能，支持召喚定值和策略表描述文件等。安穩裝置在線監測系統是為應對電網迅速發展后安自裝置數量增多、復雜性增強的局面提出的技術新舉措。目前在各地的建設及實用化進展程度不一。
綜合智能分析與告警
綜合智能分析與告警改變了故障時依靠廠站運行人員電話匯報調度的傳統模式，可第一時間分析產生設備跳閘等系統異常告警，還可結合保護信息產生保護設備異常告警，可結合網絡分析和在線安全穩定分析等產生電網運行預警，可結合水電或新能源檢測管理系統產生氣象水情預警，可結合雷電定位系統產生雷電預警信息。如圖2中的云彩即為雷電告警示意，左側為故障相關穩態、PMU、故障測距等信息，右側為結合地理潮流圖對故障點定位的可視化展示，下方為故障相關廠站圖及故錄簡報等信息。
綜合智能告警可提供規范的告警信息格式，支持可靈活配置的告警邏輯庫和關聯推理，并可觸發高級應用分析計算。隨著近年來調控一體化的推進，該功能逐步實現了系統間告警的實時校驗和推送并可根據需要實現跨系統訂閱本調機構所關心的告警。告警信息推送支持信息行、變色閃爍、推圖、語音等多種形式以便第一時間告知運行人員。
04 電網自動控制
隨著大電網特性的日趨復雜，傳統的人工控制模式已不再適用，電網自動控制模塊的作用凸顯。
自動發電控制
自動發電控制（automatic generaTIon control，AGC）功能支持分級控制建模和多區域多目標控制，包括斷面、調峰約束目標，可支持多級目標自動優化調整和單機/全廠控制方式及梯級水電廠的多廠控制方式。隨著新能源的快速發展，風電、光伏AGC應支持新能源場站作為控制對象，且AGC在控制模型校驗更新時不應影響實時控制。
AGC運行狀態包括在線、暫停、離線，其數據采集、控制命令周期等可設。根據實際控制需求，其模式包括恒定頻率控制、恒定聯絡線功率控制和聯絡線和頻率偏差控制，同時支持接收遙測區域控制偏差（area control error，ACE）和ACE濾波，如當前華北區域省級電網均采用華北網調計算下發的ACE進行實時控制。在計算區域調節功率時應考慮時鐘誤差和無意交換電量等校正分量，如圖3所示，它將AGC最核心的計算過程和控制邏輯用直觀形式進行說明，并將中間變量的計算數據進行展示。
隨著分布式能源的快速發展，AGC應支持場站群構成的虛擬對象。在運行需要時或測試時可采用手動模式。它支持區域及機組性能指標、頻率、交換功率、ACE等合格率計算并可提供機組響應測試。為保證機組運行的安全性，指令應經過嚴密驗證及校驗執行，如指令修改權限不賦予無關人員。
自動電壓控制
自動電壓控制（automaTIc voltage control，AVC ）支持分級分區協調和中樞/控制母線建模并可設定電壓計劃，可修改不同時間及方式的目標，支持優化變量和約束條件的修改校核。其無功優化是在滿足安全約束前提下以網損最小為目標給出中樞母線電壓和關鍵聯絡線無功設定值、優化前后網損和控制變量的對比結果以及是否滿足約束條件的情況。AVC能自動劃分控制分區，實現分區無功備用、母線、無功設備和主子站工況的監視。變電站可選擇分散或集中控制模式。AVC支持連續或離散調節，具備開閉環模式及系統、廠站、設備級閉鎖。近年來伴隨電網耦合的加強，各級AVC基本實現了上下級協調以達到無功分層分區平衡，且當上下級主站失聯時可自動切換至本地模式以確保穩定。