衡水電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)實用化工程實踐

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　　摘要：針對衡水電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進行了分析，如狀態(tài)估算覆蓋率低、變電所主要檔位的采集、提高測點冗余度及scada斷面實時映射等問題。對這些問題提出了解決方案，實踐結(jié)果表明，解決問題的處理方法既實用又效果顯著。

　　關(guān)鍵詞：能量管理系統(tǒng)；外網(wǎng)；實用化

　　開展能量管理系統(tǒng)（ems）實用化工作，必須有一個良好的scada基礎(chǔ)平臺做保證。在公司領(lǐng)導(dǎo)和省調(diào)的關(guān)心支持下，在更新地調(diào)自動化系統(tǒng)主站的同時，結(jié)合基建、大修、技改、變電所無人值班改造和兩網(wǎng)改造等項目，新建了多套廠站端遠動設(shè)備，對部分老變電所容量小、精度低的rtu進行更換，基本把站端統(tǒng)一為新型交流采樣rtu，使各項精度有了大幅度的提高，特別是無功測量精度。同時對各站rtu的供電電源加以改造，保證了交直流雙電源供電。在做好各項基礎(chǔ)工作之后，建成的衡水電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（ems）于2003年1月15日在河北省南網(wǎng)率先通過省公司組織的實用化驗收。本文總結(jié)了ems工程實用化的經(jīng)驗，介紹了實用化過程中一些問題的解決方案。

　　1、狀態(tài)估計覆蓋率低的問題

　　本文所指狀態(tài)估計覆蓋率低，并不是指某些變電所沒有數(shù)據(jù)采集裝置，而是指本地調(diào)管轄范圍內(nèi)的一些220kv供電小區(qū)的電源來自無量測的外網(wǎng)。例如，衡水地調(diào)管轄的安平供電小區(qū)。該小區(qū)的安平220kv變電所的兩條220kv進線分別來自外網(wǎng)的東寺220kv變電所和束鹿220kv變電所，與衡水主網(wǎng)沒有任何電氣連接。在狀態(tài)估計時由于軟件th2100系統(tǒng)只估計最大的可觀測島，國外有些軟件可以估計兩個以上的可觀測島，但由于兩個可觀測島無電氣連接，即使能計算，其所得的某些數(shù)據(jù)，例如相角等結(jié)果也多是不準(zhǔn)確的，所以安平小區(qū)就成為死島。直接導(dǎo)致狀態(tài)估計覆蓋率低于實用化要求指標(biāo)，后經(jīng)與省調(diào)多次協(xié)商，決定采用三級數(shù)據(jù)網(wǎng)將衡水電網(wǎng)所需的全部外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳至地調(diào)主站端。使?fàn)顟B(tài)估計覆蓋率達到100％。

　　2、各220kv變電所主變檔位的采集

　　在ems的實際應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn)，由于220kv變電所是所在供電小區(qū)的電壓支點，220kv主變檔位是否正確直接影響遙測合格率的高低，而遙測合格率是保證高級應(yīng)用軟件正常工作的關(guān)鍵指標(biāo)。試運行初期，檔位僅靠調(diào)度員來手工置位，這對于負(fù)荷峰谷變化和電壓變化較大的電網(wǎng)是力不從心的。所以我們自行研制簡易主變檔位采集裝置分期分批將所轄10臺220kv主變中的9臺檔位全部采集至調(diào)度端（另外1臺是無載調(diào)壓）。僅此一項，將ems的遙測合格率平均提高近5個百分點。

　　3、提高測點冗余度

　　實現(xiàn)了各110kv主變高壓側(cè)量測的采集，由于早期建設(shè)的110kv變電所高壓側(cè)均未設(shè)量測點，一般取中、低壓側(cè)p、q值相加代替高壓側(cè)量測，實踐證明誤差較大，特別是q值受主變阻抗角的影響，制約著遙測合格率的提高。我們分別配合主變停電檢修的機會從主變高壓側(cè)套管ta備用二次線圈處將量測值采集上來，使測點冗余度明顯提高。

　　4、等值負(fù)荷、線路電納

　　將220kv變電所的35kv側(cè)和110kv變電所的10kv側(cè)的線路按負(fù)荷或等值負(fù)荷處理，是在保證精度的前提下簡化工程量的好辦法；線路的電納參數(shù)最好填入，因為它對處理單端開斷的支路是有影響的，其參數(shù)值可以通過上級調(diào)度部門和實測得到。

　　5、scada斷面實時映射

　　我們知道，ems在實踐中更側(cè)重于電網(wǎng)的安全性和可靠性等的分析，而不注重數(shù)據(jù)采集的實時性，也就是說，scada的量測數(shù)據(jù)不必實時傳輸至ems.衡水ems以ftp文件傳輸方式每5min由scada請求一個斷面，這樣就保證了ems大部分功能的正常需要，又不至于使scada主系統(tǒng)的服務(wù)器負(fù)荷率過高。但在實際應(yīng)用過程中，我們又發(fā)現(xiàn)，在進行電網(wǎng)解合環(huán)等操作過程中，拉合斷路器的操作時間間隔很短，映射斷面還來不及刷新，因而調(diào)度員也就來不及進行潮流分析，為此，我們修改了scada軟件，增加了手動截取斷面文件的功能。實踐證明，該功能實現(xiàn)方法雖然簡單，卻為潮流計算等功能模塊的真正實用化奠定了堅實的基礎(chǔ)。

　　6、隔離開關(guān)問題

　　隔離開關(guān)數(shù)量遠遠多于斷路器，全部實時采集是不可能的，但若維護不及時則會導(dǎo)致計算母線模型與實際運行方式不同，造成計算結(jié)果不收斂或精度差。為此，我們修改了系統(tǒng)軟件，增加了離線隔離開關(guān)置位功能，并根據(jù)實際運行情況，對電網(wǎng)內(nèi)所有在運行的隔離開關(guān)全部進行了置初位。同時，制定嚴(yán)格的運行管理制度，電網(wǎng)每次進行操作和方式改變時，由運方人員及時通知ems維護人員，在scada系統(tǒng)上進行相應(yīng)的置位。這樣，既保證了scada實時信息的可讀性，又大大提高了ems的各項相應(yīng)指標(biāo)。

　　7、人員的培訓(xùn)

　　ems是遠動、調(diào)度和自動化等多專業(yè)融合在一起的一門邊緣科學(xué)技術(shù)，要想真正應(yīng)用好ems，需要電網(wǎng)、計算機、自動化甚至包括通信等多學(xué)科專業(yè)，近年來，我們先后組織人員多次到金華地調(diào)、南通地調(diào)、清華大學(xué)、煙臺等地學(xué)習(xí)ems新技術(shù)，同時加強人員培訓(xùn)，組織專題講座，使各相關(guān)專業(yè)有機地結(jié)合在一起，為更好地開展ems實用化工作提供了技術(shù)保障。

　　8、程序質(zhì)量

　　衡水ems結(jié)合衡水電網(wǎng)實際，核心程序采用了先進的、有效的和實用的算法，算法性能優(yōu)良。例如，狀態(tài)估計中采用國際領(lǐng)先的遞歸量測誤差估計辨識法，最優(yōu)潮流使用有功、無功交叉逼近算法。同時，一套先進完整的程序，在不同的應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用條件下，總會做相應(yīng)的改動，例如現(xiàn)場提出的一些功能要求以及與scada系統(tǒng)的接口程序等。首先，做程序改動必須慎之又慎；其次，改動后的程序質(zhì)量異常重要，它將直接影響系統(tǒng)運行的整體穩(wěn)定性。

　　9、結(jié)束語

　　根據(jù)幾年來的應(yīng)用實踐，使我們積累了一定的運行經(jīng)驗，真正實現(xiàn)了ems的實用化。目前該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，為衡水電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行正在發(fā)揮越來越大的作用。