摘要：針對(duì)衡水電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進(jìn)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(cè)點(diǎn)冗余度及scada斷面實(shí)時(shí)映射等問題。對(duì)這些問題提出了解決方案，實(shí)踐結(jié)果表明，解決問題的處理方法既實(shí)用又效果顯著。

關(guān)鍵詞：能量管理系統(tǒng) 外網(wǎng) 實(shí)用化

開展能量管理系統(tǒng)(ems)實(shí)用化工作，必須有一個(gè)良好的scada基礎(chǔ)平臺(tái)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(dòng)化系統(tǒng)主站的同時(shí)，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(xiàng)目，新建了多套廠站端遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，對(duì)部分老變電所容量小、精度低的rtu進(jìn)行更換，基本把站端統(tǒng)一為新型交流采樣rtu，使各項(xiàng)精度有了大幅度的提高，特別是無功測(cè)量精度。同時(shí)對(duì)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(xiàng)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(shí)用化驗(yàn)收。本文總結(jié)了ems工程實(shí)用化的經(jīng)驗(yàn)，介紹了實(shí)用化過程中一些問題的解決方案。

1　狀態(tài)估計(jì)覆蓋率低的問題

本文所指狀態(tài)估計(jì)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(cè)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(jìn)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(jì)時(shí)由于軟件th2100系統(tǒng)只估計(jì)最大的可觀測(cè)島，國(guó)外有些軟件可以估計(jì)兩個(gè)以上的可觀測(cè)島，但由于兩個(gè)可觀測(cè)島無電氣連接，即使能計(jì)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(jì)覆蓋率低于實(shí)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(jí)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(jì)覆蓋率達(dá)到100%。

2　各220kv變電所主變檔位的采集

在ems的實(shí)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(diǎn)，220kv主變檔位是否正確直接影響遙測(cè)合格率的高低，而遙測(cè)合格率是保證高級(jí)應(yīng)用軟件正常工作的關(guān)鍵指標(biāo)。試運(yùn)行初期，檔位僅靠調(diào)度員來手工置位，這對(duì)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(jiǎn)易主變檔位采集裝置分期分批將所轄10臺(tái)220kv主變中的9臺(tái)檔位全部采集至調(diào)度端(另外1臺(tái)是無載調(diào)壓)。僅此一項(xiàng)，將ems的遙測(cè)合格率平均提高近5個(gè)百分點(diǎn)。檔位變送器原理如圖1所示。

圖1　檔位變送器原理圖

3　提高測(cè)點(diǎn)冗余度

實(shí)現(xiàn)了各110kv主變高壓側(cè)量測(cè)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(cè)點(diǎn)，一般取中、低壓側(cè)p、q值相加代替高壓側(cè)量測(cè)，實(shí)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(cè)合格率的提高。我們分別配合主變停電檢修的機(jī)會(huì)從主變高壓側(cè)套管ta備用二次線圈處將量測(cè)值采集上來，使測(cè)點(diǎn)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(jiǎn)化工程量的好辦法;線路的電納參數(shù)最好填入，因?yàn)樗鼘?duì)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(jí)調(diào)度部門和實(shí)測(cè)得到。

5　scada斷面實(shí)時(shí)映射

我們知道，ems在實(shí)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?cái)?shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性，也就是說，scada的量測(cè)數(shù)據(jù)不必實(shí)時(shí)傳輸至ems。衡水ems以ftp文件傳輸方式每5min由scada請(qǐng)求一個(gè)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(shí)際應(yīng)用過程中，我們又發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行電網(wǎng)解合環(huán)等操作過程中，拉合斷路器的操作時(shí)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(jìn)行潮流分析，為此，我們修改了scada軟件，增加了手動(dòng)截取斷面文件的功能。實(shí)踐證明，該功能實(shí)現(xiàn)方法雖然簡(jiǎn)單，卻為潮流計(jì)算等功能模塊的真正實(shí)用化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6　隔離開關(guān)問題

隔離開關(guān)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于斷路器，全部實(shí)時(shí)采集是不可能的，但若維護(hù)不及時(shí)則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算母線模型與實(shí)際運(yùn)行方式不同，造成計(jì)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(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)電網(wǎng)內(nèi)所有在運(yùn)行的隔離開關(guān)全部進(jìn)行了置初位。同時(shí)，制定嚴(yán)格的運(yùn)行管理制度，電網(wǎng)每次進(jìn)行操作和方式改變時(shí)，由運(yùn)方人員及時(shí)通知ems維護(hù)人員，在scada系統(tǒng)上進(jìn)行相應(yīng)的置位。這樣，既保證了scada實(shí)時(shí)信息的可讀性，又大大提高了ems的各項(xiàng)相應(yīng)指標(biāo)。

7　人員的培訓(xùn)

ems是遠(yuǎn)動(dòng)、調(diào)度和自動(dòng)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(jì)算機(jī)、自動(dòng)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(tái)等地學(xué)習(xí)ems新技術(shù)，同時(shí)加強(qiáng)人員培訓(xùn)，組織專題講座，使各相關(guān)專業(yè)有機(jī)地結(jié)合在一起，為更好地開展ems實(shí)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(shí)際，核心程序采用了先進(jìn)的、有效的和實(shí)用的算法，算法性能優(yōu)良。例如，狀態(tài)估計(jì)中采用國(guó)際領(lǐng)先的遞歸量測(cè)誤差估計(jì)辨識(shí)法，最優(yōu)潮流使用有功、無功交叉逼近算法。同時(shí)，一套先進(jìn)完整的程序，在不同的應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用條件下，總會(huì)做相應(yīng)的改動(dòng)，例如現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)必須慎之又慎;其次，改動(dòng)后的程序質(zhì)量異常重要，它將直接影響系統(tǒng)運(yùn)行的整體穩(wěn)定性。

9　結(jié)束語

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