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SCADA/EMS應用軟件在電力系統(tǒng)的應用

時間:2008-10-08 10:37:00來源:fenghy

導語:?目前我國地區(qū)調度自動化系統(tǒng)逐漸由原來單純的SCADA系統(tǒng)向SCADA/EMS系統(tǒng)轉變
1. 引言   隨著我國電網自動化水平逐步提高、城鄉(xiāng)電網改造的力度加大,目前我國地區(qū)調度自動化系統(tǒng)逐漸由原來單純的SCADA系統(tǒng)向SCADA/EMS系統(tǒng)轉變。但是由于地調普遍存在專業(yè)結構不盡合理、人員配置相對薄弱、規(guī)范制度尚不完善的現象,故造成SCADA/EMS系統(tǒng)的運行維護工作出現一定的被動。作為一個普通的系統(tǒng)管理員,筆者希望能談一談本人的一些實際經驗。   高級應用軟件的基本功能包括網絡拓撲、狀態(tài)估計、調度員潮流、負荷預計等。它主要通過對電力系統(tǒng)的各種基礎數據和實時信息進行分析與決策以提高控制質量和改善運行的經濟性、安全性。高級應用軟件的投入運行能夠逐步提高調度、方式及遠動人員對電網的分析掌握能力,同時也必將為地級調度進一步走向電力市場,推行經濟調度做出貢獻。國電公司也意識到高級應用軟件的必要性和巨大的發(fā)展前景,因此在創(chuàng)一流考評中,高級應用軟件的實用化也是必備條件之一。 2. 應用情況介紹   湘潭電業(yè)局調度自動化主站系統(tǒng)采用的是東方電子的DF8002系統(tǒng),基本配置為雙服務器、雙網。網絡采用100/10M雙以太網,服務器采用四臺Digital Alpha服務器,分別用于實時數據采集、歷史數據處理。其中高級應用服務器可由用戶定義,定義時可任意選取在線計算機。操作系統(tǒng)采用工業(yè)標準的UNIX操作系統(tǒng)Tru64-4.1,歷史數據庫采用大型通用關系數據庫管理系統(tǒng)Oracle 8.1.7。   具體的SCADA/EMS系統(tǒng)應用軟件功能模塊如下圖[1-2]:
  從我局的實際運行情況來看,近期指標如下[1,5]:   狀態(tài)估計:
  負荷預計:   
  潮流計算:
  可以看出,我局的高級應用軟件運行穩(wěn)定,技術指標均達到國電公司“地區(qū)電網調度自動化系統(tǒng)應用軟件基本功能實用要求及驗收細則(試行)”的高檔要求。 3. 實際經驗   具體分析,可以總結出以下幾點經驗:   3.1 SCADA部分是整個高級應用軟件的基礎   應該說,基礎數據和實時信息的準確性對高級應用軟件的穩(wěn)定運行至關重要。因此在高級應用軟件實用化過程中,SCADA系統(tǒng)的檢修維護、消缺管理也必須加強,否則就是空談。盲目的追求高級應用軟件的發(fā)展而忽視SCADA系統(tǒng)的管理工作只會適得其反。   從運行實際來看,電網聯絡線的潮流、變壓器檔位及主網的開關刀閘位置對高級應用軟件的影響最大。我局SCADA部分工作相對扎實,信息量較全,同時采用了數據投影系統(tǒng),對相關的開關刀閘信號十分重視,明確規(guī)定由調度員對以上信號進行對位,以確保調度的安全可靠。這些都有力保障了高級應用軟件的穩(wěn)定運行。這部分工作應結合當前電力系統(tǒng)的無人值班工作同步開展,這樣即可避免無人值班改造過程中信息量采集的盲目性,又可最大限度的提高變電站缺陷的消除率。   當然,網絡拓撲和狀態(tài)估計既依賴于SCADA系統(tǒng),又對SCADA系統(tǒng)具有一定的監(jiān)視指導作用。自2001年12月試運行以來,通過高級應用軟件已發(fā)現遙測、遙信缺陷共計13處,其中大部分為一些難以輕易識別的錯誤數據。例如: 2001年1月23日,發(fā)現霞城變502、504開關遙測狀態(tài)估計誤差較大。第二天,到現場卻發(fā)現現場盤表和主站數據一致,通過檢查并結合相關變電站(茶園變)對側開關526和霞城變504、510開關負荷情況認定502、504開關的CT變比有誤(由600/5改為300/5和200/5),更改主站系數后即恢復正常。由此例可以看出,由于現場盤表和主站系統(tǒng)均采用錯誤的CT變比,導致多次巡視無法發(fā)現遙測問題,即使在二次側測量電流也無法作出正確判斷,但高級應用軟件可以經過全網拓撲的結果提出具有一定價值的參考,避免了以前由人工逐個計算各變電站的負荷平衡。這樣即可有效的發(fā)現問題,又大大減低了遠動維護人員的工作強度。   3.2實用化是重點   高級應用軟件從某種角度來說是調度指揮輔助系統(tǒng),目前在地調剛剛開始普及,因此在實用方面有一定的難度。但是我們也必須看到只有在實際日常使用中才能真正發(fā)現問題,解決問題。如何結合本地區(qū)實際并在不斷摸索中促進實用是高級應用軟件的重點。   例如我局的負荷預計工作,一直以來在湖南省名列前茅,剛開始高級應用軟件試運行時,對原有的工作方式和流程肯定是一種沖擊。在運行初期,由于各種原因,預計的準確率還有所下降。但是抱著實用化的決心,通過負荷人員、遠動人員的相互交流、協(xié)調,逐步完善了負荷預計的部分不足,解決了數據的自動傳輸、統(tǒng)計問題。特別是在我局的限煤壓電過程中,負荷人員還根據省局下達的每日電量,結合預計結果,對部分數據進行調整、修補,使負荷預計工作又邁上了一個新的臺階。   3.3制度和人員是手段   在高級應用軟件的實用化過程中,單憑個人或廠家的努力是不夠的,因此有必要制定有效的管理制度并明確相關的負責人員。對此,國電公司“地區(qū)電網調度自動化系統(tǒng)應用軟件基本功能實用要求及驗收細則(試行)”[3,4]上也有明確的規(guī)定,具體如下:   3.3.1應有完整的基本功能設計、使用維護手冊和驗收資料;   3.3.2應至少配備兩名具有電力系統(tǒng)和計算機專業(yè)知識的本科生及以上人員負責系統(tǒng)的日常維護;   3.3.3應制定相應的使用管理規(guī)定,內容包括: 各專業(yè)的職責、工作界面,系統(tǒng)正常運行的使用、維護和管理考核辦法等;   事實證明,我局通過制定《湘潭地區(qū)電網調度自動化系統(tǒng)應用軟件運行管理辦法(試行)》并嚴格考核執(zhí)行,有效的加強了各專業(yè)的配合聯系,加快了實用化的進度。 4. 存在的問題和不足   當然,在我局的運行使用過程中也存在一定的問題和不足,相信這些問題在各地級調度有一定的普遍性。具體如下:   4.1非調度對象的數據準確性   對于地級調度,一些重要的主網開關并不是調度對象,故這些開關的實時數據的準確性難以保證。以我局為例,220KV變電站的自動化設備雖然是地調維護范圍,但由于其220KV的母線、開關均屬中調調度,致使地調調度人員不了解也不關心220kV的具體運行方式,于是一些無實時量的信息(例如: 部分220開關的刀閘和主變檔位)就存在無人關注的問題。同時高級應用軟件對這些220KV的開關和刀閘要求卻相當高,這樣就會出現潮流計算不收斂的情況。[1-2]   2002年二月,茶園變電站麻茶I線608開關的兩側刀閘均斷開(實際為合),未進行人工對位,導致高級應用軟件潮流計算不收斂,狀態(tài)估計也出現大量的數據不合格。經過仔細檢查才解決。茶園變電站的自動化設備已是十年前的產品,類似情況已出現過多次,而且相對較隱蔽,給應用軟件的運行維護帶來一定的困難。   推而廣之,對于一些無功數據和檔位數據,由于關注的層面較少,檢修和消缺的難度大,常常會造成一定的影響。這類問題短期內難以從根本上解決,但隨著220kV變電站的無人值班改造和自動化設備的升級,如果提早加以重視,在設計時充分考慮各類信息量,相信可最大程度的改變當前的被動局面。   4.2信息量不全   由于近幾年變電站無人值班工作開展較快,在此過程中,部分變電站的信息量采集不全,從而導致高級應用軟件發(fā)生誤判斷。如霞城變,由于考慮無人值班只需監(jiān)視開關電流,幾乎所有的開關均未采集有功、無功。同樣的情況,馬家?guī)X、野鴨坡均一定程度的存在。   通過運行發(fā)現,在簡單的運行方式下,部分信息量不全對整個高級應用軟件并無明顯的影響。如野鴨坡在一主一備(1號主變主供)運行方式下,狀態(tài)估計僅僅顯示510的有功、無功為壞數據(因510未采集有功、無功),而其他數據并無問題。 但是,在相對復雜的方式下,問題可能就大的多。舉例來說: 馬家?guī)X變電站在兩臺主變高壓側并列運行(1號主變主供35kV,2號主變主供10kV)時,由于主變無有功、無功數據,其部分結果如下表:
  由上表可看出,由于510、520 無有功、無功數據,導致高級應用軟件誤認為310應為“合”位置,且遙測數據也有一些受到影響。在發(fā)現問題后,增加510、520 的有功、無功計算數據(由電流計算)后,部分結果如下:
  從此可明顯看出,各遙信遙測均滿足要求,在狀態(tài)估計考核表中,不良數據也由12個下降到了6個。另外加入無功數據也使馬變10kV電壓也滿足了考核要求。具體分析,當510、520 無有功、無功數據時,系統(tǒng)通過1號主變三側計算出310開關應為合并帶負荷11.95(510和410負荷之差),同時通過綜合計算得出的320的遙測也不對。   通過上例表明數據不全對高級應用軟件具有相當的影響。   4.3電壓無功數據的問題   電壓無功數據的準確性是高級應用軟件的難點之一,因為它們不但與線路潮流有關,還與系統(tǒng)電壓水平、設備參數密切相關,同時無功量測的普及率和精確度和有功量測相比均有一定的差距。當然從維護的角度來看,最主要的是維護人員對電壓無功沒有直觀的認識,無法直接判斷數據的正確與否。   我局SCADA/EMS系統(tǒng)高級應用軟件試運行以來,壞數據中有80-90%的是電壓、無功數據,其中電壓壞數據大多是無功數據造成的影響,也有部分是現場PT精度不夠導致。而無功數據即使出現符號反向,也必須廣泛核實才能確認。因此解決的困難很大。如果有條件,逐個廠站的核實、校驗才能有效的解決問題。   4.4統(tǒng)計分析需加強   應該說,高級應用軟件中的統(tǒng)計分析尤其重要,在統(tǒng)計分析過程中,不但能有效的發(fā)現問題,而且對整個系統(tǒng)的指導意義也非常明顯。在高級應用軟件運行過程中,電網是實時變化的,每天每月的情況并不一樣,如果沒有固定的統(tǒng)計報表和分析會,許多問題將在不知不覺中發(fā)生、消亡,最后也將導致運行維護人員的茫然和盲目。   因此,我們建議應每月針對高級應用軟件的運行召開一次各專業(yè)參加的協(xié)調分析會,拿出報表和反饋情況。 5. 結語   總體來說,高級應用軟件牽涉到自動化基礎建設、通信質量、調度方式檢修管理、人員素質等多方面。它是一個綜合工程,而它的運行質量和實用化水平也直接體現一個電業(yè)局的綜合實力。相信在我國加入WTO的大環(huán)境下,隨著電力科技的不斷發(fā)展,高級應用軟件在地調的應用必將逐步完善,在此也希望各位良師益友能互相交流探討,爭取更大的進步。 參 考 文 獻   1.周全仁編著,現代電網調度自動化系統(tǒng)及基礎應用軟件,湖南電力調度中心、湖南省計算機用戶協(xié)會,2001。   2.周全仁、張清益編著,電網分析與發(fā)電計劃,湖南科技出版社,1996。   3.周全仁主編,電力調度技術標準第一、二、三、四、五分冊,中國電力出版社,1999。   4.湖南電力調度中心,湖南省地區(qū)電網SCADA/EMS技術功能規(guī)范2000。   5.于爾鏗、劉廣一、周京陽等著,能量管理系統(tǒng)(EMS),科學出版社,1998。

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