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專(zhuān)題論文：能量管理系統外網(wǎng)實(shí)用化
專(zhuān)題論文：能量管理系統外網(wǎng)實(shí)用化
論文摘要：開(kāi)展能量管理系統(ems)實(shí)用化工作，必須有一個(gè)良好的scada基礎平臺做保證。在公司領(lǐng)導和省調的關(guān)心支持下，在更新地調自動(dòng)化系統主站的同時(shí)，結合基建、大修、技改、變電所無(wú)人值班改造和兩網(wǎng)改造等項目，新建了多套廠(chǎng)站端遠動(dòng)設備，對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(wú)功測量精度。同時(shí)對各站rtu的供電電源加以改造，保證了交直流雙電源供電。在做好各項基礎工作之后，建成的電網(wǎng)能量管理系統(ems)率先通過(guò)實(shí)用化驗收。針對某電網(wǎng)能量管理系統出現的問(wèn)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、提高測點(diǎn)冗余度及scada斷面實(shí)時(shí)映射等問(wèn)題。對這些問(wèn)題提出了解決方案，實(shí)踐結果表明，解決問(wèn)題的處理方法既實(shí)用又效果顯著(zhù)。
開(kāi)展能量管理系統(ems)實(shí)用化工作，必須有一個(gè)良好的scada基礎平臺做保證。在公司領(lǐng)導和省調的關(guān)心支持下，在更新地調自動(dòng)化系統主站的同時(shí)，結合基建、大修、技改、變電所無(wú)人值班改造和兩網(wǎng)改造等項目，新建了多套廠(chǎng)站端遠動(dòng)設備，對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(wú)功測量精度。同時(shí)對各站rtu的供電電源加以改造，保證了交直流雙電源供電。在做好各項基礎工作之后，建成的電網(wǎng)能量管理系統(ems)率先通過(guò)實(shí)用化驗收。本文總結了ems工程實(shí)用化的經(jīng)驗，介紹了實(shí)用化過(guò)程中一些問(wèn)題的解決方案。
一、狀態(tài)估計覆蓋率低的問(wèn)題
本文所指狀態(tài)估計覆蓋率低，并不是指某些變電所沒(méi)有數據采集裝置，而是指本地調管轄范圍內的一些220kv供電小區的電源來(lái)自無(wú)量測的外網(wǎng)。例如，該地調管轄的安平供電小區。該小區的安平220kv變電所的兩條220kv進(jìn)線(xiàn)分別來(lái)自外網(wǎng)的東寺220kv變電所和束鹿220kv變電所，與電廠(chǎng)主網(wǎng)沒(méi)有任何電氣連接。在狀態(tài)估計時(shí)由于軟件th2100系統只估計最大的可觀(guān)測島，國外有些軟件可以估計兩個(gè)以上的可觀(guān)測島，但由于兩個(gè)可觀(guān)測島無(wú)電氣連接，即使能計算，其所得的某些數據，例如相角等結果也多是不準確的，所以安平小區就成為死島。直接導致?tīng)顟B(tài)估計覆蓋率低于實(shí)用化要求指標，后經(jīng)與省調多次協(xié)商，決定采用三級數據網(wǎng)將該電網(wǎng)所需的全部外網(wǎng)數據傳至地調主站端。使狀態(tài)估計覆蓋率達到100％。
二、各220kv變電所主變檔位的采集
在ems的實(shí)際應用中我們發(fā)現，由于220kv變電所是所在供電小區的電壓支點(diǎn)，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用軟件正常工作的關(guān)鍵指標。試運行初期，檔位僅靠調度員來(lái)手工置位，這對于負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220kv主變中的9臺檔位全部采集至調度端(另外1臺是無(wú)載調壓)。僅此一項，將ems的遙測合格率平均提高近5個(gè)百分點(diǎn)。
三、提高測點(diǎn)冗余度
實(shí)現了各110kv主變高壓側量測的采集，由于早期建設的110kv變電所高壓側均未設量測點(diǎn)，一般取中、低壓側p、q值相加代替高壓側量測，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(zhù)遙測合格率的提高。我們分別配合主變停電檢修的機會(huì )從主變高壓側套管ta備用二次線(xiàn)圈處將量測值采集上來(lái)，使測點(diǎn)冗余度明顯提高。
四、等值負荷、線(xiàn)路電納
將220kv變電所的35kv側和110kv變電所的10kv側的線(xiàn)路按負荷或等值負荷處理，是在保證精度的前提下簡(jiǎn)化工程量的好辦法；線(xiàn)路的電納參數最好填入，因為它對處理單端開(kāi)斷的支路是有影響的，其參數值可以通過(guò)上級調度部門(mén)和實(shí)測得到。
五、scada斷面實(shí)時(shí)映射
我們知道，ems在實(shí)踐中更側重于電網(wǎng)的安全性和可靠性等的分析，而不注重數據采集的實(shí)時(shí)性，也就是說(shuō)，scada的量測數據不必實(shí)時(shí)傳輸至ems。電廠(chǎng)ems以ftp文件傳輸方式每5min由scada請求一個(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主系統的服務(wù)器負荷率過(guò)高。但在實(shí)際應用過(guò)程中，我們又發(fā)現，在進(jìn)行電網(wǎng)解合環(huán)等操作過(guò)程中，拉合斷路器的操作時(shí)間間隔很短，映射斷面還來(lái)不及刷新，因而調度員也就來(lái)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)現方法雖然簡(jiǎn)單，卻為潮流計算等功能模塊的真正實(shí)用化奠定了堅實(shí)的基礎。
六、隔離開(kāi)關(guān)問(wèn)題
隔離開(kāi)關(guān)數量遠遠多于斷路器，全部實(shí)時(shí)采集是不可能的，但若維護不及時(shí)則會(huì )導致計算母線(xiàn)模型與實(shí)際運行方式不同，造成計算結果不收斂或精度差。為此，我們修改了系統軟件，增加了離線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)置位功能，并根據實(shí)際運行情況，對電網(wǎng)內所有在運行的隔離開(kāi)關(guān)全部進(jìn)行了置初位。同時(shí)，制定嚴格的運行管理制度，電網(wǎng)每次進(jìn)行操作和方式改變時(shí)，由運方人員及時(shí)通知ems維護人員，在scada系統上進(jìn)行相應的置位。這樣，既保證了scada實(shí)時(shí)信息的可讀性，又大大提高了ems的各項相應指標。
七、人員的培訓
ems是遠動(dòng)、調度和自動(dòng)化等多專(zhuān)業(yè)融合在一起的一門(mén)邊緣科學(xué)技術(shù)，要想真正應用好ems，需要電網(wǎng)、計算機、自動(dòng)化甚至包括通信等多學(xué)科專(zhuān)業(yè)，近年來(lái)，我們先后組織人員多次到金華地調、南通地調、清華大學(xué)、煙臺等地學(xué)習ems新技術(shù)，同時(shí)加強人員培訓，組織專(zhuān)題講座，使各相關(guān)專(zhuān)業(yè)有機地結合在一起，為更好地開(kāi)展ems實(shí)用化工作提供了技術(shù)保障。
八、程序質(zhì)量
ems結合電網(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(wú)功交叉逼近算法。同時(shí)，一套先進(jìn)完整的程序，在不同的應用環(huán)境和應用條件下，總會(huì )做相應的改動(dòng)，例如現場(chǎng)提出的一些功能要求以及與scada系統的接口程序等。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，它將直接影響系統運行的整體穩定性。
九、小結
根據幾年來(lái)的應用實(shí)踐，使我們積累了一定的運行經(jīng)驗，真正實(shí)現了ems的實(shí)用化。目前該系統運行穩定可靠，為電網(wǎng)的安全、穩定和經(jīng)濟運行正在發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
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