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SCADA/EMS應(yīng)用軟件在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

時(shí)間:2008-10-08 10:37:00來(lái)源:fenghy

導(dǎo)語(yǔ):?目前我國(guó)地區(qū)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸由原來(lái)單純的SCADA系統(tǒng)向SCADA/EMS系統(tǒng)轉(zhuǎn)變
1. 引言   隨著我國(guó)電網(wǎng)自動(dòng)化水平逐步提高、城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的力度加大,目前我國(guó)地區(qū)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸由原來(lái)單純的SCADA系統(tǒng)向SCADA/EMS系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。但是由于地調(diào)普遍存在專業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理、人員配置相對(duì)薄弱、規(guī)范制度尚不完善的現(xiàn)象,故造成SCADA/EMS系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)工作出現(xiàn)一定的被動(dòng)。作為一個(gè)普通的系統(tǒng)管理員,筆者希望能談一談本人的一些實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。   高級(jí)應(yīng)用軟件的基本功能包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流、負(fù)荷預(yù)計(jì)等。它主要通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)信息進(jìn)行分析與決策以提高控制質(zhì)量和改善運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性。高級(jí)應(yīng)用軟件的投入運(yùn)行能夠逐步提高調(diào)度、方式及遠(yuǎn)動(dòng)人員對(duì)電網(wǎng)的分析掌握能力,同時(shí)也必將為地級(jí)調(diào)度進(jìn)一步走向電力市場(chǎng),推行經(jīng)濟(jì)調(diào)度做出貢獻(xiàn)。國(guó)電公司也意識(shí)到高級(jí)應(yīng)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(píng)中,高級(jí)應(yīng)用軟件的實(shí)用化也是必備條件之一。 2. 應(yīng)用情況介紹   湘潭電業(yè)局調(diào)度自動(dòng)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(wù)器、雙網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)采用100/10M雙以太網(wǎng),服務(wù)器采用四臺(tái)Digital Alpha服務(wù)器,分別用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)處理。其中高級(jí)應(yīng)用服務(wù)器可由用戶定義,定義時(shí)可任意選取在線計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的UNIX操作系統(tǒng)Tru64-4.1,歷史數(shù)據(jù)庫(kù)采用大型通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)Oracle 8.1.7。   具體的SCADA/EMS系統(tǒng)應(yīng)用軟件功能模塊如下圖[1-2]:
  從我局的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看,近期指標(biāo)如下[1,5]:   狀態(tài)估計(jì):
  負(fù)荷預(yù)計(jì):   
  潮流計(jì)算:
  可以看出,我局的高級(jí)應(yīng)用軟件運(yùn)行穩(wěn)定,技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)電公司“地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用軟件基本功能實(shí)用要求及驗(yàn)收細(xì)則(試行)”的高檔要求。 3. 實(shí)際經(jīng)驗(yàn)   具體分析,可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn):   3.1 SCADA部分是整個(gè)高級(jí)應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)   應(yīng)該說(shuō),基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)信息的準(zhǔn)確性對(duì)高級(jí)應(yīng)用軟件的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。因此在高級(jí)應(yīng)用軟件實(shí)用化過(guò)程中,SCADA系統(tǒng)的檢修維護(hù)、消缺管理也必須加強(qiáng),否則就是空談。盲目的追求高級(jí)應(yīng)用軟件的發(fā)展而忽視SCADA系統(tǒng)的管理工作只會(huì)適得其反。   從運(yùn)行實(shí)際來(lái)看,電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的潮流、變壓器檔位及主網(wǎng)的開關(guān)刀閘位置對(duì)高級(jí)應(yīng)用軟件的影響最大。我局SCADA部分工作相對(duì)扎實(shí),信息量較全,同時(shí)采用了數(shù)據(jù)投影系統(tǒng),對(duì)相關(guān)的開關(guān)刀閘信號(hào)十分重視,明確規(guī)定由調(diào)度員對(duì)以上信號(hào)進(jìn)行對(duì)位,以確保調(diào)度的安全可靠。這些都有力保障了高級(jí)應(yīng)用軟件的穩(wěn)定運(yùn)行。這部分工作應(yīng)結(jié)合當(dāng)前電力系統(tǒng)的無(wú)人值班工作同步開展,這樣即可避免無(wú)人值班改造過(guò)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(dāng)然,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜖顟B(tài)估計(jì)既依賴于SCADA系統(tǒng),又對(duì)SCADA系統(tǒng)具有一定的監(jiān)視指導(dǎo)作用。自2001年12月試運(yùn)行以來(lái),通過(guò)高級(jí)應(yīng)用軟件已發(fā)現(xiàn)遙測(cè)、遙信缺陷共計(jì)13處,其中大部分為一些難以輕易識(shí)別的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。例如: 2001年1月23日,發(fā)現(xiàn)霞城變502、504開關(guān)遙測(cè)狀態(tài)估計(jì)誤差較大。第二天,到現(xiàn)場(chǎng)卻發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)盤表和主站數(shù)據(jù)一致,通過(guò)檢查并結(jié)合相關(guān)變電站(茶園變)對(duì)側(cè)開關(guān)526和霞城變504、510開關(guān)負(fù)荷情況認(rèn)定502、504開關(guān)的CT變比有誤(由600/5改為300/5和200/5),更改主站系數(shù)后即恢復(fù)正常。由此例可以看出,由于現(xiàn)場(chǎng)盤表和主站系統(tǒng)均采用錯(cuò)誤的CT變比,導(dǎo)致多次巡視無(wú)法發(fā)現(xiàn)遙測(cè)問(wèn)題,即使在二次側(cè)測(cè)量電流也無(wú)法作出正確判斷,但高級(jí)應(yīng)用軟件可以經(jīng)過(guò)全網(wǎng)拓?fù)涞慕Y(jié)果提出具有一定價(jià)值的參考,避免了以前由人工逐個(gè)計(jì)算各變電站的負(fù)荷平衡。這樣即可有效的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,又大大減低了遠(yuǎn)動(dòng)維護(hù)人員的工作強(qiáng)度。   3.2實(shí)用化是重點(diǎn)   高級(jí)應(yīng)用軟件從某種角度來(lái)說(shuō)是調(diào)度指揮輔助系統(tǒng),目前在地調(diào)剛剛開始普及,因此在實(shí)用方面有一定的難度。但是我們也必須看到只有在實(shí)際日常使用中才能真正發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題。如何結(jié)合本地區(qū)實(shí)際并在不斷摸索中促進(jìn)實(shí)用是高級(jí)應(yīng)用軟件的重點(diǎn)。   例如我局的負(fù)荷預(yù)計(jì)工作,一直以來(lái)在湖南省名列前茅,剛開始高級(jí)應(yīng)用軟件試運(yùn)行時(shí),對(duì)原有的工作方式和流程肯定是一種沖擊。在運(yùn)行初期,由于各種原因,預(yù)計(jì)的準(zhǔn)確率還有所下降。但是抱著實(shí)用化的決心,通過(guò)負(fù)荷人員、遠(yuǎn)動(dòng)人員的相互交流、協(xié)調(diào),逐步完善了負(fù)荷預(yù)計(jì)的部分不足,解決了數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸、統(tǒng)計(jì)問(wèn)題。特別是在我局的限煤壓電過(guò)程中,負(fù)荷人員還根據(jù)省局下達(dá)的每日電量,結(jié)合預(yù)計(jì)結(jié)果,對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整、修補(bǔ),使負(fù)荷預(yù)計(jì)工作又邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。   3.3制度和人員是手段   在高級(jí)應(yīng)用軟件的實(shí)用化過(guò)程中,單憑個(gè)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(guān)的負(fù)責(zé)人員。對(duì)此,國(guó)電公司“地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用軟件基本功能實(shí)用要求及驗(yàn)收細(xì)則(試行)”[3,4]上也有明確的規(guī)定,具體如下:   3.3.1應(yīng)有完整的基本功能設(shè)計(jì)、使用維護(hù)手冊(cè)和驗(yàn)收資料;   3.3.2應(yīng)至少配備兩名具有電力系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的本科生及以上人員負(fù)責(zé)系統(tǒng)的日常維護(hù);   3.3.3應(yīng)制定相應(yīng)的使用管理規(guī)定,內(nèi)容包括: 各專業(yè)的職責(zé)、工作界面,系統(tǒng)正常運(yùn)行的使用、維護(hù)和管理考核辦法等;   事實(shí)證明,我局通過(guò)制定《湘潭地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用軟件運(yùn)行管理辦法(試行)》并嚴(yán)格考核執(zhí)行,有效的加強(qiáng)了各專業(yè)的配合聯(lián)系,加快了實(shí)用化的進(jìn)度。 4. 存在的問(wèn)題和不足   當(dāng)然,在我局的運(yùn)行使用過(guò)程中也存在一定的問(wèn)題和不足,相信這些問(wèn)題在各地級(jí)調(diào)度有一定的普遍性。具體如下:   4.1非調(diào)度對(duì)象的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性   對(duì)于地級(jí)調(diào)度,一些重要的主網(wǎng)開關(guān)并不是調(diào)度對(duì)象,故這些開關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性難以保證。以我局為例,220KV變電站的自動(dòng)化設(shè)備雖然是地調(diào)維護(hù)范圍,但由于其220KV的母線、開關(guān)均屬中調(diào)調(diào)度,致使地調(diào)調(diào)度人員不了解也不關(guān)心220kV的具體運(yùn)行方式,于是一些無(wú)實(shí)時(shí)量的信息(例如: 部分220開關(guān)的刀閘和主變檔位)就存在無(wú)人關(guān)注的問(wèn)題。同時(shí)高級(jí)應(yīng)用軟件對(duì)這些220KV的開關(guān)和刀閘要求卻相當(dāng)高,這樣就會(huì)出現(xiàn)潮流計(jì)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(guān)的兩側(cè)刀閘均斷開(實(shí)際為合),未進(jìn)行人工對(duì)位,導(dǎo)致高級(jí)應(yīng)用軟件潮流計(jì)算不收斂,狀態(tài)估計(jì)也出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)不合格。經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查才解決。茶園變電站的自動(dòng)化設(shè)備已是十年前的產(chǎn)品,類似情況已出現(xiàn)過(guò)多次,而且相對(duì)較隱蔽,給應(yīng)用軟件的運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)一定的困難。   推而廣之,對(duì)于一些無(wú)功數(shù)據(jù)和檔位數(shù)據(jù),由于關(guān)注的層面較少,檢修和消缺的難度大,常常會(huì)造成一定的影響。這類問(wèn)題短期內(nèi)難以從根本上解決,但隨著220kV變電站的無(wú)人值班改造和自動(dòng)化設(shè)備的升級(jí),如果提早加以重視,在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮各類信息量,相信可最大程度的改變當(dāng)前的被動(dòng)局面。   4.2信息量不全   由于近幾年變電站無(wú)人值班工作開展較快,在此過(guò)程中,部分變電站的信息量采集不全,從而導(dǎo)致高級(jí)應(yīng)用軟件發(fā)生誤判斷。如霞城變,由于考慮無(wú)人值班只需監(jiān)視開關(guān)電流,幾乎所有的開關(guān)均未采集有功、無(wú)功。同樣的情況,馬家?guī)X、野鴨坡均一定程度的存在。   通過(guò)運(yùn)行發(fā)現(xiàn),在簡(jiǎn)單的運(yùn)行方式下,部分信息量不全對(duì)整個(gè)高級(jí)應(yīng)用軟件并無(wú)明顯的影響。如野鴨坡在一主一備(1號(hào)主變主供)運(yùn)行方式下,狀態(tài)估計(jì)僅僅顯示510的有功、無(wú)功為壞數(shù)據(jù)(因510未采集有功、無(wú)功),而其他數(shù)據(jù)并無(wú)問(wèn)題。 但是,在相對(duì)復(fù)雜的方式下,問(wèn)題可能就大的多。舉例來(lái)說(shuō): 馬家?guī)X變電站在兩臺(tái)主變高壓側(cè)并列運(yùn)行(1號(hào)主變主供35kV,2號(hào)主變主供10kV)時(shí),由于主變無(wú)有功、無(wú)功數(shù)據(jù),其部分結(jié)果如下表:
  由上表可看出,由于510、520 無(wú)有功、無(wú)功數(shù)據(jù),導(dǎo)致高級(jí)應(yīng)用軟件誤認(rèn)為310應(yīng)為“合”位置,且遙測(cè)數(shù)據(jù)也有一些受到影響。在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后,增加510、520 的有功、無(wú)功計(jì)算數(shù)據(jù)(由電流計(jì)算)后,部分結(jié)果如下:
  從此可明顯看出,各遙信遙測(cè)均滿足要求,在狀態(tài)估計(jì)考核表中,不良數(shù)據(jù)也由12個(gè)下降到了6個(gè)。另外加入無(wú)功數(shù)據(jù)也使馬變10kV電壓也滿足了考核要求。具體分析,當(dāng)510、520 無(wú)有功、無(wú)功數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)通過(guò)1號(hào)主變?nèi)齻?cè)計(jì)算出310開關(guān)應(yīng)為合并帶負(fù)荷11.95(510和410負(fù)荷之差),同時(shí)通過(guò)綜合計(jì)算得出的320的遙測(cè)也不對(duì)。   通過(guò)上例表明數(shù)據(jù)不全對(duì)高級(jí)應(yīng)用軟件具有相當(dāng)?shù)挠绊憽?   4.3電壓無(wú)功數(shù)據(jù)的問(wèn)題   電壓無(wú)功數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是高級(jí)應(yīng)用軟件的難點(diǎn)之一,因?yàn)樗鼈儾坏c線路潮流有關(guān),還與系統(tǒng)電壓水平、設(shè)備參數(shù)密切相關(guān),同時(shí)無(wú)功量測(cè)的普及率和精確度和有功量測(cè)相比均有一定的差距。當(dāng)然從維護(hù)的角度來(lái)看,最主要的是維護(hù)人員對(duì)電壓無(wú)功沒(méi)有直觀的認(rèn)識(shí),無(wú)法直接判斷數(shù)據(jù)的正確與否。   我局SCADA/EMS系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用軟件試運(yùn)行以來(lái),壞數(shù)據(jù)中有80-90%的是電壓、無(wú)功數(shù)據(jù),其中電壓壞數(shù)據(jù)大多是無(wú)功數(shù)據(jù)造成的影響,也有部分是現(xiàn)場(chǎng)PT精度不夠?qū)е?。而無(wú)功數(shù)據(jù)即使出現(xiàn)符號(hào)反向,也必須廣泛核實(shí)才能確認(rèn)。因此解決的困難很大。如果有條件,逐個(gè)廠站的核實(shí)、校驗(yàn)才能有效的解決問(wèn)題。   4.4統(tǒng)計(jì)分析需加強(qiáng)   應(yīng)該說(shuō),高級(jí)應(yīng)用軟件中的統(tǒng)計(jì)分析尤其重要,在統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程中,不但能有效的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,而且對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的指導(dǎo)意義也非常明顯。在高級(jí)應(yīng)用軟件運(yùn)行過(guò)程中,電網(wǎng)是實(shí)時(shí)變化的,每天每月的情況并不一樣,如果沒(méi)有固定的統(tǒng)計(jì)報(bào)表和分析會(huì),許多問(wèn)題將在不知不覺(jué)中發(fā)生、消亡,最后也將導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)人員的茫然和盲目。   因此,我們建議應(yīng)每月針對(duì)高級(jí)應(yīng)用軟件的運(yùn)行召開一次各專業(yè)參加的協(xié)調(diào)分析會(huì),拿出報(bào)表和反饋情況。 5. 結(jié)語(yǔ)   總體來(lái)說(shuō),高級(jí)應(yīng)用軟件牽涉到自動(dòng)化基礎(chǔ)建設(shè)、通信質(zhì)量、調(diào)度方式檢修管理、人員素質(zhì)等多方面。它是一個(gè)綜合工程,而它的運(yùn)行質(zhì)量和實(shí)用化水平也直接體現(xiàn)一個(gè)電業(yè)局的綜合實(shí)力。相信在我國(guó)加入WTO的大環(huán)境下,隨著電力科技的不斷發(fā)展,高級(jí)應(yīng)用軟件在地調(diào)的應(yīng)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(zhēng)取更大的進(jìn)步。 參 考 文 獻(xiàn)   1.周全仁編著,現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及基礎(chǔ)應(yīng)用軟件,湖南電力調(diào)度中心、湖南省計(jì)算機(jī)用戶協(xié)會(huì),2001。   2.周全仁、張清益編著,電網(wǎng)分析與發(fā)電計(jì)劃,湖南科技出版社,1996。   3.周全仁主編,電力調(diào)度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第一、二、三、四、五分冊(cè),中國(guó)電力出版社,1999。   4.湖南電力調(diào)度中心,湖南省地區(qū)電網(wǎng)SCADA/EMS技術(shù)功能規(guī)范2000。   5.于爾鏗、劉廣一、周京陽(yáng)等著,能量管理系統(tǒng)(EMS),科學(xué)出版社,1998。

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