湖北EMS運行考核管理系統(tǒng)的研究

1、湖北EMS運行考核管理系統(tǒng)的研究    Tags：管理系統(tǒng) 湖北 考核 摘要：介紹在湖北電網(wǎng)開發(fā)的EMS運行考核系統(tǒng)的功能和配置，對實現(xiàn)EMS考核管理系統(tǒng)的免維護、自恢復(fù)能力等關(guān)鍵技術(shù)和特點進行了分析。 EMS考核管理系統(tǒng)能實現(xiàn)對EMS的運行狀態(tài)及結(jié)果進行監(jiān)視，將運行人員從大量復(fù)雜、煩瑣的數(shù)據(jù)檢索和計算工作中解放出來，提高了工作效率。通過對EMS各運行模塊的監(jiān)視和控制，可以有效的提高EMS的運行性能。該系統(tǒng)還可以將EMS的實時運行狀態(tài)，計算信息及計算結(jié)果在Internet網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，實現(xiàn)系統(tǒng)的無人值守及遠程監(jiān)控和故障診斷，具有很強的實用價值。 關(guān)鍵詞：E

2、MS 考核 系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu) 0 引言EMS的考核管理有它的特殊性。國調(diào)中心1999207號文“EMS應(yīng)用軟件基本功能實用要求及驗收細(xì)則”所要求的考核指標(biāo)很全面、很細(xì)致，用人工的辦法無法完成其監(jiān)視統(tǒng)計的考核管理要求。湖北電網(wǎng)引進的EMS系統(tǒng)不具備EMS考核功能，迫切需要建立一套EMS考核管理系統(tǒng)，對EMS應(yīng)用軟件的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和對運行考核指標(biāo)進行管理，實現(xiàn)EMS考核管理的自動化。為此，我們開發(fā)了湖北電網(wǎng)EMS考核管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有EMS計算數(shù)據(jù)實時監(jiān)視、EMS模塊運行狀態(tài)監(jiān)視、EMS計算結(jié)果統(tǒng)計分析和EMS考核指標(biāo)管理的功能，所有信息均實現(xiàn)網(wǎng)上發(fā)布。該考核監(jiān)視管理系統(tǒng)可以對EMS的運行狀

3、態(tài)及結(jié)果進行監(jiān)視，并自動計算生成EMS運行考核指標(biāo)和報表。該考核監(jiān)視管理系統(tǒng)可以大大減輕運行人員的分析計算工作量，把運行人員從大量復(fù)雜、煩瑣的數(shù)據(jù)檢索和計算工作中解放出來，節(jié)省了時間，提高了工作效率。通過對EMS各運行模塊的監(jiān)視和控制，可以有效的提高EMS的運行性能。該系統(tǒng)還可以將EMS的實時運行狀態(tài)，中間計算信息及計算結(jié)果在Internet網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，實現(xiàn)系統(tǒng)的無人值守及遠程監(jiān)控和故障診斷，具有很強的實用價值。1 考核管理系統(tǒng)的配置結(jié)構(gòu)考核管理系統(tǒng)的硬件配置圖如圖1所示。(figure 1 EMS monitor and manage system configuration design

4、diagram)2 考核管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)有如下具體功能：2.1 EMS計算數(shù)據(jù)的實時監(jiān)視計算廠站母線進出線路、變壓器的有功功率、無功功率實時數(shù)據(jù)的代數(shù)和凈值，并將凈值和門檻值進行比較，篩選出母線不平衡的站。計算線路兩側(cè)有功功率實時數(shù)據(jù)的差值，并將差值和門檻值進行比較，篩選出線損的異常的線路。計算變壓器兩側(cè)、三側(cè)的有功功率實時數(shù)據(jù)的差值，并將差值和門檻值進行比較，篩選出變損異常的變壓器。計算多母線各段母線電壓實時數(shù)據(jù)的差值，并將差值和門檻值進行比較，篩選出電壓異常的母線。根據(jù)開關(guān)狀態(tài)和線路潮流值相一致的原則，篩選出位置異常的開關(guān)，即遙測不為零而遙信位置斷開的開關(guān)、遙測為零

5、而遙信位置閉合的開關(guān)。監(jiān)視實時系統(tǒng)中進行了遙信取反定義的開關(guān)。在此基礎(chǔ)上，通過監(jiān)視實時數(shù)據(jù)更新情況，判斷RTU停運情況、系統(tǒng)死機情況和EMS考核管理系統(tǒng)的通信中斷情況，記錄停運和恢復(fù)的事件，并將此信息送電子值班員。對EMS計算數(shù)據(jù)實時監(jiān)視的重要性不僅僅是監(jiān)視SCADA數(shù)據(jù)，而且是當(dāng)EMS計算不正常時，提供了判別問題原因是數(shù)據(jù)原因還是程序原因的快速有效的檢測手段。2.2 EMS模塊運行狀態(tài)監(jiān)視實時監(jiān)視EMS軟件（包括實時數(shù)據(jù)快照模塊SNP、狀態(tài)量和模擬量的修正模塊SAR、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼澳Ｐ徒⒛KNMB、母線計劃模塊BSK、狀態(tài)估計模塊SE、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)更新模塊NPU、安全分析模塊SA、網(wǎng)絡(luò)靈敏度分析模

6、塊NS、調(diào)度員潮流模塊DPF、短期負(fù)荷預(yù)計模塊SLF、自動發(fā)電控制模塊AGC等）的投運狀態(tài)和控制模式?？梢詤^(qū)別EMS模塊投運狀態(tài)和退出狀態(tài)，將模塊退出運行的信息送電子值班員進行告警?？刂颇Ｊ揭獏^(qū)別實時狀態(tài)估計、實時調(diào)度員潮流、研究狀態(tài)估計、研究調(diào)度員潮流的方式。對EMS模塊的投運狀態(tài)和控制模式的變化，作為事件記錄下來。實時監(jiān)視EMS模塊的運行狀態(tài)。可以區(qū)別EMS模塊的關(guān)閉狀態(tài)、初始化狀態(tài)、起動預(yù)備狀態(tài)、請求執(zhí)行狀態(tài)、正在執(zhí)行狀態(tài)、超時狀態(tài)、閉鎖狀態(tài)、執(zhí)行完成狀態(tài)、出錯狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)，統(tǒng)計EMS模塊連續(xù)處于出錯狀態(tài)的次數(shù)，設(shè)置出錯狀態(tài)次數(shù)的限值，超過限值則將出錯信息送電子值班員進行告警?？梢詸z查

7、EMS軟件運行中間出現(xiàn)的異常情況，檢查引起異常的原因、并獲取EMS軟件運行過程出現(xiàn)的信息。將其在網(wǎng)頁上發(fā)布，使運行維護人員能通過互連網(wǎng)實現(xiàn)Internet遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視及故障診斷?？梢詫崟r監(jiān)視EMS模塊的計算結(jié)果，并監(jiān)視SE、DPF軟件計算的迭代過程和收斂情況，按月進行SE、DPF軟件收斂、不收斂資料的統(tǒng)計。2.3 模塊運行的控制管理可以對模塊的控制方式進行在線設(shè)定，并能夠進行模塊計算迭代過程和計算收斂精度的控制?？梢杂蛇\行人員直接在SE、DPF相關(guān)畫面上實現(xiàn)計算迭代過程的控制操作和模塊計算收斂精度的控制操作。 2.4 EMS計算結(jié)果的統(tǒng)計分析對SE、DPF模塊的計算結(jié)果進行統(tǒng)計分析。分析比較狀

8、態(tài)估計的估計值和遙測值，轉(zhuǎn)換不同基值量測檢測的門檻值，自動查找不合格計算點，計算合格指標(biāo)。分析比較調(diào)度員潮流的計算值和電網(wǎng)實際操作后的實測值，自動查找不合格計算點，計算合格指標(biāo)，將計算結(jié)果和分析結(jié)果作存檔處理。2.5 EMS考核指標(biāo)的管理建立EMS考核管理數(shù)據(jù)庫，根據(jù)EMS數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計的運行歷史資料，自動地逐次計算EMS運行考核指標(biāo)，包括：狀態(tài)估計覆蓋率、狀態(tài)估計月可用率、遙測估計合格率、單次狀態(tài)估計計算時間、調(diào)度員潮流月合格率、調(diào)度員潮流計算結(jié)果誤差、單次潮流計算時間、負(fù)荷預(yù)測月運行率、月負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率、月最高（低）負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率。2.6 EMS考核管理的信息發(fā)布系統(tǒng)建立EMS考核管理系統(tǒng)主

9、頁，并將考核管理信息在網(wǎng)上發(fā)布。EMS考核管理系統(tǒng)具有當(dāng)?shù)毓δ芎虸NTERNET網(wǎng)二種使用界面，既能在EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)當(dāng)?shù)夭殚喰畔?，也能在網(wǎng)上查閱信息，便于運行和管理人員查看。對不同用戶區(qū)別不同的操作權(quán)限，系統(tǒng)中各類報表、曲線顯示手段豐富，能逐月查閱EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)的各項統(tǒng)計指標(biāo)，查詢EMS各模塊運行的各類狀態(tài)。具備通過電子值班員進行語音告警的功能。操作使用靈活方便。EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)在實現(xiàn)上述主要功能的基礎(chǔ)上，綜合AGC運行統(tǒng)計功能，作為EMS考核管理系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。EMS考核指標(biāo)的歷史資料保存時間不小于二年。3 關(guān)鍵技術(shù)和特點3.1 EMS軟件的改造根據(jù)設(shè)計要求，EMS考

10、核監(jiān)視管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能全面，實用性要求高，考核管理范圍廣（包括SNP、SAR、NMB、BSK、SE、NPU、NS、DPF、SA、AGC、SLF等模塊），這其中有部分功能在現(xiàn)有EMS的運行狀況和輸出條件下是無法實現(xiàn)的。為此，我們對ABB的EMS系統(tǒng)進行了詳盡的分析，充分消化EMS源程序，吸收并發(fā)揮EMS支撐平臺的優(yōu)點，對相關(guān)的模塊的功能進行了修改和擴充。在AVANTI數(shù)據(jù)庫中增加了EMS考核管理部分的內(nèi)容，實現(xiàn)了EMS的控制參數(shù)的設(shè)定和計算結(jié)果的輸出。對EMS的成功改造保證了EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)得以順利實現(xiàn)。3.2考核管理系統(tǒng)具備免維護能力隨著電網(wǎng)的發(fā)展，參加EMS計算和考核的元件和設(shè)備將不

11、斷增加。若要求運行人員對EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)進行手工維護，勢必將增加運行人員的工作量，提高對運行人員的要求。為此我們仔細(xì)分析EMS數(shù)據(jù)庫的層次結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)關(guān)系，在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中充分利用了EMS的AVANTI數(shù)據(jù)庫的功能，實現(xiàn)EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)自動跟蹤EMS元件設(shè)備參數(shù)變化的方式。對EMS的新增線路、變壓器、發(fā)電機、母線和遙測、遙信量等，該考核監(jiān)視管理系統(tǒng)可以自動增加并進行監(jiān)視考核。不管是新增廠站，還是SPIDER系統(tǒng)進行重新生成，均無須在EMS考核管理系統(tǒng)中進行維護操作。EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)的維護成為全自動、免人工維護方式。這使得運行人員無須深入了解、學(xué)習(xí)EMS考核管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)

12、據(jù)內(nèi)容，就可以熟練操作本系統(tǒng)，滿足了實用性和通用性的要求，并提高了EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)的可靠性。3.3 CPU負(fù)載的優(yōu)化處理由于目前湖北電網(wǎng)EMS主機服務(wù)器的實際負(fù)載遠高于EMS備用服務(wù)器，所以，為減輕EMS的負(fù)載，保證EMS的運行性能，EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)應(yīng)盡量從EMS備用服務(wù)器獲取所需數(shù)據(jù)，只有在必須從EMS主服務(wù)器獲取所需數(shù)據(jù)的情況下，才與EMS主服務(wù)器相連。在實際運行過程中會有EMS主備服務(wù)器切換情況，因此EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)對EMS服務(wù)器運行狀態(tài)進行了監(jiān)視，能夠自動識別EMS服務(wù)器的在線及備用狀態(tài)，并能夠在EMS服務(wù)器進行切換之后，自動與主服務(wù)器同步。而在EMS單服務(wù)器運行時，

13、自動改為與EMS主服務(wù)器相連，保證對EMS的連續(xù)不間斷考核監(jiān)視。3.4 系統(tǒng)具備自恢復(fù)能力。EMS考核監(jiān)視管理系統(tǒng)加裝了軟件看門狗，實現(xiàn)不間斷的監(jiān)視，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行出現(xiàn)異常，能自動復(fù)位恢復(fù)。確保了對EMS的連續(xù)考核監(jiān)視的穩(wěn)定可靠。4 運行效果該系統(tǒng)投運后，給EMS的運行和考核管理工作帶來了很大變化。具體表現(xiàn)在以下方面：一是提高工作效率，減輕了勞動強度。由于該系統(tǒng)具備對實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可疑數(shù)據(jù)監(jiān)視功能，原來運行值班人員對全網(wǎng)的數(shù)據(jù)進行一次錯誤數(shù)據(jù)檢查需要一周的時間，而且容易出錯，現(xiàn)在只要一分鐘就可完成。二是具有先進的監(jiān)視和檢測手段。該系統(tǒng)具備對EMS各類功能模塊投運狀態(tài)、運行狀態(tài)的在線監(jiān)視功能，可通過電子值班員進行語音告警，具有WEB信息發(fā)布遠程診斷功能。人機界面靈活方便，便于EMS專業(yè)維護人員及時處理運行中出現(xiàn)的問題，提高了EMS的可用率。三是提供了EMS調(diào)試分析的有力工具。該系統(tǒng)具備對狀態(tài)估計、調(diào)度員潮流計算結(jié)果的誤差分析、不