電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的pas

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的pas

為了確保電氣系統(tǒng)的運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)效益，需要提高的運(yùn)營(yíng)人員能夠快速、準(zhǔn)確、全面地掌握電氣系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)和分析電氣系統(tǒng)的運(yùn)行趨勢(shì)，并正確處理電氣系統(tǒng)的運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問題。PAS正是輔助調(diào)度運(yùn)行員完成上述任務(wù)的有力工具,也是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)(EMS能量管理系統(tǒng))的重要組成部分,因此在電力系統(tǒng)中正發(fā)揮著日益重要的作用。1pas維護(hù)PAS主要包括網(wǎng)絡(luò)建模、狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流、負(fù)荷預(yù)報(bào)等模塊。本文僅講述前三個(gè)模塊的維護(hù)方法、經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)例。1.1pas網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)建模是PAS的基礎(chǔ)模塊。通過網(wǎng)絡(luò)建模,電網(wǎng)各設(shè)備的電氣參數(shù)和相互間的關(guān)系將被填入PAS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。網(wǎng)絡(luò)建模主要工作包括設(shè)備參數(shù)入庫(kù)和連接關(guān)系填庫(kù)兩部分。1.1.1新增設(shè)備pas用參數(shù)新增設(shè)備如線路、變壓器、開關(guān)刀閘、負(fù)荷、母線、發(fā)電機(jī)等,都要將其有關(guān)參數(shù)信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。這里所說的參數(shù)是SCADA不需要但PAS必須輸入的參數(shù)。新增設(shè)備應(yīng)輸入PAS用參數(shù),包括廠站名、電壓等級(jí)、阻抗、限值、長(zhǎng)度、無功容量等。變壓器輸入的參數(shù)較多,包括各側(cè)電壓等級(jí)、各側(cè)額定容量、各側(cè)短路損耗、各側(cè)短路電壓百分?jǐn)?shù)、高中壓側(cè)抽頭類型等。1.1.2實(shí)現(xiàn)連接關(guān)系錯(cuò)誤,可達(dá)到網(wǎng)絡(luò)實(shí)名新增廠站或廠站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有變化時(shí),都要將這些廠站的接線圖在作圖軟件包中進(jìn)行PAS節(jié)點(diǎn)入庫(kù),以便在PAS庫(kù)中形成電氣連接關(guān)系。電網(wǎng)元件的電氣連接關(guān)系必須使所建的模型和實(shí)際的運(yùn)行方式一致,才能保證應(yīng)用軟件結(jié)果的正確性。連接關(guān)系填庫(kù)具體操作為:打開作圖軟件包,調(diào)出需填庫(kù)的接線圖,在確認(rèn)接線圖上所有設(shè)備與數(shù)據(jù)庫(kù)相鏈接后,按下工具欄上的“節(jié)點(diǎn)入庫(kù)”按鈕,輸人用戶口令,系統(tǒng)會(huì)彈出“選擇廠站”菜單,點(diǎn)中需入庫(kù)的廠站就可進(jìn)行入庫(kù)。如果連接關(guān)系有誤,那么會(huì)彈出網(wǎng)絡(luò)入庫(kù)警告窗口,提示目前接線圖中存在的錯(cuò)誤。此時(shí)應(yīng)點(diǎn)“取消”,并按警告窗口的提示信息查找連接關(guān)系錯(cuò)誤。常見錯(cuò)誤有設(shè)備沒有真正與數(shù)據(jù)庫(kù)相鏈接、不同電壓等級(jí)的設(shè)備直接相連、同一廠站存在兩個(gè)相同設(shè)備等。連接關(guān)系錯(cuò)誤排除后,可繼續(xù)入庫(kù),直至入庫(kù)成功。1.1.3取消pas畫面在處理等值問題上,外網(wǎng)邊界一般等值成電源;內(nèi)網(wǎng)沒有量測(cè)的或調(diào)度不關(guān)心的廠站一般等值成負(fù)荷;允許SCADA和PAS下模型不一樣。與PAS計(jì)算有關(guān)的設(shè)備,必須設(shè)置應(yīng)用于PAS中;與PAS計(jì)算無關(guān)的設(shè)備,如站用變、接地變、避雷器、電壓互感器等,一般都取消其PAS應(yīng)用,故在PAS畫面上看不到。通過設(shè)置所屬應(yīng)用,SCADA畫面和PAS畫面也就不一樣。對(duì)于T接線,處理原則是每條線路都應(yīng)有對(duì)應(yīng)于兩端廠站的兩個(gè)電氣連接點(diǎn),并進(jìn)行兩次節(jié)點(diǎn)入庫(kù);方法是增加虛廠站,將原來的某條線路分為幾條。對(duì)于有兩重以上T接的線路,應(yīng)定義多個(gè)T接站,否則T接線路中段的首末端廠站就會(huì)成為一個(gè),這是不允許的。電網(wǎng)輸電線路中相同電壓等級(jí)的不同線路因工程需要而臨時(shí)連通,會(huì)使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,如果不更新PAS模型,那么該線路相關(guān)的狀態(tài)估計(jì)數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)在可疑數(shù)據(jù)表中,因此此時(shí)應(yīng)重新修改網(wǎng)絡(luò)模型,并進(jìn)行參數(shù)輸入、相關(guān)站的節(jié)點(diǎn)入庫(kù)。1.2數(shù)據(jù)的誤差及不可靠性狀態(tài)估計(jì)是PAS的核心和基礎(chǔ)模塊,在整個(gè)EMS中占有重要的地位。由于遠(yuǎn)動(dòng)裝置存在誤差,數(shù)據(jù)傳送也存在誤差,因此遙測(cè)數(shù)據(jù)不可避免地存在著不同程度的誤差和不可靠性。此外,受測(cè)量裝置數(shù)量及種類的限制,往往無法得到電力系統(tǒng)分析所需要的完整的、足夠的數(shù)據(jù),因此需通過運(yùn)行狀態(tài)估計(jì)程序來檢驗(yàn)開關(guān)狀態(tài),濾掉不良數(shù)據(jù),計(jì)算出難以測(cè)量的電氣量,并補(bǔ)充一些量測(cè)值,從而提高數(shù)據(jù)精度,為電力系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用程序的在線應(yīng)用提供可靠而完整的數(shù)據(jù)。1.2.1排查可疑數(shù)據(jù)表中的錯(cuò)誤狀態(tài)估計(jì)首先要求計(jì)算收斂,即能得到計(jì)算結(jié)果;其次估計(jì)值要比較準(zhǔn)確,與SCADA實(shí)測(cè)值的差值需在合格范圍內(nèi)。如果狀態(tài)估計(jì)計(jì)算不收斂或狀態(tài)估計(jì)合格率較差,那么可按下列步驟排查原因。(1)首先排除遙信、遙測(cè)預(yù)處理中的錯(cuò)誤,這類錯(cuò)誤多為實(shí)際遙測(cè)、遙信有誤或電氣設(shè)備之間的連接關(guān)系有誤。對(duì)于線路或變壓器功率不平衡,若實(shí)際檢查遙測(cè)無誤,則說明參數(shù)不對(duì)。遙信預(yù)處理中的錯(cuò)誤也可能是由開關(guān)刀閘類型錯(cuò)誤引起的。(2)其次排查可疑數(shù)據(jù)表中計(jì)算值為零的項(xiàng),其原因一般為電氣連接關(guān)系有誤或遙信有誤。(3)然后排查可疑數(shù)據(jù)表中量測(cè)值為零的項(xiàng),其原因一般為遙信有誤,但也可能是電氣連接關(guān)系有誤,如開關(guān)/刀閘與設(shè)備不對(duì)應(yīng)等。(4)接著排查其它有功量測(cè)項(xiàng),檢查量測(cè)是否準(zhǔn)確。(5)最后排查可疑數(shù)據(jù)表中的無功和電壓項(xiàng),這類錯(cuò)誤主要由變壓器參數(shù)(額定電壓、分接頭類型)錯(cuò)誤、接頭位置(rt)不對(duì)引起,需改正參數(shù)并給全部有分接頭的變壓器置上與現(xiàn)場(chǎng)一致的分接頭位置值。另外,這類錯(cuò)誤也可能由電壓或無功量測(cè)不準(zhǔn)確、電容/電抗器容量值不對(duì)、電容/電抗器相關(guān)開關(guān)刀閘遙信不對(duì)以及高壓長(zhǎng)線路電納值不對(duì)等引起。(6)當(dāng)狀態(tài)估計(jì)錯(cuò)誤很多時(shí),可從末端廠站查起,也可先把低電壓等級(jí)的廠站全部排除后單獨(dú)試驗(yàn)最高電壓等級(jí)的廠站,然后再按電壓等級(jí)順序逐個(gè)加入被排除的廠站進(jìn)行檢查。通過狀態(tài)估計(jì)處理,發(fā)現(xiàn)和改正不正確設(shè)備參數(shù)、錯(cuò)誤開關(guān)刀閘位置、不正確遙測(cè)、網(wǎng)絡(luò)模型錯(cuò)誤,從而提高狀態(tài)估計(jì)合格率,為調(diào)度運(yùn)行人員提供更準(zhǔn)確的運(yùn)行方式依據(jù),并為其它應(yīng)用軟件(如調(diào)度員潮流)奠定基礎(chǔ)。1.2.2scda數(shù)據(jù)分析狀態(tài)估計(jì)的可疑數(shù)據(jù)表中的某些數(shù)據(jù)并不一定是錯(cuò)誤的,其對(duì)應(yīng)的SCADA遙測(cè)值有誤也會(huì)造成計(jì)算值與遙測(cè)值相差較大。一旦分析判斷是遙測(cè)值錯(cuò)誤,就應(yīng)及時(shí)通知遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化班組人員查找處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)SCADA遙測(cè)有誤時(shí),可通過控制相關(guān)量測(cè)來消除其影響,以提高計(jì)算準(zhǔn)確性。如果是單一遙測(cè)點(diǎn)有誤,那么可直接將該測(cè)點(diǎn)屏蔽;如果某廠站遙測(cè)均有問題且SCADA沒有給出量測(cè)錯(cuò)誤標(biāo)志,那么可將整個(gè)廠站屏蔽。屏蔽的量測(cè)將不參與PAS計(jì)算。分析、判斷狀態(tài)估計(jì)數(shù)據(jù)與SCADA數(shù)據(jù)正確性的常用方法有線路有功、無功是否平衡,變壓器有功、無功是否平衡,母線有功、無功是否平衡,同一位置測(cè)點(diǎn)P、Q、I是否匹配,并列母線電壓是否偏差過大。對(duì)于某些重要遙信(如RTU未采樣的橋路刀閘、刀閘手車遙信位置),如果暫時(shí)采集不到,那么應(yīng)通過人工置位(遙信封鎖)來保持正確的遙信值。1.3潮流計(jì)算的一般在接線圖上進(jìn)行修改調(diào)度員潮流是PAS的一個(gè)重要模塊,其主要功能是根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行在線潮流計(jì)算,使調(diào)度運(yùn)行人員能方便、直觀地模擬設(shè)定運(yùn)行方式、輸入潮流數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算,確定母線電壓,線路、變壓器潮流,并統(tǒng)計(jì)發(fā)電出力、負(fù)荷總加、功率損耗等,從而可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析運(yùn)行方式的合理性。調(diào)度員潮流軟件為調(diào)度員提供了方便、靈活的交互手段,其流程的控制、模型的選擇、任務(wù)的狀態(tài)、參數(shù)的輸入、數(shù)據(jù)的顯示均通過人機(jī)交互畫面來進(jìn)行。潮流計(jì)算的基態(tài)數(shù)據(jù)可來源于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(即狀態(tài)估計(jì)結(jié)果),也可從以往保存下來的典型運(yùn)行方式(即CASE)獲得。在獲取基態(tài)數(shù)據(jù)后,可在接線圖上修改潮流運(yùn)行方式數(shù)據(jù),包括開關(guān)刀閘狀態(tài),發(fā)電機(jī)、負(fù)荷大小及其狀態(tài),變壓器檔位等。對(duì)于數(shù)值型量,可在需要設(shè)置的量上點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵,然后在彈出的菜單中點(diǎn)“人工置數(shù)”,再在彈出的框中輸入值即可。對(duì)于開關(guān)和刀閘,在需要設(shè)置的設(shè)備圖元上點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵,在彈出的菜單中點(diǎn)“開關(guān)變位”即可。調(diào)度員潮流模塊提供牛頓拉夫遜算法和快速解耦法。牛頓拉夫遜算法收斂較慢,但收斂性好;快速解耦法收斂較快,但收斂性較差,僅適合于高壓網(wǎng)。因此,日常計(jì)算中常用牛頓拉夫遜算法。通過統(tǒng)計(jì)分析調(diào)度員潮流使用情況,發(fā)現(xiàn)解合環(huán)操作時(shí)的潮流計(jì)算應(yīng)用最為普遍。調(diào)度員在合環(huán)倒閘操作前進(jìn)行潮流計(jì)算,可了解合環(huán)時(shí)環(huán)流是否越限,從而保證電網(wǎng)安全。因此,PAS軟件能否精確地進(jìn)行潮流計(jì)算,直接決定了調(diào)度員解合環(huán)操作決策的正確性。根據(jù)多年的運(yùn)維情況,總結(jié)出減小調(diào)度員潮流計(jì)算誤差的經(jīng)驗(yàn)。(1)應(yīng)保證各廠站的遙測(cè)、遙信有足夠的準(zhǔn)確性;同時(shí),由于遙測(cè)、遙信的上傳速度不同,因此取實(shí)時(shí)斷面應(yīng)在實(shí)際潮流穩(wěn)定后再進(jìn)行,否則會(huì)給潮流計(jì)算帶來較大誤差。(2)由于狀態(tài)估計(jì)合格率對(duì)調(diào)度員潮流計(jì)算準(zhǔn)確性有較大影響,因此狀態(tài)估計(jì)合格率要高,就尤其要保證實(shí)際操作所涉及到的供電區(qū)域的狀態(tài)估計(jì)合格率。(3)模擬操作與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的時(shí)間間隔要盡量短,尤其對(duì)于合環(huán)操作,時(shí)間間隔越短,誤差就越小,模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)運(yùn)行操作的指導(dǎo)意義就越大;反之,計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相差就越大。(4)在使用調(diào)度員潮流模塊對(duì)實(shí)際電網(wǎng)進(jìn)行分析和實(shí)時(shí)比較時(shí),有時(shí)還有必要了解非地調(diào)管轄的上一級(jí)電網(wǎng)的操作情況。這是因?yàn)?20kV及以上電壓等級(jí)線路的投?；蚍绞阶兓瘯?huì)對(duì)周圍小區(qū)域電網(wǎng)的潮流造成較大影響,從而加大110kV電網(wǎng)合環(huán)計(jì)算的統(tǒng)計(jì)誤差。2信重機(jī)關(guān)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造電網(wǎng)輸電線路中相同電壓等級(jí)的不同線路因工程需要而臨時(shí)連通,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由此發(fā)生變化,如果沒有更新PAS模型,那么會(huì)出現(xiàn)PAS模型與實(shí)際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不一致的情況,從而在狀態(tài)估計(jì)的可疑數(shù)據(jù)表中會(huì)出現(xiàn)較多的與該線路、變電站相關(guān)的可疑數(shù)據(jù)。以110kV信咸丙線與110kV長(zhǎng)木乙線臨時(shí)連通為例,如圖1所示,粗實(shí)線為臨時(shí)連通線。110kV信咸丙線與110kV長(zhǎng)木乙線臨時(shí)連通后,由220kV長(zhǎng)安站供電給110kV木井站#3主變、110kV咸西站#3主變、110kV涌頭站#1主變;信垅站128開關(guān)斷開。由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,因此需重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建模。連通前,110kV信咸丙線唯一的T接點(diǎn)定義為T1站,T1站模型如圖2所示。線路括號(hào)中如“信垅站一T1站”的含義是指該線路首段是信垅站,末端是T1站。110kV信咸丙線與110kV長(zhǎng)木乙線連通后,3個(gè)T接點(diǎn)分別定義為T1、T2、T3站,如圖3所示;T1、T2、T3站模型如圖4所示。數(shù)據(jù)庫(kù)新增線路有長(zhǎng)木乙線(臨時(shí)連接線,T1站—T2站)、長(zhǎng)木乙線(T2站—木井站)、長(zhǎng)木乙線(長(zhǎng)安站—T2站)、信咸丙線(T1站—T3站),新增線路參數(shù)需錄入PAS庫(kù)。原信咸丙線(T1站—咸西站)更改為信咸丙線(T3站—咸西站),原信咸丙涌線(T1站一涌頭站)更改為信咸丙涌線(T3站—涌頭站),由于線路不變,因此參數(shù)不變。信咸丙線(信垅站—T1站)不需更改,但該線路的長(zhǎng)度發(fā)生了變化,因此其參數(shù)需重新錄入。錄入?yún)?shù)后,還需對(duì)相關(guān)變電站(包括T1、T2、T3站)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)入庫(kù)。接著,依次進(jìn)行“連接關(guān)系檢查—生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)—讀取設(shè)備參數(shù)并驗(yàn)證—復(fù)制給狀態(tài)估計(jì)”步驟的操作。連接關(guān)系和參數(shù)有誤時(shí),以上步驟就會(huì)報(bào)錯(cuò),需重新檢查改正,再進(jìn)行上述步驟,直至每步都無錯(cuò)。此時(shí),與該線路、變電站