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關于電網能量管理系統應用分析
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增大字體論文摘要：開展能量管理系統(ems)實用化工作，必須有一個良好的scada基礎平臺做保證。在公司領導和省調的關心支持下，在更新地調自動化系統主站的同時，結合基建、大修、技改、變電所無人值班改造和兩網改造等項目，新建了多套廠站端遠動設備，對部分老變電所容量小、精度低的rtu進行更換，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，特別是無功測量精度。同時對各站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，建成的電網能量管理系統(ems)率先通過實用化驗收。針對某電網能量管理系統出現的問題進行了分析，如狀態估算覆蓋率低、變電所主要檔位的采集、提高測點冗余度及scada斷面實時映射等問題。對這些問題提出了解決方案，實踐結果表明，解決問題的處理方法既實用又效果顯著。
開展能量管理系統(ems)實用化工作，必須有一個良好的scada基礎平臺做保證。在公司領導和省調的關心支持下，在更新地調自動化系統主站的同時，結合基建、大修、技改、變電所無人值班改造和兩網改造等項目，新建了多套廠站端遠動設備，對部分老變電所容量小、精度低的rtu進行更換，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，特別是無功測量精度。同時對各站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，建成的電網能量管理系統(ems)率先通過實用化驗收。本文總結了ems工程實用化的經驗，介紹了實用化過程中一些問題的解決方案。
一、狀態估計覆蓋率低的問題
本文所指狀態估計覆蓋率低，并不是指某些變電所沒有數據采集裝置，而是指本地調管轄范圍內的一些220kv供電小區的電源來自無量測的外網。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進線分別來自外網的東寺220kv變電所和束鹿220kv變電所，與電廠主網沒有任何電氣連接。在狀態估計時由于軟件th2100系統只估計 大的可觀測島，國外有些軟件可以估計兩個以上的可觀測島，但由于兩個可觀測島無電氣連接，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。直接導致狀態估計覆蓋率低于實用化要求指標，后經與省調多次協商，決定采用三級數據網將該電網所需的全部外網數據傳至地調主站端。使狀態估計覆蓋率達到100％。
二、各220kv變電所主變檔位的采集
在ems的實際應用中我們發現，由于220kv變電所是所在供電小區的電壓支點，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鍵指標。試運行初期，檔位僅靠調度員來手工置位，這對于負荷峰谷變化和電壓變化較大的電網是力不從心的。所以我們自行研制簡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臺是無載調壓)。僅此一項，將ems的遙測合格率平均提高近5個百分點。
三、提高測點冗余度
實現了各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，一般取中、低壓側p、q值相加代替高壓側量測，實踐證明誤差較大，特別是q值受主變阻抗角的影響，制約著遙測合格率的提高。我們分別配合主變停電檢修的機會從主變高壓側套管ta備用二次線圈處將量測值采集上來，使測點冗余度明顯提高。[四、等值負荷、線路電納
將220kv變電所的35kv側和110kv變電所的10kv側的線路按負荷或等值負荷處理，是在保證精度的前提下簡化工程量的好辦法；線路的電納參數 好填入，因為它對處理單端開斷的支路是有影響的，其參數值可以通過上級調度部門和實測得到。
五、scada斷面實時映射
我們知道，ems在實踐中更側重于電網的安全性和可靠性等的分析，而不注重數據采集的實時性，也就是說，scada的量測數據不必實時傳輸至ems。電廠ems以ftp文件傳輸方式每5min由scada請求一個斷面，這樣就保證了ems大部分功能的正常需要，又不至于使scada主系統的服務器負荷率過高。但在實際應用過程中，我們又發現，在進行電網解合環等操作過程中，拉合斷路器的操作時間間隔很短，映射斷面還來不及刷新，因而調度員也就來不及進行潮流分析，為此，我們修改了scada軟件，增加了手動截取斷面文件的功能。實踐證明，該功能實現方法雖然簡單，卻為潮流計算等功能模塊的真正實用化奠定了堅實的基礎。
六、隔離開關問題
隔離開關數量遠遠多于斷路器，全部實時采集是不可能的，但若維護不及時則會導致計算母線模型與實際運行方式不同，造成計算結果不收斂或精度差。為此，我們修改了系統軟件，增加了離線隔離開關置位功能，并根據實際運行情況，對電網內所有在運行的隔離開關全部進行了置初位。同時，制定嚴格的運行管理制度，電網每次進行操作和方式改變時，由運方人員及時通知ems維護人員，在scada系統上進行相應的置位。這樣，既保證了scada實時信息的可讀性，又大大提高了ems的各項相應指標。
七、人員的培訓
ems是遠動、調度和自動化等多專業融合在一起的一門邊緣科學技術，要想真正應用好ems，需要電網、計算機、自動化甚至括通信等多學科專業，近年來，我們先后組織人員多次到金華地調、南通地調、清華大學、煙臺等地學習ems新技術，同時加強人員培訓，組織專題講座，使各相關專業有機地結合在一起，為更好地開展ems實用化工作提供了技術保障。
八、程序質量
ems結合電網實際，核心程序采用了先進的、有效的和實用的算法，算法性能優良。例如，狀態估計中采用國際領先的遞歸量測誤差估計辨識法， 優潮流使用有功、無功交叉逼近算法。同時，一套先進完整的程序，在不同的應用環境和應用條件下，總會做相應的改動，例如現場提出的一些功能要求以及與scada系統的接口程序等。首先，做程序改動必須慎之又慎；其次，改動后的程序質量異常重要，它將直接影響系統運行的整體穩定性。
九、小結
根據幾年來的應用實踐，使我們積累了一定的運行經驗，真正實現了ems的實用化。目前該系統運行穩定可靠，為電網的安全、穩定和經濟運行正在發揮越來越大的作用。
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