PAS軟件在調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引言

靜海地區(qū)電網(wǎng)是天津市電網(wǎng)的重要組成部分，其規(guī)模為220kV站3座，110kV公用變電站14座，35kV公用變電站20座，主變總?cè)萘?674MVA。經(jīng)過(guò)“十一五”電網(wǎng)建設(shè)與改造，靜海地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，同時(shí)110kV調(diào)度權(quán)即將下放，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)調(diào)度管理提出了越來(lái)越高的要求。靜海電網(wǎng)運(yùn)行方式和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是110kV電網(wǎng)采用雙回輻射、T接等接線模式，形成環(huán)式接線、開(kāi)環(huán)運(yùn)行。隨著電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)發(fā)展，電網(wǎng)故障處理、電網(wǎng)改造建設(shè)過(guò)程中運(yùn)行方式的變化，要保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)調(diào)度運(yùn)行分析能力提出了更高要求。靜海電網(wǎng)PAS應(yīng)用軟件是煙臺(tái)東方電子股份有限公司開(kāi)發(fā)的DF8900電力應(yīng)用一體化系統(tǒng)，除基本的SCADA系統(tǒng)外，主要由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流、負(fù)荷預(yù)測(cè)、短路電流計(jì)算，靜態(tài)安全分析6部分組成。它利用電網(wǎng)的各種實(shí)時(shí)信息，如實(shí)時(shí)測(cè)量值、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)等，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，給調(diào)度員在進(jìn)行各種操作時(shí)提供決策依據(jù)，以便相應(yīng)地制定最優(yōu)的電網(wǎng)運(yùn)行方式，對(duì)于提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行都有許多有利之處。

2 PAS高級(jí)應(yīng)用軟件的應(yīng)用

PAS高級(jí)應(yīng)用軟件投入運(yùn)行以來(lái)，不斷地進(jìn)行功能完善，整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)用性不斷提高，在實(shí)際工作中逐步發(fā)揮出重要的作用。SCADA系統(tǒng)是PAS應(yīng)用軟件實(shí)施最根本的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫瞧渌鼞?yīng)用模塊建立的基礎(chǔ)，狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流、短期負(fù)荷預(yù)報(bào)三個(gè)模塊是網(wǎng)絡(luò)分析最基本和最常用的功能，短路電流計(jì)算、靜態(tài)安全分析模塊是網(wǎng)絡(luò)的提高部分。

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚褪菍㈦娋W(wǎng)中各個(gè)設(shè)備的物理模型轉(zhuǎn)換為可以計(jì)算數(shù)學(xué)模型，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，用數(shù)字來(lái)正確的反映設(shè)備的連接關(guān)系。實(shí)時(shí)處理開(kāi)關(guān)量的變化，自動(dòng)劃分發(fā)電廠和變電站的計(jì)算用結(jié)點(diǎn)，形成新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)線，隨之分配量測(cè)量和注入量等數(shù)據(jù)，為實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析、調(diào)度員潮流、預(yù)想故障分析等有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用軟件提供新結(jié)線方式下的信息與數(shù)據(jù)。電網(wǎng)元件的電氣連接關(guān)系是應(yīng)用軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析計(jì)算的基礎(chǔ)，必須使所建的模型和實(shí)際的運(yùn)行方式相一致，才能保證應(yīng)用軟件結(jié)果的正確性。

在圖庫(kù)一體的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，PAS與SCADA系統(tǒng)共用數(shù)據(jù)平臺(tái)，繪圖建模的作用是建立計(jì)算的靜態(tài)模型。繪圖建模規(guī)范化是維護(hù)工作的良好開(kāi)端，與SCADA系統(tǒng)維護(hù)相比較，PAS系統(tǒng)基于SCADA系統(tǒng)，但在維護(hù)的嚴(yán)謹(jǐn)上，高于SCADA系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)建模中，首先是線路的繪制和連接。線路不應(yīng)屬于任何廠站，所以定義線路屬性時(shí)就必須用“始端廠站”和“末端廠站”來(lái)定義。這樣一來(lái)，線路就是唯一的。其次在電力系統(tǒng)中，存在多種類(lèi)型的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，如普通斷路器、小車(chē)斷路器、母聯(lián)斷路器、中性點(diǎn)接地刀、接地刀等。在繪圖建模時(shí)，要按照開(kāi)關(guān)的實(shí)際作用選擇其類(lèi)型，否則圖形在計(jì)算連接關(guān)系時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些常規(guī)檢查方法所檢查不到的錯(cuò)誤，不能將線路、電容器等錯(cuò)畫(huà)成負(fù)荷，繪制變壓器圖元和使用變壓器圖元時(shí)，要注意正確區(qū)分電壓等級(jí)。

在網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建中，由于靜海電網(wǎng)規(guī)模較大，110 kV以上的外網(wǎng)數(shù)據(jù)較多，對(duì)于這些線路，通過(guò)考慮其日常實(shí)際潮流量的大小、潮流穩(wěn)定性、運(yùn)行方式的改變情況以及在本系統(tǒng)功率存在缺額時(shí)對(duì)本系統(tǒng)的支持情況，分別等值為發(fā)電機(jī)或負(fù)荷模型;這不但滿足了本地區(qū)電網(wǎng)PAS的計(jì)算要求，而且使外網(wǎng)拓?fù)涞玫搅撕?jiǎn)化，同時(shí)也簡(jiǎn)化了外網(wǎng)數(shù)據(jù)的維護(hù)。

針對(duì)靜海電網(wǎng)多T接線輻射線路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如果在建模時(shí)將牽引變直接建入網(wǎng)絡(luò)中，由于過(guò)多的未知量將影響狀態(tài)估計(jì)無(wú)法計(jì)算或精確度不高，為了適應(yīng)這種電網(wǎng)特點(diǎn)，在建模時(shí)將牽引變作為虛廠或等值負(fù)荷處理，這樣便于狀態(tài)估計(jì)的計(jì)算，同時(shí)也使網(wǎng)架更加靈活，在錄入設(shè)備參數(shù)時(shí)，也準(zhǔn)確考慮了T接線結(jié)構(gòu)，對(duì)其每一個(gè)T接點(diǎn)前后的每一段線路都分別考慮阻抗和充電電容。另外，對(duì)于全網(wǎng)的主變壓器和線路參數(shù)，并未完全依賴(lài)原始數(shù)據(jù)，因?yàn)椴慌懦紨?shù)據(jù)是非實(shí)測(cè)值或原始參數(shù)有誤的可能性，所以在調(diào)試過(guò)程中，針對(duì)不同運(yùn)行方式下?tīng)顟B(tài)估計(jì)的結(jié)果，結(jié)合靜海電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并參考地調(diào)的參數(shù)數(shù)據(jù)，對(duì)個(gè)別網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。實(shí)踐證明，參數(shù)的準(zhǔn)確錄人和局部的精確調(diào)整，大大提高了遙測(cè)估計(jì)合格率，并且對(duì)運(yùn)行方式的改變有了更好的適應(yīng)性。隨著實(shí)際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變，電網(wǎng)中新增任意一元件，都在投運(yùn)前完成PAS系統(tǒng)中相應(yīng)的建模工作，并將其廠站和設(shè)備信息錄入相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算。

2.2 狀態(tài)估計(jì)

狀態(tài)估計(jì)也稱(chēng)為濾波，它是利用實(shí)時(shí)量測(cè)系統(tǒng)的冗余度來(lái)提高采集數(shù)據(jù)的精度，自動(dòng)排除隨機(jī)干擾所引起的錯(cuò)誤信息，估計(jì)和預(yù)報(bào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，采用現(xiàn)代的狀態(tài)估計(jì)技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。如果在具備一定硬件的基礎(chǔ)上，采用狀態(tài)估計(jì)技術(shù)則能充分發(fā)揮已有硬件的潛力，提高數(shù)據(jù)的精度，補(bǔ)充量測(cè)點(diǎn)和量測(cè)項(xiàng)目的不足，排除偶然的錯(cuò)誤信息和數(shù)據(jù)，提高整個(gè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。狀態(tài)估計(jì)又可以稱(chēng)為廣義潮流，它與常規(guī)潮流所求的狀態(tài)量測(cè)量相同，但應(yīng)用的量測(cè)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于常規(guī)潮流。正是因?yàn)榱繙y(cè)方程數(shù)大于所求狀態(tài)量數(shù)才提供了狀態(tài)估計(jì)辯識(shí)不良數(shù)據(jù)的能力。狀態(tài)估計(jì)提供了更準(zhǔn)確的運(yùn)行方式供調(diào)度運(yùn)行人員監(jiān)視運(yùn)行，是潮流計(jì)算軟件的基礎(chǔ)。

可疑數(shù)據(jù)產(chǎn)生的因素影響到狀態(tài)估計(jì)收斂性和準(zhǔn)確性，從而必將影響到潮流計(jì)算的精度，因此應(yīng)立即找出原因予以消除。通過(guò)使用發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生可疑數(shù)據(jù)的主要原因有以下幾點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)建模(包括網(wǎng)元參數(shù))的準(zhǔn)確性和合理性，通道故障引起遠(yuǎn)動(dòng)信息錯(cuò)誤，開(kāi)關(guān)和刀閘及主變分接開(kāi)關(guān)與實(shí)際位置不對(duì)應(yīng)，SCADA中遙測(cè)、遙信等遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

利用狀態(tài)估計(jì)查找SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的精度，去除不正確數(shù)據(jù)，建立用于潮流計(jì)算、N-1故障分析、短路計(jì)算的研究態(tài)模型的方法，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)總結(jié)如下：

(1)、調(diào)試狀態(tài)估計(jì)時(shí)，應(yīng)通過(guò)維護(hù)盡可能地把粗檢測(cè)結(jié)果表中的錯(cuò)誤記錄清除(尤其是可以確認(rèn)肯定是錯(cuò)誤的信息)。節(jié)點(diǎn)不平衡值較大的，檢查此節(jié)點(diǎn)是否為負(fù)荷母線(如連接的有到外網(wǎng)的線路，但沒(méi)有畫(huà)出來(lái));檢查負(fù)荷母線，其負(fù)荷值是否為不平衡值，若不平衡值為正表示此母線帶有負(fù)荷，為負(fù)則母線表現(xiàn)為出力，既存在出力又存在負(fù)荷情況，不平衡值是它們的代數(shù)和。情況與此不符，檢查母線的量測(cè)方向或其他情況;檢查“不可觀表”，在相應(yīng)地點(diǎn)添加偽量測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行人工置數(shù)，并請(qǐng)用戶(hù)增加SCADA測(cè)點(diǎn);檢查“不良數(shù)據(jù)表”，查找殘差較大的量測(cè)點(diǎn)，檢查確認(rèn)原因，找到原因所在;檢測(cè)環(huán)網(wǎng)，其環(huán)網(wǎng)潮流是否與支路阻抗一致，即并聯(lián)支路潮流與支路阻抗成反比。