地縣聯(lián)合統(tǒng)一模型的縣調(diào) PAS/DTS 系統(tǒng)實(shí)踐

張震宇，吳敏敏

（義烏市供電局， 浙江 義烏 322000）

電力信息化

地縣聯(lián)合統(tǒng)一模型的縣調(diào) PAS/DTS 系統(tǒng)實(shí)踐

張震宇，吳敏敏

（義烏市供電局， 浙江 義烏 322000）

為使縣級(jí)供電企業(yè)的調(diào)度員適應(yīng)電網(wǎng)的快速發(fā)展，建立了適合地、縣聯(lián)合統(tǒng)一模型的縣級(jí)電力調(diào)度 PAS/DTS 系統(tǒng)， 提出并解決配網(wǎng)模型建立、 小電流接地系統(tǒng)故障判斷、 配網(wǎng)合環(huán)計(jì)算等問題。實(shí)際運(yùn)行表明，系統(tǒng)為提高調(diào)度員培訓(xùn)效果、縮短培訓(xùn)周期發(fā)揮了積極作用，已成為調(diào)度員日常操作安全校核的技術(shù)手段。

地縣聯(lián)合；PAS/DTS； 統(tǒng)一模型； 調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展和新型設(shè)備的不斷采用,對(duì)電網(wǎng)調(diào)度員的知識(shí)水平、經(jīng)驗(yàn)以及處理各種運(yùn)行問題的能力提出了新要求。調(diào)度員的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)主要來自生產(chǎn)實(shí)際和操作，因此有必要建設(shè)調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，著力提高調(diào)度員的電網(wǎng)事故處理能力，縮短新調(diào)度員的培訓(xùn)周期，實(shí)現(xiàn)調(diào)度員日常操作業(yè)務(wù)的安全校核。 2008 年底， 義烏市供電局基于地-縣聯(lián)合統(tǒng)一模型的縣調(diào) PAS（Power applicationsystem）/DTS （Dispatcher training simulator， 調(diào)度員培訓(xùn)仿真）系統(tǒng)投入運(yùn)行， 實(shí)踐證明：該系統(tǒng)為調(diào)度員的培訓(xùn)，尤其是反事故演習(xí)、事故處理、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置調(diào)度運(yùn)方潮流分析與研究等，提供了良好的平臺(tái)和科學(xué)的分析工具。

1 系統(tǒng)介紹

義烏市電力調(diào)度中心（以下簡(jiǎn)稱義烏縣調(diào)）所轄 的 220 kV 電 網(wǎng) 和 110 kV 電 網(wǎng) 部 分 與 金 華 電 網(wǎng)的聯(lián)系非常密切，電氣聯(lián)系十分緊密，是金華地區(qū)最大的縣調(diào)，如果用簡(jiǎn)單的外網(wǎng)靜態(tài)等值機(jī)的方 式 對(duì) 義 烏 電 網(wǎng) 以 外 的 220 kV 和 110 kV 電 網(wǎng) 部分做靜態(tài)等值，難以精確模擬外部電網(wǎng)對(duì)內(nèi)部操作的影響和反饋，而涉及外部電網(wǎng)的內(nèi)網(wǎng)操作（如解合環(huán)）時(shí)，其精度也將受到較大影響，因此必須采用合理的方式解決義烏縣調(diào)外網(wǎng)（即金華地區(qū)電網(wǎng)）的模擬問題。

另一方面， 義烏縣調(diào) PAS/DTS 系統(tǒng)的建設(shè)必須考慮能夠與金華地區(qū)電網(wǎng)的 PAS/DTS 系 統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程分布式聯(lián)合演習(xí)。為了保證縣調(diào)獨(dú)立仿真和地-縣調(diào)聯(lián)合仿真時(shí)的一致性， 縣調(diào)的 PAS/ DTS 系統(tǒng)必須能夠與地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度（簡(jiǎn)稱地調(diào)）PAS/DTS系統(tǒng)的模型在仿真范圍上完全兼容。

1.1 電網(wǎng)模型的生成

在義烏縣調(diào)的 PAS/DTS 系統(tǒng)中，通過模型自動(dòng)合并的方式，將地調(diào)和縣調(diào)的完整電網(wǎng)模型進(jìn)行合并， 自動(dòng)撥冗后生成包含金華地調(diào)全部 500 kV、 220 kV、 110 kV 電 網(wǎng) 以 及 義 烏 縣 調(diào) 的 35 kV、10 kV 完整 電 網(wǎng)的統(tǒng) 一的 地-縣調(diào) 聯(lián)合模 型 。

系統(tǒng)能根據(jù)金華地區(qū)的電網(wǎng)模型和由義烏縣調(diào)維護(hù)的義烏電網(wǎng)模型自動(dòng)進(jìn)行模型合并和消除冗余，生成地-縣統(tǒng)一的電網(wǎng)模型，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一模型的 PAS 和 DTS 系統(tǒng)。

地調(diào)電網(wǎng)模型如圖1所示，包含地調(diào)電網(wǎng)范圍 內(nèi) 的 500 kV 和 220 kV 變 電 站 以 及 地 調(diào) 建 模 的110 kV 變 電 站 （10 kV 部 分 采 用 等 值 負(fù) 荷 簡(jiǎn) 化 ） 。

圖1 地調(diào)獨(dú)立的 DTS仿真模型

地-縣聯(lián)合的 DTS 電 網(wǎng)模型以 地調(diào) EMS 模型 為 基礎(chǔ)， 包 含地調(diào)電 網(wǎng) 范 圍 內(nèi)的 500 kV 和 220 kV 變 電 站 以 及 縣 調(diào) 遠(yuǎn) 程 維 護(hù) 的 110 kV 變 電 站（低 壓 出 線 完 整 建 模 ）和 35 kV 變 電 站 ， 既 可 用 于縣調(diào)的單獨(dú)仿真培訓(xùn)， 也可用于地-縣或省-地-縣調(diào)聯(lián)合仿真培訓(xùn)（如圖2）。

圖2 地-縣聯(lián)合 PAS/DTS 仿真 模型

縣調(diào) DTS 系統(tǒng)中， 地-縣聯(lián)合模型的合并與生成由縣調(diào) DTS 系統(tǒng)自動(dòng)完成，在保證地-縣電網(wǎng)設(shè)備命名規(guī)則嚴(yán)格一致的條件下，系統(tǒng)自動(dòng)完成撥冗，形成統(tǒng)一的地-縣聯(lián)合大模型。

1.2 仿真模式

系統(tǒng)支持的仿真方式包括縣調(diào)獨(dú)立仿真和地-縣聯(lián)合仿真兩種模式。

縣調(diào)獨(dú)立仿真培訓(xùn)時(shí)，地-縣聯(lián)合的電網(wǎng)模型運(yùn)行在縣調(diào)的 DTS 服務(wù)器上， 縣調(diào)的教員及學(xué)員通過教員臺(tái)、 學(xué)員臺(tái)登錄到縣調(diào) DTS系統(tǒng)的仿真服務(wù)器上進(jìn)行仿真培訓(xùn)。地調(diào)電網(wǎng)模型作為縣調(diào)的外部電網(wǎng)，完整地參與仿真計(jì)算。由于電網(wǎng)模型包括了完整的地調(diào)電網(wǎng)，因此在縣調(diào)仿真過程中，系統(tǒng)可以精確模擬地區(qū)電網(wǎng)對(duì)縣調(diào)各種操作的響應(yīng)和影響。

采用地-縣聯(lián)合仿真培訓(xùn)時(shí)，要先通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將縣調(diào)建模的電網(wǎng)模型和圖形以 CIM模型和 SVG 圖形的方式上傳到地調(diào) DTS 系統(tǒng)中，由地調(diào) DTS 系統(tǒng)進(jìn)行模型合并，生成地-縣聯(lián)合的電力系統(tǒng)模型。這個(gè)模型與縣調(diào)側(cè)生成的地-縣聯(lián)合模型是完全一致的。

系 統(tǒng) 提 供 與 DTS 完 全一 體 化的 PAS 功 能 ，PAS 系統(tǒng)則是基于統(tǒng)一的地-縣聯(lián)合模型。 系統(tǒng)從金華地調(diào)以 5min 為周期獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)斷面文件， 再從義烏縣調(diào) SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）獲取縣調(diào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)斷面，綜合雙方的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后， 完成電網(wǎng)的分析計(jì)算。 PAS 系統(tǒng)與 DTS 使用相同的圖形和數(shù)據(jù)庫，共用電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)庫和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)庫，無需進(jìn)行重復(fù)的維護(hù)工作。PAS系統(tǒng)與 DTS 系統(tǒng)底層的電網(wǎng)計(jì)算核心算法和模塊一體化， 在線運(yùn)行的 PAS系統(tǒng)給出的潮流分析結(jié)果與DTS 仿真中的結(jié)果一致，保證了 DTS 系統(tǒng)的真實(shí)性。

2 系統(tǒng)的縣調(diào)特色

義烏縣調(diào) TDS 能將 金華地調(diào)的完整電 網(wǎng)模型和縣調(diào)的完整模型進(jìn)行合并，自動(dòng)撥冗后生成統(tǒng)一的地-縣調(diào)度聯(lián)合模型，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)義烏縣調(diào)的 PAS 系統(tǒng)和 DTS 系統(tǒng)， 并具有自己的特色功能。

2．1 進(jìn)行大型的地-縣聯(lián)合反事故演習(xí)

地-縣聯(lián)合仿真培訓(xùn)采用地區(qū) DTS 系統(tǒng)生成的地-縣聯(lián)合電力系統(tǒng)模型， 如圖3所示。 電力系統(tǒng)模型運(yùn)行在地調(diào) DTS系統(tǒng)的教員臺(tái)上， 縣調(diào)參演人員通過安全三區(qū)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)登錄到地調(diào) DTS的電力系統(tǒng)模型上，進(jìn)行地調(diào)與縣調(diào)的聯(lián)合仿真培訓(xùn)。

圖3 地-縣聯(lián)合仿真模式

在仿真過程中，地-縣聯(lián)合電網(wǎng)仿真模型由地調(diào)教員統(tǒng)一協(xié)調(diào)，并負(fù)責(zé)聯(lián)合演習(xí)初始教案的制作，完成仿真過程中地調(diào)模型的操作。在聯(lián)合演習(xí)時(shí)，系統(tǒng)同時(shí)在縣調(diào)當(dāng)?shù)卦O(shè)置遠(yuǎn)程縣調(diào)分教員臺(tái)，由縣調(diào)分教員自行設(shè)置縣調(diào)電網(wǎng)的運(yùn)行情況。根據(jù)權(quán)限設(shè)定，參與仿真培訓(xùn)的各個(gè)地調(diào)、縣調(diào)學(xué)員僅能看到自己管轄區(qū)域的電網(wǎng)一次接線圖形和系統(tǒng)報(bào)警信息，操作管轄范圍內(nèi)的設(shè)備。縣調(diào)登錄的遠(yuǎn)程教員臺(tái)和遠(yuǎn)程學(xué)員臺(tái)具備與本地系統(tǒng)基本一致的功能。

2008 年 10 月 28 日， 參加了 2008 年度地縣聯(lián)合的金華電力系統(tǒng)迎峰度冬聯(lián)合反事故演習(xí)。2009 年 5 月 26 日又參加了省、地、縣聯(lián)合的浙江電力系統(tǒng)反事故演習(xí)，系統(tǒng)的功能在演習(xí)中得到了充分的體現(xiàn)。

2．2 低壓配電網(wǎng)仿真

縣 調(diào) 在 建 立 廠 站 模 型 時(shí) ， 將 110 kV 或 35 kV廠 站 間 的 10 kV 聯(lián) 絡(luò) 線 模 擬 為 連 接 首 末 廠 站 的 T接線 ， 即分 別 在 10 kV 聯(lián) 絡(luò) 線 路 的 首 末 端廠 站 建立線路模型，并在T接站建立連接到該聯(lián)絡(luò)線路的等值負(fù)荷模型。該線路的參數(shù)取原來線路的等值參數(shù)，在等值聯(lián)絡(luò)線路上用T方式連接等值負(fù)荷，模擬原線路的總負(fù)荷，如圖4所示。此種方法雖然不能精確表現(xiàn)配電網(wǎng)的實(shí)際情況，但卻用簡(jiǎn)單的等值電路較好地模擬了復(fù)雜的配電網(wǎng)，實(shí)際合環(huán)校驗(yàn)也證明并無太大偏差，能滿足當(dāng)前配網(wǎng)潮流計(jì)算的精度要求。

圖4 用 等 值 聯(lián) 絡(luò) 線 建 立 10 kV 的 線 路模 型

2．3 小電流接地系統(tǒng)特殊故障仿真

由于配電網(wǎng)需面對(duì)大量小電流接地系統(tǒng)的各種故障， 故縣調(diào) DTS還應(yīng)能仿真單相接地、 諧振等故障現(xiàn)象。

系統(tǒng)采用特殊故障模擬軟件模塊，通過人工定制和編輯故障曲線，使發(fā)生特殊故障時(shí)的電壓曲線能隨定制的故障曲線變化，更貼近于現(xiàn)實(shí)，具有很高的靈活性，可以模擬各種不同的特殊故障電壓曲線變化。小電流接地系統(tǒng)特殊故障仿真的類型見表1。

2．4 為調(diào)度解 /合環(huán)操作提供依據(jù)

在 縣 調(diào) 配 電 網(wǎng) 切 換 電 源 時(shí) ， 10 kV 線 路 以 閉環(huán)運(yùn)行（雙電源）的過渡方式運(yùn)行， 即采用不停電對(duì)聯(lián)絡(luò)線、雙電源的重要用戶進(jìn)行倒電源操作。DTS 系 統(tǒng)可 模 擬 此 操作 過 程 中 10 kV 線 路上 的 潮流變化，為倒閘操作提供依據(jù)。通過對(duì)某一次合環(huán)操作的系統(tǒng) PAS 計(jì)算值與計(jì)算軟件 BPA 計(jì)算值以及最終合環(huán)操作實(shí)際值的比較，證明了該軟件模擬計(jì)算的有效性，計(jì)算的各項(xiàng)數(shù)據(jù)見表2。

表1 小電流接地系統(tǒng)的特殊故障仿真

3 結(jié)語

自義烏地-縣聯(lián)合統(tǒng)一模型的縣調(diào) PAS/DTS系統(tǒng)建設(shè)以來，每個(gè)季度都進(jìn)行反事故演習(xí)，演習(xí)內(nèi)容豐富多變，特別是針對(duì)城市電纜化后產(chǎn)生的特有的諧振現(xiàn)象也進(jìn)行了模擬，以及對(duì)越級(jí)跳閘、多點(diǎn)故障的模似，大大提高了調(diào)度員處理此類故障的熟練程度。利用系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)斷面數(shù)據(jù)的計(jì)算，提供配電網(wǎng)合環(huán)潮流計(jì)算依據(jù)，便于操作員對(duì)符合條件的線路進(jìn)行熱倒負(fù)荷操作，實(shí)現(xiàn)了部分線路合環(huán)操作，提高了供電可靠性。

表2 PAS 與 BPA 和實(shí)際合環(huán)值比較

義烏縣調(diào)調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是在地調(diào)仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)的符合縣市級(jí)調(diào)度使用的系統(tǒng)，并開發(fā)了縣調(diào)的特色功能。系統(tǒng)為提高調(diào)度員培訓(xùn)效果、縮短調(diào)度員培訓(xùn)周期發(fā)揮了積極作用，已逐步成為調(diào)度員日常操作安全校核的重要技術(shù)手段。

[1]孫 宏 斌 ，張 伯 明 .EMS/DTS 一 體 化 設(shè) 計(jì) [J].中 國 電 力 ，1999，32（8）∶23-27.

[2]孫宏斌，張伯明，吳文傳，等.面向地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)度員培訓(xùn) 仿 真系 統(tǒng)[J].電 力 系 統(tǒng) 自 動(dòng) 化 ，2001（4）∶49-52.

（本文編輯：龔 皓）

Practice of County Dispatch PAS/DTSSystem for Unified M odel of Prefecture-level City and County Joint Dispatch

ZHANG Zhen-yu， WU Min-min
（Yiwu Power Supply Bureau， Yiwu Zhejiang 322000， China）

The county power dispatch PAS/DTS system for the unified model of prefecture-level city and county joint dispatch is built for county dispatchers to adapt to the rapid development of power grid.This paper presents and solves the problems of the establishment of distribution network model，fault judgment of low current earthing system， calculation of closed loop of distribution network etc.The actual operation indicates that the system plays an active role in improving dispatcher training effect and reducing training period and becomes the technical tool for safety verification in dispatchers′daily operation.

prefecture-level city and county joint dispatch；PAS/DTS；unified model；dispatcher training simulation system

TP391.9

： B

： 1007-1881（2011）10-0056-04

2011-04-31

張震宇（1963-）， 男， 浙江義烏人， 工程師， 從事電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行管理。