調(diào)度EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)在運(yùn)行管理中的應(yīng)用

張璞莫文雄鄺東海孟令棟

（1.廣州供電局有限公司，廣州 510000；2.珠海華科偉電氣科技股份有限公司，廣州 510000）

按照廣州供電局集約化管理要求，變電一所管轄范圍增加了番禺、增城兩個(gè)分部，變電站數(shù)量成倍增加。由原來(lái)的城區(qū)監(jiān)控中心升級(jí)成立的監(jiān)控中心負(fù)責(zé)廣州城區(qū)、番禺、增城三個(gè)片區(qū)除三個(gè)500kV站以外的一百四十多個(gè)變電站的運(yùn)行監(jiān)視工作。目前監(jiān)控中心使用的設(shè)備監(jiān)視軟件是由國(guó)內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)廠家研發(fā)的調(diào)度EMS系統(tǒng)，其業(yè)務(wù)要求由局調(diào)度部門提供，在監(jiān)視的細(xì)節(jié)方面已不能完全滿足監(jiān)控中心目前的要求，而且監(jiān)控中心自身在運(yùn)行管理方面也有一些工作需要信息系統(tǒng)輔助執(zhí)行。由此提出了開發(fā)一套運(yùn)行管理軟件解決監(jiān)控中心目前的問題。

廣州供電局的調(diào)度EMS系統(tǒng)建設(shè)初期已經(jīng)要求廠家提供了基于IEC61970的標(biāo)準(zhǔn)接口，便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充，因此監(jiān)控中心運(yùn)行管理軟件決定在此基礎(chǔ)上進(jìn)行以下幾個(gè)方面的應(yīng)用開發(fā)：①采用新的監(jiān)控信號(hào)分類方式，建立運(yùn)行監(jiān)視模塊；②獲取調(diào)度EMS設(shè)備模型，建立運(yùn)行管理系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)備臺(tái)賬，包括110kV、220kV兩個(gè)電壓等級(jí)線路所掛的“燈籠站”臺(tái)賬；③建立變電一所內(nèi)部調(diào)度令轉(zhuǎn)令平臺(tái)。

本文主要探討在監(jiān)控中心運(yùn)行管理系統(tǒng)建設(shè)過程中，通過對(duì)調(diào)度EMS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口的研究，將其數(shù)據(jù)在生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，解決變電站運(yùn)行管理現(xiàn)場(chǎng)問題。一方面針對(duì)目前監(jiān)控中心信號(hào)監(jiān)視的要求，基于調(diào)度EMS系統(tǒng)監(jiān)視信號(hào)過于集中的問題，建立新的運(yùn)行監(jiān)視功能。另一方面解決設(shè)備數(shù)據(jù)需要在運(yùn)行管理系統(tǒng)與能量管理系統(tǒng)中重復(fù)錄入，數(shù)據(jù)維護(hù)效率低的問題[1]，將運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)自動(dòng)生成，并通過數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同應(yīng)用系統(tǒng)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享與同步。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 設(shè)備臺(tái)賬自動(dòng)生成

局調(diào)度EMS系統(tǒng)提供的設(shè)備模型，數(shù)據(jù)量很大，需要對(duì)CIM模型數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，提取變電一所管轄的三個(gè)片區(qū)的設(shè)備信息，并且將兩套系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)應(yīng)[2]。數(shù)據(jù)導(dǎo)入過程耗時(shí)較長(zhǎng)，必須保證數(shù)據(jù)的完整性。

調(diào)度EMS系統(tǒng)的電網(wǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示，根據(jù)EMS系統(tǒng)的設(shè)備模型，找出運(yùn)行管理系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)交互中需要生成設(shè)備結(jié)構(gòu)所需的數(shù)據(jù)類型，包括：變電站、電壓等級(jí)區(qū)，間隔、主變、開關(guān)、刀閘。

圖1 EMS電網(wǎng)設(shè)備關(guān)系樹

運(yùn)行管理系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互后，設(shè)備模型數(shù)據(jù)只在EMS中維護(hù)，因此在運(yùn)行管理系統(tǒng)的臺(tái)賬管理模塊需要控制用戶維護(hù)權(quán)限，涉及到由EMS系統(tǒng)導(dǎo)入的功能位置只能在導(dǎo)入數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上增加銘牌參數(shù)等數(shù)據(jù)。在設(shè)備管理模塊中需要增加模型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)新增功能位置的功能，將自動(dòng)生成的模型數(shù)據(jù)不符合運(yùn)行管理系統(tǒng)要求的，允許用戶通過手工操作，完成設(shè)備結(jié)構(gòu)的建立和關(guān)聯(lián)。

1.2 EMS數(shù)據(jù)的獲取

IEC61970接口數(shù)據(jù)主要包括CIM和CIS兩部分內(nèi)容，其中CIM部分定義了電網(wǎng)模型，包括設(shè)備模型以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；CIS部分規(guī)范了接口描述，定義了一系列接口機(jī)制的語(yǔ)法，使得不同應(yīng)用可以互相連接，交換信息，解決了異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的問題[3-4]。

本課題在研究過程中，因調(diào)度EMS系統(tǒng)廠家對(duì)CIS接口的實(shí)現(xiàn)不完善，對(duì)CIS接口的研究主要為402部分公共服務(wù)（CS），以及404部分高速數(shù)據(jù)訪問接口（HSDA），探討的是靜態(tài)的設(shè)備模型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)訪問接口，以及EMS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取，對(duì)歷史或者實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的訪問未能做深入研究。

2 應(yīng)用情況

2.1 設(shè)備臺(tái)賬

以EMS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備臺(tái)賬模型為基礎(chǔ)，將其應(yīng)用于生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，構(gòu)建生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備臺(tái)賬結(jié)構(gòu)。新的臺(tái)賬結(jié)構(gòu)為生產(chǎn)管理系統(tǒng)的缺陷管理、巡檢管理等模塊提供應(yīng)用基礎(chǔ)，解決了臺(tái)賬數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化問題，方便信息的充分交換、共享，同時(shí)嘗試解決了生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備臺(tái)帳多年來(lái)一直靠手工輸入，準(zhǔn)確率低，維護(hù)工作量大的問題。從EMS系統(tǒng)導(dǎo)入的設(shè)備臺(tái)賬如圖2所示。

圖2 EMS系統(tǒng)導(dǎo)入的設(shè)備臺(tái)賬

調(diào)度令轉(zhuǎn)令平臺(tái)涉及的110kV、220kV兩個(gè)電壓等級(jí)線路所掛的“燈籠站”臺(tái)賬如圖3所示，解決了轉(zhuǎn)令過程中遺漏變電站問題，比如圖3所示的“碧圃乙線”，很容易漏掉“珠吉站”。

圖3 線路臺(tái)賬

2.2 負(fù)荷監(jiān)視

如何把EMS系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)抽取出來(lái)，用人最關(guān)心的特性及視覺方式展現(xiàn)出來(lái)？本課題針對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行了一些嘗試。

這里選取GoogleEarth作為電網(wǎng)可視化技術(shù)展現(xiàn)平臺(tái)，將線路和變電站按照地理位置，標(biāo)注在虛擬的三維地球模型上，將變電站實(shí)時(shí)負(fù)荷（告警）信息等地理相關(guān)信息標(biāo)注在地球模型上，效果如圖4所示。使運(yùn)行監(jiān)視人員和管理人員可以迅速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題和發(fā)展趨勢(shì)，更容易快速?zèng)Q策。

2.3 事故分析

事故分析功能基于調(diào)度EMS獲取的監(jiān)視信號(hào)實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)開關(guān)和線路開關(guān)跳閘事故的初步分析功能，自動(dòng)登記跳閘事故，并獲取事故發(fā)生前后一段時(shí)間內(nèi)相關(guān)的遙測(cè)、遙信，按監(jiān)視需要展示相關(guān)設(shè)備狀態(tài)，電流曲線，保護(hù)信號(hào)等，如圖5所示。

圖4 變電站負(fù)荷監(jiān)視

圖5 事故分析

3 結(jié)論

調(diào)度EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)接口在運(yùn)行管理系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，已經(jīng)在廣州供電局變電一所管轄的變電站進(jìn)行了以下嘗試：

1）設(shè)備臺(tái)賬的整合，建立了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備模型。

2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用于運(yùn)行監(jiān)視部分，建立了三維變電站負(fù)荷監(jiān)視模塊，運(yùn)行分析部分選取跳閘事故進(jìn)行了初步的分析。

以上技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)基于調(diào)度EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)在運(yùn)行管理中的應(yīng)用，以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性都具有重要意義。

[1]谷海彤,潘煒.調(diào)度集控一體化系統(tǒng)在廣州電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備, 2009, 29(7): 109-112.

[2]汪華.基于公共信息模型的電網(wǎng)建模[J].電網(wǎng)技術(shù),2008, 32(2): 186-188.

[3]黃蕾,王康元,梁繼勇.基于 CIM的電力設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)模型[J].繼電器, 2005, 33(7): 50-54.

[4]苑津莎,許朝暉,李新葉.基于 CIM的變電設(shè)備狀態(tài)信息統(tǒng)一模型的研究[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào),2009,36(1): 20-23.