關(guān)于提高狀態(tài)估計(jì)遙測合格率的研究與實(shí)踐

余知真 鄭洪波 唐曉玲

摘 要：狀態(tài)估計(jì)是電力調(diào)度系統(tǒng)中必備的基礎(chǔ)應(yīng)用模塊，文章從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、遙測數(shù)據(jù)、設(shè)備參數(shù)等多個(gè)方面著手分析了影響狀態(tài)估計(jì)遙測合格率的各項(xiàng)因素，并針對性的提出了提高狀態(tài)估計(jì)遙測合格率的方法，總結(jié)了狀態(tài)估計(jì)運(yùn)行過程中的缺陷檢查流程及相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：狀態(tài)估計(jì)；遙測合格率；參數(shù)維護(hù)；模型

引言

近年來，隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式日趨擴(kuò)大和復(fù)雜，電網(wǎng)調(diào)度從經(jīng)驗(yàn)型向分析型和智能型轉(zhuǎn)變。電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件正是幫助電網(wǎng)調(diào)度完成這一轉(zhuǎn)變的有力工具，其中狀態(tài)估計(jì)模塊是PAS高級(jí)應(yīng)用軟件的重要基礎(chǔ)模塊之一。狀態(tài)估計(jì)是根據(jù)SCADA系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)信息，給出電網(wǎng)內(nèi)各母線電壓和功率的估計(jì)值，主要完成遙信及遙測初檢、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)辨識(shí)、量測系統(tǒng)可觀測性檢測、不良數(shù)據(jù)辨識(shí)、母線負(fù)荷預(yù)報(bào)模型的維護(hù)、變壓器分接頭估計(jì)、量測誤差估計(jì)等功能，為其它分析軟件提供基態(tài)潮流斷面，是其它高級(jí)應(yīng)用軟件和DTS的基礎(chǔ)[1]。

文章主要從狀態(tài)估計(jì)的實(shí)用性出發(fā)，分析了影響狀態(tài)估計(jì)遙測合格率的各項(xiàng)因素，從網(wǎng)絡(luò)建模、參數(shù)管理、可疑數(shù)據(jù)排查等多方面著手，開展了電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)實(shí)用化技術(shù)的研究與實(shí)踐，并提出了有效的狀態(tài)估計(jì)維護(hù)手段，以改進(jìn)運(yùn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量，為電力調(diào)度決策提供可靠依據(jù)。

1 狀態(tài)估計(jì)基本流程

電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，遙測遙信的誤差和錯(cuò)誤無法避免，且遙測遙信的覆蓋率不能達(dá)到100%。因此，調(diào)度員潮流無法直接在SCADA系統(tǒng)遙測遙信生數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，需要狀態(tài)估計(jì)以冗余的遙測為基礎(chǔ)，利用電力系統(tǒng)內(nèi)在約束和概率統(tǒng)計(jì)原理排除遙測遙信錯(cuò)誤、減小誤差、補(bǔ)充遙測，這就是狀態(tài)估計(jì)功能實(shí)現(xiàn)的過程。狀態(tài)估計(jì)的功能流程圖[2]如圖1所示。

2 影響狀態(tài)估計(jì)遙測合格率的因素

狀態(tài)估計(jì)遙測合格率是衡量狀態(tài)估計(jì)計(jì)算精度的重要指標(biāo)，它能有效的評估廠站接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，現(xiàn)已成為一個(gè)地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行情況的重要考核指標(biāo)[3]。在實(shí)際運(yùn)行過程中，遙測狀態(tài)估計(jì)合格率受多種因素的綜合影響，總結(jié)為以下幾個(gè)方面。

2.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不正確

變電站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是通過設(shè)備定義和變電站實(shí)際上送的遙信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成的。實(shí)際運(yùn)行中，由于模型維護(hù)不及時(shí)，變壓器類型、線路等值屬性等變電站設(shè)備定義不正確，設(shè)備連接空掛未及時(shí)處理等原因造成設(shè)備連接關(guān)系錯(cuò)誤；或由于SCADA采集的遙信位置有誤、偽遙信未及時(shí)清除及自動(dòng)偽遙信功能判定不準(zhǔn)確等原因造成遙信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確是造成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不正確的重要原因。

2.2 設(shè)備參數(shù)不正確

變壓器、線路、容抗器、發(fā)電機(jī)等的設(shè)備參數(shù)[4]是支撐狀態(tài)估計(jì)的重要依據(jù)，例如：系統(tǒng)正確輸入變壓器額定電壓、線路損耗等參數(shù)信息，狀態(tài)估計(jì)將會(huì)根據(jù)這些參數(shù)信息估算出理論上正確的變壓器高中低側(cè)的有功無功值。因此，設(shè)備參數(shù)是影響狀態(tài)估計(jì)遙測合格率的重要因素之一。

2.3 遙測數(shù)據(jù)不正確[5]

由于變電站本身采樣的誤差或者硬件二次采樣回路上的故障導(dǎo)致廠站采樣數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確如有功無功數(shù)值的不平衡、電流或主變檔位數(shù)據(jù)的嚴(yán)重偏差等勢必會(huì)影響遙測合格率。另外，由于變電站采集數(shù)據(jù)極性定義不正確，沒有按照嚴(yán)格的“負(fù)進(jìn)正出”的要求設(shè)定數(shù)據(jù)的正負(fù)號(hào)，影響拓?fù)涑绷?，也是遙測不準(zhǔn)確的主要原因。

3 提高狀態(tài)估計(jì)遙測合格率的措施

3.1 及時(shí)正確的建立網(wǎng)絡(luò)模型，保證網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞恼_性

正確定義設(shè)備類型，尤其是變壓器類型、線路等值屬性等；及時(shí)排查節(jié)點(diǎn)入庫過程中系統(tǒng)給出的出錯(cuò)或告警信息，對于一次主設(shè)備相關(guān)節(jié)點(diǎn)空掛的告警，應(yīng)該引起重視，做到重要告警排查完畢后再入庫；邊界母線需要細(xì)致處理，向本系統(tǒng)提供功率支持的外部線路可等值為發(fā)電機(jī)，從本系統(tǒng)吸收功率的外部線路可等值為負(fù)荷；本系統(tǒng)未采集的遙測量引起的功率不平衡現(xiàn)象如廠用電、所用電量測未采集導(dǎo)致的較大不平衡量，需在模型中添加等值負(fù)荷予以平衡。

3.2 做好設(shè)備參數(shù)工作，保證設(shè)備參數(shù)的正確性和及時(shí)性

規(guī)范管理模式，將參數(shù)管理工作列入廠站新建和改造管理流程中，并納入新設(shè)備投運(yùn)驗(yàn)收工作。新設(shè)備投運(yùn)前，新設(shè)備參數(shù)必須體現(xiàn)在基建部門向運(yùn)方人員提交的設(shè)備投運(yùn)申請書中，運(yùn)方人員將設(shè)備投運(yùn)申請書連同新設(shè)備命名文件一起流轉(zhuǎn)直自動(dòng)化專職人員，保證設(shè)備參數(shù)的正確性和及時(shí)性。所提供參數(shù)的正確性由運(yùn)方專職把關(guān)，由自動(dòng)化專職人員負(fù)責(zé)錄入與核對。

3.3 做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)工作

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完善是電力調(diào)度自動(dòng)化人員一項(xiàng)長期持續(xù)的工作，“四遙”數(shù)據(jù)的完整和準(zhǔn)確，直接影響著電力調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行。（1）加大調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的檢查和維護(hù)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，與相關(guān)專業(yè)人員積極溝通，配合處理錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。（2）對于狀態(tài)估計(jì)中設(shè)置的偽遙信、偽量測應(yīng)做好記錄并及時(shí)消缺。（3）正確定義主變及線路量測的潮流方向，統(tǒng)一定義為：以母線為參照，流出母線的功率方向?yàn)檎?，流入母線的功率方向?yàn)樨?fù)，并在新設(shè)備數(shù)據(jù)核對時(shí)校準(zhǔn)潮流方向。

4 狀態(tài)估計(jì)遙測合格率異常的排查方法

若出現(xiàn)狀態(tài)估計(jì)遙測合格率異常，可按以下步驟進(jìn)行排查：首先，排除遙信預(yù)處理和遙測預(yù)處理中的錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤主要由于實(shí)際遙測遙信有誤或連接關(guān)系有誤導(dǎo)致。對于線路或變壓器功率不平衡，如果實(shí)際檢查遙測無誤，則說明參數(shù)不正確。其次，排查可疑數(shù)據(jù)表中計(jì)算值為零的項(xiàng)和量測值為零的項(xiàng)，多數(shù)為連接關(guān)系有誤或者遙信有誤導(dǎo)致。然后，排查其他有功量測項(xiàng)，檢查量測是否準(zhǔn)確。最后，排查可疑數(shù)據(jù)表中的無功和電壓項(xiàng)，主要由變壓器參數(shù)錯(cuò)誤和分接頭位置不正確引起，需改正參數(shù)并保證變壓器分接頭位置和現(xiàn)場一致（部分特殊的變壓器有多個(gè)額定檔或變壓器檔位排列順序和一般變壓器不同，需進(jìn)行特殊處理），其它相關(guān)參數(shù)如：電容/電抗器容量值不正確，電容/電抗器相關(guān)的開關(guān)刀閘遙信與現(xiàn)場不一致，高壓長線路電納值不匹配等都需加以核實(shí)。

5 結(jié)束語

狀態(tài)估計(jì)對基礎(chǔ)自動(dòng)化提出了更高的要求，只有當(dāng)基礎(chǔ)遙測遙信采集量分布全、準(zhǔn)確度高時(shí)，狀態(tài)估計(jì)才能真正起作用，并為其他PAS模塊提供真實(shí)可用的實(shí)時(shí)斷面，狀態(tài)估計(jì)（本質(zhì)上決定了）不可能在一個(gè)量測冗余度低、差錯(cuò)率高的系統(tǒng)中正常運(yùn)行。因此，從以上幾方面入手，切實(shí)、有效地提高狀態(tài)估計(jì)遙測合格率，為PAS各大應(yīng)用模塊的實(shí)用化打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]于爾鏗.電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)[M].北京：中國水利水電出版社，1985.

[2]周華鋒，胡亞平，謝國財(cái)，等.電力調(diào)度狀態(tài)估計(jì)的實(shí)用技術(shù)研究與實(shí)踐[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2014，8（3）：21-26.

[3]王蘋，嚴(yán)廷峰，付余民.威海電網(wǎng)提高遙測估計(jì)合格率的方法[J].中國科技信息，2009（4）：70-71.

[4]李曉兵.影響遙測估計(jì)合格率的常見原因分析及改進(jìn)措施[J].湖南電力，2011，31（6）：33-35.

[5]馮威.提高調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中狀態(tài)估計(jì)合格率的探索[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（23）：268.