試論縣級(jí)電網(wǎng)中EMS調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

曾蘇艷

前言

EMS技術(shù)在縣級(jí)電網(wǎng)中的運(yùn)用，有效提高了縣級(jí)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，其自動(dòng)化水平也得到了顯著的提高。本文在簡(jiǎn)單分析了EMS系統(tǒng)主要應(yīng)用功能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論述了縣級(jí)電網(wǎng)中EMS調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用。

一、EMS系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能

自上世紀(jì)70年代左右EMS系統(tǒng)誕生開(kāi)始，其運(yùn)用范圍不斷擴(kuò)大，現(xiàn)如今已經(jīng)逐漸成為了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)監(jiān)控的主要手段之一。其運(yùn)用為提升我國(guó)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，做出了重要的貢獻(xiàn)。

（一）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龉δ?/p>

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鲆卜Q為網(wǎng)絡(luò)接線分析，它能夠通過(guò)對(duì)電網(wǎng)開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)或是接線圖的分析，確定出電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和支路的連通關(guān)系。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)接線分析的手段，不僅能夠?qū)ψ酉到y(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，還能夠?qū)ο嚓P(guān)元件的著色進(jìn)行跟蹤，運(yùn)用更加生動(dòng)、直觀的形式對(duì)元件的運(yùn)行狀況和節(jié)點(diǎn)的連通性進(jìn)行表現(xiàn)。事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢哉f(shuō)是電網(wǎng)中的基礎(chǔ)性功能，因此，對(duì)其高效性和便捷性有一定的要求。

（二）潮流計(jì)算

潮流計(jì)算也屬于計(jì)算功能，它能夠分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆治鼋Y(jié)構(gòu)、電網(wǎng)的運(yùn)行條件以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)電壓、功率、損耗等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。電力系統(tǒng)的技術(shù)人員，則可以潮流計(jì)算所得數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行方式、供電方案等進(jìn)行對(duì)比和分析，發(fā)現(xiàn)其中存在的不足，進(jìn)而制定出更加經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、合理的電網(wǎng)運(yùn)行方案，提高電網(wǎng)運(yùn)行的效率。

（三）狀態(tài)估計(jì)功能

SCADA在電網(wǎng)數(shù)據(jù)收集和匯總的過(guò)程中，存在著一定的問(wèn)題，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，數(shù)據(jù)收集準(zhǔn)確性較低。SCADA在數(shù)據(jù)收集和轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，難免存在誤差，這就對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成了影響。其次，數(shù)據(jù)收集可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。在數(shù)據(jù)收集中，受到干擾編碼或是濾波的影響，會(huì)造成數(shù)據(jù)出錯(cuò)。再次，數(shù)據(jù)收集不全面。SCADA中，由于部分設(shè)備運(yùn)行參數(shù)無(wú)法測(cè)量，就必然導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不健全。最后，數(shù)據(jù)分析存在偏差。數(shù)據(jù)收集不健全，準(zhǔn)確性得不到保證，甚至有可能存在錯(cuò)誤，這就嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。相對(duì)于SCADA而言，EMS技術(shù)在數(shù)據(jù)收集和分析方面，表現(xiàn)的更具科學(xué)性和可靠性。狀態(tài)估算是EMS技術(shù)中的一種計(jì)算程序，一方面，它能夠以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇橐罁?jù)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)方程式，對(duì)所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，另一方面，它還能夠?qū)﹀e(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和刪改，進(jìn)而有效提高數(shù)據(jù)收集和分析的準(zhǔn)確性。

（四）負(fù)荷預(yù)測(cè)

EMS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)三個(gè)維度數(shù)據(jù)的收集和分析，其中，對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)的分析的依據(jù)就是負(fù)荷預(yù)測(cè)。負(fù)荷預(yù)測(cè)是EMS中的重要功能模塊，具體包括了系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)和母線負(fù)荷預(yù)測(cè)兩種，對(duì)確保電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性具有重要作用。

二、縣級(jí)電網(wǎng)中EMS調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）EMS系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

EMS系統(tǒng)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的運(yùn)用時(shí)間較長(zhǎng)，且取得了較好的應(yīng)用效果。我們可以毫不夸張的說(shuō)，EMS系統(tǒng)的運(yùn)用是對(duì)電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的重大改進(jìn)。以下，本文將以某縣電網(wǎng)的的實(shí)際運(yùn)用情況為例。該縣的EMS系統(tǒng)采用了TH2100系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)行具有以下幾方面的特點(diǎn)：第一，一體化程度相對(duì)較高。電網(wǎng)中所有的數(shù)據(jù)將有OPEN300完成收集和錄入，并通過(guò)轉(zhuǎn)換程序進(jìn)入到PAS平臺(tái)，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫浅绦蜃詣?dòng)生成的，能夠有效避免人為錯(cuò)誤。第二，功能齊全。在該系統(tǒng)中幾乎涵蓋了所有所需的功能，能夠滿足電網(wǎng)運(yùn)行的需求。比如，潮流算法中運(yùn)用了無(wú)公交叉逼近算法，能夠快速計(jì)算最有潮流結(jié)果，這一模式世界領(lǐng)先。第三，軟件實(shí)用性較強(qiáng)。地區(qū)電網(wǎng)對(duì)軟件實(shí)用性的要求相對(duì)較高，而該系統(tǒng)恰好能夠滿足其需求。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、無(wú)功優(yōu)化、負(fù)荷預(yù)測(cè)等功能都教具低調(diào)特色。第四，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷。第五，軟件先進(jìn)。

（二）EMS系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

EMS系統(tǒng)在先進(jìn)電網(wǎng)中的應(yīng)用取得了良好的效果，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，減少不必要的電量損失。系統(tǒng)的負(fù)荷電流變化可為設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)的開(kāi)停機(jī)方式和檢修方案提供依據(jù)，提高年度檢修的科學(xué)性，降低不必要的電量損耗。其次，提高了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。潮流計(jì)算可為調(diào)度人員控制系統(tǒng)負(fù)荷分配提供依據(jù)，確保電網(wǎng)的運(yùn)行處于最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。在降低了系統(tǒng)網(wǎng)損率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的最佳經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而解決離線潮流計(jì)算工具和電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行方式脫節(jié)的問(wèn)題，簡(jiǎn)化了工作程序。再次，電壓合格率得到了顯著提高。隨著該縣電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)EMS軟件的應(yīng)用，該縣的電網(wǎng)電壓合格率得到了顯著的提高。無(wú)功優(yōu)化和電壓調(diào)整等工作更具科學(xué)性，以系統(tǒng)電壓和負(fù)荷的變化為依據(jù)，通過(guò)在線計(jì)算，可準(zhǔn)確計(jì)算出變電站主變調(diào)整黨委和電容器投退方式，確保電壓保持在一定范圍內(nèi)。最后，減少了人為的操作失誤。電網(wǎng)調(diào)度人員在改變系統(tǒng)運(yùn)行方式操作之前，都會(huì)運(yùn)用EMS系統(tǒng)中的PAS系統(tǒng)進(jìn)行模擬預(yù)演，在預(yù)演的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)潮流變化的分析，確保電網(wǎng)運(yùn)行安全的前提下，落實(shí)實(shí)際操作，為電網(wǎng)運(yùn)行安全性增加了保障。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，EMS系統(tǒng)的功能強(qiáng)大且全面，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，具有良好的綜合性能，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)調(diào)度提供科學(xué)合理的分析，對(duì)于縣級(jí)電網(wǎng)發(fā)展具有重要意義，對(duì)于確保地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要作用，是一項(xiàng)值得采用和推廣的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。以上觀點(diǎn)，為筆者拙見(jiàn)，不足之處，還望相關(guān)專家學(xué)者指教，同時(shí)，希望本文可達(dá)到拋磚引玉的作用，讓更多專家學(xué)者深入到該課題的研究和探討中。

（作者單位：國(guó)網(wǎng)江西吉水縣供電有限責(zé)任公司）