EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位視域下的地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理

黃克勤

【摘 要】EMS高級(jí)應(yīng)用軟件主要是在SCADA功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行階段遙感信息收集整理，對(duì)整體電網(wǎng)運(yùn)行的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性及穩(wěn)定性進(jìn)行統(tǒng)一預(yù)測(cè)。EMS高級(jí)應(yīng)用軟件的合理應(yīng)用可為電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)、高效運(yùn)行提供充足的保障。本文依據(jù)EMS高級(jí)應(yīng)用的發(fā)展情況，從電網(wǎng)總體設(shè)計(jì)、軟件設(shè)置、硬件設(shè)置、功能實(shí)現(xiàn)等方面對(duì)其在區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行方式中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，并介紹了EMS高級(jí)應(yīng)用軟件在地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理中的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位；地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式；在線管理

中圖分類(lèi)號(hào)： TP311.11；TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）25-0284-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.25.130

0 前言

EMS高級(jí)應(yīng)用軟件在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，主要依據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)方式及負(fù)荷狀況變化，由電網(wǎng)調(diào)度值班人員對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行在線校核評(píng)估。在得出電網(wǎng)運(yùn)行情況之后，進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行方式的優(yōu)化調(diào)整。而為了最大限度提高EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理中的效率，保障地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)EMS高級(jí)應(yīng)用軟件運(yùn)行模式及具體流程進(jìn)行適當(dāng)分析具有非常重要的意義。

1 EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)概述

EMS高級(jí)應(yīng)用軟件主要應(yīng)用于地區(qū)電力系統(tǒng)控制模塊，其可通過(guò)電力運(yùn)行階段各個(gè)模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集，為電力市場(chǎng)提供交易計(jì)劃安全評(píng)估服務(wù)，最大限度降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)階應(yīng)用的EMS高級(jí)應(yīng)用軟件主要為基于RISC/UNIX的開(kāi)放分布式系統(tǒng)，其內(nèi)部主要以商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，結(jié)合先進(jìn)圖形顯現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用及大型系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的規(guī)范設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了電力運(yùn)行模式自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行。

2 EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)硬件主要包括人機(jī)交換子模塊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)子模塊、運(yùn)行方式調(diào)度子模塊、WEB子模塊等幾個(gè)方面。在電力運(yùn)行方式調(diào)度階段，所采用的元件主要為磁盤(pán)陣列、PAS服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、SCADA服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、PAS工作站等；而人機(jī)交換子模塊主要包括報(bào)表unix工作站、電力運(yùn)行方式集中調(diào)度工作站、負(fù)荷預(yù)測(cè)工作站、網(wǎng)絡(luò)激光打印設(shè)備等幾個(gè)方面；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)子模塊主要包括物理隔離元件、路由器、主干交換機(jī)、防火墻及其他網(wǎng)絡(luò)防控設(shè)備；WEB子模塊主要包括Web工作站、Web服務(wù)器兩個(gè)部分。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)主要在全分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，融入了功能分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，即將以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡(luò)主要骨架，在主干網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中主要控制模塊為RISC芯片服務(wù)站。而其他應(yīng)用軟件均依據(jù)功能運(yùn)行特點(diǎn)，以分布功能負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行負(fù)荷最低為原則，設(shè)置在不同的服務(wù)器及工作站上[1]。

2.2 EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)軟件模塊設(shè)置過(guò)程中，主要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用、各單元模塊CPU分層構(gòu)建的原則，利用中間件將上層控制模塊與底層操作進(jìn)行隔離措施。分層構(gòu)件化的軟件組成，可促使EMS在同構(gòu)、異構(gòu)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)分布式管理。

3 EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中主要包括實(shí)時(shí)狀態(tài)評(píng)估、無(wú)功優(yōu)化、短路電流計(jì)算、潮流計(jì)算、靜態(tài)安全分析、安全約束調(diào)度、負(fù)荷預(yù)測(cè)等幾個(gè)模塊。其中實(shí)時(shí)狀態(tài)評(píng)估主要是依據(jù)SCADA模塊實(shí)時(shí)信息收集，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行階段各個(gè)母線幅度、相角、功率預(yù)測(cè)值進(jìn)行分析，然后通過(guò)遙測(cè)初次檢驗(yàn)、量測(cè)系統(tǒng)評(píng)估及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，可得到更加?zhǔn)確、完善的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)；而短路電流計(jì)算主要針對(duì)特定斷線故障或者短路故障發(fā)生后，各個(gè)線路節(jié)點(diǎn)分支、母線殘壓、零序短路電流及短路容量參數(shù)；無(wú)功優(yōu)化功能需要值班調(diào)度人員在潮流計(jì)算之后，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化，進(jìn)行無(wú)功功率調(diào)整、有載調(diào)壓變壓器分觸頭位置、補(bǔ)償裝置運(yùn)行情況等信息收集整理，確定電網(wǎng)安全約束條件，以便獲得最佳電壓質(zhì)量參數(shù)；負(fù)荷預(yù)測(cè)主要為EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)應(yīng)用模塊，其可以通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行、控制數(shù)據(jù)分析，最大限度提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

負(fù)荷預(yù)測(cè)功能在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，需要依據(jù)CC-2000支撐系統(tǒng)，結(jié)合Alpha Server、Workstation硬件模塊的應(yīng)用，構(gòu)建集人機(jī)交互、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、loadfor為一體的Compaq True64網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平臺(tái)；靜態(tài)安全分析功能需要對(duì)多種電網(wǎng)運(yùn)行模式下發(fā)生的最不利狀況進(jìn)行預(yù)先分析，如線路過(guò)載、發(fā)動(dòng)機(jī)功率超載、電壓越限等。通過(guò)對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)故障的預(yù)先評(píng)估、警告及處理，可保障電網(wǎng)安全運(yùn)行；安全約束調(diào)度主要在靜態(tài)安全分析的基礎(chǔ)上，以電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)控制量調(diào)整效果最佳為目標(biāo)，制定合理的安全約束調(diào)度方案；潮流計(jì)算主要是電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理人員在既定的電網(wǎng)運(yùn)行方式下，依據(jù)規(guī)定調(diào)整方案進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度作業(yè)。同時(shí)對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)潮流分布、潮流特性進(jìn)行計(jì)算。其中既定的電網(wǎng)運(yùn)行方式大多為某一電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)期數(shù)據(jù)，或者預(yù)期估測(cè)的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。在具體運(yùn)行過(guò)程中，潮流計(jì)算具有多種數(shù)據(jù)來(lái)源，如依照運(yùn)行方式、依照計(jì)算時(shí)間變化等。其中依照運(yùn)行方式主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建模應(yīng)用軟件重構(gòu)，從以往備份的電力運(yùn)行方式中獲取歷史電網(wǎng)運(yùn)行方式；而依照計(jì)算時(shí)間變化則是依照某一固定時(shí)刻EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷數(shù)據(jù)，同時(shí)依照這一時(shí)刻制定電力負(fù)載分配系數(shù)，并將其劃分到預(yù)定的電力母線上。根據(jù)具體電力時(shí)刻電網(wǎng)運(yùn)行方式可以獲得電力資源輸送計(jì)算機(jī)及電壓調(diào)節(jié)方案。同時(shí)依據(jù)不同電力輸送樞紐母線電壓幅度變化，還可以獲得各個(gè)開(kāi)關(guān)的變化。除此之外，電力值班調(diào)度人員還可以選擇預(yù)期故障分析、最優(yōu)潮流、電壓穩(wěn)定性分析等作為電網(wǎng)運(yùn)行方式確定依據(jù)[2]。

4 EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位領(lǐng)域下的地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理

4.1 EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位領(lǐng)域下地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理前期準(zhǔn)備

在EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位領(lǐng)域下地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理前期，首先應(yīng)明確工作目標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位領(lǐng)域下地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理范圍主要為地域電力調(diào)度機(jī)構(gòu)管轄區(qū)域內(nèi)全部輸變電設(shè)備。依據(jù)相關(guān)輸變電設(shè)備運(yùn)行情況，需要將電網(wǎng)運(yùn)行方式由離線安排、事后電網(wǎng)運(yùn)行的方式，轉(zhuǎn)化為在線校核、實(shí)時(shí)補(bǔ)位、事前預(yù)控的管控模式，保證整體電網(wǎng)始終位于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

其次，在實(shí)際管理過(guò)程中，依據(jù)EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位領(lǐng)域下地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理要求，區(qū)域管理人員應(yīng)明確值班調(diào)度人員、主管人員、自動(dòng)化運(yùn)維人員在區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理職責(zé)，構(gòu)建完善的EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位領(lǐng)域下地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理機(jī)制。其中電網(wǎng)值班調(diào)度人員為EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位領(lǐng)域下地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理執(zhí)行者，其需要對(duì)區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中具體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督。并根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況，進(jìn)行在線電網(wǎng)潮流分析及N-1分析、N-2分析等。在確定電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)之后，值班調(diào)度人員還需要制定具體的電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)度方案，交由上級(jí)部門(mén)審核；而自動(dòng)化運(yùn)維人員需要根據(jù)EMS高級(jí)應(yīng)用情況，對(duì)其功能模塊進(jìn)行運(yùn)維優(yōu)化，如靜態(tài)安全分析模塊、AVC、在線潮流計(jì)算模塊等；而主管人員需要在電網(wǎng)遭受突發(fā)情況時(shí)，通過(guò)對(duì)值班調(diào)度信息分析，確定整體方案的可行性，并根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)度安排，對(duì)值班調(diào)度人員進(jìn)行技術(shù)交底[3]。

最后，針對(duì)地區(qū)復(fù)雜電網(wǎng)突發(fā)情況，如鏈?zhǔn)焦╇妳^(qū)域雙回線路情況。值班調(diào)度人員可依據(jù)具體模型要求，對(duì)雙回線模型進(jìn)行特殊處理。即分別設(shè)置兩個(gè)單回線路四清線，并根據(jù)具體雙回線路運(yùn)行情況進(jìn)行單回線路運(yùn)行模式調(diào)整。

4.2 EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)在線管理中關(guān)鍵控制點(diǎn)

EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)在線管理主要包括正常運(yùn)行、突發(fā)情況兩個(gè)控制節(jié)點(diǎn)。一方面，在地區(qū)電網(wǎng)正常運(yùn)行過(guò)程中，依據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行方式合理程度，值班調(diào)度人員需要及時(shí)采取補(bǔ)救措施；另一方面，在出現(xiàn)不可控風(fēng)險(xiǎn)因素后，值班調(diào)度人員需要依據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況變化，及時(shí)進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)整，最大限度降低突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的不利影響。如在設(shè)備停送電操作前期，值班調(diào)度人員需要進(jìn)行潮流計(jì)算，并對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行潮流及輸電線路電壓進(jìn)行分析，結(jié)合靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)，獲得電網(wǎng)運(yùn)行階段整體電網(wǎng)安全裕度，便于為后續(xù)關(guān)鍵設(shè)備啟動(dòng)或停止方案設(shè)置提供有效的依據(jù)。

不可控突發(fā)事故下的電網(wǎng)運(yùn)行方式在線校核補(bǔ)位，需要電網(wǎng)值班調(diào)度人員綜合考慮設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)、臨時(shí)停用電、負(fù)荷超預(yù)測(cè)水平、機(jī)組面臨故障待修等因素。通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)運(yùn)行階段潮流分析，確定最佳電網(wǎng)運(yùn)行方案，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。需要注意的是，對(duì)于大規(guī)模電網(wǎng)設(shè)備故障跳閘情況，需要在電網(wǎng)潮流范圍大范圍轉(zhuǎn)移后，在30min內(nèi)進(jìn)行靜態(tài)安全分析及電網(wǎng)安全裕度分析作業(yè)；而在機(jī)組面臨故障待修情況處理時(shí)，需要在15min內(nèi)進(jìn)行電網(wǎng)安全裕度計(jì)算；對(duì)于臨時(shí)變動(dòng)而進(jìn)行的潮流補(bǔ)位，應(yīng)在電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)整10min前，完成潮流計(jì)算集靜態(tài)安全分析作業(yè)。

4.3 EMS高級(jí)應(yīng)用校核補(bǔ)位領(lǐng)域下地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式在線管理效益分析

EMS高級(jí)應(yīng)用地區(qū)電網(wǎng)在線管理模式在某區(qū)域運(yùn)行之后，該地區(qū)電網(wǎng)安全度過(guò)了春節(jié)、夏季用電高峰期。及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理了10次用電運(yùn)行隱患，為地區(qū)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供了良好的保障[4]。

5 總結(jié)

綜上所述，EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)在線管理中的應(yīng)用，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了電網(wǎng)運(yùn)行方式管理的步驟，為電網(wǎng)運(yùn)行功能實(shí)時(shí)監(jiān)控分析提供了有效的依據(jù)。在EMS高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，值班調(diào)度人員可以根據(jù)具體需求，依據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行階段沒(méi)有結(jié)構(gòu)誤差、不良數(shù)據(jù)這一目標(biāo)，進(jìn)行最小殘差狀態(tài)變化計(jì)算方法的選擇。然后綜合利用潮流計(jì)算、電網(wǎng)安全狀態(tài)分析、安全約束調(diào)度等功能模塊，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中結(jié)構(gòu)誤差或不良數(shù)據(jù)進(jìn)行校核補(bǔ)位，從而保證電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

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