電力調度自動化系統(tǒng)高級應用軟件的維護

國網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司 陳憶瑜

1 引言

電力調度自動化系統(tǒng)在運行中需要依賴于高級應用軟件功能的支持。高級應用軟件可以促使電力調度自動化系統(tǒng)有效接收電力系統(tǒng)運行參數(shù)、狀態(tài)等信息，并在相關模式下可以深入剖析電力系統(tǒng)的狀態(tài)，幫助調度工作人員有效預測、分析、控制電力系統(tǒng)未來運行趨勢，處理當下運行故障問題。高級應用軟件在電力調度自動化系統(tǒng)運行中發(fā)揮著重要的作用，需要人們加強重視，切實保護高級應用軟件的安全和可靠性，明確維護方法和技巧，從根本上保證高級應用軟件性能和功能良好。

2 電力調度自動化系統(tǒng)高級應用軟件概述

當前我國電力調度自動化系統(tǒng)高級應用軟件主要采用東方電子系統(tǒng)，該系統(tǒng)借鑒了國外系統(tǒng)的設計原理和方法，并結合了當前計算機網(wǎng)絡技術、通信技術、大數(shù)據(jù)技術、信息處理技術、組件技術等。在符合相關規(guī)范和標準、要求的基礎上，根據(jù)軟件工程規(guī)范、項目管理基本原則等開發(fā)設計了該綜合軟件。另外，電力調度系統(tǒng)高級應用軟件應用程序可以為電力系統(tǒng)狀態(tài)估計提供數(shù)據(jù)依據(jù)，便于調度員根據(jù)潮流模塊進行計算，以此分析出現(xiàn)路、變壓器電力、母線電壓等數(shù)據(jù)信息。

3 電力調度自動化系統(tǒng)高級應用軟件的維護關鍵點

3.1 明確維護目標

在電力調度自動化系統(tǒng)運行中需要根據(jù)國家電力調度中心相關細則、標準、要求等應用高級軟件以此維護系統(tǒng)運行中的各個功能模塊，比如網(wǎng)絡拓撲、狀態(tài)估算、調度潮流、負荷檢測等，以此發(fā)揮高級應用軟件的作用，更好地為調度員開展調度工作服務。

3.2 系統(tǒng)配置

在進行系統(tǒng)配置時需要遵循電力調度自動化系統(tǒng)本身的運行規(guī)律、設計原則、基本特點、功能模塊等進行科學配置。

具體包括運行環(huán)境配置、網(wǎng)絡化結構配置、目錄信息配置、進度配置、用戶和功能配置等。以上配置是緊密相連的，如果有一方存在措施，則會直接影響電力調度自動化系統(tǒng)高級應用軟件的啟動、功能的發(fā)揮，最終影響自動化系統(tǒng)的維護和運行[1]。

3.3 初期建模

在進行PAS 系統(tǒng)設計前需要先進行建模，在建模時主要將電網(wǎng)內各元件的電氣信息錄入系統(tǒng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫中，以此為高級應用軟件網(wǎng)絡分析、計算等提供數(shù)據(jù)基礎。

在調度自動化系統(tǒng)圖庫模型中，也可以將PAS系統(tǒng)和SCADA 系統(tǒng)進行結合，通過數(shù)據(jù)共享平臺進行繪圖和建模，在此平臺下可以創(chuàng)建靜態(tài)模型，便于精準計算數(shù)據(jù)信息。PAS 系統(tǒng)和SCADA 系統(tǒng)有一定的不同，PAS 系統(tǒng)維護性能強，對此在進行繪圖和建模時需要遵循規(guī)范要求。

3.3.1 設備定義入庫

在SCADA 系統(tǒng)中各開關、刀閘信號完整，但是電網(wǎng)設備信號還有待改進，PAS 系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)要求不同，需要確保任何一種新設置的元件、廠站設備參數(shù)等都需要全部輸入到PAS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，對于SCADA 系統(tǒng)內的元件則不需要輸入。其主要是因為PAS系統(tǒng)如果設備參數(shù)信息不完整，則無法創(chuàng)建基于全網(wǎng)的模型，也無法發(fā)揮PAS系統(tǒng)模塊計算功能，因此需要及時將各種線路、變壓器、電容、電抗等電網(wǎng)設備參數(shù)完整錄入其中。但是在此過程中需要做好以下工作：對于變壓器的高、中、低端電壓等級需要確保正確；對于不同開關刀閘需要根據(jù)其工作性質和用途進行選擇；在聯(lián)合各個線路時需要保持方向一致，遵循現(xiàn)場實際情況及時調整設備參數(shù)，以此確保PAS系統(tǒng)各個功能模塊都可以正常工作。

3.3.2 設備串接

單個設備無法自動工作，需要進行串接組網(wǎng)才可以有效啟動、運行，當前電力調度自動化系統(tǒng)是基于圖庫一體化的系統(tǒng)，一般通過接線圖繪制、圖模創(chuàng)建就可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息對設備進行串聯(lián)。

對此，在系統(tǒng)維護時也需要先從接線圖繪制、圖模創(chuàng)建開始，以此確保組網(wǎng)順利，在此過程中需要遵循以下幾點要求：設備之間在串聯(lián)時需要有連接線，該連接線需要保持平直；連接線避免有焊點，如果有焊點需要錯開使用，禁止使用有多個焊點的連接線，以此確保設備可以正常、順利連接；在啟動復制功能時，需要單獨使用，避免影響其他設備功能；如果設備代碼、串聯(lián)出現(xiàn)了措施，則需要重新串聯(lián)、計算、分析。

3.3.3 測量和設備的連接

在SCADA 系統(tǒng)中，測量模塊一般需要通過界面顯示出來，便于調度員有效監(jiān)測系統(tǒng)運行情況，但是在PAS系統(tǒng)中，測量模塊需要和設備進行連接才可以精準測量、計算。

一般情況下需要通過以下幾點做法對設備關聯(lián)情況進行測量。首先，在繪圖時先需要選擇設備映射側進行測量。比如，在設備母線上映射主要是母線電壓，在主變模塊上映射主要是檔位，在進出線開關上映射主要是有功和無功電流。其次，在具體測量時還需要遵循相關原則，例如進負母線、出正母線[2]。

3.4 模塊維護

在維護模塊時需要依據(jù)PAS 系統(tǒng)模塊功能進行維護，并通過PAS系統(tǒng)計算結果分析系統(tǒng)狀態(tài)，以此幫助調度員精準、及時了解電力系統(tǒng)的故障情況，便于通過計算結果進行決策，最終為自動化維護提供數(shù)據(jù)基礎，按照規(guī)范步驟操作。

3.4.1 網(wǎng)絡拓撲

網(wǎng)絡拓撲是PAS 系統(tǒng)分析計算功能的前提條件，想要有效維護網(wǎng)絡拓撲模塊就需要先分析系統(tǒng)設備帶電情況，根據(jù)數(shù)據(jù)評估網(wǎng)絡拓撲模塊的是否異常。

比如，分析網(wǎng)絡拓撲模塊信息出現(xiàn)受阻情況可以顯示出電力系統(tǒng)中電網(wǎng)設備的類型、用途、帶電量情況等。在分析數(shù)據(jù)后需要檢查電力系統(tǒng)設備的帶電情況。如果帶電效果不佳，則需要檢查母線的平衡運行狀態(tài)，檢查母線配色情況，檢查潮流圖和全網(wǎng)圖的連接關系，以此根據(jù)檢查結果進行維護。如果部門模塊設備帶電量不符合要求，則需要檢查供電線路開關刀閘位置移動情況、分合狀態(tài)等，以此及時修正，且還需要檢查不帶電設備的線路組關系，檢查各個元件和代碼的編號是否符合標準，以此根據(jù)實際特點進行修正。如果設備帶電正常則可以判斷出網(wǎng)絡拓撲結構也正常，此時就可以開展下一個維修工作[2]。

3.4.2 狀態(tài)估計

狀態(tài)估計可以在應用高級軟件計算功能時便于創(chuàng)建實時數(shù)據(jù)模型圖。狀態(tài)估計主要依據(jù)SCADA系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)進行計算，先給出一個科學的運算方法后，對SCADA 系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)進行測試、驗證，在此過程中會出現(xiàn)一些異常的遙測信點。

比如，狀態(tài)估計模塊中的量測檢測，可能會檢測出一個錯誤信息，母線不平衡信息、支路不穩(wěn)定信息等。根據(jù)該信息提示，維護人員直接可以檢查系統(tǒng)總體運行情況，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行處理，以此得出最終的判斷。在完成狀態(tài)估計后還需要對檢測狀態(tài)估計是否集合、考核結果是否正確，具體步驟為：當狀態(tài)估計不集合、考核結果不準確時，先需要分析設備迭代信息，判斷線路有功和無功差異最大的位置點，根據(jù)該點位修正設備參數(shù)信息異常、測量偏差、開關刀閘位置錯誤等情況。還需要對測量數(shù)據(jù)精準性、異常數(shù)據(jù)進行分析、處理，及時調整不合理的參數(shù)信息等，最終糾正。

3.4.3 負荷預測

電力調度自動化系統(tǒng)的可靠運行，還需要時刻預測負荷情況，把握負荷變化特點。針對性地在電網(wǎng)運行的過程中進行維護，并根據(jù)電網(wǎng)運行信息創(chuàng)建負荷預測模型。該方法雖然簡單有效，但是無法在電力系統(tǒng)運行中發(fā)揮實際作用，對于獲取參數(shù)信息沒有實際用途，這是軟件本身的缺點導致的[3]。

4 電力調度自動化系統(tǒng)高級應用軟件的應用

當部分設備帶電不穩(wěn)定時，還需要檢查其開關閘位置、狀態(tài)，如果位置發(fā)生了變化，狀態(tài)不穩(wěn)定，則需要確定連接是否到位，以此第一時間修正。且還需要檢查設備元件編號和代碼的準確性，便于根據(jù)標準及時修正。另外，在具體檢查的過程中如果發(fā)現(xiàn)設備帶電正常，則說明模塊網(wǎng)絡拓撲結構良好，便于進行下一個階段的維修。

4.1 創(chuàng)建模型圖

依靠電力調度自動化系統(tǒng)高級應用軟件可以根據(jù)設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)創(chuàng)建模型圖，并根據(jù)SCAD 系統(tǒng)中的遙信數(shù)據(jù)進行關聯(lián)計算，以此確保模型圖完整、準確，符合標準，且通過該系統(tǒng)也可以對遙信數(shù)據(jù)進行校驗。

在系統(tǒng)中有不同的遙信點，比如通過電力調度系統(tǒng)狀態(tài)模塊的量化檢測可以發(fā)現(xiàn)母線不平衡、數(shù)據(jù)異常、支路不穩(wěn)定等信息，此時系統(tǒng)的遙信點就會不準確，需要工作人員及時檢查、維護系統(tǒng)，通過分析、判斷確保狀態(tài)良好。

在狀態(tài)模塊維護結束后，需要對狀態(tài)模塊的考核記錄、運行參數(shù)、估計等進行檢查，以此確保最終的結果符合要求。當在檢查的過程匯總發(fā)現(xiàn)模塊估計和考核結果不準確，則需要對其迭代信息進行檢查，查看其有功或者無功情況，便于有效處理各種異常和故障數(shù)據(jù)信息，最終發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常的設備。在此過程中需要對開關刀閘位置、模型不平衡狀態(tài)進行測量和判斷，便于對各種錯誤信息進行處理，如果考核結果正常，則可以進入下一個工作中。

總之，在PAS 系統(tǒng)下其應用模塊具體包括潮流計算模塊和短路計算模塊，對于前者的維護先需要檢查模塊的負荷分布，再次進行潮流計算。如果發(fā)現(xiàn)有偏差，比如開關刀閘位置不當、負荷分配不均勻、設備參數(shù)異常等，則需要及時修正模塊負荷參數(shù)分布、負荷收攬等。

對于后者計算模塊的維護重點從外網(wǎng)等值機組檢查、設備阻抗檢查、系統(tǒng)運行方式檢查等，以此準確判斷出開關刀閘的位置、設備的阻抗、機組的錯誤信息等，最終保證其都恢復到正常的狀態(tài)[4]。

4.2 調度員仿真培訓

為了有效提高調度員的能力，有效應用高級軟件，更好地對系統(tǒng)運行故障、異常、錯誤等情況進行維護和修正，還需要提高調度員的調度能力、業(yè)務能力，對此需要對調度員進行仿真培訓，促使調度員通過模擬電網(wǎng)靜態(tài)線路反應、事故發(fā)生過程、處理過程等。

在后期真實的維護中可以更好地根據(jù)標準要求進行操作、處理、解決，最終熟練操作軟件各個功能模塊等。另外，在軟件模塊下，調度員也可以進一步分析、創(chuàng)新電網(wǎng)的運行方式、繼電保護裝置特點等，以此提高電力調度自動化系統(tǒng)的整體性能。

5 維護實例

5.1 網(wǎng)絡拓撲故障處理案例一

5.1.1 問題分析

網(wǎng)絡拓撲結構色度不正常，變電站顯示出灰色，變電所進出線負荷為零。

5.1.2 問題檢查

根據(jù)供電路徑，對不同的變色線路條數(shù)、電壓、來電兩側沙場等進行檢查。變色的沙場1 和2本身的負荷原本顯示出了一定的負荷，但是在狀態(tài)估計后期有功和無功顯示為零，則可以顯示出狀態(tài)估計失誤。檢查沙場其他線路設備的連接情況、測量設備和線路的關聯(lián)情況、檢查兩側開關刀閘和線路的過渡情況，結果發(fā)現(xiàn)連接均不符合要求。

5.1.3 問題處理

使用繪圖軟件對沙場變色線路兩側開關刀閘位置和線路進行連接，并對網(wǎng)絡拓撲重新計算，最終確保所有的進、出線都可以正常帶電、供電，確保網(wǎng)絡拓撲結構處于正常狀態(tài)[5]。

5.2 網(wǎng)絡拓撲故障處理案例二

5.2.1 問題分析根據(jù)軟件分析測量組檢測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)變電站工作母線進出功率存在異常情況。

5.2.2 問題檢查

對變電站設備的聯(lián)絡線靜態(tài)有功、無功對側帶電進行檢查，其聯(lián)絡線路不符合標準，有功數(shù)值不一，雖然母線功率平衡，但是和實際情況不符，則可以得出線路的信息采集裝置出現(xiàn)故障。對線路有功在完成設置后進行狀態(tài)估算，結果顯示進出母線功率不平衡，對變電所內的進出線有功主線的變功數(shù)值進行和計算，其正和負相同，根據(jù)相關原則發(fā)現(xiàn)主變有功符號存在問題，結果顯示主變性有功方向設置不當，最終導致變電所內母線進出功率不一致。

5.2.3 問題處理

對變電所主變有功進行重新設置，并對狀態(tài)估算進行分析，結果顯示其工作母線進出功率已經(jīng)達到了平衡狀態(tài)。

根據(jù)相關原則發(fā)現(xiàn)主變有功正負已經(jīng)正常，并對變電站其他設備主變有功方向、符合等進行檢查，對于相似的問題需要及時維護、修正。另外，在具體檢查的過程中，工作站內人員還需要加強和維護人員的練習，共同處理靜母線的信息采集裝置的故障問題。

6 應用問題

通過對電力調度自動化系統(tǒng)高級應用軟件的維護經(jīng)驗和研究進行分析、總結、評估，可以有效為后期電力企業(yè)開展相關工作提供依據(jù)，但是在具體情況下也發(fā)現(xiàn)了較多的問題。

6.1 在實際狀態(tài)估算的過程中出現(xiàn)不集合的問題

一般情況，導致電力系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)電容器容量不達標的問題，其主要原因是錄入?yún)?shù)不正確。如果此時廠站都沒有精準測量出其不適合的情況，則電網(wǎng)維護人員也無法從迭代信息中進行分析、判斷。

6.2 調度員潮流不集合問題

如果線路或者變壓器參數(shù)不準確，則會導致狀態(tài)計算結果和實際運行數(shù)據(jù)存在較大的差距。一般情況下，如果遙測信息不完整，也會導致回流、潮流等計算結果不符。

6.3 設備狀態(tài)問題

如果無法準確判斷出電容器開關、雙母線開關、遙測裝置的狀態(tài)和位置，就需要技術人員和維護人員及時檢查，以此確保設備狀態(tài)良好、位置準確。

6.4 故障情況下無法人工操作問題

等值母線連接設備需要設置專門的開關，比如等值負荷、等值機等，確保其在故障情況下也可以通過人工操作進行設置。

6.5 開關安裝問題

如果接線圖潮流數(shù)據(jù)和調度員采集的潮流數(shù)據(jù)部分和開關狀態(tài)數(shù)據(jù)不一致，表明斷路器和專用開關安裝不正確，需要及時檢查。

6.6 信息輸入問題

拓撲結構色度和功能模塊需要通過SCADA 系統(tǒng)進行連接和啟動，并將其信息輸入到數(shù)據(jù)庫中，且根據(jù)斷路器、隔離開關狀態(tài)發(fā)現(xiàn)活島信息。

7 結語

電力調度自動化系統(tǒng)高級應用軟件是調度人員進行電力資源調度和電力系統(tǒng)運行維護必不可少的工具，其可以為調度人員和維護人員工作提供技術支撐。在新時期下，人們對電力調度自動化系統(tǒng)的功能提出了新的要求，對此需要工作人員系統(tǒng)化地掌握高級應用軟件操作方法和技能、專業(yè)知識、維護方法等，以此有效應用各種軟件，以此確保電力調度自動化系統(tǒng)穩(wěn)定運行。