电网能量管理系统应用分析论文

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论文主题词：能量管理系统外网实用化

论文摘要：开展能量管理系统(ems)实用化工作，必须有一个良好的scada基础平台做保证。在公司领导和省调的关心支持下，在更新地调自动化系统主站的同时，结合基建、大修、技改、变电所无人值班改造和两网改造等项目，新建了多套厂站端远动设备，对部分老变电所容量小、精度低的rtu进行更换，基本把站端统一为新型交流采样rtu，使各项精度有了大幅度的提高，特别是无功测量精度。同时对各站rtu的供电电源加以改造，保证了交直流双电源供电。在做好各项基础工作之后，建成的电网能量管理系统(ems)率先通过实用化验收。针对某电网能量管理系统出现的问题进行了分析，如状态估算覆盖率低、变电所主要档位的采集、提高测点冗余度及scada断面实时映射等问题。对这些问题提出了解决方案，实践结果表明，解决问题的处理方法既实用又效果显著。

开展能量管理系统(ems)实用化工作，必须有一个良好的scada基础平台做保证。在公司领导和省调的关心支持下，在更新地调自动化系统主站的同时，结合基建、大修、技改、变电所无人值班改造和两网改造等项目，新建了多套厂站端远动设备，对部分老变电所容量小、精度低的rtu进行更换，基本把站端统一为新型交流采样rtu，使各项精度有了大幅度的提高，特别是无功测量精度。同时对各站rtu的供电电源加以改造，保证了交直流双电源供电。在做好各项基础工作之后，建成的电网能量管理系统(ems)率先通过实用化验收。本文总结了ems工程实用化的经验，介绍了实用化过程中一些问题的解决方案。

一、状态估计覆盖率低的问题

本文所指状态估计覆盖率低，并不是指某些变电所没有数据采集装置，而是指本地调管辖范围内的一些220kv供电小区的电源来自无量测的外网。例如，该地调管辖的安平供电小区。该小区的安平220kv变电所的两条220kv进线分别来自外网的东寺220kv变电所和束鹿220kv变电所，与电厂主网没有任何电气连接。在状态估计时由于软件th2100系统只估计最大的可观测岛，国外有些软件可以估计两个以上的可观测岛，但由于两个可观测岛无电气连接，即使能计算，其所得的某些数据，例如相角等结果也多是不准确的，所以安平小区就成为死岛。直接导致状态估计覆盖率低于实用化要求指标，后经与省调多次协商，决定采用三级数据网将该电网所需的全部外网数据传至地调主站端。使状态估计覆盖率达到100％。

二、各220kv变电所主变档位的采集

在ems的实际应用中我们发现，由于220kv变电所是所在供电小区的电压支点，220kv主变档位是否正确直接影响遥测合格率的高低，而遥测合格率是保证高级应用软件正常工作的关键指标。试运行初期，档位仅靠调度员来手工置位，这对于负荷峰谷变化和电压变化较大的电网是力不从心的。所以我们自行研制简易主变档位采集装置分期分批将所辖10台220kv主变中的9台档位全部采集至调度端(另外1台是无载调压)。仅此一项，将ems的遥测合格率平均提高近5个百分点。

三、提高测点冗余度

实现了各110kv主变高压侧量测的采集，由于早期建设的110kv变电所高压侧均未设量测点，一般取中、低压侧p、q值相加代替高压侧量测，实践证明误差较大，特别是q值受主变阻抗角的影响，制约着遥测合格率的提高。我们分别配合主变停电检修的机会从主变高压侧套管ta备用二次线圈处将量测值采集上来，使测点冗余度明显提高。

四、等值负荷、线路电纳

将220kv变电所的35kv侧和110kv变电所的10kv侧的线路按负荷或等值负荷处理，是在保证精度的前提下简化工程量的好办法；线路的电纳参数最好填入，因为它对处理单端开断的支路是有影响的，其参数值可以通过上级调度部门和实测得到。五、scada断面实时映射

我们知道，ems在实践中更侧重于电网的安全性和可靠性等的分析，而不注重数据采集的实时性，也就是说，scada的量测数据不必实时传输至ems。电厂ems以ftp文件传输方式每5min由scada请求一个断面，这样就保证了ems大部分功能的正常需要，又不至于使scada主系统的服务器负荷率过高。但在实际应用过程中，我们又发现，在进行电网解合环等操作过程中，拉合断路器的操作时间间隔很短，映射断面还来不及刷新，因而调度员也就来不及进行潮流分析，为此，我们修改了scada软件，增加了手动截取断面文件的功能。实践证明，该功能实现方法虽然简单，却为潮流计算等功能模块的真正实用化奠定了坚实的基础。

六、隔离开关问题

隔离开关数量远远多于断路器，全部实时采集是不可能的，但若维护不及时则会导致计算母线模型与实际运行方式不同，造成计算结果不收敛或精度差。为此，我们修改了系统软件，增加了离线隔离开关置位功能，并根据实际运行情况，对电网内所有在运行的隔离开关全部进行了置初位。同时，制定严格的运行管理制度，电网每次进行操作和方式改变时，由运方人员及时通知ems维护人员，在scada系统上进行相应的置位。这样，既保证了scada实时信息的可读性，又大大提高了ems的各项相应指标。

七、人员的培训

ems是远动、调度和自动化等多专业融合在一起的一门边缘科学技术，要想真正应用好ems，需要电网、计算机、自动化甚至包括通信等多学科专业，近年来，我们先后组织人员多次到金华地调、南通地调、清华大学、烟台等地学习ems新技术，同时加强人员培训，组织专题讲座，使各相关专业有机地结合在一起，为更好地开展ems实用化工作提供了技术保障。

八、程序质量

ems结合电网实际，核心程序采用了先进的、有效的和实用的算法，算法性能优良。例如，状态估计中采用国际领先的递归量测误差估计辨识法，最优潮流使用有功、无功交叉逼近算法。同时，一套先进完整的程序，在不同的应用环境和应用条件下，总会做相应的改动，例如现场提出的一些功能要求以及与scada系统的接口程序等。首先，做程序改动必须慎之又慎；其次，改动后的程序质量异常重要，它将直接影响系统运行的整体稳定性。

九、小结

根据几年来的应用实践，使我们积累了一定的运行经验，真正实现了ems的实用化。目前该系统运行稳定可靠，为电网的安全、稳定和经济运行正在发挥越来越大的作用。