變電站電能量采集系統(tǒng)電量數(shù)據(jù)異常分析及處理

趙 奇，汪 洋，胡文奇

(石家莊供電公司，石家莊 050051)

電能量采集系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，是集電能表計(jì)、電量數(shù)據(jù)采集終端、通信網(wǎng)絡(luò)、主站系統(tǒng)于一體，全面實(shí)現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析等功能的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)所有應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)都建立在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上。

1 電能量采集系統(tǒng)概況

河北省南部電網(wǎng)(簡(jiǎn)稱“河北南網(wǎng)”)PBS2000電能量采集系統(tǒng)于2009年開始建設(shè)，2010年至今一直處于試運(yùn)行階段。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫集群、應(yīng)用集群、采集集群、網(wǎng)關(guān)集群、接口服務(wù)器、監(jiān)控工作站等部分組成。數(shù)據(jù)庫集群提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)服務(wù)；應(yīng)用集群實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的支撐和基本服務(wù)，如分布式緩存、分布式并行計(jì)算平臺(tái)、任務(wù)調(diào)度、通道管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、線損分析等；采集集群完成規(guī)約處理、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)入庫；網(wǎng)關(guān)集群完成鏈路的建立與保持，以及數(shù)據(jù)的上傳下達(dá)；接口服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)統(tǒng)一的接口服務(wù)；監(jiān)控工作站負(fù)責(zé)接收所有服務(wù)器的告警信息，監(jiān)控所有服務(wù)器的運(yùn)行情況。

從功能上，系統(tǒng)可分為主站層、通信層和采集層。主站層分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、基本功能及擴(kuò)展功能。基本功能包括采集點(diǎn)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集管理、控制執(zhí)行、運(yùn)行管理、現(xiàn)場(chǎng)管理、輔助功能、公共查詢等。擴(kuò)展功能有配電業(yè)務(wù)管理、線損分析、電量統(tǒng)計(jì)、決策分析、增值服務(wù)等。通過外部接口實(shí)現(xiàn)與營(yíng)銷業(yè)務(wù)和其他業(yè)務(wù)的交互。

2 系統(tǒng)電量數(shù)據(jù)異常分析

2.1 數(shù)據(jù)異常的判別依據(jù)

判斷電能量采集系統(tǒng)電量數(shù)據(jù)異常主要依據(jù)不同電壓等級(jí)的母線電量平衡日?qǐng)?bào)表。河北省電力公司給定的電量不平衡率的判別標(biāo)準(zhǔn)為：220 kV、110 kV線路正常不平衡率為±1%；35 kV、10 kV線路正常不平衡率為±2%。標(biāo)準(zhǔn)不平衡率計(jì)算方法為：母線不平衡率=(總輸出電量-總輸入電量)/總輸入電量×100%，其中，總輸出電量和總輸入電量分別代表同一電壓等級(jí)母線上的電量輸出和輸入的總和。總輸出電量即在規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)，規(guī)定電壓等級(jí)母線上，各條出線輸出的電能量之和；總輸入電量即在規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)，規(guī)定電壓等級(jí)母線上，各條進(jìn)線輸入的電能量之和。

2.2 常見數(shù)據(jù)異常情況

2.2.1 母線平衡曲線未生成

圖1為石家莊許營(yíng)變電站某日220 kV母線平衡日曲線，頁面信息反映出當(dāng)日母線日平衡報(bào)表的不平衡率沒有生成，且每個(gè)時(shí)刻的母線輸入電量數(shù)據(jù)全部為0。

針對(duì)圖1出現(xiàn)的數(shù)據(jù)異常情況，分析整個(gè)采集流程，可能導(dǎo)致報(bào)表異常的原因及影響范圍為：采集終端異常，影響該變電站全部或某一電壓等級(jí)的數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)問題，影響該變電站全站或某一電壓等級(jí)的數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫服務(wù)問題，影響一個(gè)或多個(gè)變電站的數(shù)據(jù)。分析及處理過程：第一，檢查主站數(shù)據(jù)庫中是否有存檔數(shù)據(jù)(如有數(shù)據(jù)重新生成報(bào)表即可)，案例中實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中無數(shù)據(jù)；第二，檢查主站與前置機(jī)之間通信問題，發(fā)現(xiàn)主站前置機(jī)程序中有反復(fù)補(bǔ)測(cè)的記錄，測(cè)試網(wǎng)絡(luò)后發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信不穩(wěn)定，造成數(shù)據(jù)未按時(shí)上傳；第三，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行恢復(fù)后，重新補(bǔ)召數(shù)據(jù)；第四，重新生成正確報(bào)表，見圖2。

圖1 許營(yíng)變電站220 kV母線平衡日曲線

圖2 修正后許營(yíng)變電站220 kV母線平衡日曲線

經(jīng)過修正后，許營(yíng)變電站220 kV母線平衡情況為反向有功功率總量為4 301.00 MW ，正向有功功率總量為4 297.49 MW，功率損耗3.51 MW，損耗率0.240 7%，各項(xiàng)數(shù)據(jù)正常。

2.2.2 母線平衡曲線數(shù)據(jù)異常

圖3為石家莊陳莊變電站某日110 kV母線平衡報(bào)表，頁面信息反映出當(dāng)日母線不平衡率超出規(guī)定范圍，183候陳線數(shù)據(jù)為0。

針對(duì)圖3出現(xiàn)的數(shù)據(jù)異常情況，分析整個(gè)采集流程，可能導(dǎo)致報(bào)表異常的原因及影響范圍為：電能

圖3 陳莊變電站110 kV母線平衡日曲線

表計(jì)異常，影響單一線路的數(shù)據(jù)；RS485線連接不正常，影響該總線上多條線路數(shù)據(jù)；報(bào)表信息設(shè)置不正確，影響單一線路數(shù)據(jù)；主站計(jì)算參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，影響多條線路的數(shù)據(jù)；有旁路編號(hào)更換、電能表計(jì)更換等情況，主站未及時(shí)作出更新，影響單一線路數(shù)據(jù)。分析及處理過程：第一，檢查數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是否完整且符合邏輯，發(fā)現(xiàn)該變電站220 kV出線的數(shù)據(jù)異常；第二，在主站前置頁面從新召測(cè)該變電站220 kV線路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，檢查信道是否正常，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)召測(cè)的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)有相應(yīng)的連續(xù)性，排除信道問題造成的母線平衡異常；第三，將系統(tǒng)線路數(shù)據(jù)與調(diào)度SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)有1條220 kV出線數(shù)據(jù)有不符的現(xiàn)象，需要現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)線路表計(jì)參數(shù)；第四，在站端現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)表計(jì)參數(shù)設(shè)置，發(fā)現(xiàn)采集器設(shè)置中表計(jì)順序與實(shí)際485通信線接線有不一致的現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)際情況糾正表計(jì)順序；第五，重新補(bǔ)招數(shù)據(jù)并生成報(bào)表，見圖4。

圖4 修正后的陳莊變電站110 kV母線平衡日曲線

經(jīng)過修正后，陳莊變電站110 kV 母線平衡情況為反向有功功率總量為1 994.08 MW，正向有功功率總量為1 988.8 MW，功率損耗5.28 MW，損耗率0.264 8%，各項(xiàng)數(shù)據(jù)正常。

3 系統(tǒng)電能數(shù)據(jù)異常的處理流程

在實(shí)際工作中，變電站電能量采集系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)多種數(shù)據(jù)異常情況，由于涉及到多個(gè)軟、硬件系統(tǒng)，對(duì)操作人員提出了較高要求。在分析系統(tǒng)整個(gè)數(shù)據(jù)采集流程的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一套簡(jiǎn)單而有效的分析處理流程，見圖5。包括上述2類問題在內(nèi)的所有日常電量數(shù)據(jù)異常問題，都能夠通過原平衡率報(bào)表數(shù)據(jù)，進(jìn)行初步分析和判斷。

圖5 電能信息采集系統(tǒng)電能數(shù)據(jù)異常處理流程

該圖有2個(gè)異常出發(fā)點(diǎn)，若由于部分或全部數(shù)據(jù)未上傳，導(dǎo)致廠站出現(xiàn)不平衡報(bào)表，可從5“A”處開始分析；若確定廠站數(shù)據(jù)上傳正常且連續(xù)，可從5“B”處開始分析。根據(jù)圖5中的處理流程，對(duì)不同現(xiàn)象加以確認(rèn)，完成對(duì)電能數(shù)據(jù)異常的分析。

4 結(jié)束語

a. 隨著電能量采集系統(tǒng)的發(fā)展，采集對(duì)象、數(shù)據(jù)不斷增加，分析故障點(diǎn)所需要的知識(shí)面不斷拓寬，給系統(tǒng)操作人員帶來一定困難，以上在梳理整個(gè)采集流程的基礎(chǔ)上，總結(jié)了一套簡(jiǎn)單實(shí)用的異常數(shù)據(jù)分析及處理流程，可大大提高工作效率。

b. 隨著電能量采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)量日益增多，使主站系統(tǒng)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器運(yùn)行任務(wù)加重，造成系統(tǒng)處理效率低、可靠性差，為提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行升級(jí)改造，提高系統(tǒng)設(shè)備的性能和冗余性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分共享和集成。

參考文獻(xiàn)：

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