發電廠并網運行及輔助服務管理數據質量分析系統的應用

發電廠并網運行及輔助服務管理數據質量分析系統的應用

周傅峻1,林彤1,劉常龍2

（1.浙江浙能樂清發電有限責任公司，浙江 樂清 325609；2.濟南山高電力軟件開發有限公司，濟南 250014）

介紹了發電廠并網輔助服務管理系統的總體功能和在某廠的具體應用。分析了該廠系統所需數據的質量情況。運行實踐表明，該系統可通過對兩個細則地解析，得出詳盡的系統需求分析，為非電廠側引起的數據異常提供免考核依據。此外，可根據機組的AGC或者負控狀態，優化設定機組控制參數，提高控制品質，減輕輔機的運行壓力。該系統對提高電廠運行經濟性具有實際意義。

兩個細則；輔助服務；數據挖掘；數據質量分析

0 引言

輔助服務是指為維護電力系統的安全穩定運行，保證電能質量，除正常生產、輸送、使用外，由發電企業、電網經營企業和電力用戶提供的服務，包括：一次調頻、自動發電控制(AGC)、調峰、無功調節、備用和黑啟動服務等[1]。電廠自動化數據上送給遠方調度主要是通過IEC60870-5-104標準實現的[2]，其傳輸方式是以太網傳輸[3]。發電廠NCS系統一般配有兩個獨立的遠動裝置，采用并行方式工作。兩個遠動AK都配有一個獨立網卡，接在調度數據網上連接省調的多個主站SCADA SERVER。電廠側常出現以下現象：調度反映收到的遙信遙測刷新慢，甚至還出現疑似丟數據的現象，特別是華東電監局依據國家發改委、國家電監會的相關規定制定的《華東區域并網發電廠輔助服務管理實施細則(試行)》[4]和《華東區域發電廠并網運行管理規定實施細則(試行)》[5]簡稱“兩個細則”實施以后，對于遙測、遙信提出了更高要求，如果考核基礎數據質量不夠理想，將造成電廠不必要的考核損失。因此，電廠側需要一套針對兩個細則考核通道數據質量的分析系統，把與電廠考核相關的通道數據報文記錄下來，利于異常情況下的原因分析，提高考核結果的客觀公正。

1 系統結構與功能

1.1系統結構

為保證系統無縫順利接入，系統直接從升壓站NCS接口機的HUB上監聽通道數據，如圖1所示。

1.2系統功能

電廠兩個細則考核通道數據質量分析系統運行在NCS網絡，采集遠動裝置和調度主機之間的104規約數據并存儲，同時該系統不與NCS網絡中的任何節點（包括遠動裝置）建立104連接，保證該網絡中所有節點的穩定運行。系統可以將實時監視的報文存儲，同時轉化成用戶級數據庫，以便離線分析，其功能包括：

1）數據監視采集模塊

數據監視采集模塊通過偵聽、過濾網絡上的104規約報文，將過濾過后的原始報文存入數據庫，全天侯記錄。

2）規約數據解析模塊

規約數據解析模塊解析原始規約報文數據。報文逐幀逐字節至位以純中文方式按照規約文本的含義進行透徹解

析。可以根據原始報文數據還原出相應的真實數據，如：遙信、遙信變位及遙測值、遙測變化、遙控、遙調等，并可選擇對還原的數據進行存儲。可同時監聽通道上、下行報文。

圖1 系統結構圖Fig.1 System structure

3）多通道自動判斷

系統具備104通道自動判別功能，可根據監聽到的實時數據自動識別正在運行的通道，作為考核系統的基礎數據來源，保證了數據的全面和連續性。

4）數據挖掘分析功能

系統將NCS和DCS遙測數據放到同一維度進行挖掘分析，可根據數據偏差是否達到設置門檻進行實時報警；系統根據考核業務劃分了多種OLAP數據挖掘的維度，包括：機組、時間（年-月-日-時-分-秒）等。通過數據挖掘來發現機組是否具有規律性的薄弱點，如：是否存在某時間段數據質量較差的現象、分別統計不同轉速段下的數據質量、分別統計不同負荷段下的數據質量等。

5）可生成電廠和省調端數據的差異表，為申請免考提供依據

由于電廠和省調間數據交換量的急劇增加，電廠端都存在著AGC/負控指令因通道擁塞而滯后甚至丟失的現象。在目前華東電監局實施“兩個細則”考核的大形勢下，對電廠來說，指令的滯后或者丟失意味著不必要的經濟損失，而指令的丟失現象又不可能在短時間內得到徹底解決。因此，如果能獲取電廠和省調端指令差異表，并以此作為免考的依據，則可以避免電廠不必要的經濟損失。

電廠端接受的指令數據由規約系統捕捉指令報文并加以翻譯而來，為電廠端接受省調指令的第一手數據，調度端指令數據取自 “兩個細則”考核系統安置在電廠的客戶端電腦，負控指令數據從考核系統頁面導出，AGC指令數據從“調節精度考核明細”頁面導出，該數據為調度進行考核計算時的依據。

考核類型系統可將省調考核系統導出的遙調指令數據與電廠實際接收的數據進行對比：找出數據差異類型，包括：指令丟失、指令滯后、指令偏差較大、指令滯后并偏差較大等，為免考提供依據。

表1 數據篩選功能和項目Table 1 Data filtering functions and

兩個細則針對遙信信號的抖動、誤動考核相當嚴厲，出錯一次就會造成較大電量扣罰。系統將遙信數據進行數據分析，判斷出遙信信號的抖動、誤動，提供有力的免考依據。

6）判斷機組的AGC/負控狀態并引入控制回路

目前雖然省調在電廠安裝了指令下發終端，可反映AGC或負控狀態，但其作用僅供監視用。如果DCS根據機組的AGC或負控狀態，相應選擇預置機組控制參數，一方面可提高機組的運行效率，減輕輔機的運行壓力，從而提高機組運行的經濟性和安全性；另一方面可通過切換調節速率等參數提升機組應對“兩個細則”考核的能力，減少考核電量。

通過對連續15min的遙調指令分析來判斷機組的AGC/負控狀態，并將其引出供控制使用。DCS可根據機組的AGC/負控狀態，優化設定機組控制參數，提高控制品質；當判斷出機組處于AGC模式時，由于負荷波動頻繁但幅度較小，可強化一次風機的作用，弱化給煤機的作用，提高機組的運行效率，減輕輔機的運行壓力。

2 經濟效益分析

在減少誤考核方面，通過該套系統可以方便地查詢實時及歷史數據記錄情況。由于調度系統和電廠方數據通訊之間有時會出現數據丟包或兩端數據不一致的現象，該情況下通過系統可以方便地辨別篩選出來，以申請免考，下面舉實例說明。

實例：某電廠機組在不同時間段里出現實際負荷與遙調指令偏差大、Q2考核電量高的異常現象，如表2所示。

表2 機組實際出力與計劃出力對比Table 2 Unit actual efforts and planning output

通過分析系統調查發現，當時電廠幾臺機組都投在AGC模式下運行，而調度下發系統中AGC指令為5～15min變化一次，由此分析系統判斷調度遙調指令投在MGC方式，該方式下根據考核規則Q2是不進行考核的。但實際在“兩個細則”考核中卻判斷機組都投在AGC方式下，對每臺機組都進行了Q2（總計127.61MW）的考核。憑該依據成功避免了一次因系統異常產生的誤考核。

3 結束語

系統具備實時監測和記錄分析通訊通道數據功能，為電廠留下第一手的數據資料，為非廠側原因的異常情況提供有力的免考依據。系統具備電廠和省調遙調指令對比功能，生成指令差異表，從而判斷出電廠接收省調遙調指令是否存在問題，協助電廠提高兩個細則考核服務能力。此外，將AGC和負控信號區分并引入DCS，可實現機組優化設定控制參數功能，提高控制品質，減輕輔機的運行壓力。該系統對提高機組運行經濟性具有實際意義。

[1]丁明,安玲,齊先軍．電力市場環境下考慮系統可靠性的備用調度[J]．繼電器,2007,35(15)：14．

[2]遠動設備及系統第5-104部分：傳輸規約基本遠動任務配套標準[S]

[3]．遠動設備及系統第5-104部分：傳輸規約采用標準傳輸協議子

[4]集的IEC 60870-5-101的網絡訪問[S]．華東電監會．華東區域并網發電廠輔助服務管理實施細則(試

[5]行)[R]．2009,1．華東電監會．華東區域并網發電廠并網運行管理實施細則(試行)[R]．2009,1．

投稿日期：2014-5-4

The Application of Grid Parallel Operation and Auxiliary Services Management Data Quality Analysis System

Zhou FuJun1,Lin Tong1,Liu ChangLong2
（1 Zhejiang Energy Yueqing Power Generation Co., Ltd, Yueqing zhejiang 325609 China; 2. Jinan mountain high power software development co., LTD Jinan Shandong 250014 China）

The paper introduces a grid operation and auxiliary services management data quality analysis system and the specific application environment of the Power Plant，it analyzes the quality of the data that system requires． After a period of trial running it shows that through the analysis of two rules the system can get the requirements analysis of the system in detail and offer free appraisal base for the data exceptions of no-power plant side. In addition, According to the signal of AGC or load-control, optimal setting control parameters, to improve the control quality, reduce the operating pressure of the auxiliary, the system could be used to improve operation maintenance efficiency and economy of the power plant.

two rules；auxiliary services；data mining；data quality analysis

TM76

A

Doi：10.3969/j.issn.1671-1041.2014.03.009

周傅峻，男，本科，從事發電廠設備管理工作。