淺析EMS進(jìn)行電壓偏差監(jiān)測的實(shí)用化

李慧聰張君馬曉紅朱玉錦（.國網(wǎng)山東省電力公司，山東濟(jì)南 5000；.國網(wǎng)濱州供電公司，山東濱州 5660）

淺析EMS進(jìn)行電壓偏差監(jiān)測的實(shí)用化

李慧聰1張君2馬曉紅1朱玉錦1
（1.國網(wǎng)山東省電力公司，山東濟(jì)南 250001；2.國網(wǎng)濱州供電公司，山東濱州 256610）

隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力資源已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和日常生活中必需品，如何對電力資源進(jìn)行優(yōu)質(zhì)管理，是供電企業(yè)長期以來需要解決的問題。對電力系統(tǒng)中的電壓偏差進(jìn)行監(jiān)測能夠?qū)σ痣妷浩畹南嚓P(guān)因素進(jìn)行查找，例如有無功功率不足、無功補(bǔ)償過量、電力負(fù)荷過重和過輕等，以制定出解決措施。本文作者結(jié)合實(shí)際工作，提出了提高調(diào)度自動(dòng)化EMS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)密度、中值濾波后的數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)源、按照國家對電壓監(jiān)測儀統(tǒng)計(jì)功能的要求以及考慮到調(diào)度自動(dòng)化遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸所存在的特殊問題等技術(shù)措施。

調(diào)度自動(dòng)化 EMS 電壓偏差監(jiān)測 電壓合格率 解決措施

傳統(tǒng)意義下分散的電壓監(jiān)測儀器是安裝在各個(gè)變電站中的，其通過專門人員、專門設(shè)備到變電站進(jìn)行讀取存儲(chǔ)的電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析電壓的偏差，這樣就存在數(shù)據(jù)時(shí)效性差的缺點(diǎn)，另外還需要專門人員往返變電站。因此采用獨(dú)立的電壓監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行電壓監(jiān)測可以滿足電網(wǎng)運(yùn)行的需要，但是在建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)支出方面存在很大的問題。

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展，變電站安裝了RIU或綜合自動(dòng)化裝置，以及建立功能強(qiáng)大的EMS系統(tǒng)，這都為電壓監(jiān)測提供了更多的技術(shù)支持，使得電壓采集、統(tǒng)計(jì)和分析成為可能。利用遠(yuǎn)動(dòng)終端完成電壓量的采集，數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)送往調(diào)度主站，由后臺(tái)軟件對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。

1 現(xiàn)行基于EMS的電壓監(jiān)測存在問題

（1）由于EMS系統(tǒng)每5分鐘才會(huì)存一次電壓監(jiān)測的歷史數(shù)據(jù)，其不能夠滿足國家這方面的標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)是對電壓偏差監(jiān)測需要每1分鐘存一次電壓監(jiān)測的歷史數(shù)據(jù)。（2）自動(dòng)化信息在傳遞輸送的過程中經(jīng)常會(huì)受到電磁干擾，并且通信系統(tǒng)還會(huì)產(chǎn)生誤碼等原因，這些都會(huì)造成上傳到調(diào)度自動(dòng)化EMS數(shù)據(jù)源的不準(zhǔn)確。而且現(xiàn)行的EMS系統(tǒng)都沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)的濾波處理，如果不合理的電壓監(jiān)測原始數(shù)據(jù)被作為統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)源，那么就會(huì)造成電壓合格率統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果的可信度下降。（3）當(dāng)前EMS系統(tǒng)作為電壓偏差監(jiān)測是不完全具備國家相關(guān)規(guī)程規(guī)定的統(tǒng)計(jì)功能，例如不具備越上限和越下限時(shí)間統(tǒng)計(jì)總和等功能，因此就無法為電力調(diào)度值班、指揮人員提供必要的分析數(shù)據(jù)。（4）現(xiàn)行的EMS系統(tǒng)作為電壓監(jiān)測沒有考慮遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸所存在的特殊問題，如果一旦調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)失去實(shí)時(shí)功能的情況，則電壓的合格率計(jì)算可信度和可用率就會(huì)出現(xiàn)下降。

2 EMS進(jìn)行電壓偏差監(jiān)測的實(shí)用化

現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化EMS系統(tǒng)，通過提高統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)密度、中值濾波后的數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)源、按照國家對電壓監(jiān)測儀統(tǒng)計(jì)功能的要求以及考慮到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸所存在的特殊問題，之后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，使電壓偏差的監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)和分析滿足國家對電壓偏差監(jiān)測的要求，能更好地反映系統(tǒng)電壓的變化情況，具有更好的可信度和實(shí)時(shí)性，為調(diào)度對系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)，優(yōu)化潮流分布，提高電壓質(zhì)量提供重要的決策依據(jù)，為電壓的考核統(tǒng)計(jì)提供一個(gè)統(tǒng)一的、方便維護(hù)的管理信息系統(tǒng)。

2.1 提高調(diào)度自動(dòng)化EMS計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)密度

國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以每1分鐘的間隔存儲(chǔ)一次歷史數(shù)據(jù)，并以此數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算的數(shù)據(jù)源。而傳統(tǒng)的統(tǒng)每5分鐘存一次歷史數(shù)據(jù)，不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。在單獨(dú)建立以1分鐘間隔的數(shù)據(jù)區(qū)存儲(chǔ)電壓偏差監(jiān)測數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)庫。

2.2 中值濾波后的數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)源

中值數(shù)據(jù)濾波就是對上傳到調(diào)度自動(dòng)化主站EMS統(tǒng)中的每個(gè)電壓偏差監(jiān)測點(diǎn)1分鐘內(nèi)3-5秒的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，去掉一定數(shù)量的最大值和最小值，取剩余數(shù)據(jù)的算數(shù)平均值。具體的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能，一是可以增加共享內(nèi)存段進(jìn)行存儲(chǔ)所有的電壓監(jiān)測點(diǎn)1分鐘實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；二是可以在數(shù)據(jù)庫中增加1張表來存儲(chǔ)每個(gè)電壓監(jiān)測點(diǎn)每分鐘處理過后的中值，將該表中每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的該域值添加到采樣定義表中；三是增加1個(gè)排序計(jì)算程序，其每隔1分鐘就會(huì)對每個(gè)電壓監(jiān)測點(diǎn)1分鐘內(nèi)3～5秒的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序取中值處理，計(jì)算結(jié)果放入功能2新增的表中，計(jì)算結(jié)束清除內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。

2.3 調(diào)度自動(dòng)化EMS遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸失效解決措施

調(diào)度自動(dòng)化EMS存在失效的問題，RTU、通信鏈路和主站系統(tǒng)任何一個(gè)環(huán)節(jié)軟硬件故障都會(huì)使電壓偏差監(jiān)測進(jìn)程感受到一組不刷新的數(shù)據(jù)，因此調(diào)度自動(dòng)化代分散電壓監(jiān)測儀要考慮這一情況。

軟件實(shí)現(xiàn)將變電站母線電壓數(shù)據(jù)不刷新的時(shí)間段剔除，不在統(tǒng)計(jì)分析的范圍內(nèi)。另外可以采用“斷點(diǎn)續(xù)傳”的方法來解決通信鏈路中斷的問題。因目前的變電站中RTU都沒有記憶存儲(chǔ)功能，因此采集到的數(shù)據(jù)都會(huì)直接的上傳至調(diào)度自動(dòng)化站系統(tǒng)，由于種種因素，系統(tǒng)的通道中斷時(shí)常會(huì)發(fā)生，采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)無法及時(shí)上傳，這樣就會(huì)造成電網(wǎng)相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)的丟失，造成監(jiān)控中心自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有中斷、缺失或者數(shù)據(jù)的不連續(xù)和不完整等等。

因此，有必要開發(fā)EMS系統(tǒng)的斷點(diǎn)續(xù)傳功能，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)和自動(dòng)化數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)傳，降低通道異常和中斷對調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的影響，保證調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)的有效性、連續(xù)性、完整性和真實(shí)性，減少事故發(fā)生，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

對于常用的CDT規(guī)約需要進(jìn)行擴(kuò)展，增加調(diào)度自動(dòng)化主站召喚數(shù)據(jù)及響應(yīng)數(shù)據(jù)報(bào)文，升級(jí)現(xiàn)有變電站RTU硬件配置。自動(dòng)檢測通道與斷點(diǎn)數(shù)據(jù)，向RTU自動(dòng)或手動(dòng)召喚斷點(diǎn)數(shù)據(jù)并補(bǔ)存丟失數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化據(jù)斷點(diǎn)續(xù)傳，保證自動(dòng)化數(shù)據(jù)的有效性、連續(xù)性和完整性，使得調(diào)度自動(dòng)化EMS系統(tǒng)報(bào)表和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確和完整。

2.4 統(tǒng)計(jì)分析軟件具有電壓監(jiān)測儀器的功能

電壓統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括日最高、日最低、日最高發(fā)生時(shí)間、日最低發(fā)生時(shí)間、日合格率，月最高、月最低、月合格率，年最高、年最低、和年合格率等。可以組合各種過濾條件，包括廠站的選擇，查詢密度的選擇，時(shí)間范圍的選擇，日報(bào)類型的選擇來生成報(bào)表。

3 結(jié)語

調(diào)度自動(dòng)化EMS取代分散電壓監(jiān)測儀的研究表明，其具有十分明顯的降低建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。監(jiān)測精度能夠滿足工程應(yīng)用的要求，因此其具有十分廣泛的應(yīng)用前景。

［1］張喜林，王佳昕，王澤一.淺析EMS進(jìn)行電壓偏差監(jiān)測的實(shí)用化［J］.電力信息與通信技術(shù)，2009，07（01）.

［2］林浩，倪學(xué)鋒，王巖，黃林，姜?jiǎng)賹殻瑖?基于EMS數(shù)據(jù)的電容式電壓互感器在線監(jiān)測系統(tǒng)研究［J］.電測與儀表，2015，（04）.