OS2分布式模型拼接建設(shè)及應(yīng)用

摘要：隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大及各類電網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，自動(dòng)化技術(shù)緊密圍繞電網(wǎng)運(yùn)行需求，提供有效支撐電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行平臺(tái)。智能數(shù)字化時(shí)代對(duì)自動(dòng)化應(yīng)用需求極為迫切，把電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生大量準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及沉淀生成海量的歷史數(shù)據(jù)的信息集成已成為研究熱點(diǎn)。文章對(duì)OS2分布式模型拼接建設(shè)及應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：OS2；EMS；OS2模型拼接；電網(wǎng)模型；實(shí)時(shí)量測(cè)；SVG；DTS 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP316 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0050-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.025

電網(wǎng)調(diào)度采用分級(jí)管理、分級(jí)監(jiān)控的方式，易形成“信息孤島”需將上下級(jí)調(diào)度系統(tǒng)間模型共享和信息交互，可減少維護(hù)工作量，達(dá)到信息分級(jí)維護(hù)、數(shù)據(jù)共享的目的。創(chuàng)新自動(dòng)化技術(shù)-OS2分布式模型拼接系統(tǒng)。

OS2模型拼接是指建立電力系統(tǒng)不同調(diào)度區(qū)域間基于電網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)量測(cè)及可擴(kuò)展矢量圖像（SVG）的電網(wǎng)圖形相互連接，為電網(wǎng)分析提高電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及

參數(shù)。

1 系統(tǒng)搭建前狀況

省、地調(diào)度控制中心采集實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)傳送是通過(guò)RS-232接口通信以DL/T634.5101-2002規(guī)約、DL/T634.5104-2002規(guī)約及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)TASE.2通信規(guī)約傳輸，傳輸業(yè)務(wù)受外界因素影響較大（如通信誤碼率高、光纜斷、調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)庫(kù)異常及系統(tǒng)失靈等導(dǎo)致數(shù)據(jù)交互異常）。地調(diào)上傳業(yè)務(wù)給省調(diào)未經(jīng)高級(jí)應(yīng)用PAS校驗(yàn)導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)估計(jì)合格率未達(dá)到合格范圍95%以上，影響省調(diào)模型、數(shù)據(jù)的正確性。以上疑問(wèn)需推進(jìn)OS2分布式模型拼接系統(tǒng)應(yīng)用，易于解決。

2 系統(tǒng)建設(shè)

2.1 支撐平臺(tái)

隨著IEC61970標(biāo)準(zhǔn)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用深入，基于CIM/XML的電網(wǎng)全景建模采用中間件技術(shù)與原有系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行交互，減少了對(duì)原有系統(tǒng)的影響并滿足一個(gè)多功能可擴(kuò)展的應(yīng)用軟件，最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)、省、地一體化全模型的有效方法生成全網(wǎng)全模型。

EMS電網(wǎng)模型包括電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相關(guān)設(shè)備參數(shù)。模型的傳遞形式采用CIM/XML文件。圖形涵蓋EMS系統(tǒng)維護(hù)的廠站單線圖和系統(tǒng)潮流圖，包含其背景、前景及數(shù)據(jù)鏈接關(guān)系。圖形的傳遞采用SVG文件格式。

2.2 模塊應(yīng)用

地調(diào)端部署的程序可以劃分為三個(gè)模塊，分別是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、JMS消息、模型SVG版本管理模塊。

2.3 信息流程化

地調(diào)將省調(diào)所需管轄區(qū)域直采范圍內(nèi)的電網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)量測(cè)發(fā)送到省調(diào)，省調(diào)可通過(guò)此平臺(tái)（OS2模型拼接）抽取所需地調(diào)側(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)網(wǎng)區(qū)負(fù)荷動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并將接收各地調(diào)發(fā)送的信息合并，形成本省內(nèi)完整的110kV及以上電網(wǎng)模型，并將拼接后的電網(wǎng)模型、省調(diào)量測(cè)、省調(diào)圖形、地調(diào)量測(cè)、地調(diào)圖形上送給網(wǎng)調(diào)分布式模型拼接系統(tǒng)。網(wǎng)調(diào)進(jìn)行二次模型拼接，形成全網(wǎng)完整的覆蓋110kV及以上電網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)量測(cè)以及可擴(kuò)展矢量圖像（SVG）的電網(wǎng)圖形便于對(duì)電網(wǎng)應(yīng)用分析、數(shù)據(jù)交互，充分提高高級(jí)應(yīng)用的便捷功能。

EMS維護(hù)（圖庫(kù)建模、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流等）的正確度將影響到人工觸發(fā)OS2分布式建模系統(tǒng)的客戶端，按照EMS模型的導(dǎo)出、TASE.2配置表的導(dǎo)出、E格式數(shù)據(jù)文件的導(dǎo)出，并實(shí)現(xiàn)模型上傳，并將模型傳送至分布式建模主站。

3 系統(tǒng)功能

（1）基于全網(wǎng)的模型拼接和發(fā)布功能；（2）標(biāo)準(zhǔn)的圖形匹配和發(fā)布功能；（3）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信的自動(dòng)建立、通信鏈路查詢功能；（4）針對(duì)不同的數(shù)據(jù)質(zhì)量和刷新周期需求，數(shù)據(jù)的傳遞形式采用TASE.2數(shù)據(jù)鏈路和E格式文件。E格式文件支持SCADA數(shù)據(jù)和狀態(tài)估計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)。電網(wǎng)模型導(dǎo)出、校驗(yàn)、SVG圖形導(dǎo)出、模型版本增量比較功能等功能。

OS2分布式模型拼接系統(tǒng)提供網(wǎng)省地調(diào)所需的SCADA量測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)拼接大模型中廠站及一次設(shè)備的名稱進(jìn)行匹配，實(shí)時(shí)更新設(shè)備的量測(cè)數(shù)據(jù)，采用分層分布式建模式，實(shí)現(xiàn)110kV及以上電網(wǎng)模型、圖形及數(shù)據(jù)交互。形成全網(wǎng)廠站的實(shí)時(shí)SCADA運(yùn)行斷面，提供完整的模型、圖形和數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

4 系統(tǒng)運(yùn)用

4.1 DTS省地互聯(lián)應(yīng)用

現(xiàn)階段各地調(diào)已搭建電網(wǎng)調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)（DTS）功能應(yīng)用軟件，已滿足110kV及以下所管轄電網(wǎng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真，但對(duì)管轄外區(qū)域（220kV變電站及電廠）無(wú)法有效達(dá)到仿真效果。依靠傳統(tǒng)的DTS系統(tǒng)提高調(diào)度員的運(yùn)行和處理事故能力，已不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展速度和規(guī)模的要求。現(xiàn)階段應(yīng)當(dāng)立足于技術(shù)手段，優(yōu)化調(diào)度員培訓(xùn)仿真的環(huán)境，以提高調(diào)度員的能力與電力系統(tǒng)的發(fā)展相適應(yīng)。

通過(guò)應(yīng)用DTS省地互聯(lián)技術(shù)，從OS2分布式模型拼接系統(tǒng)中將省地電網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)量測(cè)及可擴(kuò)展矢量圖像（SVG）的電網(wǎng)圖形互聯(lián)形成本省內(nèi)完整的電網(wǎng)模型。此舉措可加強(qiáng)遙測(cè)合格率；狀態(tài)估計(jì)收斂率；調(diào)度員潮流計(jì)算合格率等指標(biāo)的管控力度，同時(shí)推進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度員基本技能（全網(wǎng)閉環(huán)）的培訓(xùn)；緊急控制與事故處理的培訓(xùn)；恢復(fù)操作的訓(xùn)練；校核電力系統(tǒng)的模型和軟件功能等。

DTS省地互聯(lián)采用基于外網(wǎng)模型接入的改進(jìn)潮流匹配模式，這種模式是在簡(jiǎn)單邊界潮流交互模式上的一種改進(jìn)，目的是為了減少地調(diào)由于缺少外網(wǎng)模型而帶來(lái)的潮流計(jì)算結(jié)果誤差。此模式直接使用地調(diào)接入外網(wǎng)等值模型之后的狀態(tài)估計(jì)模型作為基態(tài)模型，并對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)改造，使之適用于DTS省地互聯(lián)。

DTS系統(tǒng)作為省、地調(diào)必備的一種培訓(xùn)調(diào)度、運(yùn)方、保護(hù)等專業(yè)的實(shí)用工具平臺(tái)，今后隨著EMS系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的提高和電力系統(tǒng)走向商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，省、地調(diào)將會(huì)迫切地需要配備面向電力市場(chǎng)的DTS系統(tǒng)。

4.2 海量準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)

海量準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)主要包括基于OS2分布式模型拼接系統(tǒng)的電網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)量測(cè)及可擴(kuò)展矢量圖像（SVG）的電網(wǎng)圖形、量測(cè)與測(cè)點(diǎn)映射關(guān)系及配置信息。平臺(tái)使用測(cè)點(diǎn)模型和關(guān)系模型兩種方式組織數(shù)據(jù)：基于測(cè)點(diǎn)模型的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)，電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)、配置信息存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。電網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)通過(guò)量測(cè)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系便于其他應(yīng)用系統(tǒng)（如配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、營(yíng)銷電能量系統(tǒng)等）信息交互。

建立企業(yè)級(jí)海量準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理；統(tǒng)一的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型和視圖；提供高效的實(shí)時(shí)信息整合、交換、存儲(chǔ)與訪問(wèn)服務(wù)；基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用；建立統(tǒng)一的安全體系，保證數(shù)據(jù)安全可靠。平臺(tái)將OS2在線分布式建模的成果共享，根據(jù)需求向同級(jí)應(yīng)用專業(yè)提供全網(wǎng)模型。

4.3 地縣一體化

推進(jìn)地縣一體調(diào)度自動(dòng)化研究。縣調(diào)負(fù)責(zé)將本縣級(jí)直采范圍內(nèi)的電網(wǎng)模型、圖形、量測(cè)上傳給地調(diào)模型拼接系統(tǒng)。地調(diào)可通過(guò)此平臺(tái)抽取所需縣調(diào)側(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)地區(qū)負(fù)荷動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。地調(diào)模型拼接系統(tǒng)將本地級(jí)市所有縣調(diào)35kV及以上廠站模型拼接完成后，形成全地級(jí)市的模型上傳至省調(diào)，由省調(diào)模型拼接系統(tǒng)進(jìn)行省級(jí)模型拼接，最終上傳網(wǎng)調(diào)形成包含電網(wǎng)范圍內(nèi)35kV及以上所有設(shè)備的完整全網(wǎng)模型。解決縣級(jí)電網(wǎng)監(jiān)控能力差、圖模維護(hù)量大、高級(jí)應(yīng)用（網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流計(jì)算等）應(yīng)用水平欠缺、無(wú)法實(shí)現(xiàn)直采直送及縣級(jí)“盲調(diào)”等問(wèn)題。結(jié)合縣級(jí)一體化集約化管理的延伸，增強(qiáng)了調(diào)度機(jī)構(gòu)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)駕馭控制能力與運(yùn)行響應(yīng)速度，從而提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

在本項(xiàng)目中將部署狀態(tài)估計(jì)應(yīng)用，可以進(jìn)行模型、數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，要求模型可以在各個(gè)電壓等級(jí)之間切割，進(jìn)行相關(guān)模型、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析，完成電壓合格率、網(wǎng)損、功率因素、線路負(fù)載等簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)功能。

地縣一體化應(yīng)用將OS2在線分布式建模的成果共享實(shí)現(xiàn)應(yīng)用（SCADA、EMS、DTS）一體化，實(shí)現(xiàn)了支撐平臺(tái)的一體化、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序的一體化、人機(jī)界面一體化，易于管理，便于系統(tǒng)擴(kuò)展，降低系統(tǒng)維護(hù)和管理的工作量和復(fù)雜度。

4.4 保護(hù)定值在線校核系統(tǒng)（保信系統(tǒng)）

隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、電網(wǎng)電壓等級(jí)的不斷提高，電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制的復(fù)雜性呈現(xiàn)指數(shù)遞增的趨勢(shì)。保護(hù)定值在線校核系統(tǒng)可通過(guò)OS2分布式模型拼接系統(tǒng)導(dǎo)出本網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)量測(cè)及可擴(kuò)展矢量圖像（SVG）的電網(wǎng)圖形，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞确绞讲樵冸娫袋c(diǎn)及校核保護(hù)定值正確性。OS2分布式模型拼接系統(tǒng)在應(yīng)用中起著舉足輕重的作用。

因OS2分布式模型拼接系統(tǒng)是新搭建的系統(tǒng)，以上應(yīng)用仍然存在諸多問(wèn)題，待應(yīng)用平臺(tái)上持續(xù)改進(jìn)。

5 結(jié)語(yǔ)

電網(wǎng)模型拼接對(duì)本網(wǎng)區(qū)范圍內(nèi)的110kV及以上電網(wǎng)模型進(jìn)行拼接，涉及范圍廣、數(shù)據(jù)量巨大，系統(tǒng)采用分層多級(jí)模型拼接的方式進(jìn)行實(shí)施。在網(wǎng)、省調(diào)建立一套模型拼接系統(tǒng)，模型拼接系統(tǒng)作為獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行有獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)不影響各級(jí)電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS）的正常運(yùn)行。提高電網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)量測(cè)交互的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，提高各級(jí)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式的監(jiān)控力度等應(yīng)用。

通過(guò)OS2分布式模型拼接系統(tǒng)網(wǎng)調(diào)不僅能夠及時(shí)掌握整個(gè)電網(wǎng)的變化情況，提高駕馭大電網(wǎng)的能力，而且可以將全模型提供給第三方系統(tǒng)使用，提高應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)模型和實(shí)際電網(wǎng)的擬合程度，增加分析計(jì)算的準(zhǔn)確性和完整性。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：莫冬媛（1983-），女，廣西南寧人，廣西電網(wǎng)責(zé)任有限公司南寧供電局工程師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：蔣建華）