EMS高級應用校核補位視域下的地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理

黃克勤

【摘 要】EMS高級應用軟件主要是在SCADA功能的基礎上，通過對電網(wǎng)運行階段遙感信息收集整理，對整體電網(wǎng)運行的科學性、經(jīng)濟性及穩(wěn)定性進行統(tǒng)一預測。EMS高級應用軟件的合理應用可為電網(wǎng)優(yōu)質、高效運行提供充足的保障。本文依據(jù)EMS高級應用的發(fā)展情況，從電網(wǎng)總體設計、軟件設置、硬件設置、功能實現(xiàn)等方面對其在區(qū)域電網(wǎng)運行方式中的應用進行了簡單的分析，并介紹了EMS高級應用軟件在地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理中的運行優(yōu)勢。

【關鍵詞】EMS高級應用校核補位；地區(qū)電網(wǎng)運行方式；在線管理

中圖分類號： TP311.11；TM769 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）25-0284-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.25.130

0 前言

EMS高級應用軟件在實際運行過程中，主要依據(jù)電網(wǎng)實時方式及負荷狀況變化，由電網(wǎng)調度值班人員對電網(wǎng)運行方式進行在線校核評估。在得出電網(wǎng)運行情況之后，進行電網(wǎng)運行方式的優(yōu)化調整。而為了最大限度提高EMS高級應用系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理中的效率，保障地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定運行，對EMS高級應用軟件運行模式及具體流程進行適當分析具有非常重要的意義。

1 EMS高級應用系統(tǒng)概述

EMS高級應用軟件主要應用于地區(qū)電力系統(tǒng)控制模塊，其可通過電力運行階段各個模塊運行數(shù)據(jù)的收集，為電力市場提供交易計劃安全評估服務，最大限度降低電網(wǎng)運行風險。現(xiàn)階應用的EMS高級應用軟件主要為基于RISC/UNIX的開放分布式系統(tǒng)，其內部主要以商用關系型數(shù)據(jù)庫為核心，結合先進圖形顯現(xiàn)技術的應用及大型系統(tǒng)軟件開發(fā)的規(guī)范設置，實現(xiàn)了電力運行模式自動化調度運行。

2 EMS高級應用系統(tǒng)結構設計

2.1 EMS高級應用系統(tǒng)硬件設計

EMS高級應用系統(tǒng)硬件主要包括人機交換子模塊、網(wǎng)絡系統(tǒng)子模塊、運行方式調度子模塊、WEB子模塊等幾個方面。在電力運行方式調度階段，所采用的元件主要為磁盤陣列、PAS服務器、歷史數(shù)據(jù)服務器、SCADA服務器、數(shù)據(jù)采集服務器、PAS工作站等；而人機交換子模塊主要包括報表unix工作站、電力運行方式集中調度工作站、負荷預測工作站、網(wǎng)絡激光打印設備等幾個方面；網(wǎng)絡系統(tǒng)子模塊主要包括物理隔離元件、路由器、主干交換機、防火墻及其他網(wǎng)絡防控設備；WEB子模塊主要包括Web工作站、Web服務器兩個部分。

在實際運行過程中，EMS高級應用系統(tǒng)主要在全分布式網(wǎng)絡體系結構的基礎上，融入了功能分布式系統(tǒng)設計理念，即將以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡主要骨架，在主干網(wǎng)絡運行中主要控制模塊為RISC芯片服務站。而其他應用軟件均依據(jù)功能運行特點，以分布功能負載均衡、網(wǎng)絡運行負荷最低為原則，設置在不同的服務器及工作站上[1]。

2.2 EMS高級應用系統(tǒng)軟件設計

在EMS高級應用系統(tǒng)軟件模塊設置過程中，主要依據(jù)網(wǎng)絡運用、各單元模塊CPU分層構建的原則，利用中間件將上層控制模塊與底層操作進行隔離措施。分層構件化的軟件組成，可促使EMS在同構、異構平臺上實現(xiàn)分布式管理。

3 EMS高級應用系統(tǒng)功能實現(xiàn)

EMS高級應用系統(tǒng)在實際應用中主要包括實時狀態(tài)評估、無功優(yōu)化、短路電流計算、潮流計算、靜態(tài)安全分析、安全約束調度、負荷預測等幾個模塊。其中實時狀態(tài)評估主要是依據(jù)SCADA模塊實時信息收集，對電網(wǎng)運行階段各個母線幅度、相角、功率預測值進行分析，然后通過遙測初次檢驗、量測系統(tǒng)評估及網(wǎng)絡拓撲分析，可得到更加準確、完善的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)；而短路電流計算主要針對特定斷線故障或者短路故障發(fā)生后，各個線路節(jié)點分支、母線殘壓、零序短路電流及短路容量參數(shù)；無功優(yōu)化功能需要值班調度人員在潮流計算之后，根據(jù)電網(wǎng)運行方式變化，進行無功功率調整、有載調壓變壓器分觸頭位置、補償裝置運行情況等信息收集整理，確定電網(wǎng)安全約束條件，以便獲得最佳電壓質量參數(shù)；負荷預測主要為EMS高級應用系統(tǒng)基礎應用模塊，其可以通過對電力系統(tǒng)運行、控制數(shù)據(jù)分析，最大限度提高電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟性。

負荷預測功能在具體實現(xiàn)過程中，需要依據(jù)CC-2000支撐系統(tǒng)，結合Alpha Server、Workstation硬件模塊的應用，構建集人機交互、實時數(shù)據(jù)庫、loadfor為一體的Compaq True64網(wǎng)絡運行平臺；靜態(tài)安全分析功能需要對多種電網(wǎng)運行模式下發(fā)生的最不利狀況進行預先分析，如線路過載、發(fā)動機功率超載、電壓越限等。通過對上述風險故障的預先評估、警告及處理，可保障電網(wǎng)安全運行；安全約束調度主要在靜態(tài)安全分析的基礎上，以電網(wǎng)運行系統(tǒng)控制量調整效果最佳為目標，制定合理的安全約束調度方案；潮流計算主要是電網(wǎng)運行方式在線管理人員在既定的電網(wǎng)運行方式下，依據(jù)規(guī)定調整方案進行電網(wǎng)調度作業(yè)。同時對現(xiàn)有電網(wǎng)調度系統(tǒng)潮流分布、潮流特性進行計算。其中既定的電網(wǎng)運行方式大多為某一電網(wǎng)運行時期數(shù)據(jù)，或者預期估測的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)。在具體運行過程中，潮流計算具有多種數(shù)據(jù)來源，如依照運行方式、依照計算時間變化等。其中依照運行方式主要通過網(wǎng)絡建模應用軟件重構，從以往備份的電力運行方式中獲取歷史電網(wǎng)運行方式；而依照計算時間變化則是依照某一固定時刻EMS高級應用系統(tǒng)運行負荷數(shù)據(jù)，同時依照這一時刻制定電力負載分配系數(shù)，并將其劃分到預定的電力母線上。根據(jù)具體電力時刻電網(wǎng)運行方式可以獲得電力資源輸送計算機及電壓調節(jié)方案。同時依據(jù)不同電力輸送樞紐母線電壓幅度變化，還可以獲得各個開關的變化。除此之外，電力值班調度人員還可以選擇預期故障分析、最優(yōu)潮流、電壓穩(wěn)定性分析等作為電網(wǎng)運行方式確定依據(jù)[2]。

4 EMS高級應用校核補位領域下的地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理

4.1 EMS高級應用校核補位領域下地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理前期準備

在EMS高級應用校核補位領域下地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理前期，首先應明確工作目標。一般來說，EMS高級應用校核補位領域下地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理范圍主要為地域電力調度機構管轄區(qū)域內全部輸變電設備。依據(jù)相關輸變電設備運行情況，需要將電網(wǎng)運行方式由離線安排、事后電網(wǎng)運行的方式，轉化為在線校核、實時補位、事前預控的管控模式，保證整體電網(wǎng)始終位于最佳運行狀態(tài)。

其次，在實際管理過程中，依據(jù)EMS高級應用校核補位領域下地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理要求，區(qū)域管理人員應明確值班調度人員、主管人員、自動化運維人員在區(qū)域電網(wǎng)運行方式在線管理職責，構建完善的EMS高級應用校核補位領域下地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理機制。其中電網(wǎng)值班調度人員為EMS高級應用校核補位領域下地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理執(zhí)行者，其需要對區(qū)域電網(wǎng)運行過程中具體運行狀態(tài)進行實時監(jiān)督。并根據(jù)電網(wǎng)運行情況，進行在線電網(wǎng)潮流分析及N-1分析、N-2分析等。在確定電網(wǎng)運行風險點之后，值班調度人員還需要制定具體的電網(wǎng)運行方式調度方案，交由上級部門審核；而自動化運維人員需要根據(jù)EMS高級應用情況，對其功能模塊進行運維優(yōu)化，如靜態(tài)安全分析模塊、AVC、在線潮流計算模塊等；而主管人員需要在電網(wǎng)遭受突發(fā)情況時，通過對值班調度信息分析，確定整體方案的可行性，并根據(jù)電網(wǎng)運行方式調度安排，對值班調度人員進行技術交底[3]。

最后，針對地區(qū)復雜電網(wǎng)突發(fā)情況，如鏈式供電區(qū)域雙回線路情況。值班調度人員可依據(jù)具體模型要求，對雙回線模型進行特殊處理。即分別設置兩個單回線路四清線，并根據(jù)具體雙回線路運行情況進行單回線路運行模式調整。

4.2 EMS高級應用系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)在線管理中關鍵控制點

EMS高級應用系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)在線管理主要包括正常運行、突發(fā)情況兩個控制節(jié)點。一方面，在地區(qū)電網(wǎng)正常運行過程中，依據(jù)電網(wǎng)實時運行方式合理程度，值班調度人員需要及時采取補救措施；另一方面，在出現(xiàn)不可控風險因素后，值班調度人員需要依據(jù)電網(wǎng)運行情況變化，及時進行電網(wǎng)運行方式調整，最大限度降低突發(fā)風險對電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的不利影響。如在設備停送電操作前期，值班調度人員需要進行潮流計算，并對電網(wǎng)運行潮流及輸電線路電壓進行分析，結合靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)，獲得電網(wǎng)運行階段整體電網(wǎng)安全裕度，便于為后續(xù)關鍵設備啟動或停止方案設置提供有效的依據(jù)。

不可控突發(fā)事故下的電網(wǎng)運行方式在線校核補位，需要電網(wǎng)值班調度人員綜合考慮設備故障風險、臨時停用電、負荷超預測水平、機組面臨故障待修等因素。通過適當?shù)碾娋W(wǎng)運行階段潮流分析，確定最佳電網(wǎng)運行方案，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行。需要注意的是，對于大規(guī)模電網(wǎng)設備故障跳閘情況，需要在電網(wǎng)潮流范圍大范圍轉移后，在30min內進行靜態(tài)安全分析及電網(wǎng)安全裕度分析作業(yè)；而在機組面臨故障待修情況處理時，需要在15min內進行電網(wǎng)安全裕度計算；對于臨時變動而進行的潮流補位，應在電網(wǎng)運行方式調整10min前，完成潮流計算集靜態(tài)安全分析作業(yè)。

4.3 EMS高級應用校核補位領域下地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理效益分析

EMS高級應用地區(qū)電網(wǎng)在線管理模式在某區(qū)域運行之后，該地區(qū)電網(wǎng)安全度過了春節(jié)、夏季用電高峰期。及時發(fā)現(xiàn)并處理了10次用電運行隱患，為地區(qū)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行提供了良好的保障[4]。

5 總結

綜上所述，EMS高級應用系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)在線管理中的應用，進一步簡化了電網(wǎng)運行方式管理的步驟，為電網(wǎng)運行功能實時監(jiān)控分析提供了有效的依據(jù)。在EMS高級應用系統(tǒng)應用過程中，值班調度人員可以根據(jù)具體需求，依據(jù)電網(wǎng)運行階段沒有結構誤差、不良數(shù)據(jù)這一目標，進行最小殘差狀態(tài)變化計算方法的選擇。然后綜合利用潮流計算、電網(wǎng)安全狀態(tài)分析、安全約束調度等功能模塊，對電網(wǎng)運行中結構誤差或不良數(shù)據(jù)進行校核補位，從而保證電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行。

【參考文獻】

[1]黃麗輝，謝玉輝.淺談智能電網(wǎng)EMS調度自動化系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)中的應用[J].科技尚品， 2017（9）：77-77.

[2]張財珠.EMS軟件在電網(wǎng)調度中的高級應用[J].大科技， 2013（11）：78-79.

[3]劉天華.調度自動化系統(tǒng) EMS 應用軟件在地區(qū)電網(wǎng)調度中的運用[J].科技創(chuàng)新與應用， 2014（33）：212-212.

[4]孔令元.基于EMS高級應用校核補位的地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理[J].環(huán)球市場信息導報， 2016（14）：97-97.