EMS 考核监视管理系统的研究与实施

EMS 考核监视管理系统的研究与实施 摘要能量管理系统是当代大电网运行不可缺少的手段 ,但是我国各电 力公司应用软件的实用化程度还较低。

最近,国家电力公司对于各调度部门的提出了实用化要求 ,并提出了考 核标准,各调度部门都在为这一目标而努力。

因国内网省调大部分采用国外的,不具备考核统计功能,作者根据国调 中心提出的实用化要求,对湖北进行了考核监视管理系统的研究和实施。

该系统深入核心内部,结合外部软件编程,对的运行参数进行人工设置 并对应用软件的运行状态及结果进行实时考核统计和控制。

该系统对各应用软件进行了全方位、功能全面的自动不间断规范化考 核监视,为的实用化打下了坚实的基础。

关键词;监控系统;电力系统中图分类号 734 文献标识码 1 引言在全国电网互联和电力市场的推动下,为了对大电网的安全、 优质、 经济运行和环保及效益进行协调优化 ,能量管理系统将会有一个更大的发 展,并将成为当代大电网运行不可缺少的手段。

但是,目前国内各电网的均缺乏全方位的,功能全面的考核监视管理系 统,的管理维护和考核监视主要是由运行人员手工完成 ,自动化程度较低,可 靠性、准确性也较低。

应用软件的使用和系统质量还有待时间的考验 ,为进一步促进应用软 件基本功能的实际应用,充分发挥其在电网安全、 优质、 经济运行中的作用, 并配合中国一流电网调度机构考核验收来规范和指导基本功能的验收工 作,国家电力调度通信中心制定了应用软件基本功能实用要求及验收细则 [1],要求狠抓的实用化工作。

笔者根据国调中心调自[1998]126 号文关于印发《能量管理系统应用 软件功能要求及其实施基础条件》试行的通知及其附件,国调中心 [1999]207 号文应用软件基本功能实用要求及验收细则,以及湖北省电力调 度通信局自动化科制订的考核监视管理系统功能规范 ,以湖北电网功能的 实用化改进和考核管理为课题,设计并建立了考核监视管理系统。

该考核监视管理系统在对应用软件的功能进行实用化改进的基础上 , 可以对应用软件的运行状态及结果进行实时监视和控制 , 自动计算及生成 运行考核指标和报表。

该考核监视管理系统可以显著地减少运行人员的分析计算工作量 ,把 运行人员从大量复杂、 烦琐的数据检索和计算工作中解放出来,提高了工作 效率和准确性。

通过对各运行模块的监视和控制,有效地改善了的运行性能。

该系统还可以将的实时运行状态 ,中间计算信息及计算结果在网络上 发布,实现系统的无人值守及远程监控和故障诊断,具有实用价值。

该系统的研制成功为的实用化打下了坚实的基础 ,充分发挥在电网安 全、优质、经济运行中的作用。

2


考核监视管理系统原理和结构考核监视管理系统硬件主要包括考核 监视计算机、网络适配器和激光报表打印机等。

其硬件配置如图 1 所示。

考核监视计算机通过双网分别与和管理信息系统相连 ,其中一个网出 现故障时,不影响系统的正常运行,即具备双网切换能力。

图1 考核管理系统的硬件结构 1 考核监视管理系统软件包括自动考核监视软件、考核指标统计管理软 件和网上信息发布系统三部分。

其流程图如图 2 所示。

考核监视管理系统从获取有关实时数据和运行状态信息 ,通过标准网 络数据通信接口 ,将这些实时数据和运行状态信息传送到自动考核监视管 理计算机。

通过数据格式转换软件,在本地机上建立考核管理系统专用实时数据 库,并完成数据的计算、统计、分析和处理 ,生成报表、曲线等考核监视结 果,刷新考核管理系统本地实时数据库。

将数据与管理信息系统共享,在网上发布相关信息,并根据需要发信给 电子值班员。

图2 考核管理监视系统原理框图 2 流程图的第一步是在上完成必须的源程序修改和程序编制 ,这是专门 针对湖北系统系统设计的。

因为某些考核指标的统计信息在现有湖北电网的运行状况和输出条 件下是无法得到的。

为此,针对源程序进行了修改和扩充。

增加了的控制参数的设定和计算结果的输出。

3 系统主要功能考核监视管理系统有如下具体功能 31 计算数据的实时监视 311 母线平衡监视计算厂站母线进出线路、变压器的有功功率和无功功率 实时数据的代数值和净值。

并将净值和门槛值进行比较,筛选出母线不平衡的站。

用排序方式,按净值的偏差大小显示各厂站的站名、 净值及其所属的量 测分量。

正常厂站用绿色显示;净值偏差超过基准值的 30 时,用黄色显示;净值 偏差超过基准值的 50 时,则用红色显示。

同时可用曲线方式分别显示各厂站的净值偏差。

曲线密度为每个实时数据库数据刷新周期目前定为 11 个点,保存时间 为 3 天,曲线横纵坐标可在线修改。

并监视净值更新情况,若净值连续超过 30 不更新,则可认为该路停运, 记录该路停运和恢复运行的事件。

事件保存时间为 2 个月。

如果全部不更新 ,则提示运行人员系统死机或考核监视管理系统与的


网络通信中断,并将此全停信息送电子值班员告警。

312 线损监视计算线路两侧有功功率实时数据的差值。

并将差值和阈值进行比较,筛选出线损异常的线路。

用排序方式,按净值的偏差大小显示各厂站的站名、 净值及其所属的量 测分量。

正常数据用绿色显示;净值偏差超过基准值的 30 时,用黄色显示;净值 偏差超过基准值的 50 时,则用红色显示。

313 变损监视计算变压器两侧、三侧的有功功率实时数据的差值。

并将差值和阈值进行比较,筛选出变损异常的变压器。

输出结果同线损输出结果类似。

314 电压合理性监视计算多母线各段母线电压实时数据的差值。

并将差值和阈值进行比较,筛选出电压异常的母线。

输出结果同线损输出结果类似。

315 遥信遥测的一致性监视根据开关状态和线路潮流值相一致的原则 ,筛 选出位置异常的开关。

即遥测不为零,而遥信位置断开的开关和遥测为零 ,而遥信位置闭合的 开关。

输出各个位置异常的开关的名称和实际状态。

316 遥信取反监视监视实时系统中进行了遥信取反定义的开关。

输出进行了取反的开关的名称和实际状态。

32 模块运行状态监视 321 模块投运状态监视湖北电网的应用软件包括实时数据快照模块、状态 量和模拟量的修正模块、网络拓扑及模型建立模块、母线计划模块、状态 估计模块、网络参数更新模块、安全分析模块、网络灵敏度分析模块、调 度员潮流模块、短期负荷预计模块、自动发电控制模块等功能模块。

考核监视管理系统可以实时监视各模块的投运状态和控制模式 ,并可 以区别各模块投运状态和退出状态。

在必要时候将模块退出运行的信息送电子值班员进行告警。

可以区别的各种控制模式实时状态估计、实时调度员潮流、研究状态 估计和研究调度员潮流的方式。

对各模块的投运状态和控制模式的变化,作为带时标事件记录下来,保 存时间为 2 年。

322 模块运行状态监视实时监视各功能模块的运行状态。

可以区别各模块的关闭状态、初始化状态、起动预备状态、请求执行 状态、正在执行状态、超时状态、闭锁状态、执行完成状态、出错状态和 停止状态等。

在应用监视器的流程图上,标明各模块的运行状态。

并将各模块运行状态的变化,作为带时标事件记录下来,保存时间为 2 年。

统计各个模块连续处于出错状态的次数。

并设置各模块的连续出错状态次数的限值 ,若超过此限值则将出错信 息送电子值班员进行告警。

323 模块计算中间结果分析可以检查各功能模块软件运行过程中间出现 的异常情况,检查引起异常的原因,并获取各功能模块软件运行过程出现的 信息。

将其在网页上发布允许运行人员通过远程互连网进行监视和故障诊 断。

324 模块计算结果监视可以实时监视各功能模块的计算结果 ,包括状态估 计和调度员潮流应用模块的迭代过程和收敛情况。

并按月进行、软件收敛、不收敛资料的统计,将统计资料保存 2 年。

33 模块运行的控制管理可以对模块的控制方式进行在线设定 ,并能够进 行模块计算迭代过程和计算收敛精度的控制。

这是对应用软件的源程序、 画面和数据库进行改造,调节改变有关算法 的控制参数,使运行人员可以直接在监视器画面上对状态估计和调度员潮 流等模块计算的过程和计算的收敛精度进行控制。

34


计算结果的统计分析对、模块的计算结果进行统计分析。

按照不同电压等级量测类型基准值 ,计算状态估计的估计值和调度员 潮流的计算值的偏差,自动查找不合格的计算点,得到状态估计合格率指标 和调度员潮流计算合格率指标。

将计算结果和分析结果形成报表输出。

35 考核指标的管理建立考核管理数据库 ,根据数据库和统计的运行历史 资料,自动地逐次计算运行考核指标,包括①状态估计覆盖率;②状态估计 月可用率;③遥测估计合格率;④单次状态估计计算时间;⑤调度员潮流月 合格率;⑥调度员潮流计算结果误差;⑦单次潮流计算时间;⑧负荷预测月 运行率;⑨月负荷预测准确率;月最高低负荷预测准确率。

36 考核管理的信息发布系统考核管理的信息发布系统由当地机上的考 核信息查阅管理软件和网上信息发布系统组成。

通过建立考核监视管理系统主页,将考核管理信息在网上发布。

使运行人员既能在考核监视管理系统的 本地机上查阅信息,也能在通过网络进行网上查阅,便于运行和管理人 员查看。

考核监视管理系统在实现上述主要功能的基础上 ,综合目前已有的运 行统计功能,作为考核监视管理系统的一个子系统。

4 系统特点 1 功能的实用化改造考核监视管理系统的考核管理范围很广,


实现的功能全面,实用化程度高。

其考核管理范围包括应用软件的所有功能模块。

其实现的功能有计算数据的实时监视、模块运行状态监视、模块运行 的控制管理、计算结果的统计分析、考核指标的管理及考核管理的网上信 息发布。

这其中有一部分功能在现有湖北电网的运行状况和输出条件下是无 法实现的。

为此,笔者针对源程序进行了详尽的分析,并对相关模块的功能进行了 修改和扩充。

增加了状态估计和调度员潮流计算计算次数和收敛次数的统计结果 , 并增加了和的控制参数的设定功能。

2 全自动免人工在线维护考虑到随着电力系统的不断扩展,由管理的电 力系统元件和设备将不断增加。

若要求运行人员对考核监视管理系统进行手工维护 , 势必将增加运行 人员的工作量,提高对运行人员的要求和降低考核监视管理系统的自动化 程度、实用性及可靠性。

为此,本考核监视管理系统采取自动跟踪元件设备参数变化的方式 ,对 新增线路、变压器、发电机、母线和厂站等遥测、遥信量,均可以自动增加 并进行监视考核。

这使得运行人员无须深入了解、学习和掌握的数据结构和数据内容 , 就可以熟练操作本系统,满足了实用性和通用性的要求,并提高了考核监视 管理系统的可靠性。

3 系统自动不间断运行及错误监控考核监视管理系统对服务器运行状 态可以进行监视,能够自动识别服务器的在线及备用状态 ,并能够在服务器 进行切换之后,自动与其同步。

而在单机服务器运行时,自动由平常与备机服务器相连的工作模式改 为与主机服务器相连,继续对进行考核监视。

考核监视管理系统具有自我运行监视软件模块 ,一旦发现考核监视管 理系统出现异常,能够自动复位,可以在硬件环境条件允许的情况下对的进 行连续不间断的考核监视。

5 结束语考核监视管理系统于 2000 年 8 月初设计实现后,进行了全面测 试并投入试运行。

测试和试运行结果表明考核监视管理系统的各项功能均已实现 ,计算 结果准确可靠。

考核监视管理系统能自动发现系统计算数据的非正常数据 ,各模块的 出错状态。

可以对的状态估计模块和调度员潮流计算模块的计算过程和计算结 果进行控制。

考核监视管理系统满足了运行管理人员进行计算数据分析 ,运行状态 监视、 计算过程及结果分析和考核指标及报表的统计计算的需要,可代替由 运行人员手工进行的繁重而复杂的数据检索和计算 ,保证计算的可靠性和 准确性,自动生成考核指标及报表,减少了形成考核指标及报表的人为主观 因素和由此可能产生的误差,大大节省了时间,提高了工作效率。

该系统为的实用化打下了坚实的基础,有助于充分发挥其在电网安全、优质、经济运行中的效益。

该考核监视管理系统的硬件设备包括考核监视计算机、网络适配器和激光报表打印机,考核监视计算机可以是一台高性能的商业机或工控机实现。

整个系统的硬件设备配置经济,具有很高的性价比。

该系统的软件部分除了针对湖北电网系统,对其某些应用软件进行了修改和数据格式转换外,其它功能模块均为通用型标准化设计,适用于其它各种类型的。

因此该考核监视管理系统有较高的推广应用价值。

参考文献[1]
国调中心[1999]207号文《关于印发应用软件基本功能实用化要求及验收细则的通知》[][2]
’操作手册[]收稿日期2000212204;
改回日期2001202214。

作者简介彭
波,博士生,研究方向为电力系统稳定与控制及管理信息系统;周良松,博士,副教授,研究方向为电力系统稳定与控制,电力系统自动控制及计算机监控;夏成军,博士生,研究方向为电力系统稳定与控制及人工智能的应用;万
磊,高级工程师,湖北电力调度通信局自动化科。