地区电网调度自动化系统的建设原则及系统功能

2012年8月内蒙古科技与经济A ugust2012　第15期总第265期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.15T o tal N o.265浅谈地区电网调度自动化系统的建设原则及系统功能潘功银,武世欣(包头供电局,内蒙古包头　014030) 摘　要:阐述了地区电网调度自动化系统的建设原则及系统功能。

调控一体化系统以统一数据平台为基础,集成和优化原有调度自动化各应用系统以及集控系统(或功能),同时满足未来电网发展的需求。

系统具有综合性和智能化的特点,所有应用功能面向智能电网发展方向开发,紧跟国内、国外最新能量管理系统发展的新技术。

关键词:电网调度;自动化系统;包头;地区电网 中图分类号:T M734(226) 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)15—0058—04 电网调度自动化系统作为电网调度的基本技术手段,是现代大电网安全、经济运行的重要物质基础。

同时,地区调度中心是地区电网生产运行的指挥中心,采集和积累了大量的电力系统运行、生产管理以及电力市场运营等方面的相关信息,这是地区电网调度的宝贵资源。

随着“调控一体”电网运行管理模式的重大变革,急需解决标准化问题、集成问题、服务问题、应用环境问题、应用软件流程化问题、海量数据问题、负载问题等,因此,建设包头地区“调控一体”自动化系统是非常必要的。

1　调度自动化系统的建设原则1.1　系统硬件体系结构的建设原则地区调控一体化支撑系统数据平台应采用“一体化”的设计。

系统应是一个以统一数据平台为基础,既集成和优化现有调控一体化系统、集控系统各应用系统(或功能),又能满足未来电网发展和智能电网发展需求的应用集成系统。

地区调控一体化支撑系统应采用开放式结构,提供冗余的、支持分布式处理环境的网络结构。

满足可扩充性、安全可靠性、开放性、最小负荷率等要求,具备强大的网络通信功能。

系统应是功能分布的双以太网配置,采用Client/Server结构。

系统的配置应采用成熟可靠的平台技术和系统模型,具有完善的跨平台和混合平台的能力。

系统的体系结构应符合P OSIX100标准和IEC61970信息模型与API接口标准,保证与相关系统的互联、互通、互操作,能实现第三方应用软件的方便接入。

数据库基于CIM模型或建立系统内模型和CIM之间的映射关系。

根据电力二次系统安全I、II、III区的框架,形成实时监控与分析类、调度计划类、调度管理类三个应用区域,三个应用区域均具有完全相同的应用支撑环境。

1.2　系统应用软件结构的建设原则地区调控一体化支撑系统的应用功能应由实时监视控制、P AS等功能模块组成,能实现完整的电网监视、安全经济调度等功能,以及形成对电网的分析决策、研究开发、统计考核等应用的支撑。

地区调控一体化支撑系统同时具备强大的网络互联和远程通信能力,通过统一数据平台实现与其他相关调控一体化系统的网络互联和数据交换,实现与国家电力调度数据网第一、二平面通讯需求。

所有应用功能应满足电力系统发展对调控一体化系统、集控系统提出的新要求,而且必须是面向智能电网发展、新能源建设开发等需求,地区调控一体化支撑系统与安全I、II、III区各系统的互联必须符合电力二次系统安全防护的要求。

1.3　系统设备的配置原则地区调控一体化支撑系统的硬件系统主要由各类服务器、工作站、网络设备和其他辅助计算机设备组成。

系统可分为以下几个主要部分:数据采集和通信、数据处理和服务、电网运行和监控、电力应用和分析、运行统计和考核等。

地区电网调度自动化系统由操作系统软件、系统支撑软件和电力应用软件3大部分组成。

2　系统功能2.1　实时监控与智能告警功能实时监控与智能告警应用是利用电网运行、二次设备状态等信息进行全方位监视,对电网运行过程进行多层次监视,实现电网运行状况监视全景化,并提供在线智能告警功能。

2.1.1　电网运行实时监控功能电网运行实时监控功能实现对输电网实时运行信息的监视和设备控制,主要包括可视化调度、风电控制、数据处理、系统监视、数据记录及操作与控制等。

2.1.1.1　数据处理。

数据处理应具备模拟量处理、状态量处理、非实测数据处理、计划值处理、点多源收稿日期:2012-04-28作者简介:潘功银(1978-),江西人,助理工程师,本科,主要从事调度自动化专业。

武世欣(1981-),蒙古族,助理工程师,本科,主要从事调度自动化专业。

　潘功银,等・浅谈地区电网调度自动化系统的建设原则及系统功能2012年第15期处理、数据质量码、自动旁路代替、自动对端代替、自动平衡率计算、计算及统计等功能。

2.1.1.2　系统监视。

系统监视应提供潮流监视、一次设备监视、低频低压减载和紧急拉路实际投入容量监视、故障跳闸监视、力率监视、动态拓扑分析和着色等功能。

2.1.1.3　数据记录。

数据记录应提供事件顺序记录、事故追忆、反演和分析功能。

2.1.1.4　操作与控制。

操作和控制应能实现人工置数、标志牌操作、闭锁和解锁操作、远方控制与调节功能。

2.1.2　变电站集中监控功能变电站集中监控功能模块实现面向无人值班变电站的集中监视与控制的基本功能,主要实现数据处理、责任区与信息分流、间隔建模与显示、光字牌、操作与控制、防误闭锁及操作预演等功能。

2.1.2.1　调控信息分流。

根据调度员和监控员的职责,调度员主要监控电网层面的信号,监控员主要监控变电站设备层面的信号,因此,在调控合一系统中,需要从数据采集、数据处理、人机显示等各个环节进行调控信息的分流,使得调度员和集控员能各取所需,互不干扰。

2.1.2.2　二次(保护及安自)信息及运行状态监控功能。

主要将电网调度需要的保护信号和安全自动装置的运行和配置信号引入EM S系统,实现超用电限电管理和事故限电管理、低频减载和低压减载管理、数据质量监视等功能。

2.1.2.3　一、二次设备全面展示功能。

针对调控一体化系统的二次设备模型的扩展,调控一体化系统需要提供更多样、人性化的二次设备信号、量测的展示界面,并且能有效的结合原有EMS系统的人机界面功能,实现一、二次设备全面统一的展示界面软件。

信号显示方式应至少包括图形、光字牌、事项显示窗以及历史事项检索等。

2.1.3　自动电压控制(AVC)功能自动电压控制(AV C)系统实现对电网母线电压、电网无功潮流的自动监视和控制,通过调节变电站变压器分接头、投切无功补偿设备来控制电网电压、无功分布,满足电网安全、稳定、优质和经济运行。

2.1.4　综合智能告警功能综合智能告警实现告警信息在线综合处理、显示与推理,应支持汇集和处理各类告警信息,对大量告警信息进行分类管理和综合/压缩,对不同需求形成不同的告警显示方案,利用形象直观的方式提供全面综合的告警提示。

2.1.4.1　智能信号分析功能。

由于是调控一体化系统,必须要严格的设计信号分类,区分调度信号、集控信号、调集公用信号,并对信号在不同的工作站(调度工作站、集控工作站、巡检工作站)有区分优先级的展示处理,避免海量集控信号干扰调度业务。

地区调控中心监控系统应对所采集的信号进行分类显示,便于运行监控人员掌握重要信息。

一类事故信号:主要反映由于非正常操作和设备故障导致电网发生重大变化而引起断路器跳闸、保护装置动作(含重合闸等)的信号以及影响全站安全运行的其他信号,如全站直流消失、火灾报警等; 二类异常信号:主要反映电网一、二次电气设备状态异常及设备健康水平变化的信号,如断路器控制回路断线、装置异常、装置闭锁、过负荷、开关非全相、模拟量越限、通信电源-48V输出告警等信号; 三类状态信号:主要反映电气设备运行状态以及运行方式,如开关、刀闸变位信号、反映保护功能压板、同期压板投退的信号等,同时包含保护装置、故障录波器、收发信机等设备的启动、异常消失信号等。

地区调控中心监控系统应区分调控重点信号和非重点信号。

原则上三类状态信号中二次设备启动等次要信号,反映综自系统状态信息的信号,供远动、保护专业人员查询的信号均不列为调控重点信号。

对信号的事项展示除了进行分类设计外,还需要层次化设计,如可以在传统列表式的事项展示方式外,增加间隔——具体信号层次成组显示方式(以间隔事项显示,可以通过交互式展开具体信号列表)。

这样可以在不同的监视环境下,系统动态的选择,在电网正常态时以传统列表式展示事项,在电网故障态(信号雪崩)时以层次成组显示方式,对信号进行智能合并,有效的解决电网故障态时监控人员面对的事项数量,同时还保留具体信号事项通过交互获取的方式。

对电网的典型信号依据物理意义建立关联、规则及更高层次的专家系统,通过系统智能信号分析软件,可以提供系统接收到信号驱动,在线的提供系统故障智能分析提示。

2.1.4.2　微机保护信号处理功能。

微机保护装置是变电站最重要的二次设备,是变电站设备运行监视、故障分析时最重要、详细的信息来源。

为了提供变电站监控需要的详细设备运行信息,系统必须实现微机保护装置的IEC103格式(或常用的专用微机保护规约)软报文的接入,并提供功能可以将繁多的软报文信号和事项进行智能分析整理,以层次化、组织化的光字和事项展示。

2.2　实时监控与分析类应用2.2.1　网络分析功能网络分析应用实现智能化的安全分析功能,实时网络分析功能模块可实现在超短期、短期、中长期负荷预测,在线网络等值、实时网络拓扑、状态估计等功能,满足对电网的实时计算和分析,支持对电网的实时控制,利用电网运行数据和其他应用软件提供的结果数据来分析和评估电网运行情况。

2.2.2　状态估计功能状态估计根据电网模型参数、结线连接关系和一组有冗余的遥测量测值和遥信开关状态,求解描述电网稳态运行情况的状态量——母线电压幅值和相角的估计值,并求解出量测的估计值,检测和辨识量测中的不良数据,为其他应用功能提供一套完整、准确的电网实时运行方式数据。

2.2.3　调度员潮流功能　总第265期 内蒙古科技与经济 调度员潮流的主要功能是按使用人员的要求在电网模型上设置电网设备的投切状态和运行数据,然后进行潮流计算,供使用人员研究电网潮流的分布变化。

2.2.4　静态安全分析功能静态安全分析的主要功能是按使用人员的需要,方便地设定和选择故障类型,或者根据调度员要求,自定义各种故障组合,快速判断各种故障对电力系统产生的危害,准确给出故障后的系统运行方式,并直观准确显示各种故障结果,把危害程度大的故障及时提示给调度人员。

主要包括故障快速扫描和指定故障集详细分析。

静态安全分析主要用于判断系统对故障所承受的风险度,提供预想故障下的过负荷支路、电压异常母线等,并给出其越限程度,为保障电力系统稳态运行安全可靠提供分析计算依据。

静态安全分析既可以作为一个独立的功能模块使用,又可以作为应用服务为调度智能操作票等提供计算服务。