1. 引言
隨著我國電網(wǎng)自動化水平逐步提高、城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的力度加大,目前我國地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)逐漸由原來單純的SCADA系統(tǒng)向SCADA/EMS系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。但是由于地調(diào)普遍存在專業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理、人員配置相對薄弱、規(guī)范制度尚不完善的現(xiàn)象,故造成SCADA/EMS系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)工作出現(xiàn)一定的被動。作為一個普通的系統(tǒng)管理員,筆者希望能談一談本人的一些實際經(jīng)驗。
高級應(yīng)用軟件的基本功能包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)估計、調(diào)度員潮流、負(fù)荷預(yù)計等。它主要通過對電力系統(tǒng)的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實時信息進(jìn)行分析與決策以提高控制質(zhì)量和改善運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性。高級應(yīng)用軟件的投入運(yùn)行能夠逐步提高調(diào)度、方式及遠(yuǎn)動人員對電網(wǎng)的分析掌握能力,同時也必將為地級調(diào)度進(jìn)一步走向電力市場,推行經(jīng)濟(jì)調(diào)度做出貢獻(xiàn)。國電公司也意識到高級應(yīng)用軟件的必要性和巨大的發(fā)展前景,因此在創(chuàng)一流考評中,高級應(yīng)用軟件的實用化也是必備條件之一。
2. 應(yīng)用情況介紹
湘潭電業(yè)局調(diào)度自動化主站系統(tǒng)采用的是東方電子的DF8002系統(tǒng),基本配置為雙服務(wù)器、雙網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)采用100/10M雙以太網(wǎng),服務(wù)器采用四臺Digital Alpha服務(wù)器,分別用于實時數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)處理。其中高級應(yīng)用服務(wù)器可由用戶定義,定義時可任意選取在線計算機(jī)。操作系統(tǒng)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的UNIX操作系統(tǒng)Tru64-4.1,歷史數(shù)據(jù)庫采用大型通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Oracle 8.1.7。
具體的SCADA/EMS系統(tǒng)應(yīng)用軟件功能模塊如下圖[1-2]:
從我局的實際運(yùn)行情況來看,近期指標(biāo)如下[1,5]:
狀態(tài)估計:
負(fù)荷預(yù)計:
潮流計算:
可以看出,我局的高級應(yīng)用軟件運(yùn)行穩(wěn)定,技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國電公司“地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用軟件基本功能實用要求及驗收細(xì)則(試行)”的高檔要求。
3. 實際經(jīng)驗
具體分析,可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗:
3.1 SCADA部分是整個高級應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)
應(yīng)該說,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實時信息的準(zhǔn)確性對高級應(yīng)用軟件的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。因此在高級應(yīng)用軟件實用化過程中,SCADA系統(tǒng)的檢修維護(hù)、消缺管理也必須加強(qiáng),否則就是空談。盲目的追求高級應(yīng)用軟件的發(fā)展而忽視SCADA系統(tǒng)的管理工作只會適得其反。
從運(yùn)行實際來看,電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的潮流、變壓器檔位及主網(wǎng)的開關(guān)刀閘位置對高級應(yīng)用軟件的影響最大。我局SCADA部分工作相對扎實,信息量較全,同時采用了數(shù)據(jù)投影系統(tǒng),對相關(guān)的開關(guān)刀閘信號十分重視,明確規(guī)定由調(diào)度員對以上信號進(jìn)行對位,以確保調(diào)度的安全可靠。這些都有力保障了高級應(yīng)用軟件的穩(wěn)定運(yùn)行。這部分工作應(yīng)結(jié)合當(dāng)前電力系統(tǒng)的無人值班工作同步開展,這樣即可避免無人值班改造過程中信息量采集的盲目性,又可最大限度的提高變電站缺陷的消除率。
當(dāng)然,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜖顟B(tài)估計既依賴于SCADA系統(tǒng),又對SCADA系統(tǒng)具有一定的監(jiān)視指導(dǎo)作用。自2001年12月試運(yùn)行以來,通過高級應(yīng)用軟件已發(fā)現(xiàn)遙測、遙信缺陷共計13處,其中大部分為一些難以輕易識別的錯誤數(shù)據(jù)。例如: 2001年1月23日,發(fā)現(xiàn)霞城變502、504開關(guān)遙測狀態(tài)估計誤差較大。第二天,到現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場盤表和主站數(shù)據(jù)一致,通過檢查并結(jié)合相關(guān)變電站(茶園變)對側(cè)開關(guān)526和霞城變504、510開關(guān)負(fù)荷情況認(rèn)定502、504開關(guān)的CT變比有誤(由600/5改為300/5和200/5),更改主站系數(shù)后即恢復(fù)正常。由此例可以看出,由于現(xiàn)場盤表和主站系統(tǒng)均采用錯誤的CT變比,導(dǎo)致多次巡視無法發(fā)現(xiàn)遙測問題,即使在二次側(cè)測量電流也無法作出正確判斷,但高級應(yīng)用軟件可以經(jīng)過全網(wǎng)拓?fù)涞慕Y(jié)果提出具有一定價值的參考,避免了以前由人工逐個計算各變電站的負(fù)荷平衡。這樣即可有效的發(fā)現(xiàn)問題,又大大減低了遠(yuǎn)動維護(hù)人員的工作強(qiáng)度。
3.2實用化是重點(diǎn)
高級應(yīng)用軟件從某種角度來說是調(diào)度指揮輔助系統(tǒng),目前在地調(diào)剛剛開始普及,因此在實用方面有一定的難度。但是我們也必須看到只有在實際日常使用中才能真正發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。如何結(jié)合本地區(qū)實際并在不斷摸索中促進(jìn)實用是高級應(yīng)用軟件的重點(diǎn)。
例如我局的負(fù)荷預(yù)計工作,一直以來在湖南省名列前茅,剛開始高級應(yīng)用軟件試運(yùn)行時,對原有的工作方式和流程肯定是一種沖擊。在運(yùn)行初期,由于各種原因,預(yù)計的準(zhǔn)確率還有所下降。但是抱著實用化的決心,通過負(fù)荷人員、遠(yuǎn)動人員的相互交流、協(xié)調(diào),逐步完善了負(fù)荷預(yù)計的部分不足,解決了數(shù)據(jù)的自動傳輸、統(tǒng)計問題。特別是在我局的限煤壓電過程中,負(fù)荷人員還根據(jù)省局下達(dá)的每日電量,結(jié)合預(yù)計結(jié)果,對部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整、修補(bǔ),使負(fù)荷預(yù)計工作又邁上了一個新的臺階。
3.3制度和人員是手段
在高級應(yīng)用軟件的實用化過程中,單憑個人或廠家的努力是不夠的,因此有必要制定有效的管理制度并明確相關(guān)的負(fù)責(zé)人員。對此,國電公司“地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用軟件基本功能實用要求及驗收細(xì)則(試行)”[3,4]上也有明確的規(guī)定,具體如下:
3.3.1應(yīng)有完整的基本功能設(shè)計、使用維護(hù)手冊和驗收資料;
3.3.2應(yīng)至少配備兩名具有電力系統(tǒng)和計算機(jī)專業(yè)知識的本科生及以上人員負(fù)責(zé)系統(tǒng)的日常維護(hù);
3.3.3應(yīng)制定相應(yīng)的使用管理規(guī)定,內(nèi)容包括: 各專業(yè)的職責(zé)、工作界面,系統(tǒng)正常運(yùn)行的使用、維護(hù)和管理考核辦法等;
事實證明,我局通過制定《湘潭地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用軟件運(yùn)行管理辦法(試行)》并嚴(yán)格考核執(zhí)行,有效的加強(qiáng)了各專業(yè)的配合聯(lián)系,加快了實用化的進(jìn)度。
4. 存在的問題和不足
當(dāng)然,在我局的運(yùn)行使用過程中也存在一定的問題和不足,相信這些問題在各地級調(diào)度有一定的普遍性。具體如下:
4.1非調(diào)度對象的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性
對于地級調(diào)度,一些重要的主網(wǎng)開關(guān)并不是調(diào)度對象,故這些開關(guān)的實時數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性難以保證。以我局為例,220KV變電站的自動化設(shè)備雖然是地調(diào)維護(hù)范圍,但由于其220KV的母線、開關(guān)均屬中調(diào)調(diào)度,致使地調(diào)調(diào)度人員不了解也不關(guān)心220kV的具體運(yùn)行方式,于是一些無實時量的信息(例如: 部分220開關(guān)的刀閘和主變檔位)就存在無人關(guān)注的問題。同時高級應(yīng)用軟件對這些220KV的開關(guān)和刀閘要求卻相當(dāng)高,這樣就會出現(xiàn)潮流計算不收斂的情況。[1-2]
2002年二月,茶園變電站麻茶I線608開關(guān)的兩側(cè)刀閘均斷開(實際為合),未進(jìn)行人工對位,導(dǎo)致高級應(yīng)用軟件潮流計算不收斂,狀態(tài)估計也出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)不合格。經(jīng)過仔細(xì)檢查才解決。茶園變電站的自動化設(shè)備已是十年前的產(chǎn)品,類似情況已出現(xiàn)過多次,而且相對較隱蔽,給應(yīng)用軟件的運(yùn)行維護(hù)帶來一定的困難。
推而廣之,對于一些無功數(shù)據(jù)和檔位數(shù)據(jù),由于關(guān)注的層面較少,檢修和消缺的難度大,常常會造成一定的影響。這類問題短期內(nèi)難以從根本上解決,但隨著220kV變電站的無人值班改造和自動化設(shè)備的升級,如果提早加以重視,在設(shè)計時充分考慮各類信息量,相信可最大程度的改變當(dāng)前的被動局面。
4.2信息量不全
由于近幾年變電站無人值班工作開展較快,在此過程中,部分變電站的信息量采集不全,從而導(dǎo)致高級應(yīng)用軟件發(fā)生誤判斷。如霞城變,由于考慮無人值班只需監(jiān)視開關(guān)電流,幾乎所有的開關(guān)均未采集有功、無功。同樣的情況,馬家?guī)X、野鴨坡均一定程度的存在。
通過運(yùn)行發(fā)現(xiàn),在簡單的運(yùn)行方式下,部分信息量不全對整個高級應(yīng)用軟件并無明顯的影響。如野鴨坡在一主一備(1號主變主供)運(yùn)行方式下,狀態(tài)估計僅僅顯示510的有功、無功為壞數(shù)據(jù)(因510未采集有功、無功),而其他數(shù)據(jù)并無問題。
但是,在相對復(fù)雜的方式下,問題可能就大的多。舉例來說: 馬家?guī)X變電站在兩臺主變高壓側(cè)并列運(yùn)行(1號主變主供35kV,2號主變主供10kV)時,由于主變無有功、無功數(shù)據(jù),其部分結(jié)果如下表:

由上表可看出,由于510、520 無有功、無功數(shù)據(jù),導(dǎo)致高級應(yīng)用軟件誤認(rèn)為310應(yīng)為“合”位置,且遙測數(shù)據(jù)也有一些受到影響。在發(fā)現(xiàn)問題后,增加510、520 的有功、無功計算數(shù)據(jù)(由電流計算)后,部分結(jié)果如下:

從此可明顯看出,各遙信遙測均滿足要求,在狀態(tài)估計考核表中,不良數(shù)據(jù)也由12個下降到了6個。另外加入無功數(shù)據(jù)也使馬變10kV電壓也滿足了考核要求。具體分析,當(dāng)510、520 無有功、無功數(shù)據(jù)時,系統(tǒng)通過1號主變?nèi)齻?cè)計算出310開關(guān)應(yīng)為合并帶負(fù)荷11.95(510和410負(fù)荷之差),同時通過綜合計算得出的320的遙測也不對。
通過上例表明數(shù)據(jù)不全對高級應(yīng)用軟件具有相當(dāng)?shù)挠绊憽?
4.3電壓無功數(shù)據(jù)的問題
電壓無功數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是高級應(yīng)用軟件的難點(diǎn)之一,因為它們不但與線路潮流有關(guān),還與系統(tǒng)電壓水平、設(shè)備參數(shù)密切相關(guān),同時無功量測的普及率和精確度和有功量測相比均有一定的差距。當(dāng)然從維護(hù)的角度來看,最主要的是維護(hù)人員對電壓無功沒有直觀的認(rèn)識,無法直接判斷數(shù)據(jù)的正確與否。
我局SCADA/EMS系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件試運(yùn)行以來,壞數(shù)據(jù)中有80-90%的是電壓、無功數(shù)據(jù),其中電壓壞數(shù)據(jù)大多是無功數(shù)據(jù)造成的影響,也有部分是現(xiàn)場PT精度不夠?qū)е?。而無功數(shù)據(jù)即使出現(xiàn)符號反向,也必須廣泛核實才能確認(rèn)。因此解決的困難很大。如果有條件,逐個廠站的核實、校驗才能有效的解決問題。
4.4統(tǒng)計分析需加強(qiáng)
應(yīng)該說,高級應(yīng)用軟件中的統(tǒng)計分析尤其重要,在統(tǒng)計分析過程中,不但能有效的發(fā)現(xiàn)問題,而且對整個系統(tǒng)的指導(dǎo)意義也非常明顯。在高級應(yīng)用軟件運(yùn)行過程中,電網(wǎng)是實時變化的,每天每月的情況并不一樣,如果沒有固定的統(tǒng)計報表和分析會,許多問題將在不知不覺中發(fā)生、消亡,最后也將導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)人員的茫然和盲目。
因此,我們建議應(yīng)每月針對高級應(yīng)用軟件的運(yùn)行召開一次各專業(yè)參加的協(xié)調(diào)分析會,拿出報表和反饋情況。
5. 結(jié)語
總體來說,高級應(yīng)用軟件牽涉到自動化基礎(chǔ)建設(shè)、通信質(zhì)量、調(diào)度方式檢修管理、人員素質(zhì)等多方面。它是一個綜合工程,而它的運(yùn)行質(zhì)量和實用化水平也直接體現(xiàn)一個電業(yè)局的綜合實力。相信在我國加入WTO的大環(huán)境下,隨著電力科技的不斷發(fā)展,高級應(yīng)用軟件在地調(diào)的應(yīng)用必將逐步完善,在此也希望各位良師益友能互相交流探討,爭取更大的進(jìn)步。
參 考 文 獻(xiàn)
1.周全仁編著,現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)及基礎(chǔ)應(yīng)用軟件,湖南電力調(diào)度中心、湖南省計算機(jī)用戶協(xié)會,2001。
2.周全仁、張清益編著,電網(wǎng)分析與發(fā)電計劃,湖南科技出版社,1996。
3.周全仁主編,電力調(diào)度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第一、二、三、四、五分冊,中國電力出版社,1999。
4.湖南電力調(diào)度中心,湖南省地區(qū)電網(wǎng)SCADA/EMS技術(shù)功能規(guī)范2000。
5.于爾鏗、劉廣一、周京陽等著,能量管理系統(tǒng)(EMS),科學(xué)出版社,1998。