地区电力调度EMS应用功能需求及算法
地区电力调度EMS应用功能需求及算法
张喜林1~王丽娟2
<1.长春供电公司~吉林省长春市130021;  2.吉林省电力有限公司~吉林省长春市130021)
摘要：为使地区电力调度EMS满足地区电力网安全经济运行和逐步推进的电力市场的需要~讨论了地区电力调度EMS在常规已共识的功能的基础上迫切需要增加的新功能及实现算法G这些功能包括电能质量在线监测~优化调度<；主变压器优化运行~消弧线圈优化运行~无功电压运行质量评价~无功电压集中闭环优化控制)~提高负荷预测数据源可靠性的措施~谐波电量计量系统和防窃电等G文中所述部分功能已在长春地调EMS中开发成功~收到了良好效果G
关键词：地区电力调度;EMS；电能质量；优化调度；负荷预测；电量计量系统
中图分类号:TM734
0引言
地区电力调度担负着所在中心城市及中心城市所辖市县电网的调度运行工作G现代社会对电力依赖程度不断提高~地区电网的安全经济运行更加重要G目前大多数地区电力调度已建立起完善或简单的EMS<；
能量管理系统)~借助于EMS~地区电力调度正在由经验型调度向分析型调度以至经纪人型调度转化G地区电力调度EMS应满足变电站无人值班和商业化运营的需要~并随着需要的不断深化和技术的不断进步而逐步拓展应用功能G专家学者们从不同的侧面开展了面向地区电网的EMS的研究[1]G
本文将EMS定义为SCADA<；数据采集与监控)~PAS<；电网分析软件)~TMR<；电量计量系统)的总称G在SCADA方面讨论了电能质量在线监测~在PAS方面讨论了优化调度<；主变压器优化运行~消弧线圈优化运行~无功电压运行质量评价~无功电压集中闭环优化控制)和提高负荷预测数据源可靠性的措施~在TMR方面讨论了谐波电量计量系统和防窃电G
1电能质量在线监测
分散监测的电能质量是指电压偏差~谐波~电压波动和闪变以及三相不平衡度G现代电力网由于大量非线性和冲击性负荷接入以及用户对电能质量要求的提高~使得电能质量问题日益突出~电能质量在线监测已十分必要G为了减少电能质量在线监测系统通信设备和主站设备的投资~可以考虑由RTU 转发电能质量在线监测数据G电能质量监测仪的RS232<485或422)接口与RTU相应数据输入接口相连~当采用部颁CDT协议时可以将电能质量在线监测数据放至B帧或C帧传送到主站SCA-DA~由主站SCADA中值滤波后按文献[2~5]或其更新版本进行统计分析G
2主变压器优化运行
文献[6]讨论了在地区电力调度EMS中实现两台双绕组主变压器在线优化运行的原则~变电站安排优化运行方式所应具备的条件~无功经济当量的实时计算以及主变压器运行方式优化结论的自动生成等问题G
实现变电站主变压器优化运行改变变压器运行方式的临界负荷和给定时间段内主变压器不同运行方式下的电能损耗比较的算法不是惟一的~具有潮流计算软件时也可以采用潮流计算的方法实现G超过两台主变压器的情形~负荷与损耗关系曲线的数量急剧增加~采用曲线的形式已不能清晰地表述负荷与优化运行方式的关系~只能采用表格的方式作为输出界面G主变压器优化运行除要分析历史数据外~还要与负荷预测相结合G母线负荷预报会随着主变压器优化运行而具有实际意义G
3消弧线圈优化运行
在待研究的小电流接地电网中具有两台及以上需要人工调整补偿容量的消弧线圈时~就存在消弧线圈优化运行的问题G消弧线圈优化运行是指电网在正常静态运行方式下具有预定的补偿度~而在发
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第26卷第16期2002年8月25
日Vol.26No.16 A .25~2002
补偿度G穷举待研究的小电流接地电网中各消弧线圈挡位的组合满足对预定运行方式补偿度要求的均为候选方案G以电网发生N-1~备用电源自投动作及寻接地点使网络分割等电网动态过程发生后电网谐振作为否决条件以具有较好的补偿度作为优化校验条件G
4无功电压运行质量评价
文献[7]研究了地区电力网无功电压运行质量评价问题该文献提出的地区电力网无功电压运行质量评价方法对于只建设有SCADA的地区电力调度在电网的无功补偿容量和调压手段一定的情况下通过增强运行人员的责任感来提高地区电力网无功电压运行质量将发挥一定的作用G同时还可以检验无功电压集中闭环优化控制系统的运行效果G
5次输电网无功电压集中闭环优化控制与其他形式的无功电压闭环优化控制相比在地区电力调度EMS实施无功电压集中闭环优化控制具有投资省~减少现场工作量~建设速度快~优化结论具有全局性~技术改进易于实施等优点G
5.1优化层次和算法
a.以SCADA为基础的九域法变电站无功电压集中闭环优化控制G九域法原理仅依赖地区电力调度SCA
DA~变电站三遥和相关的逻辑判断对相关变电站实施无功电压集中闭环优化控制因此该种优化方法具有很高的闭环投入率G
b.基于网络拓扑的区域电网无功电压集中闭环优化控制G220kV输电网络环网建设~环网运行而110kV~35kV次输电网络为环网建设~放射状运行G地区电力网基本呈现以一座一次变电站为中心电源供给若干个二次变电站区域供电的运行格局分别对每一区域供电网络实施无功电压集中闭环优化控制能起到接近于全局优化的效果G基于网络拓扑的区域电网无功电压集中闭环优化控制是在网络模型的基础上根据SCADA的实时信息实时划分区域供电网络对待研究网络进行逻辑和数值分析给出优化结论G以地区电力调度SCADA~变电站三遥为基础根据网络拓扑和逻辑判断进行优化控制该优化方法具有很高的闭环投入率G
三防是指哪三防c.全局无功电压集中闭环优化控制G全局无功电压集中闭环优化控制是统筹考虑从一次变电站主变高压侧的输电网与次输电网网损界面处至二次变电站低压侧母线间电网无功电压集中闭环优化问组合下可能发生不收敛的情况选择具有高收敛性的无功电压优化算法十分重要G
5.2安全机制
a.软件具备主变压器分接开关急停功能G当发生主变压器调整滑挡时软件应具备快速发出停止主变压器分接开关调整的指令并确保这一指令执行的成功G
圣诞礼物推荐b.由于部分型号的变压器油在低温时会生冷凝现象系统应具备变压器所在运行环境测温功能并建立变压器所在运行环境温度~变压器调载开关使用的变压器油型号与禁止闭环优化主变压器分接开关功能的对应关系G
c.电网故障情况的判据包括，主变压器和电容器故障的判据和母线失压G
d.优化控制命令发出后系统应进行以电压和网损为主的正确性校验G
e.当采用地区电力调度~集控站两级监控模式时地区电力调度EMS只对集控站SCADA发布电容器和主变压器分接开关遥控操作命令主站遥控表中不录入其他设备的遥控信息集控站SCADA 采取相应措施避免误遥控的发生G
f.当电容器和主变压器因故不能运行时地区电力调度EMS主站和集控站SCADA两端挂牌有一侧挂牌即封锁闭环遥控功能G
g.对24h内电容器和主变压器有载调压分接开关的最多动作次数及遥控间隔灵活可设G
h.主变压器有载调压分接开关和电容器在线~离线控制灵活可设离线时给出解决方案在线时直接调节G
6提高负荷预测数据源可靠性和预测精度
当地区电力调度建设有SCADA/PAS/TMR 同时能够读取上级电力调度TMR对本地区电网电量考核数据时负荷预测软件应能读取多个数据源的数据以提高数据源的可靠性和软件运行的灵活性G下述4种数据应独立建立数据库以确保负荷预测软件数据源的可靠性和软件运行的灵活性G
a.上级电力调度TMR对本地区电网时段电量考核数据G
b.本地区电力调度SCADA积分时段电量数据G
肉粽子的做法c.本地区电力调度TMR时段电量数据G
d.负荷预测软件应能对上述3种数据进行修正补足由于限电~检修和事故等设备停运所造成的
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统计规律~从而提高负荷预测的精度G D取相同设备(相同预测范围D最近类同日同时段的负荷变化规律~作为测计期内负荷的变化规律G@取相同设备(相同预测范围D最近类同日和计算日设备停运前(事件
发生前D3个点各自负荷平均值的比值作为计算日负荷计算的比例修正系数G以事件发生前(限电~检修~事故和重大事件D的负荷值为基数~按照最近类同日同时段的负荷变化规律~乘以比例修正系数~便得到已补足由于限电~检修和事故所造成的少送电量(负荷D~去除由于重大事件而增加电量(负荷D的历史负荷数据G
7谐波电量计量系统
非线性负荷在吸收系统基波功率的同时向系统发出谐波功率~这部分谐波被系统和线性负载所吸收~从而对系统和线性负载产生谐波危害G如果能够分别计量基波电能和谐波电能~对注入系统的谐波电能执行惩罚性电费~则可以通过经济手段促使非线性负荷用户采取措施减少注入系统的谐波量~提高系统的电能质量和电网的安全经济运行水平G 在选定的非线性大用户安装具有谐波电量计量的电能表~测量正反向有功~无功基波电能和总的电能G经过电量采集器处理后转发主站G主站在TMR 数据库和运算程序上增加谐波电能处理功能~经过运算就可以计算出正~反向谐波电能G
建设地区电力网谐波电量计量系统~可通过经济手段促使非线性负荷用户采取措施减少注入系统的谐波量~提高系统的电能质量~进而实现电网安全~高效和优质运行~为非线性用户电费的合理收取提供依据G
RNG成立新公司名为软泥怪8防窃电
电量是电力企业的根本所在G防窃电与及时发现管理线损存在的问题是实现这一根本所在的重要措施G采用SCADA冗余监视计量表计测得的电压~电流和电量运算结果~根据一定规则进行报警提示~可在一定程度上解决窃电与及时发现管理线损存在的问题G
.自动化系统应具备的条件,D主站SCADA 与TMR计算机硬件设计应能够实现计算机通信G @TMR计量表计除向主站传送电量数据外~还传送表计全部的电压和电流等数据G SCADA除了从计量TA(电流互感器D回路取得电流遥测数据外~还从保护TA回路取得电流遥测数据G9SCA 主站的电压数据进行自身合理性校验G例如,10kV
母线电压在大部分时段内应在允许范围内(10.0kV~10.7kV D~从计量表计传送至TMR主站的电压遥测值偏差不应超出相应变电站最大电压波动范围(比如9.5kV~11.2kV D~超出这一最大电压波动范围应报警~并做相关记录G@从计量表计传送至TMR主站的电压数据与SCADA监测的相应电压遥测进行量值合理性校验G由于两套系统固有误差的存在~来自计量表计的电压数据与来自SCADA的电压遥测不可能完全相同~但两者之差应稳定地保持在某一较小的范围内~即(U
SCADA-U m D/U SCADA<U error G其中,U SCADA为来自SCADA的电压遥测值;U
m
为来自计量表计的电压数据;U
error 为上述两者最大差值百分数设定值G监视这一差值范围就可以相互校核计量表计与SCADA的电压的正确性G
c.电流冗余监视，从计量表计传送至TMR主站的电流数据与SCADA监测的来自保护TA的电流遥测值进行量值合理性校验G其原理与电压冗余
监视相同G类似地可得1
error~
监视1
error
就可以监视计量表计所感受的电流的正确性G
d.表计功能正确性监视，计量表计因软硬件和测量回路故障~可能发生计算结果的错误G对由相关母线电压和相关线路保护TA的电流计算而来的有功功率进行积分~得到积分电量G仿照电压冗余监视
可得E
error~
监视E
error
就可以全面监视计量表计测得的电压~电流和电量运算结果的正确性G而电压和电流冗余监视又为查清窃电与管理线损存在问题的原因提供方便G为了降低SCADA数据在传输过程中受到的干扰~提高数据的可靠性~SCADA应对电压~电流和功率数据进行滤波处理(例如中值滤波D~据此数据进行各种计算G
e.方案实施的注意事项,U error~1error~E error与TA~计量表计~RTU~TMR主站及SCADA主站系统的误差有关G TMR主站和SCADA主站系统的误差对全部采集量具有一致性和恒定性G而TA~RTU 等厂站设备的误差则具有各异性和随着采样元件老化而缓慢变化的特性G因此~对每一个测量点的U error~1error和E error都可能有一定的差异G从计量表计传送至TMR主站的电流数据和电压数据与SCA DA监测的相应电流遥测和电压遥测来自两套系统~确定好来自两套系统数据的时间一致性对电流和电压量值正确性校验非常重要G采用此方案~可以及时和有追忆性地发现窃电及管理线损存在的问
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工程应用张喜林等地区电力调度EMS应用功能需求及算法
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结语
a .根据变电站无人值班~商业化运营和现代社会对电力供应质量提高的需要，结合地区电力网的实际情况，深入开展地区电力调度EMS 应用功能需求及算法的研究是十分必要的，开发出的应用功能具有重大的企业经济效益和社会效益，具有地区电力调度和自动化技术复合型知识的工程技术人员将在地区电力调度EMS 应用功能需求及算法的研究中发挥不可替代的作用,
b .地区电力调度EMS 应用功能涉及SCADA ~常规PAS ~TMR 以及它们之间的配合，因此,SCA-DA ~常规PAS ~TMR 和地区电力调度EMS 应用功能软件的一体化设计是十分重要的,
c .地区电力调度EMS 的国家行业标准应根据地区电力调度EMS 的普及程度和地区电力调度对EMS 应用功能要求的拓展而不断改进和完善，以促进地区电力调度EMS 的进步和发展,
参考文献
1
张伯明，孙宏斌，邓佑满，等(Zhang Boming ,Sun ~ongbin ,Deng
学插花
Youman ,et al ).面向地区电网的EMS 应用软件(Advanced Ap-plication Software Package of EMS Developed for Sub -transmis-sion Power Network ).电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems ),Z 000,Z 4(5):40~45
Z GB 1Z 3Z 5 90电能质量供电电压允许偏差(Guality of Elec-tric Energy Supply Admissible Deviation of Supply Voltage )
3GB /T 14549 93电能质量公用电网谐波(Guality of Elec-tric Energy Supply ~armonics in Public Supply Network ).
4
GB 1Z 3Z 6 90电能质量电压允许波动和闪变(Guality of Electric Energy Supply Admissible Voltage Fluctuation and Flicker ).5
GB /T 15543 1995
电能质量
三相电压允许不平衡度(Gual-ity of Electric Energy Supply Admissible Three Phase Voltage Unbanlance Factor )
6
张喜林，张帆(Zhang Xilin ,Zhang Fan ).Z 台两绕组主变压器优化运行(Optimal Operation of Two Main Transformers with Two -windings ).中国电力(Electric Power ),Z 001,34(Z ):Z 9~317
张喜林，李德彬(Zhang Xilin ,Li Debin ).地调EMS 功能需求及算法(Functional Reguirement on District Dispatching Center and its Algorithm ).中国电力(Electric Power ),1999,3Z (9):51~5Z
张喜林(1957 )，男，高级工程师，从事电网自动化运行管理工作,E -mail :teacherxilin @Z 1cn
王丽娟(1957 )，女，高级工程师，从事电网规划工作,
DEMANDS AND ALGORITHMS FOR NEW APPLICATIONS OF EMS FOR DISTRICT POWER CONTROL CENTER
Zhang Xz z n 1,W ang Lzju an
Z
(1.Changchun Power Supply Company .Changchun 1300Z 1.China J
(Z.J ilin Power Company Ltd .Changchun 1300Z 1.China J
Ab str ac t :Additional functions and algorithms are discussed based on the traditional EMS in a district electric power dispatch-ing center to ensure safe and economical operation as well as to promote the development of the power market .The functions include on -line electric energy guality supervising .optimi Z ation dispatching (transformer optimi Z ed operation .automatic tap setting of arc -extinguishing coil .reactive voltage operation guality evaluation and its centrali Z ed closed -loop optimal control J .measures to improve the reliability of load forecast data source and harmonic electric energy telemetering reading and electric theft prevention .Some of these functions have been successfully applied in Changchun sub -transmission power network .Key words :district electric power dispatching :EMS :guality of electric energy :optimal dispatching :load forecast :
TMR
中国被EI 收录的期刊逐年递增
mylove的歌词
美国<；工程索引>(E I )创刊于1884年，由美国工程信息公司编辑出版，其文献来源于世界50余个国家~Z 5种文字的5400
多种出版物，目前,E I 除印刷版外，还有光盘数据库(E I Compendx )和题录数据库(E I PageOne )等服务方式，因印刷版在时间上滞后于光盘数据库，一般E I 统计和检索以光盘数据库为信息源，据科技部信息所的有关统计表明,1990年以来被E I 光盘数据库收录的中国科技期刊逐年增加,Z 000年已达110种,
<；电力系统自动化>1998年起被E I 题录数据库收录，当年有16篇文章进入E I 光盘数据库，但从1999年第5期开始，不再被E I 题录数据库收录，且多数论文进入E I 光盘数据库,Z 000年共有Z 41篇论文被E I 光盘数据库收录，位居排行榜第7，排在前6位的是清华大学学报~机械工程学报~电子学报~上海交通大学学报~光学学报~西安交通大学学报，目前<；电力系统自动化>已是E I 报道电工技术领域科技成果的非常重要的核心期刊之一,
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