黃克勤

【摘 要】EMS高級應(yīng)用軟件主要是在SCADA功能的基礎(chǔ)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(xué)性、經(jīng)濟性及穩(wěn)定性進行統(tǒng)一預(yù)測。EMS高級應(yīng)用軟件的合理應(yīng)用可為電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)、高效運行提供充足的保障。本文依據(jù)EMS高級應(yīng)用的發(fā)展情況，從電網(wǎng)總體設(shè)計、軟件設(shè)置、硬件設(shè)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(yīng)用進行了簡單的分析，并介紹了EMS高級應(yīng)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(guān)鍵詞】EMS高級應(yīng)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(biāo)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(yīng)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(diào)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(diào)整。而為了最大限度提高EMS高級應(yīng)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(yīng)用軟件運行模式及具體流程進行適當(dāng)分析具有非常重要的意義。

1 EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)概述

EMS高級應(yīng)用軟件主要應(yīng)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(wù)，最大限度降低電網(wǎng)運行風(fēng)險。現(xiàn)階應(yīng)用的EMS高級應(yīng)用軟件主要為基于RISC/UNIX的開放分布式系統(tǒng)，其內(nèi)部主要以商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為核心，結(jié)合先進圖形顯現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用及大型系統(tǒng)軟件開發(fā)的規(guī)范設(shè)置，實現(xiàn)了電力運行模式自動化調(diào)度運行。

2 EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計

EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)硬件主要包括人機交換子模塊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)子模塊、運行方式調(diào)度子模塊、WEB子模塊等幾個方面。在電力運行方式調(diào)度階段，所采用的元件主要為磁盤陣列、PAS服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、SCADA服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集服務(wù)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(diào)度工作站、負荷預(yù)測工作站、網(wǎng)絡(luò)激光打印設(shè)備等幾個方面；網(wǎng)絡(luò)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(luò)防控設(shè)備；WEB子模塊主要包括Web工作站、Web服務(wù)器兩個部分。

在實際運行過程中，EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)主要在全分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，融入了功能分布式系統(tǒng)設(shè)計理念，即將以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡(luò)主要骨架，在主干網(wǎng)絡(luò)運行中主要控制模塊為RISC芯片服務(wù)站。而其他應(yīng)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(luò)運行負荷最低為原則，設(shè)置在不同的服務(wù)器及工作站上[1]。

2.2 EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計

在EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)軟件模塊設(shè)置過程中，主要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)運用、各單元模塊CPU分層構(gòu)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(gòu)件化的軟件組成，可促使EMS在同構(gòu)、異構(gòu)平臺上實現(xiàn)分布式管理。

3 EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)功能實現(xiàn)

EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)在實際應(yīng)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(diào)度、負荷預(yù)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(yù)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(luò)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(diào)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(diào)整、有載調(diào)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(zhì)量參數(shù)；負荷預(yù)測主要為EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)應(yīng)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(yù)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(jié)合Alpha Server、Workstation硬件模塊的應(yīng)用，構(gòu)建集人機交互、實時數(shù)據(jù)庫、loadfor為一體的Compaq True64網(wǎng)絡(luò)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(yù)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(fēng)險故障的預(yù)先評估、警告及處理，可保障電網(wǎng)安全運行；安全約束調(diào)度主要在靜態(tài)安全分析的基礎(chǔ)上，以電網(wǎng)運行系統(tǒng)控制量調(diào)整效果最佳為目標(biāo)，制定合理的安全約束調(diào)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(diào)整方案進行電網(wǎng)調(diào)度作業(yè)。同時對現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)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(yù)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(luò)建模應(yīng)用軟件重構(gòu)，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(yīng)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(yù)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(diào)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(guān)的變化。除此之外，電力值班調(diào)度人員還可以選擇預(yù)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(yīng)用校核補位領(lǐng)域下的地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理

4.1 EMS高級應(yīng)用校核補位領(lǐng)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(yīng)用校核補位領(lǐng)域下地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理前期，首先應(yīng)明確工作目標(biāo)。一般來說，EMS高級應(yīng)用校核補位領(lǐng)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(diào)度機構(gòu)管轄區(qū)域內(nèi)全部輸變電設(shè)備。依據(jù)相關(guān)輸變電設(shè)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(zhuǎn)化為在線校核、實時補位、事前預(yù)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(yīng)用校核補位領(lǐng)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(yīng)明確值班調(diào)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(zé)，構(gòu)建完善的EMS高級應(yīng)用校核補位領(lǐng)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(diào)度人員為EMS高級應(yīng)用校核補位領(lǐng)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(fēng)險點之后，值班調(diào)度人員還需要制定具體的電網(wǎng)運行方式調(diào)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(yīng)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(diào)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(diào)度安排，對值班調(diào)度人員進行技術(shù)交底[3]。

最后，針對地區(qū)復(fù)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(diào)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(shè)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(diào)整。

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

EMS高級應(yīng)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(diào)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(fēng)險因素后，值班調(diào)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(diào)整，最大限度降低突發(fā)風(fēng)險對電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的不利影響。如在設(shè)備停送電操作前期，值班調(diào)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(jié)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(guān)鍵設(shè)備啟動或停止方案設(shè)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(diào)度人員綜合考慮設(shè)備故障風(fēng)險、臨時停用電、負荷超預(yù)測水平、機組面臨故障待修等因素。通過適當(dāng)?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(shè)備故障跳閘情況，需要在電網(wǎng)潮流范圍大范圍轉(zhuǎn)移后，在30min內(nèi)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(nèi)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(yīng)在電網(wǎng)運行方式調(diào)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(yīng)用校核補位領(lǐng)域下地區(qū)電網(wǎng)運行方式在線管理效益分析

EMS高級應(yīng)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(jié)

綜上所述，EMS高級應(yīng)用系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)在線管理中的應(yīng)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(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用過程中，值班調(diào)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(jié)構(gòu)誤差、不良數(shù)據(jù)這一目標(biāo)，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(diào)度等功能模塊，對電網(wǎng)運行中結(jié)構(gòu)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】

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