程旻，蔣亞坤

（云南電力調(diào)度控制中心，昆明 650011）

0 前言

電網(wǎng)分層分區(qū)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一項(xiàng)基本要求，分區(qū)電量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性將影響電力市場(chǎng)交易的結(jié)果。目前電量采集統(tǒng)計(jì)的模式下，分區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道存在電量統(tǒng)計(jì)偏差問題，由于符合產(chǎn)生電量偏差的聯(lián)絡(luò)通道條件比較特別，問題容易被忽視。隨著小水電、新能源的建設(shè)及微網(wǎng)的發(fā)展，供電區(qū)域的負(fù)荷電源平衡狀況發(fā)生了變化，分區(qū)之間的聯(lián)絡(luò)通道電量統(tǒng)計(jì)偏差現(xiàn)象將成為影響電量統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性的主要因素。本文將通過對(duì)聯(lián)絡(luò)通道電量偏差發(fā)生的機(jī)理研究，總結(jié)電量偏差產(chǎn)生規(guī)律，并針對(duì)性地提出消除電量偏差的技術(shù)措施。

1 分區(qū)電量統(tǒng)計(jì)模式

將分層作為分區(qū)的一種特殊模式，則電網(wǎng)分區(qū)劃分主要有以下三種模式：

1）按網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)，即網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力，將電網(wǎng)劃分由上至下的若干結(jié)構(gòu)的分層劃分；

2）按照調(diào)度管轄范圍進(jìn)行分區(qū)劃分；

圖1 聯(lián)絡(luò)通道示意圖

3）根據(jù)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼皵喹h(huán)情況劃分。分區(qū)后的區(qū)域電網(wǎng)通過多個(gè)聯(lián)絡(luò)通道分別與不同的外部電網(wǎng)相連，分區(qū)供入電量、供出電量分別是各個(gè)聯(lián)絡(luò)通道的等效供入電量、供出電量的和。電量統(tǒng)計(jì)的關(guān)鍵集中于聯(lián)絡(luò)通道的等效供入電量、供出電量統(tǒng)計(jì)。聯(lián)絡(luò)通道的電量統(tǒng)計(jì)基于采集聯(lián)絡(luò)通道各支路的供入、供出兩塊關(guān)口電量表計(jì)量的電量值進(jìn)行計(jì)算，周期性統(tǒng)計(jì)電量。目前主要的統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法有兩種，以圖1聯(lián)絡(luò)通道m(xù)為例。

假定聯(lián)絡(luò)通道m(xù)有k條支路，記統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的聯(lián)絡(luò)通道m(xù)支路i的供入、供出兩塊關(guān)口電量表測(cè)得通過電量分別為A入mi、A出mi。

統(tǒng)計(jì)方法1：以各支路供出、供入的關(guān)口表計(jì)量分別直接累加值作為聯(lián)絡(luò)通道供出、供入的電量（以下簡(jiǎn)稱歸類法）。統(tǒng)計(jì)公式如下：

統(tǒng)計(jì)方法2：以主要等效電量傳輸方向?yàn)檎龑⑺兄逢P(guān)口表的數(shù)值進(jìn)行代數(shù)累加作為主要供電方向的電量，反方向的電量記為0。（以下簡(jiǎn)稱消去法）。統(tǒng)計(jì)公式如下：

2 聯(lián)絡(luò)通道電量統(tǒng)計(jì)偏差案例分析

等效有功電力方向不固定且由非完全并聯(lián)支路集形成的聯(lián)絡(luò)通道存在電量統(tǒng)計(jì)偏差問題，等效有功電力方向固定或由并聯(lián)支路集形成的聯(lián)絡(luò)通道可以通過正確選擇統(tǒng)計(jì)方法避免電量統(tǒng)計(jì)偏差。實(shí)際的統(tǒng)計(jì)工作中滿足發(fā)生電量偏差的情況較少，下面用案例說明電量偏差的現(xiàn)象。

圖2中兩個(gè)電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)通道由一個(gè)變電站的兩段分裂運(yùn)行母線與某地區(qū)電網(wǎng)的兩個(gè)無(wú)電氣聯(lián)系的局部電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)線路組成，聯(lián)絡(luò)通道關(guān)口由兩條線路出線關(guān)口表組成。

選取三個(gè)不同的統(tǒng)計(jì)日進(jìn)行分析，假設(shè)兩條聯(lián)絡(luò)線的功率每天中午12:00同時(shí)改變一次，統(tǒng)計(jì)日電力電量數(shù)據(jù)，分別計(jì)算實(shí)際電量及采用歸類法、消去法統(tǒng)計(jì)電量，可得到結(jié)論：

聯(lián)絡(luò)通道電量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性與通道潮流特性及統(tǒng)計(jì)方法有關(guān)，在特定的情況下，選擇統(tǒng)計(jì)方法只能減小，但不能消除電量統(tǒng)計(jì)偏差。

圖2 案例電網(wǎng)連接示意圖

3 聯(lián)絡(luò)通道電量統(tǒng)計(jì)偏差原因分析

以圖1所示聯(lián)絡(luò)通道m(xù)為研究對(duì)象，假定聯(lián)絡(luò)通道m(xù)有k條支路，記觀測(cè)時(shí)段T內(nèi)的聯(lián)絡(luò)通道m(xù)支路i的供入、供出兩塊關(guān)口電量表測(cè)得通過電量分別為A入mi、A出mi。研究聯(lián)絡(luò)通道m(xù)在觀測(cè)時(shí)段T內(nèi)的電量統(tǒng)計(jì)方法及統(tǒng)計(jì)偏差產(chǎn)生機(jī)理。

假定觀測(cè)時(shí)段T內(nèi)的聯(lián)絡(luò)通道m(xù)的等效有功功率方向是變化的，期間改變了n次，如圖3所示：

圖3 觀測(cè)時(shí)段T內(nèi)等效有功功率變化示意圖

按潮流等效有功功率的方向?qū)⒂^測(cè)時(shí)段分為多個(gè)時(shí)間窗口，為歸類計(jì)算，以Tkj代表供入的第j個(gè)窗口，Tsj代表供出的第j個(gè)窗口，則。

Tkj內(nèi)供入電量：

Tsj內(nèi)供出電量：

觀測(cè)時(shí)段T供入電量：

觀測(cè)時(shí)段T供出電量：

因?yàn)?/p>

式中：Q入mTkji為聯(lián)絡(luò)通道m(xù)支路i在統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口Tkj內(nèi)的供入電量；Q出mTkji為聯(lián)絡(luò)通道m(xù)支路i在統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口Tkj內(nèi)的供出電量；Q入mTsji為聯(lián)絡(luò)通道m(xù)支路i在統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口Tsj內(nèi)的供入電量；Q出mTsji為聯(lián)絡(luò)通道m(xù)支路i在統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口Tsj內(nèi)的供出電量。

由上面公式推導(dǎo)，可得到以下特性：

1）供入、供出實(shí)際電量的差值與聯(lián)絡(luò)線關(guān)口表供入、供出電量累計(jì)值的差值相等。

2）實(shí)際供出、供入電量與各支路供出、供入的關(guān)口表分別直接累加值的誤差等于等效有功功率供出時(shí)所有支路供入電量累加值與有功功率供入時(shí)所有支路供出電量累加值之和，聯(lián)絡(luò)通道各支路潮流方向一致性好的誤差較小，當(dāng)聯(lián)絡(luò)通道各支路有功功率方向與等效有功功率方向全完一致的情況下，實(shí)際供出、供入電量等于各支路供出、供入的關(guān)口表分別直接累加值，即采用歸類法統(tǒng)計(jì)無(wú)誤差，否則實(shí)際供出、供入電量小于歸類法統(tǒng)計(jì)電量，電量偏差為正偏差。

3）當(dāng)觀測(cè)時(shí)段T內(nèi)等效有功功率只有一個(gè)方向，均為供出或均為供入情況下，以等效有功功率的方向?yàn)檎龑⑺兄逢P(guān)口表的數(shù)值進(jìn)行代數(shù)累加，得到的數(shù)據(jù)即為實(shí)際電量，即采用消去法統(tǒng)計(jì)無(wú)誤差，否則實(shí)際供出、供入電量大于消去法統(tǒng)計(jì)電量，電量偏差為正偏差，偏差值等于被忽略的潮流方向的實(shí)際傳輸電量。

通過分析可知，電量周期性統(tǒng)計(jì)模式存在特殊的聯(lián)絡(luò)通道電量統(tǒng)計(jì)偏差問題，常規(guī)的統(tǒng)計(jì)方法不能避免電量統(tǒng)計(jì)偏差的發(fā)生。

4 統(tǒng)計(jì)偏差措施研究

4.1 減少電量統(tǒng)計(jì)偏差的技術(shù)措施

為提高電量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，在現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)模式下需要先做好兩個(gè)基礎(chǔ)工作。一是根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道的特點(diǎn)合理分類，正確選擇統(tǒng)計(jì)方法；二是針對(duì)存在電量統(tǒng)計(jì)偏差的特殊聯(lián)絡(luò)通道調(diào)整統(tǒng)計(jì)周期。

1）分析聯(lián)絡(luò)通道的特點(diǎn)，正確選擇統(tǒng)計(jì)方法，依次確認(rèn)各個(gè)聯(lián)絡(luò)通道是否屬于存在電量統(tǒng)計(jì)偏差的特殊聯(lián)絡(luò)通道。根據(jù)電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)的電氣特點(diǎn)，可將聯(lián)絡(luò)通道分為以下兩類：

a單一通道：聯(lián)絡(luò)兩單一節(jié)點(diǎn)的通道，即兩端是單一廠站母線的聯(lián)絡(luò)通道，聯(lián)絡(luò)通道可以是單回或是多回支路并聯(lián)組成。

b多端通道：目標(biāo)電網(wǎng)與外部電網(wǎng)之間多點(diǎn)連接的聯(lián)絡(luò)斷面，即目標(biāo)電網(wǎng)存在兩個(gè)及以上節(jié)點(diǎn)與某外部電網(wǎng)單個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)絡(luò)或外部電網(wǎng)存在兩個(gè)及以上節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)電網(wǎng)單個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)絡(luò)的支路集合。

存在電量統(tǒng)計(jì)偏差的特殊聯(lián)絡(luò)通道是等效有功潮流方向不固定的多端通道。根據(jù)上文分析結(jié)論，統(tǒng)計(jì)方法的選擇原則如下：

當(dāng)聯(lián)絡(luò)通道組成支路的有功功率一致性較好時(shí)，采用歸類法統(tǒng)計(jì)電量偏差較小，組成支路有功功率完全一致性時(shí)，采用歸類法統(tǒng)計(jì)電量無(wú)偏差，如單一通道。

當(dāng)聯(lián)絡(luò)通道等效有功功率方向的變更較少時(shí)，采用消去法統(tǒng)計(jì)電量偏差較小，聯(lián)絡(luò)通道等效有功功率方向不變情況下，采用消去法統(tǒng)計(jì)電量無(wú)偏差。

2）縮短特殊聯(lián)絡(luò)通道統(tǒng)計(jì)周期，減少偏差電量的堆積時(shí)間和電量?？s短特殊聯(lián)絡(luò)通道統(tǒng)計(jì)周期措施可以縮短存在等效有功功率反向的偏差統(tǒng)計(jì)周期數(shù)量，有效減少偏差電量的堆積時(shí)間，是減少電量偏差的有效措施，但不能完全消除電量偏差，措施效果與統(tǒng)計(jì)周期的長(zhǎng)度成反變關(guān)系。

實(shí)際生產(chǎn)中，電量統(tǒng)計(jì)普遍按月統(tǒng)計(jì)，隨電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，周期性自動(dòng)采集關(guān)口表數(shù)據(jù)的電量統(tǒng)計(jì)方式成為電量統(tǒng)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，電量統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化為縮短統(tǒng)計(jì)周期提供了技術(shù)條件，如云南電網(wǎng)輸電網(wǎng)絡(luò)損耗實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以15分鐘為周期采集電能量系統(tǒng)關(guān)口表數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)損統(tǒng)計(jì)的功能。

對(duì)于人工抄表模式下，縮短特殊聯(lián)絡(luò)通道統(tǒng)計(jì)周期措施將成倍加大工作量，可行性較差；自動(dòng)電量統(tǒng)計(jì)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)模式下通過系統(tǒng)功能升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)縮短特殊聯(lián)絡(luò)通道統(tǒng)計(jì)周期具備一定可行性。

由于特別聯(lián)絡(luò)通道等效有功功率反向時(shí)間的不確定性，以上措施只能減少電量統(tǒng)計(jì)偏差。

4.2 消除電量統(tǒng)計(jì)偏差的技術(shù)構(gòu)想

消除電量統(tǒng)計(jì)偏差的技術(shù)措施需要以電量統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化及SCADA系統(tǒng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，在電量統(tǒng)計(jì)中引入實(shí)時(shí)潮流判別，具體如下：

對(duì)特別的聯(lián)絡(luò)通道選取消去法統(tǒng)計(jì)方法，利用SCADA系統(tǒng)對(duì)通道實(shí)時(shí)等效有功功率方向進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)出現(xiàn)等效有功功率值過0，方向反向的事件時(shí)，通過接口向電量統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)出反向信號(hào)，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)啟動(dòng)電能量系統(tǒng)對(duì)問題聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采用修正統(tǒng)計(jì)窗口的方式對(duì)事件觸發(fā)的通道提前進(jìn)行電量統(tǒng)計(jì)，同時(shí)啟動(dòng)新的統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口。

圖4 反向事件啟動(dòng)示意圖

修正統(tǒng)計(jì)窗口功能的構(gòu)建需要解決三個(gè)主要技術(shù)問題：

1)在SCADA系統(tǒng)中新增特殊聯(lián)絡(luò)通道定義，實(shí)時(shí)等效有功功率監(jiān)控，功率方向反向時(shí)刻生成事件信號(hào)的功能模塊；

2)完善SCADA系統(tǒng)與電量自動(dòng)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信接口，以滿足SCADA系統(tǒng)事件信號(hào)向電量自動(dòng)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)傳輸?shù)男枨螅?/p>

3)電量自動(dòng)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)新增SCADA事件信號(hào)觸發(fā)對(duì)問題聯(lián)絡(luò)通道電能量關(guān)口表電量數(shù)據(jù)采集，提前進(jìn)行修正統(tǒng)計(jì)周期的電量統(tǒng)計(jì)并啟動(dòng)下一個(gè)統(tǒng)計(jì)窗口的補(bǔ)充策略。修正統(tǒng)計(jì)窗口的方案是有效消除電量統(tǒng)計(jì)偏差的技術(shù)措施。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)案例直觀展現(xiàn)了電量統(tǒng)計(jì)偏差現(xiàn)象，對(duì)分區(qū)聯(lián)絡(luò)通道電量統(tǒng)計(jì)偏差的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了研究，深入分析了不同電量統(tǒng)計(jì)模式下發(fā)生電量統(tǒng)計(jì)偏差的客觀規(guī)律，提出了減少及消除偏差的技術(shù)方案措施。