耿 博

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引 言

目前，深圳電網(wǎng)已全面開展配網(wǎng)不停電轉電操作。按照深圳供電局有限公司的相關規(guī)定，在線路合環(huán)操作前，均要利用EMS系統(tǒng)進行合環(huán)操作校驗。校驗的內(nèi)容主要是判斷合環(huán)轉電期間設備是否過載、合環(huán)過程中可能出現(xiàn)的合環(huán)電流過大而引起保護誤動作、短路電流超標以及發(fā)生短路故障但保護拒動等問題[1]。

但目前該系統(tǒng)在使用的過程中，運行人員發(fā)現(xiàn)利用現(xiàn)有的EMS系統(tǒng)進行合環(huán)模擬計算，存在計算誤差，造成了調度和運行人員的誤判斷。因此，本文基于深圳電網(wǎng)目前的系統(tǒng)現(xiàn)狀，對合環(huán)軟件計算誤差原因進行分析，以期不斷提升軟件的計算精度。

1 EMS系統(tǒng)合環(huán)潮流計算功能簡介

深圳中調EMS系統(tǒng)合環(huán)潮流計算功能主要包含主網(wǎng)110 kV線路合環(huán)計算模塊和配網(wǎng)10 kV線路合環(huán)潮流計算模塊。這兩個計算模塊的數(shù)據(jù)來源于EMS系統(tǒng)狀態(tài)估計實時斷面（狀態(tài)估計每1 min計算一次，確保斷面的實時性）或狀態(tài)估計歷史CASE（每15 min保存一次歷史CASE，確保在任意需求的時間點附近有保存的斷面）。用戶可以取狀態(tài)估計實時斷面或歷史CASE進行合環(huán)風險分析，根據(jù)計算得合環(huán)操作風險指標，為調度進行合環(huán)操作提供決策支持[2]。

2 10 kV線路狀態(tài)估計及潮流計算算法完善

軟件實際運用過程中，確實發(fā)現(xiàn)部分10 kV配網(wǎng)饋線潮流計算偏差較大，如部分空載（電流接近0）饋線負荷估計結果與SCADA實測值偏差較大。

經(jīng)深入分析測試發(fā)現(xiàn)，10 kV狀態(tài)估計對不平衡量的分配方式存在缺陷。具體表現(xiàn)為原有算法認為饋線在投運狀態(tài)且負荷接近于零是不合理狀態(tài)，程序自動將狀態(tài)估計迭代計算過程產(chǎn)生的不平衡量分配到這些空載饋線上，導致這些空載饋線量測的狀態(tài)估計結果不準確[3]。

目前，已經(jīng)改進了10 kV狀態(tài)估計不平衡量的分配方式，將狀態(tài)估計的不平衡量按照當前饋線負荷比例分配到每一條饋線，空載線路則不承擔不平衡量的分配。算法經(jīng)過完善后，10 kV線路電流狀態(tài)估計結果與SCADA采集值相對誤差一般在2%～5%，滿足了狀態(tài)估計及調度員潮流功能的實用化應用需求[5]。圖1為梅林站10 kV線路SCADA采集量測值圖，圖2為算法完善后梅林站10 kV線路量測狀態(tài)估計結果圖。

圖1 梅林站10 kV線路SCADA采集量測值圖

3 部分10 kV線路合環(huán)潮流計算偏差較大問題分析

7月29日15:47，梅林站10 kV香蜜三線F14和農(nóng)科站10 kV香域線F02進行合環(huán)轉電操作，在合環(huán)后引起線路兩側開關跳閘。站內(nèi)保護錄波的數(shù)據(jù)顯示，合環(huán)時農(nóng)科站側合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流約為695 A，梅林站側約為812 A，均達到了線路過流二段的動作限值，兩側開關保護動作跳閘。

圖2 算法完善后梅林站10 kV線路量測狀態(tài)估計結果圖

當天的運行方式為220 kV梅林站和220 kV祥和站在220 kV系統(tǒng)側合環(huán)運行，110 kV系統(tǒng)側解環(huán)運行。其中，農(nóng)科站#2主變串供于“祥竹I線1453—竹農(nóng)線1180—祥和站#2主變”供電路徑。當天，220 kV美視電廠未開機，110 kV美視B廠出力18×104kW并在220 kV梅林站110 kV系統(tǒng)側上網(wǎng)。合環(huán)路徑為梅林站F14香蜜三線→梅林站#2主變→梅祥甲線2280→祥和站#2主變→祥竹I線1453→竹農(nóng)線1180→農(nóng)科站#2主變→農(nóng)科站F02香域線→梅林站F14香蜜三線。合環(huán)當天系統(tǒng)運行安全平穩(wěn)，系統(tǒng)側不存在明顯不具備合環(huán)的因素[7]。合環(huán)兩側電流變化如圖3和圖4所示。

合環(huán)操作記錄如表1所示。

圖3 農(nóng)科站#2主變變低502A開關合環(huán)瞬間電流突變

圖4 梅林站#2主變變低502開關合環(huán)瞬間電流突變

表1 合環(huán)操作記錄表

表1中，香蜜三線F14的合環(huán)操作潮流計算穩(wěn)態(tài)電流為1 086.25 A，實際操作中故障錄波測得實際電流為812 A，合環(huán)操作計算電流相比實際合環(huán)操作電流偏大。

EMS系統(tǒng)合環(huán)潮流計算主要受3個因素影響，即合環(huán)點兩側饋線所在母線電壓幅值差、相角差以及環(huán)路等值阻抗3個因素。其中，合環(huán)點兩側10 kV母線電壓幅值與相角為EMS系統(tǒng)狀態(tài)估計計算結果，環(huán)路等值阻抗則由環(huán)路上的線路、主變的歸一化阻抗決定[8]。

（1）對比10 kV母線電壓幅值SCADA與狀態(tài)估計結果表明，此次合環(huán)點兩側母線電壓幅值的狀態(tài)估計結果與SCADA相同，合環(huán)誤差不是由母線電壓幅值差引起。

（2）SCADA無法采集母線電壓相角，狀態(tài)估計程序根據(jù)流入母線的有功與無功計算母線電壓相角，由于SCADA無功的采集存在誤差，且SCADA只采集10 kV線路電流，未采集有功、無功，冗余量測不足，使得EMS系統(tǒng)狀態(tài)估計很難準確計算合環(huán)點兩側母線電壓相角，可能造成合環(huán)潮流偏差[9]。

（3）環(huán)路上等值阻抗對合環(huán)潮流計算存在較大影響。由合環(huán)拓撲展示可知，本次合環(huán)經(jīng)過1座220 kV主變、1條220 kV饋線、2座110 kV主變、2條110 kV線路以及2條10 kV饋線，環(huán)路上任何一個設備的參數(shù)不準確都將造成合環(huán)潮流計算不準確。經(jīng)與安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS臺賬參數(shù)核對，110 kV及以上環(huán)路設備參數(shù)均與PMS一致，EMS系統(tǒng)參數(shù)維護準確[10]。

4 提高配網(wǎng)合環(huán)潮流計算的建議

4.1 提高主網(wǎng)設備參數(shù)的準確性

一方面，早期投產(chǎn)的輸電線路未進行阻抗等參數(shù)實測，只提供了線路類型和長度，在EMS系統(tǒng)中按照典型參數(shù)進行折算，存在一定的誤差，這種誤差反映在配網(wǎng)合環(huán)潮流時顯得較大；另一方面，線路投產(chǎn)前的靜態(tài)實測參數(shù)與線路運行時的動態(tài)參數(shù)存在一定誤差，線路空載、滿載及多回線路同時運行時的互感等因素均會影響到線路的動態(tài)阻抗參數(shù)[4]。

因此，一方面，建議結合線路停電等工作，對早期投產(chǎn)的輸電線路進行參數(shù)實測，使得EMS系統(tǒng)建立相對準確的計算模型；另一方面，建議設備管理部門及電力技術研究部門開展輸電線路參數(shù)在線動態(tài)測量的相關研究，使得SCADA采集的電網(wǎng)實時量測與電網(wǎng)設備實時動態(tài)參數(shù)相匹配。

4.2 提高EMS系統(tǒng)配網(wǎng)線路量測的冗余度

在具備條件的變電站或新建變電站中，增加10 kV線路有功、無功的采集與上送，使得EMS系統(tǒng)狀態(tài)估計具備充足的冗余量測，提高10 kV母線電壓相角的計算結果準確性。

4.3 推進輸配網(wǎng)協(xié)同潮流計算的實用化

隨著配網(wǎng)自動化建設逐步推進，配網(wǎng)自動化的覆蓋面越來越廣，為配網(wǎng)潮流計算等高級應用功能的建設提供了可能。建議在前期“輸配網(wǎng)協(xié)同的潮流計算關鍵技術研究”科技項目的基礎上，推進算法的實用化，利用配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與模型、計量自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等建立比較完整的電網(wǎng)模型和數(shù)據(jù)斷面，實現(xiàn)較為精確的配網(wǎng)合環(huán)潮流計算[6]。

5 結 論

本文研究了深圳電網(wǎng)目前采用的EMS軟件在配電網(wǎng)合環(huán)潮流計算時的誤差原因，并提出了可行性的建議，以供參考。