浅析调度自动化高级应用指标提升方法

【摘要】随着调度自动化系统中PAS高级应用软件的深入发展，已经在调度员在日常系统运行指挥操作过程中发挥着越来越重要的作用。本文分别从基础数据的管理、可疑数据产生以及潮流计算的收敛性三个方面探讨如何地区调度自动化系统PAS实用化水平。

【关键词】PAS；实用化；潮流计算

1.引言

随着大电网安全、稳定、经济运行要求的不断提高以及通信、信息和控制技术的快速发展和应用，原电网调度自动化系统实用化要求已不能完全适应当前电力生产的要求，提高电网调度自动化系统运行和应用水平，充分发挥调度自动化系统在电网安全、优质、经济运行中的支撑作用，促进EMS各项应用功能的进一步实用，使其更好的适应电力生产快速发展的客观需要。

2.基础数据管理

基础数据的完整性，准确性、可靠性直接影响电网建模及PAS的高级应用，它是提高EMS系统运行水平的基础。

为了提高基础数据的完整性，就需要提高断路器、隔离刀闸、接地刀闸、变压器分接头遥信的采集覆盖率，及线路、变压器的有功、无功，系统频率、母线电压遥测覆盖率。将调度管辖范围内所有影响网络拓扑结果、基本应用及扩展应用的一次设备实时信息，保护、安全自动装置等二次设备信息和电网调度所需其它信息进行采集。

同时，为保证基础数据的准确性，结合检修计划，对接入的变电站信号进行传动，在传动期间，将站内所有测控装置进行校验，核对变比与计算方法。经过校验与检测后，遥测数据更加准确，保证了主站系统中基础数据的准确性。同时，与方式人员相互配合，将设备、线路参数及时更新维护，保证电网参数模型的准确可靠。

3.减少可疑数据产生

状态估计根据SCADA实时遥信遥测数据进行分析计算，得到一个相对准确并且完善的运行方式。通过运行状态估计程序能够提高数据精度，滤掉不良数据，并正确的修正、补充一些量测值，为PAS在线应用提供可靠而完整的数据。调度人员可以通过状态估计了解电网潮流分布、电网运行方式和电气设备状态，能全面、直观、系统掌握电网的实时运行情况，还可根据状态估计软件提供的粗检测及可疑数据功能，通过界面中的“遥信预处理”、“遥测预处理”、“可疑数据”信息表中列出的内容进行对照、检查，方便发现系统中的缺陷，及时进行处理。

可疑数据产生的因素影响到状态估计收敛性和准确性，从而必将影响到潮流计算的精度，因此应立即找出原因予以消除。通过使用发现产生可疑数据的主要原因有以下几点：

（1）网络建模（包括网元参数）的准确性和合理性；

（2）通道故障引起远动信息错误；

（3）开关和刀闸及主变分接开关与实际位置不对应；

（4）SCADA中遥测、遥信等远动数据的准确性；

（5）炼钢等冲击负荷的影响等。

在可疑数据列表中大多数是无功功率缺乏准确性，分析原因有以下几个因素：

（1）数据库录人时线路没有准确的实测参数或者因电网的改造和发展使系统参数发生变化；

（2）为提高电压质量而频繁调整主变分接头位置，导致软件中的档位与实际方式不对应；

（3）无功就地补偿的电容器量测没有完全采集等。

因此，建议完善状态估计覆盖范围内的主变分接开关和电容器量测的采集，同时对系统新投运设备的参数要进行实测，这不但关系到PAS计算的精度，也关系到系统的保护整定计算和补偿度的合理调整，有利于电网的安全、稳定运行。

廊坊电网调度管辖范围内的220KV以上的变电站16座，110KV以上的变电站73座，调度管辖范围用户站为110KV母线以上部分，所以我们只计算估计到其110KV部分，都参与了状态估计，使系统状态估计在调度管辖范围内平均覆盖率达到指标要求，保证了系统计算的完整性，状态估计月可用率平均100%，调度管辖范围遥测估计合格率平均98.83%。

4.提高潮流计算的收敛性

调度员潮流是电力系统能量管理系统（EMS）中最基本的高级网络分析软件。调度人员可以使用它来研究当前电力系统可能出现的运行状态，运方人员可以使用它来校核调度计划的安全性和合理性，同时它还可以对历史运行方式的变化进行分析。调度员潮流模块也是其它高级网络分析软件的基本模块，维护一个收敛性良好的潮流数据，是其他高级网络分析软件正确计算的基本前提条件。

潮流计算的收敛率直接关系到调度员潮流应用的实用化程度。牛顿法具有很好的二次收敛性，是求解多元非线性方程的经典算法。初始值的选取对其收敛性能影响很大。一般认为算法不是导致不收敛的原因，产生潮流不收敛的主要原因是计算的初始条件给得不合理，导致潮流方程无解。另外，在使用衡机方式计算潮流时，系统的不平衡功率全部由平衡机提供，当系统中有大机组（或大负荷）开断或系统解列成多岛时，可能出现大的功率不平衡量。受线路和变压器输送容量的限制，平衡机功率可能无法向电气距离较远的功率缺额点输送大的功率，从而导致潮流计算不收敛。因此平衡机的选点是有一定讲究的。通常在一条支路（线路或变压器）上电压差达到0.3～0.4pu时潮流计算会出现发散，因此PV节点的选择也是影响调度员潮流收敛性的一个重要因素。总结几种潮流不收敛的成因，提出以下几条原则，按这些原则对潮流计算的初始条件进行设置能有效提高潮流计算的收敛性：

（1）应尽量选择无功调节能力强的发电机作为PV节点，PV节点的电压应设在对应的发电机额定电压小的邻域内，保证全网各处的电压水平相当。

（2）PV节点应在电网中均匀分布，防止大量无功在系统中长距离流动造成大的电压降。

（3）全网PV母线不需选择太多，在1个厂站内最好只选一条高压母线作为PV母线，尽量避免在临近厂站设多个PV节点，因为临近厂站多PV节点设置实质上是强制两节点间潮流满足规定的电压差，且一般相邻母线阻抗值极小，若PV母线电压规定不合理（包括量测误差），会引起两母线间极大的无功潮流。

（4）平衡机尽可能选在电网重心附近，即到全网各母线的电气距离尽量短。

（5）缓冲母线选择于变电站高压侧，避免直接放在发电机端以免受升压变容量限制。

另外，也应密切关注平衡机的工作状况，并不是将平衡机设在负荷中心就能高枕无忧。当系统不平衡功率过大，远远超过平衡机调节能力时，因受相关变压器、线路容量限制，这些元件上电压相位差和电压幅值差过大会造成失去计算稳定性；如果观察到平衡机上有大的功率吞吐，就应将此不平衡功率预先分配到协调机组上去，减轻平衡机的输送压力，防止出现大功率长距离输送的情况，对收敛性的提高是大有裨益的。一般潮流逻辑先计算基本潮流后做功率调整，这样若遇到初始不平衡功率过大则缓冲机吸收功率过多易导致不收敛，因此可先进行大的不平衡功率的预处理然后再计算基本潮流，这样可改善潮流收敛性。

廊坊供电公司调度中心通过制订相关制度，调度员自觉每天至少实用一次调度员潮流软件。每周至少打印输出一次调度员运用调度员潮流进行事故预想的计算结果。每个月至少提供不少于一次的调度员进行合/解环操作前的线路两侧与母线相连线路的模拟潮流操作结果和实际操作后的实时量测值结果记录。5至10月份，潮流计算总次数634次，潮流收敛次数634次，调度员潮流月可用率平均100%。

5.小结

PAS高级应用软件的实用化水平的提高，有利于自动化人员根据状态估计结果对自动化系统的薄弱环节进行监控和维护。潮流计算软件计算速度快、计算精度较高，分析结果直观，是运行方式安排及无功电压管理的有利工具。调度员在日常系统运行指挥操作过程中，通过使用PAS高级应用软件，不但加深了对电网的认识，而且处理事故能力也得到了提高，使其逐渐由“经验型”向“科学型”转变。相信随着进一步对PAS高级应用软件使用和管理的加强，使其功能更具完善，PAS高级应用软件将为电网的安全、稳定、经济运行发挥更大的作用。

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