PAS軟件在調度系統(tǒng)中的應用

1 引言

靜海地區(qū)電網(wǎng)是天津市電網(wǎng)的重要組成部分，其規(guī)模為220kV站3座，110kV公用變電站14座，35kV公用變電站20座，主變總容量1674MVA。經過“十一五”電網(wǎng)建設與改造，靜海地區(qū)電網(wǎng)結構趨于復雜，同時110kV調度權即將下放，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對調度管理提出了越來越高的要求。靜海電網(wǎng)運行方式和網(wǎng)絡結構的特點是110kV電網(wǎng)采用雙回輻射、T接等接線模式，形成環(huán)式接線、開環(huán)運行。隨著電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)發(fā)展，電網(wǎng)故障處理、電網(wǎng)改造建設過程中運行方式的變化，要保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對調度運行分析能力提出了更高要求。靜海電網(wǎng)PAS應用軟件是煙臺東方電子股份有限公司開發(fā)的DF8900電力應用一體化系統(tǒng)，除基本的SCADA系統(tǒng)外，主要由網(wǎng)絡拓撲、狀態(tài)估計、調度員潮流、負荷預測、短路電流計算，靜態(tài)安全分析6部分組成。它利用電網(wǎng)的各種實時信息，如實時測量值、斷路器、隔離開關的實時狀態(tài)等，對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行分析，給調度員在進行各種操作時提供決策依據(jù)，以便相應地制定最優(yōu)的電網(wǎng)運行方式，對于提高電網(wǎng)運行的經濟性和保證電網(wǎng)的安全運行都有許多有利之處。

2 PAS高級應用軟件的應用

PAS高級應用軟件投入運行以來，不斷地進行功能完善，整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性不斷提高，在實際工作中逐步發(fā)揮出重要的作用。SCADA系統(tǒng)是PAS應用軟件實施最根本的基礎，網(wǎng)絡拓撲是其它應用模塊建立的基礎，狀態(tài)估計、調度員潮流、短期負荷預報三個模塊是網(wǎng)絡分析最基本和最常用的功能，短路電流計算、靜態(tài)安全分析模塊是網(wǎng)絡的提高部分。

2.1 網(wǎng)絡拓撲

網(wǎng)絡拓撲就是將電網(wǎng)中各個設備的物理模型轉換為可以計算數(shù)學模型，通過建立數(shù)學模型，用數(shù)字來正確的反映設備的連接關系。實時處理開關量的變化，自動劃分發(fā)電廠和變電站的計算用結點，形成新的網(wǎng)絡結線，隨之分配量測量和注入量等數(shù)據(jù)，為實時網(wǎng)絡狀態(tài)分析、調度員潮流、預想故障分析等有關的網(wǎng)絡分析應用軟件提供新結線方式下的信息與數(shù)據(jù)。電網(wǎng)元件的電氣連接關系是應用軟件進行網(wǎng)絡分析計算的基礎，必須使所建的模型和實際的運行方式相一致，才能保證應用軟件結果的正確性。

在圖庫一體的調度自動化系統(tǒng)中，PAS與SCADA系統(tǒng)共用數(shù)據(jù)平臺，繪圖建模的作用是建立計算的靜態(tài)模型。繪圖建模規(guī)范化是維護工作的良好開端，與SCADA系統(tǒng)維護相比較，PAS系統(tǒng)基于SCADA系統(tǒng)，但在維護的嚴謹上，高于SCADA系統(tǒng)。網(wǎng)絡建模中，首先是線路的繪制和連接。線路不應屬于任何廠站，所以定義線路屬性時就必須用“始端廠站”和“末端廠站”來定義。這樣一來，線路就是唯一的。其次在電力系統(tǒng)中，存在多種類型的斷路器和隔離開關，如普通斷路器、小車斷路器、母聯(lián)斷路器、中性點接地刀、接地刀等。在繪圖建模時，要按照開關的實際作用選擇其類型，否則圖形在計算連接關系時會出現(xiàn)一些常規(guī)檢查方法所檢查不到的錯誤，不能將線路、電容器等錯畫成負荷，繪制變壓器圖元和使用變壓器圖元時，要注意正確區(qū)分電壓等級。

在網(wǎng)絡模型的構建中，由于靜海電網(wǎng)規(guī)模較大，110 kV以上的外網(wǎng)數(shù)據(jù)較多，對于這些線路，通過考慮其日常實際潮流量的大小、潮流穩(wěn)定性、運行方式的改變情況以及在本系統(tǒng)功率存在缺額時對本系統(tǒng)的支持情況，分別等值為發(fā)電機或負荷模型;這不但滿足了本地區(qū)電網(wǎng)PAS的計算要求，而且使外網(wǎng)拓撲得到了簡化，同時也簡化了外網(wǎng)數(shù)據(jù)的維護。

針對靜海電網(wǎng)多T接線輻射線路的結構特點，如果在建模時將牽引變直接建入網(wǎng)絡中，由于過多的未知量將影響狀態(tài)估計無法計算或精確度不高，為了適應這種電網(wǎng)特點，在建模時將牽引變作為虛廠或等值負荷處理，這樣便于狀態(tài)估計的計算，同時也使網(wǎng)架更加靈活，在錄入設備參數(shù)時，也準確考慮了T接線結構，對其每一個T接點前后的每一段線路都分別考慮阻抗和充電電容。另外，對于全網(wǎng)的主變壓器和線路參數(shù)，并未完全依賴原始數(shù)據(jù)，因為不排除原始數(shù)據(jù)是非實測值或原始參數(shù)有誤的可能性，所以在調試過程中，針對不同運行方式下狀態(tài)估計的結果，結合靜海電網(wǎng)的網(wǎng)絡結構特點，并參考地調的參數(shù)數(shù)據(jù)，對個別網(wǎng)絡參數(shù)進行了調整。實踐證明，參數(shù)的準確錄人和局部的精確調整，大大提高了遙測估計合格率，并且對運行方式的改變有了更好的適應性。隨著實際電網(wǎng)結構的改變，電網(wǎng)中新增任意一元件，都在投運前完成PAS系統(tǒng)中相應的建模工作，并將其廠站和設備信息錄入相應數(shù)據(jù)庫中，以便對運行方式進行計算。

2.2 狀態(tài)估計

狀態(tài)估計也稱為濾波，它是利用實時量測系統(tǒng)的冗余度來提高采集數(shù)據(jù)的精度，自動排除隨機干擾所引起的錯誤信息，估計和預報系統(tǒng)的運行狀態(tài)，采用現(xiàn)代的狀態(tài)估計技術，對數(shù)據(jù)進行實時處理。如果在具備一定硬件的基礎上，采用狀態(tài)估計技術則能充分發(fā)揮已有硬件的潛力，提高數(shù)據(jù)的精度，補充量測點和量測項目的不足，排除偶然的錯誤信息和數(shù)據(jù)，提高整個數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的質量和可靠性。狀態(tài)估計又可以稱為廣義潮流，它與常規(guī)潮流所求的狀態(tài)量測量相同，但應用的量測量遠遠多于常規(guī)潮流。正是因為量測方程數(shù)大于所求狀態(tài)量數(shù)才提供了狀態(tài)估計辯識不良數(shù)據(jù)的能力。狀態(tài)估計提供了更準確的運行方式供調度運行人員監(jiān)視運行，是潮流計算軟件的基礎。

可疑數(shù)據(jù)產生的因素影響到狀態(tài)估計收斂性和準確性，從而必將影響到潮流計算的精度，因此應立即找出原因予以消除。通過使用發(fā)現(xiàn)產生可疑數(shù)據(jù)的主要原因有以下幾點：網(wǎng)絡建模(包括網(wǎng)元參數(shù))的準確性和合理性，通道故障引起遠動信息錯誤，開關和刀閘及主變分接開關與實際位置不對應，SCADA中遙測、遙信等遠動數(shù)據(jù)的準確性。

利用狀態(tài)估計查找SCADA系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的精度，去除不正確數(shù)據(jù)，建立用于潮流計算、N-1故障分析、短路計算的研究態(tài)模型的方法，根據(jù)實際應用經驗現(xiàn)總結如下：

(1)、調試狀態(tài)估計時，應通過維護盡可能地把粗檢測結果表中的錯誤記錄清除(尤其是可以確認肯定是錯誤的信息)。節(jié)點不平衡值較大的，檢查此節(jié)點是否為負荷母線(如連接的有到外網(wǎng)的線路，但沒有畫出來);檢查負荷母線，其負荷值是否為不平衡值，若不平衡值為正表示此母線帶有負荷，為負則母線表現(xiàn)為出力，既存在出力又存在負荷情況，不平衡值是它們的代數(shù)和。情況與此不符，檢查母線的量測方向或其他情況;檢查“不可觀表”，在相應地點添加偽量測點，進行人工置數(shù)，并請用戶增加SCADA測點;檢查“不良數(shù)據(jù)表”，查找殘差較大的量測點，檢查確認原因，找到原因所在;檢測環(huán)網(wǎng)，其環(huán)網(wǎng)潮流是否與支路阻抗一致，即并聯(lián)支路潮流與支路阻抗成反比。