摘要: 能量管理系統(tǒng)(EM S) 是當(dāng)代大電網(wǎng)運(yùn)行不可缺少的手段, 但是我國(guó)各電力公司EM S 應(yīng)用軟件的實(shí)用化程度還較低。最近, 國(guó)家電力公司對(duì)于各調(diào)度部門的EM S 提出了實(shí)用化要求, 并提出了考核標(biāo)準(zhǔn), 各調(diào)度部門都在為這一目標(biāo)而努力。因國(guó)內(nèi)網(wǎng)省調(diào)大部分采用國(guó)外的EM S, 不具備考核統(tǒng)計(jì)功能, 作者根據(jù)國(guó)調(diào)中心提出的實(shí)用化要求, 對(duì)湖北EM S 進(jìn)行了EM S 考核監(jiān)視管理系統(tǒng)的研究和實(shí)施。該系統(tǒng)深入 EM S 核心內(nèi)部, 結(jié)合外部軟件編程, 對(duì)EM S 的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行人工設(shè)置并對(duì)EM S 應(yīng)用軟件的運(yùn)行狀態(tài)及結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)考核統(tǒng)計(jì)和控制。該系統(tǒng)對(duì)EM S 各應(yīng)用軟件進(jìn)行了全方位、功能全面的自動(dòng)不間斷規(guī)范化考核監(jiān)視, 為EM S 的實(shí)用化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞: EM S; 監(jiān)控系統(tǒng); 電力系統(tǒng)
中圖分類號(hào): TM 734　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1　引言
在全國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)和電力市場(chǎng)的推動(dòng)下, 為了對(duì)大電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和環(huán)保及效益進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化, 能量管理系統(tǒng)(EM S) 將會(huì)有一個(gè)更大的發(fā)展, 并將成為當(dāng)代大電網(wǎng)運(yùn)行不可缺少的手段。但是, 目前國(guó)內(nèi)各電網(wǎng)的EM S 均缺乏全方位的, 功能全面的考核監(jiān)視管理系統(tǒng), EM S 的管理維護(hù)和考核監(jiān)視主要是由運(yùn)行人員手工完成, 自動(dòng)化程度較低, 可靠*、準(zhǔn)確*也較低。EM S 應(yīng)用軟件的使用和系統(tǒng)質(zhì)量還有待時(shí)間的考驗(yàn), 為進(jìn)一步促進(jìn)EM S 應(yīng)用軟件基本功能的實(shí)際應(yīng)用, 充分發(fā)揮其在電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的作用, 并配合中國(guó)一流電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)考核驗(yàn)收來(lái)規(guī)范和指導(dǎo)基本功能的驗(yàn)收工作, 國(guó)家電力調(diào)度通信中心制定了EM S 應(yīng)用軟件基本功能實(shí)用要求及驗(yàn)收細(xì)則[ 1 ] , 要求狠抓EM S 的實(shí)用化工作。筆者根據(jù)國(guó)調(diào)中心調(diào)自[1998 ]126號(hào)文 “關(guān)于印發(fā)《能量管理系統(tǒng)(EM S) 應(yīng)用軟件功能要求及其實(shí)施基礎(chǔ)條件》(試行) 的通知”及其附件, 國(guó)調(diào)中心[ 1999 ]207號(hào)文“EM S 應(yīng)用軟件基本功能實(shí)用要求及驗(yàn)收細(xì)則”, 以及湖北省電力調(diào)度通信局自動(dòng)化科制訂的“EM S 考核監(jiān)視管理系統(tǒng)功能規(guī)范”, 以湖北電網(wǎng)EM S 功能的實(shí)用化改進(jìn)和考核管理為課題, 設(shè)計(jì)并建立了EM S 考核監(jiān)視管理系統(tǒng)。
該考核監(jiān)視管理系統(tǒng)在對(duì)EM S 應(yīng)用軟件的功能進(jìn)行實(shí)用化改進(jìn)的基礎(chǔ)上, 可以對(duì)EM S 應(yīng)用軟件的運(yùn)行狀態(tài)及結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制, 自動(dòng)計(jì)算及生成EM S 運(yùn)行考核指標(biāo)和報(bào)表。該考核監(jiān)視管理系統(tǒng)可以顯著地減少運(yùn)行人員的分析計(jì)算工作量, 把運(yùn)行人員從大量復(fù)雜、煩瑣的數(shù)據(jù)檢索和計(jì)算工作中解放出來(lái), 提高了工作效率和準(zhǔn)確*。通過(guò)對(duì) EM S 各運(yùn)行模塊的監(jiān)視和控制, 有效地改善了 EM S 的運(yùn)行*能。該系統(tǒng)還可以將EM S 的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài), 中間計(jì)算信息及計(jì)算結(jié)果在Internet 網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布, 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)人值守及遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷, 具有實(shí)用價(jià)值。該系統(tǒng)的研制成功為EM S 的實(shí)用化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ), 充分發(fā)揮EM S 在電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的作用。
2　EMS 考核監(jiān)視管理系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)
考核監(jiān)視管理系統(tǒng)硬件主要包括考核監(jiān)視計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)適配器和激光報(bào)表打印機(jī)等。其硬件配置如圖1所示?？己吮O(jiān)視計(jì)算機(jī)通過(guò)雙網(wǎng)分別與EM S 和管理信息系統(tǒng)(M IS) 相連, 其中一個(gè)網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí), 不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行, 即具備雙網(wǎng)切換能力。
圖1　EMS 考核管理系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) Fig. 1　Hardwares for superv isory con trol system of EMS
考核監(jiān)視管理系統(tǒng)軟件包括EM S 自動(dòng)考核監(jiān)視軟件、考核指標(biāo)統(tǒng)計(jì)管理軟件和網(wǎng)上信息發(fā)布系統(tǒng)三部分。其流程圖如圖2所示。
考核監(jiān)視管理系統(tǒng)從EM S 獲取有關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)信息, 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信接口, 將這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)信息傳送到EM S 自動(dòng)考核監(jiān)視管理計(jì)算機(jī)。通過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件, 在本地機(jī)上建立考核管理系統(tǒng)專用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù), 并完成數(shù)據(jù)的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析和處理, 生成報(bào)表、曲線等考核監(jiān)視結(jié)果, 刷新考核管理系統(tǒng)本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。將數(shù)據(jù)與管理信息系統(tǒng)(M IS) 共享, 在網(wǎng)上發(fā)布相關(guān)信息, 并根據(jù)需要發(fā)信給電子值班員。
圖2　EMS 考核管理監(jiān)視系統(tǒng)原理框圖 Fig. 2　Block diagram of superv isory con trol system of EMS
流程圖的第一步是在EM S 上完成必須的源程序修改和程序編制, 這是專門針對(duì)湖北EM S 系統(tǒng) (ABB S. P. I. D. E. R 系統(tǒng)) 設(shè)計(jì)的。因?yàn)槟承〦M S 考核指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)信息在現(xiàn)有湖北電網(wǎng)EM S 的運(yùn)行狀況和輸出條件下是無(wú)法得到的。為此, 針對(duì)EM S 源程序進(jìn)行了修改和擴(kuò)充。增加了EM S 的控制參數(shù)的設(shè)定和計(jì)算結(jié)果的輸出。
3　系統(tǒng)主要功能
EM S 考核監(jiān)視管理系統(tǒng)有如下具體功能:
3. 1　EMS 計(jì)算數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視
3. 1. 1　母線平衡監(jiān)視
計(jì)算廠站母線進(jìn)出線路、變壓器的有功功率和無(wú)功功率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的代數(shù)值和凈值。并將凈值和門檻值進(jìn)行比較, 篩選出母線不平衡的站。用排序方式, 按凈值的偏差大小顯示各廠站的站名、凈值及其所屬的量測(cè)分量。正常廠站用綠色顯示; 凈值偏差超過(guò)基準(zhǔn)值的3. 0% 時(shí), 用黃色顯示; 凈值偏差超過(guò)基準(zhǔn)值的5. 0% 時(shí), 則用紅色顯示。同時(shí)可用曲線方式分別顯示各廠站的凈值偏差。曲線密度為每個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)刷新周期(目前定為1 m in) 1個(gè)點(diǎn), 保存時(shí)間為3天, 曲線橫縱坐標(biāo)可在線修改。并監(jiān)視凈值更新情況, 若凈值連續(xù)超過(guò)30 m in 不更新, 則可認(rèn)為該路RTU 停運(yùn), 記錄該路RTU 停運(yùn)和恢復(fù)運(yùn)行的事件。事件保存時(shí)間為2個(gè)月。如果全部RTU 不更新, 則提示運(yùn)行人員EM S 系統(tǒng)死機(jī)或EM S 考核監(jiān)視管理系統(tǒng)與EM S 的網(wǎng)絡(luò)通信中斷, 并將此全停信息送電子值班員告警。
3. 1. 2　線損監(jiān)視
計(jì)算線路兩側(cè)有功功率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的差值。并將差值和閾值進(jìn)行比較, 篩選出線損異常的線路。用排序方式, 按凈值的偏差大小顯示各廠站的站名、凈值及其所屬的量測(cè)分量。正常數(shù)據(jù)用綠色顯示; 凈值偏差超過(guò)基準(zhǔn)值的3. 0% 時(shí), 用黃色顯示; 凈值偏差超過(guò)基準(zhǔn)值的5. 0% 時(shí), 則用紅色顯示。
3. 1. 3　變損監(jiān)視
計(jì)算變壓器兩側(cè)、三側(cè)的有功功率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的差值。并將差值和閾值進(jìn)行比較, 篩選出變損異常的變壓器。輸出結(jié)果同線損輸出結(jié)果類似。
3. 1. 4　電壓合理*監(jiān)視