电力调度自动化系统中的pas

电力调度自动化系统中的pas

为了确保电气系统的运行安全和经济效益，需要提高的运营人员能够快速、准确、全面地掌握电气系统的实际运行状态，预测和分析电气系统的运行趋势，并正确处理电气系统的运行中出现的各种问题。PAS正是辅助调度运行员完成上述任务的有力工具,也是调度自动化系统(EMS能量管理系统)的重要组成部分,因此在电力系统中正发挥着日益重要的作用。1pas维护PAS主要包括网络建模、状态估计、调度员潮流、负荷预报等模块。本文仅讲述前三个模块的维护方法、经验和应用实例。1.1pas网络数据库网络建模是PAS的基础模块。通过网络建模,电网各设备的电气参数和相互间的关系将被填入PAS网络数据库。网络建模主要工作包括设备参数入库和连接关系填库两部分。1.1.1新增设备pas用参数新增设备如线路、变压器、开关刀闸、负荷、母线、发电机等,都要将其有关参数信息录入数据库。这里所说的参数是SCADA不需要但PAS必须输入的参数。新增设备应输入PAS用参数,包括厂站名、电压等级、阻抗、限值、长度、无功容量等。变压器输入的参数较多,包括各侧电压等级、各侧额定容量、各侧短路损耗、各侧短路电压百分数、高中压侧抽头类型等。1.1.2实现连接关系错误,可达到网络实名新增厂站或厂站的网络结构有变化时,都要将这些厂站的接线图在作图软件包中进行PAS节点入库,以便在PAS库中形成电气连接关系。电网元件的电气连接关系必须使所建的模型和实际的运行方式一致,才能保证应用软件结果的正确性。连接关系填库具体操作为:打开作图软件包,调出需填库的接线图,在确认接线图上所有设备与数据库相链接后,按下工具栏上的“节点入库”按钮,输人用户口令,系统会弹出“选择厂站”菜单,点中需入库的厂站就可进行入库。如果连接关系有误,那么会弹出网络入库警告窗口,提示目前接线图中存在的错误。此时应点“取消”,并按警告窗口的提示信息查找连接关系错误。常见错误有设备没有真正与数据库相链接、不同电压等级的设备直接相连、同一厂站存在两个相同设备等。连接关系错误排除后,可继续入库,直至入库成功。1.1.3取消pas画面在处理等值问题上,外网边界一般等值成电源;内网没有量测的或调度不关心的厂站一般等值成负荷;允许SCADA和PAS下模型不一样。与PAS计算有关的设备,必须设置应用于PAS中;与PAS计算无关的设备,如站用变、接地变、避雷器、电压互感器等,一般都取消其PAS应用,故在PAS画面上看不到。通过设置所属应用,SCADA画面和PAS画面也就不一样。对于T接线,处理原则是每条线路都应有对应于两端厂站的两个电气连接点,并进行两次节点入库;方法是增加虚厂站,将原来的某条线路分为几条。对于有两重以上T接的线路,应定义多个T接站,否则T接线路中段的首末端厂站就会成为一个,这是不允许的。电网输电线路中相同电压等级的不同线路因工程需要而临时连通,会使网络结构发生变化,如果不更新PAS模型,那么该线路相关的状态估计数据就会出现在可疑数据表中,因此此时应重新修改网络模型,并进行参数输入、相关站的节点入库。1.2数据的误差及不可靠性状态估计是PAS的核心和基础模块,在整个EMS中占有重要的地位。由于远动装置存在误差,数据传送也存在误差,因此遥测数据不可避免地存在着不同程度的误差和不可靠性。此外,受测量装置数量及种类的限制,往往无法得到电力系统分析所需要的完整的、足够的数据,因此需通过运行状态估计程序来检验开关状态,滤掉不良数据,计算出难以测量的电气量,并补充一些量测值,从而提高数据精度,为电力系统高级应用程序的在线应用提供可靠而完整的数据。1.2.1排查可疑数据表中的错误状态估计首先要求计算收敛,即能得到计算结果;其次估计值要比较准确,与SCADA实测值的差值需在合格范围内。如果状态估计计算不收敛或状态估计合格率较差,那么可按下列步骤排查原因。(1)首先排除遥信、遥测预处理中的错误,这类错误多为实际遥测、遥信有误或电气设备之间的连接关系有误。对于线路或变压器功率不平衡,若实际检查遥测无误,则说明参数不对。遥信预处理中的错误也可能是由开关刀闸类型错误引起的。(2)其次排查可疑数据表中计算值为零的项,其原因一般为电气连接关系有误或遥信有误。(3)然后排查可疑数据表中量测值为零的项,其原因一般为遥信有误,但也可能是电气连接关系有误,如开关/刀闸与设备不对应等。(4)接着排查其它有功量测项,检查量测是否准确。(5)最后排查可疑数据表中的无功和电压项,这类错误主要由变压器参数(额定电压、分接头类型)错误、接头位置(rt)不对引起,需改正参数并给全部有分接头的变压器置上与现场一致的分接头位置值。另外,这类错误也可能由电压或无功量测不准确、电容/电抗器容量值不对、电容/电抗器相关开关刀闸遥信不对以及高压长线路电纳值不对等引起。(6)当状态估计错误很多时,可从末端厂站查起,也可先把低电压等级的厂站全部排除后单独试验最高电压等级的厂站,然后再按电压等级顺序逐个加入被排除的厂站进行检查。通过状态估计处理,发现和改正不正确设备参数、错误开关刀闸位置、不正确遥测、网络模型错误,从而提高状态估计合格率,为调度运行人员提供更准确的运行方式依据,并为其它应用软件(如调度员潮流)奠定基础。1.2.2scda数据分析状态估计的可疑数据表中的某些数据并不一定是错误的,其对应的SCADA遥测值有误也会造成计算值与遥测值相差较大。一旦分析判断是遥测值错误,就应及时通知远动自动化班组人员查找处理。当发现SCADA遥测有误时,可通过控制相关量测来消除其影响,以提高计算准确性。如果是单一遥测点有误,那么可直接将该测点屏蔽;如果某厂站遥测均有问题且SCADA没有给出量测错误标志,那么可将整个厂站屏蔽。屏蔽的量测将不参与PAS计算。分析、判断状态估计数据与SCADA数据正确性的常用方法有线路有功、无功是否平衡,变压器有功、无功是否平衡,母线有功、无功是否平衡,同一位置测点P、Q、I是否匹配,并列母线电压是否偏差过大。对于某些重要遥信(如RTU未采样的桥路刀闸、刀闸手车遥信位置),如果暂时采集不到,那么应通过人工置位(遥信封锁)来保持正确的遥信值。1.3潮流计算的一般在接线图上进行修改调度员潮流是PAS的一个重要模块,其主要功能是根据当前电网结构进行在线潮流计算,使调度运行人员能方便、直观地模拟设定运行方式、输入潮流数据进行潮流计算,确定母线电压,线路、变压器潮流,并统计发电出力、负荷总加、功率损耗等,从而可以根据计算结果分析运行方式的合理性。调度员潮流软件为调度员提供了方便、灵活的交互手段,其流程的控制、模型的选择、任务的状态、参数的输入、数据的显示均通过人机交互画面来进行。潮流计算的基态数据可来源于电网实时数据(即状态估计结果),也可从以往保存下来的典型运行方式(即CASE)获得。在获取基态数据后,可在接线图上修改潮流运行方式数据,包括开关刀闸状态,发电机、负荷大小及其状态,变压器档位等。对于数值型量,可在需要设置的量上点鼠标右键,然后在弹出的菜单中点“人工置数”,再在弹出的框中输入值即可。对于开关和刀闸,在需要设置的设备图元上点鼠标右键,在弹出的菜单中点“开关变位”即可。调度员潮流模块提供牛顿拉夫逊算法和快速解耦法。牛顿拉夫逊算法收敛较慢,但收敛性好;快速解耦法收敛较快,但收敛性较差,仅适合于高压网。因此,日常计算中常用牛顿拉夫逊算法。通过统计分析调度员潮流使用情况,发现解合环操作时的潮流计算应用最为普遍。调度员在合环倒闸操作前进行潮流计算,可了解合环时环流是否越限,从而保证电网安全。因此,PAS软件能否精确地进行潮流计算,直接决定了调度员解合环操作决策的正确性。根据多年的运维情况,总结出减小调度员潮流计算误差的经验。(1)应保证各厂站的遥测、遥信有足够的准确性;同时,由于遥测、遥信的上传速度不同,因此取实时断面应在实际潮流稳定后再进行,否则会给潮流计算带来较大误差。(2)由于状态估计合格率对调度员潮流计算准确性有较大影响,因此状态估计合格率要高,就尤其要保证实际操作所涉及到的供电区域的状态估计合格率。(3)模拟操作与现场实际操作的时间间隔要尽量短,尤其对于合环操作,时间间隔越短,误差就越小,模拟计算结果对运行操作的指导意义就越大;反之,计算结果与实际相差就越大。(4)在使用调度员潮流模块对实际电网进行分析和实时比较时,有时还有必要了解非地调管辖的上一级电网的操作情况。这是因为220kV及以上电压等级线路的投停或方式变化会对周围小区域电网的潮流造成较大影响,从而加大110kV电网合环计算的统计误差。2信重机关网络结构改造电网输电线路中相同电压等级的不同线路因工程需要而临时连通,网络结构由此发生变化,如果没有更新PAS模型,那么会出现PAS模型与实际电网结构不一致的情况,从而在状态估计的可疑数据表中会出现较多的与该线路、变电站相关的可疑数据。以110kV信咸丙线与110kV长木乙线临时连通为例,如图1所示,粗实线为临时连通线。110kV信咸丙线与110kV长木乙线临时连通后,由220kV长安站供电给110kV木井站#3主变、110kV咸西站#3主变、110kV涌头站#1主变;信垅站128开关断开。由于网络结构发生了变化,因此需重新进行网络建模。连通前,110kV信咸丙线唯一的T接点定义为T1站,T1站模型如图2所示。线路括号中如“信垅站一T1站”的含义是指该线路首段是信垅站,末端是T1站。110kV信咸丙线与110kV长木乙线连通后,3个T接点分别定义为T1、T2、T3站,如图3所示;T1、T2、T3站模型如图4所示。数据库新增线路有长木乙线(临时连接线,T1站—T2站)、长木乙线(T2站—木井站)、长木乙线(长安站—T2站)、信咸丙线(T1站—T3站),新增线路参数需录入PAS库。原信咸丙线(T1站—咸西站)更改为信咸丙线(T3站—咸西站),原信咸丙涌线(T1站一涌头站)更改为信咸丙涌线(T3站—涌头站),由于线路不变,因此参数不变。信咸丙线(信垅站—T1站)不需更改,但该线路的长度发生了变化,因此其参数需重新录入。录入参数后,还需对相关变电站(包括T1、T2、T3站)进行节点入库。接着,依次进行“连接关系检查—生产网络结构—读取设备参数并验证—复制给状态估计”步骤的操作。连接关系和参数有误时,以上步骤就会报错,需重新检查改正,再进行上述步骤,直至每步都无错。此时,与该线路、变电站