探析電力系統應用軟件(PAS)在電網的應用

納鴻錦

（云南電網公司紅河供電局，云南 蒙自 661100）

1 引言

最近幾年許多電力系統應用軟件(Power－ApplicationSoftware，簡稱 PAS)在網省級、大型地區級電網調度自動化及能量管理系統(EMS)中得到越來越廣泛的應用，逐漸成為輔助電力系統調度運行人員實現安全、經濟調度的有力工具。隨著電網規模的日趨擴大以及電力客戶對電能質量要求的日益提高，僅僅具備“四遙”功能的調度自動化主站系統已經越來越不能滿足現代調度運行管理的需要了，所以經過充分論證和調研后，電力系統應用軟件（PAS）在電網中的應用將會越來越普遍和深入。

2 PAS組成

電力應用軟件(PAS)是建立在電網實時數據采集和監視系統(SCADA)系統基礎之上的能量管理系統應用軟件 (EMS)的重要組成部分，其功能主要是利用電力系統的各種信息，對電力系統的運行狀態進行分析，幫助調度人員了解和掌握電力系統的運行狀態，并提供決策依據，保證電網運行的安全性并提高其經濟性。

3 PAS模塊功能

3.1 網絡建模

網絡建模是PAS的基礎模塊。通過網絡建模，將電網各元件的電氣連接關系填入PAS網絡數據庫。電網元件的電氣連接關系是應用軟件進行網絡分析計算的基礎，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。網絡模塊分析也稱“網絡結線分析”，是一個公用的功能模塊，主要功能是依據SCADA的開關、刀閘的遙信信息確定電網的電氣連接狀態，并將網絡物理結點模型化為計算用母線模型，用于狀態估計、潮流計算、負荷預測、故障計算、調度員模擬培訓等。

3.2 狀態估計

狀態估計又可以稱為廣義潮流。它是能量管理系統中的核心應用，也是其它高級應用軟件的基礎。由于在數據現場采集、傳送過程中可能存在不同程度的誤差和不可靠性。此外，由于測量裝置在數量上及種類上的限制，往往無法得到電力系統分析所需要的完整、足夠的數據。而狀態估計就是針對上述情況，通過對SCADA實時遙信遙測數據進行分析計算，得到一個相對準確并且完善的運行方式，同時對SCADA實時遙信遙測數據進行校驗，提出可能不正常的遙測點，而且能計算出難以量測的電氣量，加強了全網的可觀測性。狀態估計提供了更準確的實時網絡狀態數據庫，為其他網絡分析應用提供實時的運行方式和數據。

3.3 潮流計算

潮流計算是電力系統運行分析和規劃設計中最常用的工具。通過潮流計算軟件，調度員可以用它研究當前電力系統可能出現的運行狀態。潮流計算除給出設定方式下的潮流結果外，還計算出各線路、變壓器的有功、無功損耗，對母線電壓越限、線路過負荷及變壓器過載給出越限報警。可以設置變壓器分接頭位置計算出母線電壓，也可以通過改變負荷計算潮流分布情況。運行方式人員也可以用它來校核調度計劃的安全性和分析運行方式的變化。

3.4 負荷預測

負荷預測是電力建設、調度決策的依據，對電力系統控制、運行和計劃都十分重要。負荷預測模塊是依據電網負荷的歷史數據，找出負荷隨各種因素的變化規律，進行負荷預測。預測可按正常日和節假日模式進行，預測模型中可涉及氣象因素、重大事件、限電與檢修等因素對系統負荷的影響，利用保存的系統負荷實際值和預測值進行預測誤差分析，自動修正預測模型參數，可以查詢任意一天的歷史負荷數據，顯示指定日期的預報誤差。負荷預測采用了相似日法及人工神經元的復合算法。

3.5 故障計算

故障計算軟件的作用是根據電力網絡的運行方式和網絡元件的參數計算電力網絡在系統發生故障的情況下系統故障電流的分布。計算結果可以被繼電保護人員用來整定保護定值，還可以作為運行方式和決策人員對電網進行分析研究的工具，在與調度員培訓仿真聯合時可以對調度員進行培訓，提高調度員的運行水平。該故障計算軟件采用的核心算法是多口網絡理論，綜合阻抗矩陣和轉移阻抗矩陣。

4 應用分析

4.1 網絡建模

一般要求在作圖時定義設備，這樣不會出現數據庫中的設備未在圖上作圖的現象。數據庫中刪除了某個設備后，應及時刪除圖上相應的設備，否則設備之間的連接關系會出問題。對于T接線，可以用兩種方法處理。如果已經定義了虛廠站，可直接作圖；如果未針對某條線路定義T接站的站名，可為全系統定義一個T接站，所有線路的T接端都連在T接站上。為了正確標識T接線的連接關系，在圖上畫T接線時從首端廠站畫到末端廠站，否則有可能出錯。

4.2 狀態估計

調度員隨時可以利用狀態估計來檢查電網的運行情況，如利用越限告警表對電網設備進行越限檢查；通過潮流數據計算結果了解系統中各設備相關電氣量測量及計算情況；通過遙測遙信預處理功能結合可疑數據檢查并糾正狀態可疑的斷路器、隔離開關、主變壓器分接頭；隨時掌握全網最真實的運行狀態，并利用在此模塊中獲取的基態數據進行各種運行方式數據的修改或組合，得出最符合電網真實運行狀態的潮流預想結果。

4.3 潮流計算

隨著電網結構變化較快，電網更加復雜，單憑經驗難以準確估算系統潮流分布。利用潮流計算模塊可以在實際操作前，獲取當前電網實時潮流數據并進行模擬操作，根據模擬計算結果，調度員再對這些潮流數據進行安全性、經濟性和合理性分析，滿足要求后再下令實際操作。操作完成后還可對實際操作潮流數據和模擬操作潮流數據做誤差統計和分析。

4.4 負荷預測

負荷預測模塊界面簡單明了，操作簡便，在打開界面后只要輸入一些氣候條件、計劃檢修等邊界條件后，能很快生成預測曲線。但由于該軟件采用了相似日原理方法來預測負荷，故歷史數據對預測負荷正確率有很大影響。在使用初期預測曲線誤差較大，正確率均在85%左右，運行一段時候隨著歷史數據的積累，預測正確率將有所提高。

4.5 故障計算

故障計算軟件可以計算的故障類型包括：短路故障、接地故障、斷線故障，故障相可為單相、兩相和三相，并且故障特殊相可以為A、B、C一任相，即可以計A相、B相、C相AB相、BC相、CA相和ABC相的短路或接地故障。全圖形的操作界面，可以靈活方便地設置故障，可在廠站圖畫面點前景設故障，也可在列表方式下依次設置或修改故障參數，還可以將故障保存到故障庫中以便以后直接取出進行計算，計算的結果即可以以元件列表的方式顯示，也可以顯示在廠站接線圖和系統單線圖上，此外還可以顯示有名值或標么值。當系統元件或網絡參數發生變更時應及時在數據庫做相應的修改，否則會造成計算結果不準確。

5 結束語

PAS應用軟件在電網的應用，有利于自動化人員根據狀態估計結果對自動化系統的薄弱環節進行監控和維護。潮流計算、故障計算軟件計算速度快，分析結果直觀，是運行方式安排及繼電保護管理人員的有利工具。調度員通過使用PAS軟件，不但加深了對電網系統概念的認識，而且對正常操作和事故處理能力也得到了提高，使其逐漸由“經驗型”向“分析型”、“研究型”轉變。相信隨著進一步對PAS使用經驗的積累和功能的完善，PAS軟件將為電網的安全、穩定、經濟運行發揮更大的積極作用。

[1]于爾鏗.電力系統狀態估計[M].北京：水利電力出版社，2006

[2]王士政.電網調度自動化與配網自動化技術[M]北京：中國水利水電出版社.2007.

[3]羅常.基于(scADA/EMs)數據庫基礎上的數據流中心[J].廣東輸電與變電技術，2007，(2).