SCADA 系統(tǒng)中遙測(cè)誤差的檢測(cè)計(jì)算

楊雪芳

（上海市電力公司浦東供電公司調(diào)度控制中心，上海 200122）

隨著各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)實(shí)用化驗(yàn)收，調(diào)度對(duì)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA）系統(tǒng)的要求和依賴(lài)越來(lái)越強(qiáng)烈.為確保SCADA系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，相關(guān)工作人員有責(zé)任維護(hù)好整個(gè)SCADA系統(tǒng)的設(shè)備及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的正確性［1］.但目前SCADA系統(tǒng)存在著一個(gè)很大的問(wèn)題，即大量遙測(cè)數(shù)據(jù)中存在錯(cuò)誤信息，難以檢測(cè)發(fā)現(xiàn)及剔除.遙測(cè)誤差不僅使調(diào)度人員對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)的正確性產(chǎn)生懷疑，久而久之還會(huì)對(duì)SCADA系統(tǒng)產(chǎn)生一種不信任感，嚴(yán)重影響電網(wǎng)調(diào)度的安全運(yùn)行［2］.因此，切實(shí)解決遙測(cè)數(shù)據(jù)誤差的檢測(cè)計(jì)算問(wèn)題，是各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化人員的一項(xiàng)重要工作.

1 SCADA系統(tǒng)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理現(xiàn)狀

在電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的有效監(jiān)視和控制，首先必須獲得表征電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的遙測(cè)量值［3］.在實(shí)際工作中，會(huì)定期安排人員進(jìn)行遙測(cè)量的核對(duì).但面對(duì)有幾千個(gè)遙測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)方法效率太低，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)遙測(cè)缺陷，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行埋下了隱患.且按現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)方式，每人每月只能完成所有變電站工作量的1/3，導(dǎo)致其統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)誤差大、實(shí)時(shí)性差.

目前日常電流型遙測(cè)核對(duì)工作過(guò)程中常遇到以下3個(gè)問(wèn)題.

（1）工作效率低SCADA系統(tǒng)因計(jì)算量大（目前所管轄35 kV變電站有335個(gè)10 kV主變壓器開(kāi)關(guān)、3 000多個(gè)10 kV出線開(kāi)關(guān)），完成手工統(tǒng)計(jì)的工作往往需要半個(gè)多月的時(shí)間.速度慢，易出錯(cuò)，返工量大，工作效率低.

（2）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差手工運(yùn)算易造成誤差，其原因是電容器的補(bǔ)償情況時(shí)刻在發(fā)生變化，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)時(shí)點(diǎn)的工況不一致，而電容器電流是不計(jì)入運(yùn)算式之列的，因而其準(zhǔn)確性差.

（3）時(shí)效性差人工抄錄的數(shù)據(jù)本身具有實(shí)時(shí)性，而人工統(tǒng)計(jì)工作跟不上實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化，存在滯后性［4］.

2 遙測(cè)數(shù)據(jù)誤差的檢測(cè)方案分析

針對(duì)難以快速、有效地發(fā)現(xiàn)遙測(cè)缺陷這一問(wèn)題，本文提出如下3種方案.

方案1聯(lián)系運(yùn)行中心，進(jìn)行部門(mén)間合作協(xié)調(diào)工作，對(duì)目前所管轄的所有變電站的遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行定期核對(duì).其優(yōu)點(diǎn)是所監(jiān)視到的遙測(cè)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)相一致，核對(duì)過(guò)程中可當(dāng)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題.其缺點(diǎn)是需要?jiǎng)佑猛獠抠Y源.

方案2沿用手工統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)某一時(shí)刻變電站的“主變壓器10 kV電流與10 kV出線開(kāi)關(guān)電流之和”作平衡比較，以觀察數(shù)據(jù)是否正確，以此來(lái)分析、判斷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，便于發(fā)現(xiàn)遙測(cè)缺陷并及時(shí)處理.其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)滯后，準(zhǔn)確性差，工作效率低.

方案3運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遙測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì).

造成遙測(cè)數(shù)據(jù)檢測(cè)工作效率低，準(zhǔn)確性、時(shí)效性差的因素主要有兩個(gè)，即：人的因素和技術(shù)因素［5］.

（1）人的因素作業(yè)時(shí)間受限制.如果作業(yè)時(shí)間在上午8時(shí)以后，此時(shí)電容器因補(bǔ)償電網(wǎng)無(wú)功功率已基本“合上”，主變壓器電流等于電容電流與10 kV出線電流的矢量和，而電容電流是不計(jì)入運(yùn)算行列式的，誤差難以消除.最佳運(yùn)算時(shí)間應(yīng)在凌晨3時(shí)至4時(shí)，此時(shí)電容器已基本拉開(kāi)，但此時(shí)段人員的工作效率較難保證.另外，電流之和就是加法運(yùn)算（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不考慮各10 kV出線之間的矢量差），工作人員用手工方法將電流數(shù)逐個(gè)相加，周而復(fù)始，操作繁瑣且工作量大，實(shí)際操作中抄錯(cuò)、加錯(cuò)的現(xiàn)象很多，返工頻繁，效率低下.

（2）技術(shù)因素運(yùn)算中面對(duì)的數(shù)據(jù)是不斷變化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，主變壓器10 kV開(kāi)關(guān)電流與10 kV出線開(kāi)關(guān)電流之和作為2個(gè)運(yùn)算比較的對(duì)象都在不斷變化，而人員操作速度遠(yuǎn)跟不上變化速度，造成誤差很大，且誤差程度無(wú)法量化［6，7］.

因此提出如下解決方案：

（1）運(yùn)算數(shù)據(jù)取自凌晨3時(shí)至4時(shí)的數(shù)據(jù)，此時(shí)電容器組已基本拉掉，主變壓器10 kV開(kāi)關(guān)電流與其10 kV出線電流之和相比更趨向于同一工況條件;

（2）利用計(jì)算機(jī)指令運(yùn)算，可選擇任意一天中任意時(shí)刻的數(shù)據(jù);

（3）每組相關(guān)運(yùn)算對(duì)象（電流值）必須取自同一天同一時(shí)刻的數(shù)據(jù);

（4）考慮到運(yùn)行方式的變化，指令可方便修改運(yùn)算條件;

（5）考慮到數(shù)據(jù)庫(kù)安全，采用T-SQL語(yǔ)言中的查詢(xún)指令進(jìn)行運(yùn)算［8］.

3 基于T-SQL語(yǔ)言遙測(cè)誤差檢測(cè)

本文利用T-SQL語(yǔ)句在SUN工作站建立一個(gè)可執(zhí)行文件，通過(guò)SYBASE數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)快速查詢(xún)相應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行批處理，以達(dá)到提高工作效率、準(zhǔn)確性和及時(shí)性的目的［9，10］.執(zhí)行文件如下：

4 算例分析

基于上述原理，對(duì)上海地區(qū)某一35 kV變電站的電流遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，原始數(shù)據(jù)如表1所示.

表1 某變電站電流遙測(cè)數(shù)據(jù)

根據(jù)遙測(cè)精度要求，并由經(jīng)驗(yàn)確定判別缺陷的條件值為10%（可調(diào)）.“差百分比”大于10%的為異常.由表1可知，陶家宅1#主變壓器、陶家宅2#主變壓器、吳家廳2#主變壓器的“差百分比”分別為109.70%，169.00%，177.00%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)缺陷判斷條件值，需要作進(jìn)一步的分析.

（1）調(diào)用陶家宅1#和2#主變壓器的一次模擬圖，并根據(jù)運(yùn)行方式作進(jìn)一步的分析、判斷，發(fā)現(xiàn)陶家宅1#主變壓器和2#主變壓器負(fù)荷平衡確實(shí)有異常，立即匯報(bào)調(diào)度并通知繼保有關(guān)人員，要求去廠站端核對(duì)，檢查結(jié)果是廠站端RTU裝置的遙測(cè)板損壞，引起上傳的數(shù)據(jù)不正常.

（2）調(diào)用吳家廳2#主變壓器模擬圖，發(fā)現(xiàn)該主變壓器負(fù)荷不平衡，匯報(bào)調(diào)度并通知運(yùn)行相關(guān)人員去廠站端核對(duì)處理［11］.

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了SCADA系統(tǒng)中遙測(cè)誤差產(chǎn)生的原因，并闡述了一些檢測(cè)遙測(cè)數(shù)據(jù)誤差的方法.提出運(yùn)用T-SQL語(yǔ)言中的查詢(xún)指令對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中凌晨3時(shí)至4時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)運(yùn)算，可有效避免電容器組帶來(lái)的誤差影響，準(zhǔn)確判斷出遙測(cè)數(shù)據(jù)中的不正常信息，其計(jì)算速度快、工作量小，具有重要的工程實(shí)用價(jià)值.

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（編輯胡小萍）