淺析EMS進行電壓偏差監測的實用化

李慧聰張君馬曉紅朱玉錦（.國網山東省電力公司，山東濟南 5000；.國網濱州供電公司，山東濱州 5660）

淺析EMS進行電壓偏差監測的實用化

李慧聰1張君2馬曉紅1朱玉錦1
（1.國網山東省電力公司，山東濟南 250001；2.國網濱州供電公司，山東濱州 256610）

隨著當前社會經濟的不斷發展，電力資源已經成為國民經濟發展和日常生活中必需品，如何對電力資源進行優質管理，是供電企業長期以來需要解決的問題。對電力系統中的電壓偏差進行監測能夠對引起電壓偏差的相關因素進行查找，例如有無功功率不足、無功補償過量、電力負荷過重和過輕等，以制定出解決措施。本文作者結合實際工作，提出了提高調度自動化EMS統計數據點密度、中值濾波后的數據作為統計數據源、按照國家對電壓監測儀統計功能的要求以及考慮到調度自動化遠程數據傳輸所存在的特殊問題等技術措施。

調度自動化 EMS 電壓偏差監測 電壓合格率 解決措施

傳統意義下分散的電壓監測儀器是安裝在各個變電站中的，其通過專門人員、專門設備到變電站進行讀取存儲的電壓監測數據，經過統計進行分析電壓的偏差，這樣就存在數據時效性差的缺點，另外還需要專門人員往返變電站。因此采用獨立的電壓監測系統進行電壓監測可以滿足電網運行的需要，但是在建設和運行維護經費支出方面存在很大的問題。

隨著電力系統自動化的發展，變電站安裝了RIU或綜合自動化裝置，以及建立功能強大的EMS系統，這都為電壓監測提供了更多的技術支持，使得電壓采集、統計和分析成為可能。利用遠動終端完成電壓量的采集，數據可實時送往調度主站，由后臺軟件對其進行統計和計算。

1 現行基于EMS的電壓監測存在問題

（1）由于EMS系統每5分鐘才會存一次電壓監測的歷史數據，其不能夠滿足國家這方面的標準，國家標準是對電壓偏差監測需要每1分鐘存一次電壓監測的歷史數據。（2）自動化信息在傳遞輸送的過程中經常會受到電磁干擾，并且通信系統還會產生誤碼等原因，這些都會造成上傳到調度自動化EMS數據源的不準確。而且現行的EMS系統都沒有進行數據的濾波處理，如果不合理的電壓監測原始數據被作為統計的數據源，那么就會造成電壓合格率統計計算結果的可信度下降。（3）當前EMS系統作為電壓偏差監測是不完全具備國家相關規程規定的統計功能，例如不具備越上限和越下限時間統計總和等功能，因此就無法為電力調度值班、指揮人員提供必要的分析數據。（4）現行的EMS系統作為電壓監測沒有考慮遠程數據傳輸所存在的特殊問題，如果一旦調度自動化系統失去實時功能的情況，則電壓的合格率計算可信度和可用率就會出現下降。

2 EMS進行電壓偏差監測的實用化

現有的調度自動化EMS系統，通過提高統計數據點密度、中值濾波后的數據作為統計數據源、按照國家對電壓監測儀統計功能的要求以及考慮到遠程數據傳輸所存在的特殊問題，之后進行統計和分析，使電壓偏差的監測、統計和分析滿足國家對電壓偏差監測的要求，能更好地反映系統電壓的變化情況，具有更好的可信度和實時性，為調度對系統的電壓調節，優化潮流分布，提高電壓質量提供重要的決策依據，為電壓的考核統計提供一個統一的、方便維護的管理信息系統。

2.1 提高調度自動化EMS計數據點密度

國家相關標準規定了以每1分鐘的間隔存儲一次歷史數據，并以此數據作為統計分析計算的數據源。而傳統的統每5分鐘存一次歷史數據，不滿足國家標準要求。在單獨建立以1分鐘間隔的數據區存儲電壓偏差監測數據作為統計分析計算數據源的數據庫。

2.2 中值濾波后的數據作為統計數據源

中值數據濾波就是對上傳到調度自動化主站EMS統中的每個電壓偏差監測點1分鐘內3-5秒的實時數據進行排序，去掉一定數量的最大值和最小值，取剩余數據的算數平均值。具體的計算機實現相關的功能，一是可以增加共享內存段進行存儲所有的電壓監測點1分鐘實時數據；二是可以在數據庫中增加1張表來存儲每個電壓監測點每分鐘處理過后的中值，將該表中每個監測點的該域值添加到采樣定義表中；三是增加1個排序計算程序，其每隔1分鐘就會對每個電壓監測點1分鐘內3～5秒的實時數據進行排序取中值處理，計算結果放入功能2新增的表中，計算結束清除內存中的數據。

2.3 調度自動化EMS遠程數據傳輸失效解決措施

調度自動化EMS存在失效的問題，RTU、通信鏈路和主站系統任何一個環節軟硬件故障都會使電壓偏差監測進程感受到一組不刷新的數據，因此調度自動化代分散電壓監測儀要考慮這一情況。

軟件實現將變電站母線電壓數據不刷新的時間段剔除，不在統計分析的范圍內。另外可以采用“斷點續傳”的方法來解決通信鏈路中斷的問題。因目前的變電站中RTU都沒有記憶存儲功能，因此采集到的數據都會直接的上傳至調度自動化站系統，由于種種因素，系統的通道中斷時常會發生，采集的現場數據無法及時上傳，這樣就會造成電網相關監測數據的丟失，造成監控中心自動化系統的數據有中斷、缺失或者數據的不連續和不完整等等。

因此，有必要開發EMS系統的斷點續傳功能，實現采集數據緩沖存儲和自動化數據斷點續傳，降低通道異常和中斷對調度自動化系統的影響，保證調度自動化數據的有效性、連續性、完整性和真實性，減少事故發生，保障電網安全、穩定和經濟運行。

對于常用的CDT規約需要進行擴展，增加調度自動化主站召喚數據及響應數據報文，升級現有變電站RTU硬件配置。自動檢測通道與斷點數據，向RTU自動或手動召喚斷點數據并補存丟失數據，實現調度自動化據斷點續傳，保證自動化數據的有效性、連續性和完整性，使得調度自動化EMS系統報表和統計數據更準確和完整。

2.4 統計分析軟件具有電壓監測儀器的功能

電壓統計數據包括日最高、日最低、日最高發生時間、日最低發生時間、日合格率，月最高、月最低、月合格率，年最高、年最低、和年合格率等。可以組合各種過濾條件，包括廠站的選擇，查詢密度的選擇，時間范圍的選擇，日報類型的選擇來生成報表。

3 結語

調度自動化EMS取代分散電壓監測儀的研究表明，其具有十分明顯的降低建設和運行維護費用，取得明顯的經濟效益和社會效益。監測精度能夠滿足工程應用的要求，因此其具有十分廣泛的應用前景。

［1］張喜林，王佳昕，王澤一.淺析EMS進行電壓偏差監測的實用化［J］.電力信息與通信技術，2009，07（01）.

［2］林浩，倪學鋒，王巖，黃林，姜勝寶，國江.基于EMS數據的電容式電壓互感器在線監測系統研究［J］.電測與儀表，2015，（04）.