OS2分布式模型拼接建設及應用

摘要：隨著電力系統的不斷發展和電網規模日益擴大及各類電網應用系統不斷涌現，自動化技術緊密圍繞電網運行需求，提供有效支撐電網安全、經濟、優質運行平臺。智能數字化時代對自動化應用需求極為迫切，把電網運行產生大量準實時數據及沉淀生成海量的歷史數據的信息集成已成為研究熱點。文章對OS2分布式模型拼接建設及應用進行了探討。

關鍵詞：OS2；EMS；OS2模型拼接；電網模型；實時量測；SVG；DTS 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP316 文章編號：1009-2374（2016）34-0050-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.025

電網調度采用分級管理、分級監控的方式，易形成“信息孤島”需將上下級調度系統間模型共享和信息交互，可減少維護工作量，達到信息分級維護、數據共享的目的。創新自動化技術-OS2分布式模型拼接系統。

OS2模型拼接是指建立電力系統不同調度區域間基于電網模型和實時量測及可擴展矢量圖像（SVG）的電網圖形相互連接，為電網分析提高電網結構及

參數。

1 系統搭建前狀況

省、地調度控制中心采集實時、歷史數據傳送是通過RS-232接口通信以DL/T634.5101-2002規約、DL/T634.5104-2002規約及調度數據網TASE.2通信規約傳輸，傳輸業務受外界因素影響較大（如通信誤碼率高、光纜斷、調度自動化數據庫異常及系統失靈等導致數據交互異常）。地調上傳業務給省調未經高級應用PAS校驗導致狀態估計合格率未達到合格范圍95%以上，影響省調模型、數據的正確性。以上疑問需推進OS2分布式模型拼接系統應用，易于解決。

2 系統建設

2.1 支撐平臺

隨著IEC61970標準在電網調度自動化系統的應用深入，基于CIM/XML的電網全景建模采用中間件技術與原有系統平臺進行交互，減少了對原有系統的影響并滿足一個多功能可擴展的應用軟件，最終實現網、省、地一體化全模型的有效方法生成全網全模型。

EMS電網模型包括電網拓撲結構和相關設備參數。模型的傳遞形式采用CIM/XML文件。圖形涵蓋EMS系統維護的廠站單線圖和系統潮流圖，包含其背景、前景及數據鏈接關系。圖形的傳遞采用SVG文件格式。

2.2 模塊應用

地調端部署的程序可以劃分為三個模塊，分別是實時數據、JMS消息、模型SVG版本管理模塊。

2.3 信息流程化

地調將省調所需管轄區域直采范圍內的電網模型和實時量測發送到省調，省調可通過此平臺（OS2模型拼接）抽取所需地調側數據，對網區負荷動態進行實時監控并將接收各地調發送的信息合并，形成本省內完整的110kV及以上電網模型，并將拼接后的電網模型、省調量測、省調圖形、地調量測、地調圖形上送給網調分布式模型拼接系統。網調進行二次模型拼接，形成全網完整的覆蓋110kV及以上電網模型和實時量測以及可擴展矢量圖像（SVG）的電網圖形便于對電網應用分析、數據交互，充分提高高級應用的便捷功能。

EMS維護（圖庫建模、網絡拓撲、狀態估計、調度員潮流等）的正確度將影響到人工觸發OS2分布式建模系統的客戶端，按照EMS模型的導出、TASE.2配置表的導出、E格式數據文件的導出，并實現模型上傳，并將模型傳送至分布式建模主站。

3 系統功能

（1）基于全網的模型拼接和發布功能；（2）標準的圖形匹配和發布功能；（3）實時數據通信的自動建立、通信鏈路查詢功能；（4）針對不同的數據質量和刷新周期需求，數據的傳遞形式采用TASE.2數據鏈路和E格式文件。E格式文件支持SCADA數據和狀態估計結果數據。電網模型導出、校驗、SVG圖形導出、模型版本增量比較功能等功能。

OS2分布式模型拼接系統提供網省地調所需的SCADA量測數據，通過拼接大模型中廠站及一次設備的名稱進行匹配，實時更新設備的量測數據，采用分層分布式建模式，實現110kV及以上電網模型、圖形及數據交互。形成全網廠站的實時SCADA運行斷面，提供完整的模型、圖形和數據共享服務。

4 系統運用

4.1 DTS省地互聯應用

現階段各地調已搭建電網調度員仿真培訓系統（DTS）功能應用軟件，已滿足110kV及以下所管轄電網調度員培訓仿真，但對管轄外區域（220kV變電站及電廠）無法有效達到仿真效果。依靠傳統的DTS系統提高調度員的運行和處理事故能力，已不能滿足現代電網發展速度和規模的要求。現階段應當立足于技術手段，優化調度員培訓仿真的環境，以提高調度員的能力與電力系統的發展相適應。

通過應用DTS省地互聯技術，從OS2分布式模型拼接系統中將省地電網模型和實時量測及可擴展矢量圖像（SVG）的電網圖形互聯形成本省內完整的電網模型。此舉措可加強遙測合格率；狀態估計收斂率；調度員潮流計算合格率等指標的管控力度，同時推進電網調度員基本技能（全網閉環）的培訓；緊急控制與事故處理的培訓；恢復操作的訓練；校核電力系統的模型和軟件功能等。

DTS省地互聯采用基于外網模型接入的改進潮流匹配模式，這種模式是在簡單邊界潮流交互模式上的一種改進，目的是為了減少地調由于缺少外網模型而帶來的潮流計算結果誤差。此模式直接使用地調接入外網等值模型之后的狀態估計模型作為基態模型，并對模型進行適當改造，使之適用于DTS省地互聯。

DTS系統作為省、地調必備的一種培訓調度、運方、保護等專業的實用工具平臺，今后隨著EMS系統運行穩定性的提高和電力系統走向商業化運營，省、地調將會迫切地需要配備面向電力市場的DTS系統。

4.2 海量準實時數據服務平臺

海量準實時數據服務平臺主要包括基于OS2分布式模型拼接系統的電網模型和實時量測及可擴展矢量圖像（SVG）的電網圖形、量測與測點映射關系及配置信息。平臺使用測點模型和關系模型兩種方式組織數據：基于測點模型的實時歷史數據存儲于時序數據庫，電網模型數據、配置信息存儲在關系數據庫。電網模型和實時歷史數據通過量測建立關聯關系便于其他應用系統（如配網自動化系統、計量自動化系統、營銷電能量系統等）信息交互。

建立企業級海量準實時數據服務平臺，實現企業實時數據的統一管理；統一的實時數據模型和視圖；提供高效的實時信息整合、交換、存儲與訪問服務；基于實時數據的分析應用；建立統一的安全體系，保證數據安全可靠。平臺將OS2在線分布式建模的成果共享，根據需求向同級應用專業提供全網模型。

4.3 地縣一體化

推進地縣一體調度自動化研究。縣調負責將本縣級直采范圍內的電網模型、圖形、量測上傳給地調模型拼接系統。地調可通過此平臺抽取所需縣調側數據，對地區負荷動態進行實時監控。地調模型拼接系統將本地級市所有縣調35kV及以上廠站模型拼接完成后，形成全地級市的模型上傳至省調，由省調模型拼接系統進行省級模型拼接，最終上傳網調形成包含電網范圍內35kV及以上所有設備的完整全網模型。解決縣級電網監控能力差、圖模維護量大、高級應用（網絡拓撲、狀態估計、調度員潮流計算等）應用水平欠缺、無法實現直采直送及縣級“盲調”等問題。結合縣級一體化集約化管理的延伸，增強了調度機構對電網的實時駕馭控制能力與運行響應速度，從而提高了系統運行的安全性。

在本項目中將部署狀態估計應用，可以進行模型、數據的驗證，要求模型可以在各個電壓等級之間切割，進行相關模型、數據質量分析，完成電壓合格率、網損、功率因素、線路負載等簡單統計功能。

地縣一體化應用將OS2在線分布式建模的成果共享實現應用（SCADA、EMS、DTS）一體化，實現了支撐平臺的一體化、數據結構和應用程序的一體化、人機界面一體化，易于管理，便于系統擴展，降低系統維護和管理的工作量和復雜度。

4.4 保護定值在線校核系統（保信系統）

隨著現代電力系統網絡規模的不斷擴大、電網電壓等級的不斷提高，電力系統運行和控制的復雜性呈現指數遞增的趨勢。保護定值在線校核系統可通過OS2分布式模型拼接系統導出本網模型和實時量測及可擴展矢量圖像（SVG）的電網圖形，通過網絡拓撲等方式查詢電源點及校核保護定值正確性。OS2分布式模型拼接系統在應用中起著舉足輕重的作用。

因OS2分布式模型拼接系統是新搭建的系統，以上應用仍然存在諸多問題，待應用平臺上持續改進。

5 結語

電網模型拼接對本網區范圍內的110kV及以上電網模型進行拼接，涉及范圍廣、數據量巨大，系統采用分層多級模型拼接的方式進行實施。在網、省調建立一套模型拼接系統，模型拼接系統作為獨立系統運行有獨立數據庫不影響各級電網能量管理系統（EMS）的正常運行。提高電網模型和實時量測交互的實時性、準確性，提高各級對電網運行方式的監控力度等應用。

通過OS2分布式模型拼接系統網調不僅能夠及時掌握整個電網的變化情況，提高駕馭大電網的能力，而且可以將全模型提供給第三方系統使用，提高應用系統內部網絡模型和實際電網的擬合程度，增加分析計算的準確性和完整性。

參考文獻

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[3] 南方電網一體化電網運行智能系統技術規范（第3～6部分）：數據全景建模規范（Q/CSG 1204005.36-2014）[S].2014.

作者簡介：莫冬媛（1983-），女，廣西南寧人，廣西電網責任有限公司南寧供電局工程師，研究方向：電力系統自動化。

（責任編輯：蔣建華）