一種基于EMS的廣域備自投系統簡介

林永昌

摘要 本文介紹的基于EMS的廣域備自投系統，能夠有效克服現有備自投裝置的局限性，解決鏈式結構下串供路徑上設備發生故障時可能造成部分變電站全站失壓的問題，能有效提高供電可靠性。本文詳細介紹了其功能特點，解決問題及創新點。

關鍵詞 EMS；廣域備自投；鏈式；可靠性

中圖分類號 TP7 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）13—0049—02

1廣域備自投系統基本功能

基于EMS的廣域備自投控制系統是EMS系統的一個子應用，它能綜合利用EMS系統的數據采集、下發遙控指令等功能，且具有安全校驗功能，能與廠站端的保護、自動裝置配合，形成安全可靠的動作序列，因此是一個功能全面、運行可靠的備自投系統。

1.1功能

建模工具能針對固有的電網接線方式定義廣域備自投模型。廠站端上送的遙信、遙測數據經過EMS系統的狀態估算功能，能判斷數據收合理正確，稱為數據預處理，處理后的數據輸出至廣域備自投模型，用作充放電邏輯、閉鎖邏輯判據，當各自投符合動作邏輯時，形成初步的動作序列，經網絡分析模塊檢驗是否有過負荷情況，形成最終的動作序列并通過EMS系統下發遙控開關指令。

1.1.1數據的采集

1）遙測數據采集范圍包括主變的有功、無功、電流量；備投模型下線路的有功、無功、電流、電壓量；備投模型下變電站110kV及以上母線電壓。

2）遙信數據采集范圍包括備自投模型下各廠站的保護動作信息，安自裝置動作信息，線路備自投的運行狀態及動作信息，各開關、刀閘的位置信息。

1.1.2數據處理

EMS系統自有的狀態估算功能能對備投模型下各廠站上送的遙測、遙信數據進行預處理，不斷檢測線路兩側電流、功率是否平衡，開關、刀閘位置與電流量是否對應等問題，當數據預處理發現有異常的數據，如開關位置不正確，或潮流方向不合理等，會立即閉鎖各自投，并提示系統告警。

1.1.3備投動作邏輯的校核

由于廣域備自投動作改變了原有的供電方式，可能出現備用電源線路過載的情況，廠站端的備自投通過檢測備投動作后的線路電流判斷是否過載，而廣域備投動作則可以通過電網分析功能與判斷廣域備自投動作后是否會出現過載情況，啟動切負荷判據并生成動作指令，比較而言廣域備自投的動作模式對電網的沖擊更小，更能保護相關的一次設備。廣域備自投的切負荷方式可選擇自動方式或人工干預方式，自動切負荷方式是指通過預先設定好的切負荷輪次及過載功率的大小，按輪次直接由EMS系統發出切負荷遙控指令，人工干預方式是指上述切負荷遙控指令發出前，需彈出告警提示窗口，由調度員確認執行切負荷或選擇轉供電方式。

1.2與廠站端安全自動裝置及繼電保護間的配合關系

1.2.1與廠站段母線保護的配合關系

廣域備自投與廠站端母線保護的配合原則如下：

1）目前大部分110kV變電站都沒有安裝母線保護，此種情況下若母線故障，廣域備自投動作，原來開環點的備用電源開關合閘于故障母線，則可由開環點開關保護手合后加速跳閘，快速隔離故障。

2）若鏈式結構變電站安裝有母線保護，且故障點在母線上時，廣域各自投系統在收到廠站端發出的“母線保護動作”信號時，應保證可靠不動作，并對備自投放電。

1.2.2與廠站端線路備自投裝置的配合關系

廣域備自投系統由于綜合判據比較多，各廠站上送的遙信遙測量可能有一定的延時，故廣域各自投的動作時間會比站端線路備自投的動作延后，廣域備自投系統滿足動作條件時，先判斷站端備自投是否動作，沒有動作則由廣域備自投執行全過程動作邏輯，若站端各自投動作成功，則廣域備自投系統判斷是否需要后續動作，需要則生成遙控指令，逐級回復失壓變電站的送電。

1.2.3與廠站端保護重合閘的配合關系

廣域備自投系統動作延時與廠站端線路備自投延時的原則一樣，應大于備投模型下線路開關重合閘時間，并根據保護動作信號，重合閘動作信號及其開關狀態變化情況、電路的遙測量等綜合判斷生產后續的動作邏輯，故廣域備自投系統動作延時應包含上述遙信遙測量上送至EMS的時延。

1.2.4與廠站端安全穩定控制裝置以及低周減載裝置的配合關系

若廣域備自投系統的動作邏輯是安全穩定控制裝置或低周減載裝置動作切負荷觸發的，則廣域備自投系統不應有后續動作，可根據EMS系統收到的安全穩定控制裝置或低周減載裝置的動作信號閉鎖廣域各自投。

1.3雙安全校核功能

廣域備自投系統可以根據動作邏輯直接發遙控指令分合開關，具有一定的風險，完善的安全校核機制是廣域備自投系統正確完成動作序列所必須的。廣域備自投系統具有雙重安全校核功能，第一重安全校核是閉鎖備白投，備自投系統會不斷循環的進行開關狀態判斷，當檢測到備投模型下某個開關狀態異常，包括位置不正確，或測控裝通信異常，不能遙控等問題，則此時校核不通過，閉鎖備自投；第二重安全校核是當廣域備自投系統生成最終的動作序列前，需再一次對動作序列中涉及的開關狀態進行檢查核對，如校核不通過，則閉鎖備自投。所有備自投校核異常的信息都會發出告警信息，告知調度員進行檢查處理，校核通過前，各自投不能充電成功。雙安全校核功能能有效確保廣域各自投系統動作遙控的可靠性和安全性。

2解決問題

中山供電局電網運行方式存在圖1所示的鏈式結構，正常運行時1DL、2DL、3DL、5DL、6DL開關在合閘位置，4DL為開環點，開關在分閘位置，若1M母線故障或線路L1故障，則110kV凱茵站將會全站失壓。

投入了基于EMS的廣域備自投系統后，廣域備自投系統將根據全網的遙信遙測數據綜合判斷，發出跳開2DL，合上4DL的遙控指令，從而避免了110kV凱茵站出現全站失壓的情況，極大提高了供電可靠性。

3基于EMS廣域備自投系統的創新點

1）有效解決鏈式結構下串供路徑上設備發生故障時，可能造成部分變電站全站失壓的問題，極大提高了電網供電可靠性。

2）選定串供變電站后，能自動建模，自動生成充放電條件、閉鎖條件、動作邏輯等，不需人工建模降低了人力成本，也避免了人為失誤。

3）作為EMS系統的子應用，利用EMS系統中原有的電網構架模型、實時遙信、遙測數據，并能基于拓撲網絡分析和算法，自動識別電網運行方式，廣域備自投系統與EMS系統一體化的設計節約了投資成本。

4）雙安全校核功能，不斷校驗需遙控開關，有效確保廣域備自投系統動作遙控的可靠性和安全性。endprint