電力調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件的維護

國網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司 陳憶瑜

1 引言

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)在運行中需要依賴于高級應(yīng)用軟件功能的支持。高級應(yīng)用軟件可以促使電力調(diào)度自動化系統(tǒng)有效接收電力系統(tǒng)運行參數(shù)、狀態(tài)等信息，并在相關(guān)模式下可以深入剖析電力系統(tǒng)的狀態(tài)，幫助調(diào)度工作人員有效預(yù)測、分析、控制電力系統(tǒng)未來運行趨勢，處理當(dāng)下運行故障問題。高級應(yīng)用軟件在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行中發(fā)揮著重要的作用，需要人們加強重視，切實保護高級應(yīng)用軟件的安全和可靠性，明確維護方法和技巧，從根本上保證高級應(yīng)用軟件性能和功能良好。

2 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件概述

當(dāng)前我國電力調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件主要采用東方電子系統(tǒng)，該系統(tǒng)借鑒了國外系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法，并結(jié)合了當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息處理技術(shù)、組件技術(shù)等。在符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)軟件工程規(guī)范、項目管理基本原則等開發(fā)設(shè)計了該綜合軟件。另外，電力調(diào)度系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件應(yīng)用程序可以為電力系統(tǒng)狀態(tài)估計提供數(shù)據(jù)依據(jù)，便于調(diào)度員根據(jù)潮流模塊進行計算，以此分析出現(xiàn)路、變壓器電力、母線電壓等數(shù)據(jù)信息。

3 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件的維護關(guān)鍵點

3.1 明確維護目標(biāo)

在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行中需要根據(jù)國家電力調(diào)度中心相關(guān)細則、標(biāo)準(zhǔn)、要求等應(yīng)用高級軟件以此維護系統(tǒng)運行中的各個功能模塊，比如網(wǎng)絡(luò)拓撲、狀態(tài)估算、調(diào)度潮流、負荷檢測等，以此發(fā)揮高級應(yīng)用軟件的作用，更好地為調(diào)度員開展調(diào)度工作服務(wù)。

3.2 系統(tǒng)配置

在進行系統(tǒng)配置時需要遵循電力調(diào)度自動化系統(tǒng)本身的運行規(guī)律、設(shè)計原則、基本特點、功能模塊等進行科學(xué)配置。

具體包括運行環(huán)境配置、網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)配置、目錄信息配置、進度配置、用戶和功能配置等。以上配置是緊密相連的，如果有一方存在措施，則會直接影響電力調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件的啟動、功能的發(fā)揮，最終影響自動化系統(tǒng)的維護和運行[1]。

3.3 初期建模

在進行PAS 系統(tǒng)設(shè)計前需要先進行建模，在建模時主要將電網(wǎng)內(nèi)各元件的電氣信息錄入系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中，以此為高級應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)分析、計算等提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

在調(diào)度自動化系統(tǒng)圖庫模型中，也可以將PAS系統(tǒng)和SCADA 系統(tǒng)進行結(jié)合，通過數(shù)據(jù)共享平臺進行繪圖和建模，在此平臺下可以創(chuàng)建靜態(tài)模型，便于精準(zhǔn)計算數(shù)據(jù)信息。PAS 系統(tǒng)和SCADA 系統(tǒng)有一定的不同，PAS 系統(tǒng)維護性能強，對此在進行繪圖和建模時需要遵循規(guī)范要求。

3.3.1 設(shè)備定義入庫

在SCADA 系統(tǒng)中各開關(guān)、刀閘信號完整，但是電網(wǎng)設(shè)備信號還有待改進，PAS 系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)要求不同，需要確保任何一種新設(shè)置的元件、廠站設(shè)備參數(shù)等都需要全部輸入到PAS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，對于SCADA 系統(tǒng)內(nèi)的元件則不需要輸入。其主要是因為PAS系統(tǒng)如果設(shè)備參數(shù)信息不完整，則無法創(chuàng)建基于全網(wǎng)的模型，也無法發(fā)揮PAS系統(tǒng)模塊計算功能，因此需要及時將各種線路、變壓器、電容、電抗等電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)完整錄入其中。但是在此過程中需要做好以下工作：對于變壓器的高、中、低端電壓等級需要確保正確；對于不同開關(guān)刀閘需要根據(jù)其工作性質(zhì)和用途進行選擇；在聯(lián)合各個線路時需要保持方向一致，遵循現(xiàn)場實際情況及時調(diào)整設(shè)備參數(shù)，以此確保PAS系統(tǒng)各個功能模塊都可以正常工作。

3.3.2 設(shè)備串接

單個設(shè)備無法自動工作，需要進行串接組網(wǎng)才可以有效啟動、運行，當(dāng)前電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是基于圖庫一體化的系統(tǒng)，一般通過接線圖繪制、圖模創(chuàng)建就可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息對設(shè)備進行串聯(lián)。

對此，在系統(tǒng)維護時也需要先從接線圖繪制、圖模創(chuàng)建開始，以此確保組網(wǎng)順利，在此過程中需要遵循以下幾點要求：設(shè)備之間在串聯(lián)時需要有連接線，該連接線需要保持平直；連接線避免有焊點，如果有焊點需要錯開使用，禁止使用有多個焊點的連接線，以此確保設(shè)備可以正常、順利連接；在啟動復(fù)制功能時，需要單獨使用，避免影響其他設(shè)備功能；如果設(shè)備代碼、串聯(lián)出現(xiàn)了措施，則需要重新串聯(lián)、計算、分析。

3.3.3 測量和設(shè)備的連接

在SCADA 系統(tǒng)中，測量模塊一般需要通過界面顯示出來，便于調(diào)度員有效監(jiān)測系統(tǒng)運行情況，但是在PAS系統(tǒng)中，測量模塊需要和設(shè)備進行連接才可以精準(zhǔn)測量、計算。

一般情況下需要通過以下幾點做法對設(shè)備關(guān)聯(lián)情況進行測量。首先，在繪圖時先需要選擇設(shè)備映射側(cè)進行測量。比如，在設(shè)備母線上映射主要是母線電壓，在主變模塊上映射主要是檔位，在進出線開關(guān)上映射主要是有功和無功電流。其次，在具體測量時還需要遵循相關(guān)原則，例如進負母線、出正母線[2]。

3.4 模塊維護

在維護模塊時需要依據(jù)PAS 系統(tǒng)模塊功能進行維護，并通過PAS系統(tǒng)計算結(jié)果分析系統(tǒng)狀態(tài)，以此幫助調(diào)度員精準(zhǔn)、及時了解電力系統(tǒng)的故障情況，便于通過計算結(jié)果進行決策，最終為自動化維護提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，按照規(guī)范步驟操作。

3.4.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲

網(wǎng)絡(luò)拓撲是PAS 系統(tǒng)分析計算功能的前提條件，想要有效維護網(wǎng)絡(luò)拓撲模塊就需要先分析系統(tǒng)設(shè)備帶電情況，根據(jù)數(shù)據(jù)評估網(wǎng)絡(luò)拓撲模塊的是否異常。

比如，分析網(wǎng)絡(luò)拓撲模塊信息出現(xiàn)受阻情況可以顯示出電力系統(tǒng)中電網(wǎng)設(shè)備的類型、用途、帶電量情況等。在分析數(shù)據(jù)后需要檢查電力系統(tǒng)設(shè)備的帶電情況。如果帶電效果不佳，則需要檢查母線的平衡運行狀態(tài)，檢查母線配色情況，檢查潮流圖和全網(wǎng)圖的連接關(guān)系，以此根據(jù)檢查結(jié)果進行維護。如果部門模塊設(shè)備帶電量不符合要求，則需要檢查供電線路開關(guān)刀閘位置移動情況、分合狀態(tài)等，以此及時修正，且還需要檢查不帶電設(shè)備的線路組關(guān)系，檢查各個元件和代碼的編號是否符合標(biāo)準(zhǔn)，以此根據(jù)實際特點進行修正。如果設(shè)備帶電正常則可以判斷出網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)也正常，此時就可以開展下一個維修工作[2]。

3.4.2 狀態(tài)估計

狀態(tài)估計可以在應(yīng)用高級軟件計算功能時便于創(chuàng)建實時數(shù)據(jù)模型圖。狀態(tài)估計主要依據(jù)SCADA系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)進行計算，先給出一個科學(xué)的運算方法后，對SCADA 系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)進行測試、驗證，在此過程中會出現(xiàn)一些異常的遙測信點。

比如，狀態(tài)估計模塊中的量測檢測，可能會檢測出一個錯誤信息，母線不平衡信息、支路不穩(wěn)定信息等。根據(jù)該信息提示，維護人員直接可以檢查系統(tǒng)總體運行情況，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行處理，以此得出最終的判斷。在完成狀態(tài)估計后還需要對檢測狀態(tài)估計是否集合、考核結(jié)果是否正確，具體步驟為：當(dāng)狀態(tài)估計不集合、考核結(jié)果不準(zhǔn)確時，先需要分析設(shè)備迭代信息，判斷線路有功和無功差異最大的位置點，根據(jù)該點位修正設(shè)備參數(shù)信息異常、測量偏差、開關(guān)刀閘位置錯誤等情況。還需要對測量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性、異常數(shù)據(jù)進行分析、處理，及時調(diào)整不合理的參數(shù)信息等，最終糾正。

3.4.3 負荷預(yù)測

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的可靠運行，還需要時刻預(yù)測負荷情況，把握負荷變化特點。針對性地在電網(wǎng)運行的過程中進行維護，并根據(jù)電網(wǎng)運行信息創(chuàng)建負荷預(yù)測模型。該方法雖然簡單有效，但是無法在電力系統(tǒng)運行中發(fā)揮實際作用，對于獲取參數(shù)信息沒有實際用途，這是軟件本身的缺點導(dǎo)致的[3]。

4 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件的應(yīng)用

當(dāng)部分設(shè)備帶電不穩(wěn)定時，還需要檢查其開關(guān)閘位置、狀態(tài)，如果位置發(fā)生了變化，狀態(tài)不穩(wěn)定，則需要確定連接是否到位，以此第一時間修正。且還需要檢查設(shè)備元件編號和代碼的準(zhǔn)確性，便于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及時修正。另外，在具體檢查的過程中如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備帶電正常，則說明模塊網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)良好，便于進行下一個階段的維修。

4.1 創(chuàng)建模型圖

依靠電力調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件可以根據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)創(chuàng)建模型圖，并根據(jù)SCAD 系統(tǒng)中的遙信數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)計算，以此確保模型圖完整、準(zhǔn)確，符合標(biāo)準(zhǔn)，且通過該系統(tǒng)也可以對遙信數(shù)據(jù)進行校驗。

在系統(tǒng)中有不同的遙信點，比如通過電力調(diào)度系統(tǒng)狀態(tài)模塊的量化檢測可以發(fā)現(xiàn)母線不平衡、數(shù)據(jù)異常、支路不穩(wěn)定等信息，此時系統(tǒng)的遙信點就會不準(zhǔn)確，需要工作人員及時檢查、維護系統(tǒng)，通過分析、判斷確保狀態(tài)良好。

在狀態(tài)模塊維護結(jié)束后，需要對狀態(tài)模塊的考核記錄、運行參數(shù)、估計等進行檢查，以此確保最終的結(jié)果符合要求。當(dāng)在檢查的過程匯總發(fā)現(xiàn)模塊估計和考核結(jié)果不準(zhǔn)確，則需要對其迭代信息進行檢查，查看其有功或者無功情況，便于有效處理各種異常和故障數(shù)據(jù)信息，最終發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常的設(shè)備。在此過程中需要對開關(guān)刀閘位置、模型不平衡狀態(tài)進行測量和判斷，便于對各種錯誤信息進行處理，如果考核結(jié)果正常，則可以進入下一個工作中。

總之，在PAS 系統(tǒng)下其應(yīng)用模塊具體包括潮流計算模塊和短路計算模塊，對于前者的維護先需要檢查模塊的負荷分布，再次進行潮流計算。如果發(fā)現(xiàn)有偏差，比如開關(guān)刀閘位置不當(dāng)、負荷分配不均勻、設(shè)備參數(shù)異常等，則需要及時修正模塊負荷參數(shù)分布、負荷收攬等。

對于后者計算模塊的維護重點從外網(wǎng)等值機組檢查、設(shè)備阻抗檢查、系統(tǒng)運行方式檢查等，以此準(zhǔn)確判斷出開關(guān)刀閘的位置、設(shè)備的阻抗、機組的錯誤信息等，最終保證其都恢復(fù)到正常的狀態(tài)[4]。

4.2 調(diào)度員仿真培訓(xùn)

為了有效提高調(diào)度員的能力，有效應(yīng)用高級軟件，更好地對系統(tǒng)運行故障、異常、錯誤等情況進行維護和修正，還需要提高調(diào)度員的調(diào)度能力、業(yè)務(wù)能力，對此需要對調(diào)度員進行仿真培訓(xùn)，促使調(diào)度員通過模擬電網(wǎng)靜態(tài)線路反應(yīng)、事故發(fā)生過程、處理過程等。

在后期真實的維護中可以更好地根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進行操作、處理、解決，最終熟練操作軟件各個功能模塊等。另外，在軟件模塊下，調(diào)度員也可以進一步分析、創(chuàng)新電網(wǎng)的運行方式、繼電保護裝置特點等，以此提高電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的整體性能。

5 維護實例

5.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲故障處理案例一

5.1.1 問題分析

網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)色度不正常，變電站顯示出灰色，變電所進出線負荷為零。

5.1.2 問題檢查

根據(jù)供電路徑，對不同的變色線路條數(shù)、電壓、來電兩側(cè)沙場等進行檢查。變色的沙場1 和2本身的負荷原本顯示出了一定的負荷，但是在狀態(tài)估計后期有功和無功顯示為零，則可以顯示出狀態(tài)估計失誤。檢查沙場其他線路設(shè)備的連接情況、測量設(shè)備和線路的關(guān)聯(lián)情況、檢查兩側(cè)開關(guān)刀閘和線路的過渡情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)連接均不符合要求。

5.1.3 問題處理

使用繪圖軟件對沙場變色線路兩側(cè)開關(guān)刀閘位置和線路進行連接，并對網(wǎng)絡(luò)拓撲重新計算，最終確保所有的進、出線都可以正常帶電、供電，確保網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)處于正常狀態(tài)[5]。

5.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲故障處理案例二

5.2.1 問題分析根據(jù)軟件分析測量組檢測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)變電站工作母線進出功率存在異常情況。

5.2.2 問題檢查

對變電站設(shè)備的聯(lián)絡(luò)線靜態(tài)有功、無功對側(cè)帶電進行檢查，其聯(lián)絡(luò)線路不符合標(biāo)準(zhǔn)，有功數(shù)值不一，雖然母線功率平衡，但是和實際情況不符，則可以得出線路的信息采集裝置出現(xiàn)故障。對線路有功在完成設(shè)置后進行狀態(tài)估算，結(jié)果顯示進出母線功率不平衡，對變電所內(nèi)的進出線有功主線的變功數(shù)值進行和計算，其正和負相同，根據(jù)相關(guān)原則發(fā)現(xiàn)主變有功符號存在問題，結(jié)果顯示主變性有功方向設(shè)置不當(dāng)，最終導(dǎo)致變電所內(nèi)母線進出功率不一致。

5.2.3 問題處理

對變電所主變有功進行重新設(shè)置，并對狀態(tài)估算進行分析，結(jié)果顯示其工作母線進出功率已經(jīng)達到了平衡狀態(tài)。

根據(jù)相關(guān)原則發(fā)現(xiàn)主變有功正負已經(jīng)正常，并對變電站其他設(shè)備主變有功方向、符合等進行檢查，對于相似的問題需要及時維護、修正。另外，在具體檢查的過程中，工作站內(nèi)人員還需要加強和維護人員的練習(xí)，共同處理靜母線的信息采集裝置的故障問題。

6 應(yīng)用問題

通過對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件的維護經(jīng)驗和研究進行分析、總結(jié)、評估，可以有效為后期電力企業(yè)開展相關(guān)工作提供依據(jù)，但是在具體情況下也發(fā)現(xiàn)了較多的問題。

6.1 在實際狀態(tài)估算的過程中出現(xiàn)不集合的問題

一般情況，導(dǎo)致電力系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)電容器容量不達標(biāo)的問題，其主要原因是錄入?yún)?shù)不正確。如果此時廠站都沒有精準(zhǔn)測量出其不適合的情況，則電網(wǎng)維護人員也無法從迭代信息中進行分析、判斷。

6.2 調(diào)度員潮流不集合問題

如果線路或者變壓器參數(shù)不準(zhǔn)確，則會導(dǎo)致狀態(tài)計算結(jié)果和實際運行數(shù)據(jù)存在較大的差距。一般情況下，如果遙測信息不完整，也會導(dǎo)致回流、潮流等計算結(jié)果不符。

6.3 設(shè)備狀態(tài)問題

如果無法準(zhǔn)確判斷出電容器開關(guān)、雙母線開關(guān)、遙測裝置的狀態(tài)和位置，就需要技術(shù)人員和維護人員及時檢查，以此確保設(shè)備狀態(tài)良好、位置準(zhǔn)確。

6.4 故障情況下無法人工操作問題

等值母線連接設(shè)備需要設(shè)置專門的開關(guān)，比如等值負荷、等值機等，確保其在故障情況下也可以通過人工操作進行設(shè)置。

6.5 開關(guān)安裝問題

如果接線圖潮流數(shù)據(jù)和調(diào)度員采集的潮流數(shù)據(jù)部分和開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)不一致，表明斷路器和專用開關(guān)安裝不正確，需要及時檢查。

6.6 信息輸入問題

拓撲結(jié)構(gòu)色度和功能模塊需要通過SCADA 系統(tǒng)進行連接和啟動，并將其信息輸入到數(shù)據(jù)庫中，且根據(jù)斷路器、隔離開關(guān)狀態(tài)發(fā)現(xiàn)活島信息。

7 結(jié)語

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件是調(diào)度人員進行電力資源調(diào)度和電力系統(tǒng)運行維護必不可少的工具，其可以為調(diào)度人員和維護人員工作提供技術(shù)支撐。在新時期下，人們對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能提出了新的要求，對此需要工作人員系統(tǒng)化地掌握高級應(yīng)用軟件操作方法和技能、專業(yè)知識、維護方法等，以此有效應(yīng)用各種軟件，以此確保電力調(diào)度自動化系統(tǒng)穩(wěn)定運行。