SCADA/EMS应用软件在电力系统的应用

　　随着我国电网自动化水平逐步提高、城乡电网改造的力度加大，目前我国地区调度自动化系统逐渐由原来单纯的SCADA系统向SCADA/EMS系统转变。但是由于地调普遍存在专业结构不尽合理、人员配置相对薄弱、规范制度尚不完善的现象，故造成SCADA/EMS系统的运行维护工作出现一定的被动。作为一个普通的系统管理员，笔者希望能谈一谈本人的一些实际经验。

　　高级应用软件的基本功能包括网络拓扑、状态估计、调度员潮流、负荷预计等。它主要通过对电力系统的各种基础数据和实时信息进行分析与决策以提高控制质量和改善运行的经济性、安全性。高级应用软件的投入运行能够逐步提高调度、方式及远动人员对电网的分析掌握能力，同时也必将为地级调度进一步走向电力市场，推行经济调度做出贡献。国电公司也意识到高级应用软件的必要性和巨大的发展前景，因此在创一流考评中，高级应用软件的实用化也是必备条件之一。

2.　应用情况介绍

　　湘潭电业局调度自动化主站系统采用的是东方电子的DF8002系统，基本配置为双服务器、双网。网络采用100/10M双以太网，服务器采用四台Digital Alpha服务器，分别用于实时数据采集、历史数据处理。其中高级应用服务器可由用户定义，定义时可任意选取在线计算机。操作系统采用工业标准的UNIX操作系统Tru64-4.1，历史数据库采用大型通用关系数据库管理系统Oracle 8.1.7。

　　具体的SCADA/EMS系统应用软件功能模块如下图[1-2]：

　　从我局的实际运行情况来看，近期指标如下[1,5]:
　　状态估计:

　　负荷预计:
　　

　　潮流计算:

　　可以看出，我局的高级应用软件运行稳定，技术指标均达到国电公司“地区电网调度自动化系统应用软件基本功能实用要求及验收细则（试行）”的高档要求。

3.　实际经验

　　具体分析，可以总结出以下几点经验:

　　3.1 SCADA部分是整个高级应用软件的基础

　　应该说，基础数据和实时信息的准确性对高级应用软件的稳定运行至关重要。因此在高级应用软件实用化过程中，SCADA系统的检修维护、消缺管理也必须加强，否则就是空谈。盲目的追求高级应用软件的发展而忽视SCADA系统的管理工作只会适得其反。

　　从运行实际来看，电网联络线的潮流、变压器档位及主网的开关刀闸位置对高级应用软件的影响最大。我局SCADA部分工作相对扎实，信息量较全，同时采用了数据投影系统，对相关的开关刀闸信号十分重视，明确规定由调度员对以上信号进行对位，以确保调度的安全可靠。这些都有力保障了高级应用软件的稳定运行。这部分工作应结合当前电力系统的无人值班工作同步开展，这样即可避免无人值班改造过程中信息量采集的盲目性，又可最大限度的提高变电站缺陷的消除率。

　　当然，网络拓扑和状态估计既依赖于SCADA系统，又对SCADA系统具有一定的监视指导作用。自2001年12月试运行以来，通过高级应用软件已发现遥测、遥信缺陷共计13处，其中大部分为一些难以轻易识别的错误数据。例如: 2001年1月23日，发现霞城变502、504开关遥测状态估计误差较大。第二天，到现场却发现现场盘表和主站数据一致，通过检查并结合相关变电站（茶园变）对侧开关526和霞城变504、510开关负荷情况认定502、504开关的CT变比有误（由600/5改为300/5和200/5），更改主站系数后即恢复正常。由此例可以看出，由于现场盘表和主站系统均采用错误的CT变比，导致多次巡视无法发现遥测问题，即使在二次侧测量电流也无法作出正确判断，但高级应用软件可以经过全网拓扑的结果提出具有一定价值的参考，避免了以前由人工逐个计算各变电站的负荷平衡。这样即可有效的发现问题，又大大减低了远动维护人员的工作强度。

　　3.2实用化是重点

　　高级应用软件从某种角度来说是调度指挥辅助系统，目前在地调刚刚开始普及，因此在实用方面有一定的难度。但是我们也必须看到只有在实际日常使用中才能真正发现问题，解决问题。如何结合本地区实际并在不断摸索中促进实用是高级应用软件的重点。

　　例如我局的负荷预计工作，一直以来在湖南省名列前茅，刚开始高级应用软件试运行时，对原有的工作方式和流程肯定是一种冲击。在运行初期，由于各种原因，预计的准确率还有所下降。但是抱着实用化的决心，通过负荷人员、远动人员的相互交流、协调，逐步完善了负荷预计的部分不足，解决了数据的自动传输、统计问题。特别是在我局的限煤压电过程中，负荷人员还根据省局下达的每日电量，结合预计结果，对部分数据进行调整、修补，使负荷预计工作又迈上了一个新的台阶。

　　3.3制度和人员是手段

　　在高级应用软件的实用化过程中，单凭个人或厂家的努力是不够的，因此有必要制定有效的管理制度并明确相关的负责人员。对此，国电公司“地区电网调度自动化系统应用软件基本功能实用要求及验收细则（试行）”[3，4]上也有明确的规定，具体如下:

　　3.3.1应有完整的基本功能设计、使用维护手册和验收资料;

　　3.3.2应至少配备两名具有电力系统和计算机专业知识的本科生及以上人员负责系统的日常维护;

　　3.3.3应制定相应的使用管理规定，内容包括: 各专业的职责、工作界面，系统正常运行的使用、维护和管理考核办法等;

　　事实证明，我局通过制定《湘潭地区电网调度自动化系统应用软件运行管理办法（试行）》并严格考核执行，有效的加强了各专业的配合联系，加快了实用化的进度。

4.　存在的问题和不足

　　当然，在我局的运行使用过程中也存在一定的问题和不足，相信这些问题在各地级调度有一定的普遍性。具体如下:

　　4.1非调度对象的数据准确性

　　对于地级调度，一些重要的主网开关并不是调度对象，故这些开关的实时数据的准确性难以保证。以我局为例，220KV变电站的自动化设备虽然是地调维护范围，但由于其220KV的母线、开关均属中调调度，致使地调调度人员不了解也不关心220kV的具体运行方式，于是一些无实时量的信息（例如: 部分220开关的刀闸和主变档位）就存在无人关注的问题。同时高级应用软件对这些220KV的开关和刀闸要求却相当高，这样就会出现潮流计算不收敛的情况。[1-2]

　　2002年二月，茶园变电站麻茶I线608开关的两侧刀闸均断开（实际为合），未进行人工对位，导致高级应用软件潮流计算不收敛，状态估计也出现大量的数据不合格。经过仔细检查才解决。茶园变电站的自动化设备已是十年前的产品，类似情况已出现过多次，而且相对较隐蔽，给应用软件的运行维护带来一定的困难。

　　推而广之，对于一些无功数据和档位数据，由于关注的层面较少，检修和消缺的难度大，常常会造成一定的影响。这类问题短期内难以从根本上解决，但随着220kV变电站的无人值班改造和自动化设备的升级，如果提早加以重视，在设计时充分考虑各类信息量，相信可最大程度的改变当前的被动局面。

　　4.2信息量不全

　　由于近几年变电站无人值班工作开展较快，在此过程中，部分变电站的信息量采集不全，从而导致高级应用软件发生误判断。如霞城变，由于考虑无人值班只需监视开关电流，几乎所有的开关均未采集有功、无功。同样的情况，马家岭、野鸭坡均一定程度的存在。

　　通过运行发现，在简单的运行方式下，部分信息量不全对整个高级应用软件并无明显的影响。如野鸭坡在一主一备（1号主变主供）运行方式下，状态估计仅仅显示510的有功、无功为坏数据（因510未采集有功、无功），而其他数据并无问题。

但是，在相对复杂的方式下，问题可能就大的多。举例来说: 马家岭变电站在两台主变高压侧并列运行（1号主变主供35kV，2号主变主供10kV）时，由于主变无有功、无功数据，其部分结果如下表:

　　由上表可看出，由于510、520 无有功、无功数据，导致高级应用软件误认为310应为“合”位置，且遥测数据也有一些受到影响。在发现问题后，增加510、520 的有功、无功计算数据（由电流计算）后，部分结果如下:

　　从此可明显看出，各遥信遥测均满足要求，在状态估计考核表中，不良数据也由12个下降到了6个。另外加入无功数据也使马变10kV电压也满足了考核要求。具体分析，当510、520 无有功、无功数据时，系统通过1号主变三侧计算出310开关应为合并带负荷11.95（510和410负荷之差），同时通过综合计算得出的320的遥测也不对。

　　通过上例表明数据不全对高级应用软件具有相当的影响。

　　4.3电压无功数据的问题

　　电压无功数据的准确性是高级应用软件的难点之一，因为它们不但与线路潮流有关，还与系统电压水平、设备参数密切相关，同时无功量测的普及率和精确度和有功量测相比均有一定的差距。当然从维护的角度来看，最主要的是维护人员对电压无功没有直观的认识，无法直接判断数据的正确与否。

　　我局SCADA/EMS系统高级应用软件试运行以来，坏数据中有80-90%的是电压、无功数据，其中电压坏数据大多是无功数据造成的影响，也有部分是现场PT精度不够导致。而无功数据即使出现符号反向，也必须广泛核实才能确认。因此解决的困难很大。如果有条件，逐个厂站的核实、校验才能有效的解决问题。

　　4.4统计分析需加强

　　应该说，高级应用软件中的统计分析尤其重要，在统计分析过程中，不但能有效的发现问题，而且对整个系统的指导意义也非常明显。在高级应用软件运行过程中，电网是实时变化的，每天每月的情况并不一样，如果没有固定的统计报表和分析会，许多问题将在不知不觉中发生、消亡，最后也将导致运行维护人员的茫然和盲目。

　　因此，我们建议应每月针对高级应用软件的运行召开一次各专业参加的协调分析会，拿出报表和反馈情况。

5.　结语

　　总体来说，高级应用软件牵涉到自动化基础建设、通信质量、调度方式检修管理、人员素质等多方面。它是一个综合工程，而它的运行质量和实用化水平也直接体现一个电业局的综合实力。相信在我国加入WTO的大环境下，随着电力科技的不断发展，高级应用软件在地调的应用必将逐步完善，在此也希望各位良师益友能互相交流探讨，争取更大的进步。

参 考 文 献
　　1.周全仁编著，现代电网调度自动化系统及基础应用软件，湖南电力调度中心、湖南省计算机用户协会，2001。
　　2.周全仁、张清益编著，电网分析与发电计划，湖南科技出版社，1996。
　　3.周全仁主编，电力调度技术标准第一、二、三、四、五分册，中国电力出版社，1999。
　　4.湖南电力调度中心，湖南省地区电网SCADA/EMS技术功能规范2000。
　　5.于尔铿、刘广一、周京阳等著，能量管理系统（EMS），科学出版社，1998。