电力调度运行方式及稳定限额自动匹配系统的设计与实现

符帅

摘要：断面稳定限额是电网安全可靠运行的重要边界条件，电力系统在不同的运行方式下，断面限额会发生相对应的变化。本文提出了一种基于智能电网调度控制系统的运行方式及稳定限额自动匹配系统的设计，通过将运行方式数据电子化，根据实时数据或未来态潮流计算结果分别进行运行方式的动态匹配并进行断面限额的动态调整。介绍了动态匹配的计算过程及系统各项功能。本系统实现了动态智能的限值解决方案，能够根据电网不同的运行方式自动匹配断面的限值，是调度运行的有力辅助工具。

关键词：运行方式；稳定限额；限额自动匹配安全校核

断面稳定限额是电网安全可靠运行的重要边界条件。电力系统在不同的运行方式下，断面限额会发生相对应的变化。特别是随着大规模风电机组等清洁能源的集中接入，使得电网的运行方式复杂多变，导致重要断面的限额经常随着运行方式的改变而变化，严重影响智能告警、发电计划、安全校核等模块的实用性和准确性。在电网出现设备故障或切换运行方式时，如何为调度人员提供准确的越限告警并减少误告，整体提高系统告警的准确性成为急需解决的问题。

1运行方式及稳定限额自动匹配系统设计

1.1系统总体思路

系统基于智能电网调度控制系统平台建设，平台为应用提供统一的模型、数据、CASE、网络通信、人机界面、系统管理等服务。实时态运行方式及稳定限额的自动匹配主要是利用定义的运行方式和断面，以及不同运行方式下的限值，实时根据电网设备的遥信遥测值、设备工况以及电网模型具体的变化情况，完成对当前电网运行方式及相关限额解析。当电网运行方式发生变化时，迅速生成新断面、更新限值，发现越限时产生告警。未来态运行方式及稳定限额自动匹配根据设备检修计划或者预想事故，以电网典型方式为基础进行潮流分析计算确定未来一段时间内断面的运行方式及限值。

1.2实时运行状态下动态限额调整

实时运行状态下动态限额调整是利用已定义的运行方式和断面，以及不同运行方式下的限值，实时根据电网设备的遥信遥测值、设备工况以及电网模型具体的变化情况，完成对当前电网运行方式的自动匹配及相关限额解析。当电网运行方式发生变化时，迅速生成新断面、更新限值，发现越限时产生告警。为满足运行方式自动匹配系统的数据源需求，数据管理模块从智能电网调度控制系统平台、调度信息管理系统（OMS）、调度自动化系统（EMS）等获取各类基础数据，并通过数据校验和格式转换等处理，形成规范、统一的运行方式自动匹配数据源。

系统计算分析所需的数据类型主要包括检修上报数据、调度计划数据、电网运行数据，其数据接口如下：

（1）从调度信息管理系统获取上级调度部门下达的检修计划、各检修工区上报的设备检修任务等检修申报数据；

（2）从检修票管理系统获取设备实际检修时间、检修进度等检修执行反馈数据；

（3）从EMS系统获取电网设备参数、网络拓扑模型、实时状态估计数据和历史运行数据、断面信息等。

1.3考虑检修和预想事故的限额自动调整

考虑检修和电网预想事故的限额自动调整是根据设备检修计划或者预想事故，以电网运行的典型方式为基础进行潮流分析计算确定未来一段时间内的运行方式及限额，计算过程如下：

（1）选择典型运行方式，为未来态电网选择典型的运行方式；

（2）选择检修计划，添加匹配运算中需要考虑的检修计划；

（3）读取断面信息，包括断面包含的设备等；

（4）读取运行方式，读取每个断面的所有运行方式；

（5）运行方式匹配，根据模拟的未来态电网模型的数据，进行潮流计算；

（6）匹配完成，得到每个断面当前的运行方式及限值；

（7）生成E格式文件，将所有断面匹配完成的结果生成E格式文件；

（8）向发电计划发送E文件，提供参考数据。

2运行方式及稳定限额自动匹配系统实现

运行方式及稳定限额自动动态匹配系统，实现了正常方式、断面潮流、设备断开、机组开停、单主变运行等多种运行方式的定义和管理功能，并支持设备间的组合、断面间的组合以及断面混合组合等多种组合形式的断面定义管理功能。

2.1断面管理

包括稳定断面的定义、修改、删除功能。可以按照地区对稳定断面进行分类。稳定断面可由设备组成，也可以由设备和其他已定义断面共同组成，稳定断面定义中具备对象化的设备选择功能，设备类型机组、变压器、母线、开关、刀闸、线路等一次设备及稳控装置、安全自动装置等二次设备。所选设备与电网一二次设备库进行关联。断面属性包括所属设备、断面方向和有功系数等。

2.2运行方式管理

运行方式管理支持同时定义管理多种运行方式的条件，支持正常方式、检修方式等电网运行方式的电子化定义。线路可以选择的运行方式包括正常方式、断面潮流、线路断开、电厂开停及单主变运行。根据不同的要求，在电网运行方式定义中，支持线路+主变等设备间的组合、断面+断面等断面间的组合以及断面+设备等断面设备混合组合等多种组合形式。

每条运行方式定义，可定义的极限包括静稳极限、稳控投入夏季、稳控投入冬季、稳控退出夏季、稳控退出冬季、冬季反向极限与夏季反向极限等。运行方式及稳定限额自动匹配系统提供断面实时运行方式匹配结果的展示功能，采用基于地理信息的可视化组件，为电网运行方式和断面限值的可视化展示提供方便快速的解决方案，能够将当前所有断面的运行方式及限值展示出来，并展示断面的越限情况，实时将当前越限断面在网架接线图中展示出来。

2.3数据接口

该系统需要获取智能电网调度控制系统平台电网模型的QS文件，平台将电网QS文件通过小邮件发送到指定的目录下。系统定时扫描该目录下QS文件是否存在，如果存在则开始实时匹配断面运行方式，匹配完成后删除文件。支持运行方式匹配结果导出功能，可以导出Word、PDF、E文本等多种格式。系统按照一区智能告警的要求将匹配结果生成E格式文件，将匹配结果写入智能电网调度控制系统平台中。将匹配的结果采用E格式文件的形式发送给发电计划系统，发电计划系统可解析E文件并使用匹配结果作为发电计划编排的约束条件。项目建设的运行方式及稳定限额自动匹配系统已在新疆电网投入运行并取得良好效果，有效地支撑了调度部门的工作。系统页面响应速度小于3秒，支持100名用户的并发访问，系统的全年可用率不低于99.9%。

结束语

本项目的开展具有积极的科研价值和工程意义，主要目标是解决在电网运行方式复杂多变的情况下，断面稳定限额不准确的问题，通过对运行方式的自动匹配进行断面限额的自动调整，提供智能告警依据和发电计划编排约束条件，为大电网安全稳定运行提供理论储备和技术保障。

系统设计合理，功能完善，使用方便，支持断面及运行方式数据的电子化，完成运行方式和断面限额的自动匹配，断面越限通过可视化展示功能实时显示。同时，此系统设计具有很好的通用性，可广泛应用在其它电力调度中心智能电网调度控制系统中。

参考文献：

[1]罗彬，刘本希，王健，程春田，吴琛，杨浚文.网省地一体化电网运行方式可视化交互策略及实践[J].电网技术，2016，40（10）：3228-3235.

[2]乌云其其格.电网运行方式综合管理浅析[J].科技资讯，2013（09）：145-146.

[3]叶剑，王伟红.电网断面热稳定限额的计算[J].电力与能源，2014，35（03）：302-304．