1　系统概况　　湖北电网EMS是引进ABB公司的SPIDER系统，它采用双以太网的客户服务器系统结构，知足散布式、开放性的要求。硬件设置装备摆设由4台RCS300前置机(可配128套Modem)、2台SCADA服务器、2台EMS服务器、3台调剂员工作站、2台通讯工作站、1台开发工作站、1台便携式远方工作站、1台报表打印工作站、6台打印机、1台年夜屏幕背投式投影仪、1台GPS和DEC网络交换机等装备组成。今朝SCADA部门已接进厂站92个，可顺应ABB的RP571规约、国标CDT和CDT分歧版本的规约，与网调实现计较机通讯，并可向MIS和模拟盘转发数据。今朝网络规模为：外部网4个，地域子系统18个，负荷119个，发机电93台，母线449条，线路161条，其中省间联络线12条，变压器93台，远丈2677个，计较4490个，远信3990个，其中开关1017个。　　EMS的运用功能分为四年夜部门：发电控制，网络监视,平安分析评估和生产计划。凭据合同，湖北电网EMS的功能分为TYPE1和TYPE2两类。对于TYPE1的功能，ABB要负责现场调试和验收，包括发电控制部门的自动发电控制(AGC)功能、经济调剂(EDC)功能、网络活络度分析(NS)功能，网络监视部门的实时数据快照(SNP)功能、状态和模拟的批改(SAR)功能、网络拓扑(NMB)和动态着色(DNC)功能、母线计划(BSK)功能、状态估(SE)功能和网络参数更新(NPU)功能。对于TYPE2的功能，ABB只负责到出厂验收。现场调试由自己完成，包括生产计划部门的短时间负荷预计(SLF)功能、机组组合(UC)功能和平安分析评估部门的静态平安分析(SA)功能、调剂员潮水(DPF)功能。　　EMS运行数据库为AVANTI实时数据库，运行响应速度快。提供给用户的数据工程工具(DE)采用的是Oracle关系数据库，其界面清晰，便于用户数据的维护治理。电网模子按条理界说，共分为5个条理。数据界说采用了预界说数据类型的方式，即凭据分歧装备或元件类型，预先做好数据块类型界说，在界说电网模子时只需选择响应数据块类型就可完成所需数据的填写。数据库生成时，完成Oracle数据库到AVANTI实时数据库的数据转换，将用户数据转换为分歧运用功能所需要的关系和花式类型。这类工作方式保证了电网模子数据的一致性，效率高，可避免工钱毛病。　　在人机界面上，全数使用一样的厂站单线图、图、系统潮水图，调剂员可以选择分歧的运用功能在画面上显示分歧来历的数据。在正常显示方式下，先显示SCADA实时收集的数据，假设状态估分辨出了坏数据，则用状态估的成效自动取代SCADA数据显示，保证给调剂员提供利便的界面。　　各类功能模块由EMS软件监管系统治理。监管系统可肯定运用序列的方式、运用模块的投进状态，监视功能模块的运行状态(关闭状态、初始化状态、启动豫备状态、请求执行状态、正在执行状态、闭锁状态、超时状态、执行完成状态、遏制状态)，界说运用模块的启动方式(手动启动、事务启动、周期性启动、统计启动)和执行方式。2　功能运用2.1　发电控制部门2.1.1　AGC功能特点　　AGC控制模式中，定频率控制(CFR)既可按电网额定频率，又可以按调剂员设定的计划频率曲线运行。定联络线净交换功率控制(CNI)既可以按调剂员设定的联络线净交换值运行，又可以按96点的交换功率计划(网供鄂计划)曲线运行。联络线误差控制(TLB)可综合斟酌以上身分。具有时间误差校正、电能了偿控制和生产成本计较功能。　　湖北电网AGC除静态经济调剂功能外，还具有超前AGC功能。即超短时间负荷预计和动态经济调剂功能。即预计下一小时每5min距离的负荷，用预计的成效化下一周期AGC控制的基点功率，提早对发机电进行调整，当系统的负荷发生变化时，发机电出力能实时知足负荷变化的要求。动态经济调剂功能提高了发电控制的水平，使AGC具有预见的能力。2.1.2　网络活络度分析与经济调剂　　网络活络度分析综合斟酌电网负荷和联络线交换功率运行水平对活络度分析的影响。使经济调剂计较充实斟酌各类运行条件下网损的影响。经济调剂能对采用夹杂燃料机组的多条运行曲线进行处置，采用小鸿沟调剂成本的算法进行求解，它比一般的等微增率计较方式顺应性要强。2.1.3　AGC工作运用情况　　1998年头，连系湖北电网的现状与从此成长制定出湖北电网AGC的实施方案。从电厂的根蒂根基工作到调剂端AGC软件的调试，从通道建设到RTU接口装备改造，在资金放置和时间配合上都做了具体计划。经过调剂、电厂和装备制造厂的配合起劲、紧密亲密配合，完成了与黄龙滩水电厂（90MW×2）和汉川火电厂（300MW）AGC联调工作，可调容247MW，占系统直调容的6.39％，实现了湖北电网AGC零的突破。1998年7月起头正式投运，1999年2月经由过程网调组织的AGC功能验收。　　1999年计划对青山、汉川、鄂州、襄樊电厂的6台300MW机组的AGC功能进行调试，扩年夜湖北电网AGC可调容，出台AGC治理法子，提高湖北电网的AGC运行和治理水平。2.2　生产计划部门2.2.1　负荷预计　　负荷预计按工作日和节沐日来区分负荷类型，斟酌天气温度对负荷的影响，采用综合平均移动的自动回回算法。预计未来10d每24h的负荷，并具有负荷预计误差的在线监视功能。这类方式的特点是能够凭据负荷的特征，自动批改负荷预计模子的参数，使预计成效准确性不竭提高。　　天气对负荷有较着的影响，在负荷预计的模子和数据库的界说中均斟酌了天气问题。这需要收集全省每一个负荷点确当地温度，今朝仍采用人工输进温度数据的法子。要使负荷预计的参数能顺应湖北电网的负荷特征，到达准确的预计成效，在温怀抱的收集上还要做实用化的工作，并需一段时间进行模子参数的自顺应批改。2.2.2　机组组合　　机组组合凭据负荷预计成效和机组的启停费用、运行燃料费用、维护费用，并斟酌机组增减负荷的时间和速度限制、旋转备用和燃料约束，采用拉格朗日松懈法，运用动态计划技术，肯定下周的机组组合放置。与先顺序法相比，求解的效果好。　　在湖北电网经济调剂和机组组合模块中，机组经济运行参数都是用响应的费用来计较的。因缺少要经由过程机组的实验才能丈计较到的各类费用数据，今朝在软件调试中使用的参数均给定为典型参数，还没有实用化。在生产计划编制中进行机组的化组合，进行经济调剂工作，若何与今朝电力工体系体例改造，实现厂网分手，展开电网商化运营，竞价上网工作的现实情况连系起来，建立电力市场化调剂系统是下一步工作要解决的重要课题。2.3　网络监视部门2.3.1　实时数据快照、数据批改、母线计划和网络参数更新　　EMS数据使用的先顺序是：调剂员设定的数据，实时数据，运行经验数据，DE界说的补缺值数据。经验数据是将负荷、电压、变压器抽甲等电网运行参数依照春夏秋冬分歧季节、分歧的工作日和节沐日、天天分歧的时段(1h～24h可调)进行持久堆集、批改获得的。能代表装备的一般运行状态。　　当数据批改(SAR)模块检测到测标志位，暗示没有更新的实时数据，也没有人工设定数据时，就取经验数据作为丈使用。这样当RTU故障或通道欠亨没有实时数据时，EMS仍可以获得合理的数据。母线计划(BSK)包括负荷计划、发机电计划和调理计划3部门。负荷计划是在需要的时辰，将系统负荷按网络参数更新(NPU)模块统计出的负荷分配系数分到每一个负荷。负荷的分配系数有3个条理：湖北全省负荷→各地域负荷→变电站负荷组→负荷。　　每次状态估(SE)计较完后，NPU自动更新网络参数，为以后的数据批改功能堆集经验数据。2.3.2　网络拓扑　　网络拓扑凭据开关刀闸状态肯定整个电网的毗连状态，并具有开关状态与其正常状态的比力、远信不更新状态的检查、装备退出运行监视、带电装备的监视、子系统所属厂站监视、系统解列告警的功能，具有依照子系统划分、电压品级划分、分区划分的方式进行动态着色的功能。状态估的测可观测性分析成效可在系统潮水图中选择动态着色的功能，直观地看到可观和不成观的区域。2.3.3　状态估　　状态估检测辨识SCADA中的坏数据，为EMS其他运用功能提供完整的、靠得住的电网熟数据。另外它提供许多辅助功能，例如检测支途经载、电压或注进越限。还提供测系统的监视功能：凭据状态估的成效，跟踪记实远测异常泛起的时间和被检测出的次数，跟踪记实远测状态不更新泛起的时间，凭据给定的门坎值按误差年夜小挑选列出电网中差的远丈及其相关的状态。这些辅助功能提供了对实时数据毛病的检测手段，具有很好的实用效果。2.4　平安分析评估部门2.4.1　调剂员潮水　　湖北电网调剂员潮水主要用于研究方式的网络分析中，包括数据读取模块、网络模子建立模块、负荷和发电分配计划模块和调剂员潮水模块。调剂员可选用牛顿法或PQ分化法计较，并可以选择使用联络线交换功率控制功能、散布式平衡节点功能、无功电压控制功能、变压器分接头控制功能和无功装备投切功能，对电网进行实时分析研究。2.4.2　静态平安分析　　平安分析由故障的界说、故障方式的挑选、故障严重性的评估3部门内容组成。凭据平安分析的成效就能够肯定电网当前的状态或给定条件下的状态是否平安。湖北电网平安分析软件有以下特点：　　调剂员对故障可以人工界说也可采用自动界说，既可界说单重故障也可界说多重故障。故障的界说范围包括线路、变压器、发机电、调相机、电容器、电抗器、负荷、母线、开关等。越限检测包括支路潮水越限、发机电出力越限、电容器等无功装备容越限、母线失压和越限等。运行限值的界说分为严重水平告警限值、警报限值和稍微警报限值3级。便于调剂员区分越限的严重水平。3　进一步完善的要求　　自动化的实用化达标工作对提高电网调剂自动化的运行水平起了很年夜的推动作用，但这其实不能说明湖北电网自动化的根蒂根基能够完全知足EMS的要求。EMS的状态估功能可以对SCADA中的不良数据进行识别和纠正，弥补SCADA的一些不足，但另外一方面EMS对SCADA提出了比实用化指标更广、更严的要求。3.1　测散布方面　　实用化指标中没有对测散布的要求，这是由于SCADA实用化测着重在功率总加和联络线潮水方面。而EMS对测的要求则是周全的，进行状态估就必需做测系统的可观测性分析，先计较出可观测部门，再追求不成观测部门的成效，状态估不收敛往往就出在不成观测部门。在湖北电网中远丈整体上冗余较多，但在局部某些厂站例如青山老厂等站的测严重不足，影响状态估的计较成效。3.2　刀闸实时信息方面　　实用化指标中没有对刀闸实时信息的要求，但进行网络拓扑时必需分析每个开关刀闸的位置以肯定元件的毗连状态。湖北电网中只有鄂州电厂等少数厂站斟酌了刀闸实时信息，其余厂站均未接进刀闸实时信息。虽然今朝要求调剂员在每次操作完成后，再进行人工登录刀闸开合状态的后一项操作，但现实运用中仍存在问题。漏登或迟登都影响到网络拓扑的准确性。3.3　变压器分接头方面　　湖北电网在丰水期、枯水期和一些非凡运行方式都要调理变压器分接头位置，而今朝RTU均未将变压器分接头位置信息收集上来。运行方式调整后，分接头位置的变化不能实时反映到EMS中，这对EMS计较成效，非凡是对无功散布化带来误差和影响。3.4　电厂的厂用电方面　　电网的发电功率总加与地域的用电功率总加的差值，其中除网损外，发电厂的厂用电在这之中据有相当年夜的比例。有些电厂的厂用电还包括了自力的向外供电负荷，使这类差值有时到达不成答理的数值。今朝，电厂的厂用电及外供负荷实时远测均未送调剂，这对EMS的负荷预计、状态估和相关的计较带来不小的影响。3.5　气象情况收集方面　　解决温度等的实时收集尚缺少手段，人工输进温度数据不合适自动化的要求。3.6　机组的运行费用数据测试方面　　未能解决火机电组的投产和年夜修后运行参数的测试。3.7　根蒂根基参数方面　　实现EMS功能，不仅对SCADA的实时数据有周全的要求，对系统的根蒂根基参数也有严酷的要求，非凡是在新装备投产、检修的工作配合方面、机组联调实验方面,需要相关科室更慎密的配合。今朝已制定自动化科与运行方式科工作配合制度，明确对实现EMS功能的职责分工，用新的治理法子对EMS运行维护加以规范。3.8　通道和主备通道数目方面　　通道的中断和误码率增高，严重影响远测的准确性和冗余度。4　结语　　电网调剂自动化的实用化给EMS运用提供了根蒂根基。EMS实施后，工作中表露出的问题，又对SCADA的完善起到指导和促进作用。要实现电网EMS各方面的运用功能，除不竭研究和运用新的进步前辈技术、改良EMS功能的实用性外，还需要在根蒂根基自动化上进一步完善和提高。期看经由过程根蒂根基自动化工作的不竭完善，解决系统中存在的问题，让EMS功能在湖北电网的平安经济运行中阐扬更壮大的作用。　　作者简介：万磊，男，1964年生，工程师，从事电网调剂自动化系统的开发运用和运行治理工作。　　作者单元：湖北电力调剂通讯局　430077