影响遥测估计合格率的常见原因分析及改进措施

2011-04-11李晓兵

湖南电力 2011年6期

李晓兵

(湖南省电力公司衡阳电业局，湖南衡阳421001)

状态估计是电网控制中心能量管理系统(EMS)中的基础软件，是运行调度员潮流、自动电压控制等其它电网应用软件的基础。状态估计利用数据采集与监控系统 (SCADA)的实时遥测、遥信信息，确定电网结线方式和运行状态，建立网络模型，检测和辨识不良数据，补充不足量测点，提高全网可观测性水平〔1〕。状态估计为其它应用软件提供一个相对完整而可靠的实时网络数据库，为实际调度操作的可行性或操作后的方式调整提供理论依据〔2〕。状态估计计算结果将直接影响潮流计算等应用软件的计算精度，而遥测估计合格率是衡量状态估计计算精度的重要指标，提高遥测估计合格率是EMS应用软件实用化的基础。

遥测估计合格率指的是状态估计计算出的遥测合格点数与参与计算的遥测总点数的百分比。遥测估计合格点数是指遥测数据估计值误差在规定范围内的点数。为提高EMS系统实用化水平，调度自动化系统运行管理规程〔3〕对遥测估计合格率指标提出了明确要求。遥测估计合格率基本指标要求≥90%，高标准指标要求≥95%。然而，在地区EMS系统实际运行中，遥测估计合格率指标由于容易受到多种因素影响，很容易滑落到低档水平，从而制约了EMS应用软件的实用化水平。如何准确定位和分析影响遥测估计合格率的原因并采取改进措施以提高合格率指标，成为EMS系统运行维护人员亟需解决的难题。

1 影响遥测估计合格率的原因分析

在EMS实际运行中，遥测估计合格率受多种因素的综合影响，每个因素对合格率指标的影响权重，因地区而异，需要结合地区电网一次、二次设备实际情况进行具体分析。以衡阳地调EMS系统为例，遥测估计合格率曾在90%上下徘徊，特别是变压器无功、负荷无功估计合格率较低。经过研究分析，发现影响遥测估计合格率的主要环节集中在自动化基础数据质量、电网模型及算法处理等方面。

1.1 自动化基础数据质量不高

SCADA信息错误会对状态估计计算结果造成影响。若某线路不带电 (断路器实际处于分位)，遥测值为0，而EMS采集的断路器位置信号处于合位，状态估计可能会判断该线路有遥测值;如果EMS采集的断路器位置信息正确，而遥测值不为0，则可能会判断该线路在运行，如2段母线并列运行的话，可能会判断该站存在低电磁环。这2种情况都将产生较大的计算误差，且该计算误差将会影响该站其它线路，造成该站或与该站相关联的站计算结果有偏差。

同样，SCADA信息不全也会对状态估计计算模型产生影响。若EMS无法采集部分厂站信息，则网络模型将与实际存在偏差。如衡阳地区110 kV柑梨、吴集变因自动化改造或无自动化设备而不能上传信息，由于这2个变电站不属于末端厂站，不能作为等值负荷处理，因而影响了网络模型的完整性、正确性，对状态估计计算结果造成了影响。

1.2 电网模型与实际存在偏差

EMS实际运行维护工作中，网络模型缺失和参数错误是造成电网模型与实际存在偏差的主要原因。

在EMS中对变电站初次建模时，在没有明确网络建模范围时，各变电站模型该延伸到哪个电压等级，没有统一的标准，因站而异，造成电网计算模型层次不清;另外，电网结构发生变化后，未及时维护网络模型，如线路首、末端改变，线路接线方式改T接或π接等，未及时修改模型或修改不正确，造成电网计算模型与实际电网不一致，从而影响状态估计结果。

运行维护中极易发生参数录入错误现象。初次录入电网应用软件公共参数时，参数录入不完整，使状态估计按系统默认值计算，造成计算值与实际值存在偏差;也存在录入参数与实际不一致而导致计算结果存在偏差现象。如变压器高、中、低压端电阻、电抗标幺值及抽头类型等参数，直接影响变压器三侧功率及母线电压的估计结果，T接线路的T接点两端线路长度、线路类型等参数，直接影响T接线上各站点的潮流分布。

1.3 状态估计算法待完善

状态估计是根据量测量的精度 (加权)和基尔霍夫定律 (网络方程)，按最佳估计准则 (一般用加权最小二乘法)对生数据进行计算，得到最接近于系统真实状态的最佳估计〔3〕。状态估计原理只有1个，但实现的路径有多条，每条路径存在的一些问题对状态估计软件的计算会产生一定的影响。如衡阳地调EMS状态估计程序在计算热备用线路或T接线路时偏差较大，如某线路，一端处于热备用状态，对端厂站开关、刀闸都在合位，无遥测值，状态估计程序却估计出热备用线路的潮流，造成计算误差。

2 提高遥测估计合格率的改进措施

根据对以上影响遥测估计合格率的原因分析，衡阳地调结合实际，采取以下措施确保了遥测估计合格率的有效提升:

2.1 明确网络建模范围并规范网络模型层级

首先，明确网络建模范围。对于地调调度管辖的变电站、发电厂，都应进行网络建模，对于非调度管辖范围的厂站，则可有条件地外推1层。其次，明确网络模型层级。所有变电站的网络模型均延伸到10 kV母线，发电厂则覆盖到机组。其中220 kV电源线、联络线以等值发电机描述，10 kV馈线以等值负荷描述;同时，构建1个虚厂站，定义为与外地区联络的对端厂站或T接线路T接端。根据建模范围及层级原则，核对、完善EMS中的网络模型。

2.2 全面核查电气设备模型参数

电网应用软件运行所需的公共参数包括:开关刀闸:电压等级及类型，线路:电压等级、安全电流及电阻、电抗和电纳，负荷:电压等级，变压器各侧电压等级、铭牌电压、额定容量、短路损耗、短路电压百分数及高中压侧抽头类型、是否有载调压等，发电机:电压等级、额定功率、额定出力及有、无功最大和最小出力、机组类型等。根据前述遥测估计合格率低的原因分析及实际维护经验，将模型参数清查重点放在变压器参数和T接线路参数上，通过同时收集、核对铭牌参数和实测参数，并多次比较分析该两类参数的计算结果，再确定采用铭牌参数还是实测参数。

2.3 加强EMS系统日常运行维护管理

运行维护水平同样决定了遥测估计合格率水平。需要结合实际，从作业流程和维护技能方面加强EMS系统运行维护人员技能培训，定期开展EMS运行状态检测评估和分析，确保提升系统维护水平。

2.3.1 SCADA系统维护

由于造成SCADA数据不准的原因较多，如一次辅助接点、二次回路接线问题造成开关状态与实际不对应，变送器或测控模块故障等造成遥测数据误差大，远动通道原因造成上传数据不刷新，主、厂站定义不一致等都可能造成SCADA数据采集不准确，需要系统维护人员综合评价，逐项排除。SCADA数据的检查，主要是将状态估计的粗检测结果与自查结果相结合，同时汇总调度、监控等自动化用户反馈的问题，综合评估分析后予以解决。

2.3.2 应用软件维护

制订并落实网络建模、参数录入和入库的标准化流程及软件运行维护管理制度。当电网结构、运行方式改变或电气元件参数变更，按流程和制度要求及时维护网络模型和元件参数，保证SCADA系统和应用软件数据库的映射正确性。

对于SCADA采集的不正确的遥测及遥信，及时采取屏蔽或人工置数等临时应急处理。对远动工况退出的厂站，也可考虑采取整站屏蔽 (该厂站内所有量测视为无效)或排除 (该厂站不参与计算)手段。对于因状态估计软件本身的问题造成估计不准，一方面需要完善程序，同时也可通过加大量测权重或调整相关参数等人工干预手段来提高计算结果的准确性。