浅谈调度员潮流对调度工作的重要性

2011-07-23董金国

山东电力高等专科学校学报 2011年5期

董金国

济南供电公司山东济南 250012

在电力系统运行中，电力调度是电网运行管理、倒闸操作和事故处理的指挥机构，每个调度员是保证电网安全运行、稳定运行和经济运行的直接指挥者。随着电力工业的发展，电网容量的不断扩大，互联大电网迅速形成；大机组、互联大电网、超高压远距离输电线的出现，对电网的安全、稳定、经济运行要求更加严格，从而能实时地对电力系统运行进行自动数据采集与监视控制（SCADA）的调度自动化系统应运而生，相关辅助高级应用软件也随之升级，其中调度员潮流是调度员应用高级应用软件中用的最多的一种，也是最基本的一种。调度人员能正确地使用调度员潮流功能，在其辅助下对电网运行情况进行分析、做出正确的判断和决策，以至采取必要的措施及时处理事故和异常情况，对保证电力系统安全、经济、可靠地运行，意义非常重大。

首先介绍一下调度员潮流。调度员潮流是电力系统能量管理系统（EMS）中最基本的高级网络分析软件。调度人员可以使用它来研究当前电力系统可能出现的运行状态，运方人员可以使用它来校核调度计划的安全性和合理性，同时它还可以对历史运行方式的变化进行分析。调度员潮流模块也是其它高级网络分析软件的基本模块，维护一个收敛性良好的潮流数据，是其它高级网络分析软件正确计算的基本前提条件。

调度员潮流软件的主要功能的如下：

1）方便地获取实时和历史方式，作为潮流计算的初始方式。

2）多种灵活手段模拟预想的潮流运行方式。

3）对潮流的计算结果进行分析，包括各种重载监视、限值检查、网损分析等。

4）提供完善的实用化功能，包括误差统计，历史信息的保存、查询等。

5）支持多用户功能，各用户可以同时进行计算而互不影响。

6）提供与其它模块的接口，为其它模块提供潮流方式，还可以调用母线负荷预测结果和发电计划，计算预想方式的潮流。

济南电网使用的OPEN-3000调度员潮流计算提供了众多实用功能，包括数据来源的多样性（实时、预测、历史），灵活变化与修改运行方式，良好的收敛性与辅助分析功能，方便直观的检查、监视、调整结果的功能等，使用人员能够在实时环境中得到最好的培训操作和模拟研究的体验。

下面我从四个方面阐述调度员潮流在调度工作中的重要性。

1 调度运行操作

调度运行操作是调度正常工作的主要内容，也是最多的一项工作。调度员潮流能够正确指导调度员进行正常的电网操作，使调度员在电网操作前能够判断电网潮流情况，以保证电网操作的安全性和稳定性，防止误操作。

济南电网220千伏系统环网运行，110千伏系统辐射型结构，就造成了110千伏变电站中110千伏线路合、解环比较多，再加上110千伏线路T接负荷多，合、解环操作时，判断系统稳定性比较困难。如果在操作前，预先使用调度员潮流仿真做一次实际操作，查看操作后的潮流分布情况，就能使调度员做到心中有数，提前对系统运行方式进行调整，消除隐患，从而为加强操作的安全性提供了有力的保障。例如：110千伏韩章线是220千伏韩仓站与220千伏章丘站之间联络线，并且线路“T”接110千伏郭店站、110千伏遥墙站。在韩仓站和章丘站进行合环时，由于110千伏韩章线线路有150mm导线，并且线路运行时间比较长、线路老化，最大允许电流445安。合环以后，环流有可能超过线路的最大允许电流。以前我们调度员都是凭经验进行操作，自从使用了调度员潮流以后，就可以在操作前，使用调度员潮流进行分析和计算。如果没有超过线路最大允许电流，就可以直接操作。如果线路电流越线，首先进行运行方式调整，将韩章线所带郭店站负荷调其它线路供电，调整两端电压，使之合环后线路电流不越线为止。目前，调度员按照规定每天至少进行一次潮流计算，每月进行一次实际潮流计算，通过对电网的模拟操作，从中查找电网的薄弱点，从而有针对性的解决电网存在的问题。特别是负荷高峰期间做一次全网潮流，就可以把真个电网的最薄弱点查出，做到心中有数，还可以把情况提供给有关职能部室，在电网规划方面着重解决，使济南电网更加坚强。

2 事故预案与调度员潮流相结合

当电网发生事故时，快速准确的判断故障，尽快恢复系统正常运行方式是对调度员的基本要求。为保证调度员处理事故时的正确性、快速性，我们要求事故预案要与调度员潮流相结合，为事故预案提供模拟事故情况下的潮流分布，帮助调度员判断事故后的负荷情况，从而根据这些情况，来制订事故处理的方案。

在2009年黄台电厂改造期间，针对黄台电厂110千伏系统与220千伏系统解列这一题目进行了事故预想。考虑到黄台电厂#5主变检修，#6主变差动掉闸的情况下，110千伏系统与主网解列，发电机出力满足不了负荷需求，频率下降，引起低频减载装置动作，然后频率回升，在此基础上并网，涉及到了同期并列的问题，这样就增加了事故处理的难度。我们利用调度员潮流，进行了#5变检修、#6变掉闸情况下的潮流计算，#6变掉闸以后，110千伏系统负荷总共20万千瓦，发电机出力11万千瓦，有功缺额9万千瓦，低频减载装置动作切负荷约5万千瓦，通过计算，还需要事故拉路4万千瓦。频率恢复到合格范围以后，还要考虑110千伏系统通过110千伏黄姚线进行并网的问题，我们通过调度员潮流，计算了黄姚线并网以后的潮流情况，然后决定可以通过黄姚线进行并网。这样就恢复了黄台电厂110千伏系统与主网的联络。通过这次事故预想，我们就制订了预防这个事故的方案，即黄台电厂#5主变检修时，将110千伏系统调出5万千瓦负荷，这样就可以避免了110千伏与220千伏系统解列后的频率降低。

平时调度员加强了对此类事故处理的训练，当遇到此类重大事故时，就能够镇定自若的进行处理。我们在此基础上，制订了各类复杂事故的预案，以便调度员经过反复训练，提高调度员处理复杂事故的能力。

3 利用调度员潮流进行反事故演习

每个月，调度员利用调度员潮流进行一次反事故演习，对可能发生的电网事故在调度员仿真界面上进行演示，制定出一系列的事故处理方案，大大提高了反事故演习的效果。每年全公司还要举行一次大型反事故演习，调度员潮流就体现出它的优越性。因为每年举行的反事故演习往往是多重事故的发生，如果单纯靠调度员经验来推断，未必能考虑周全。进行一次调度员潮流计算，就能把所有相关的问题显示出来，这样可以使我们的演习做到滴水不漏。

在十一全运会期间，济南电网针对全运会保电，进行了一次济南电网联合反事故演习。首先利用调度员潮流对姚家站220千伏母线全停这一事故前后的负荷进行分析，为事故发生后调度员的处理提供了准确的数据。如图1所示，姚家站220千伏姚文线203-1刀闸发热，倒母线处理。220千伏姚文线203-1刀闸支持瓷瓶断裂，母差保护动作，220千伏母线失电，姚家站全停，同时110千伏邢运线永久性故障掉闸。此次连锁事故造成全运站全站停电。奥体中心体育场、游泳馆、网球馆、全运村等全运设施停电。济南电网南北部仅220千伏许清线一条通道联络，线路过流。济南东部电网事故拉路，消除线路过流。迅速恢复全运场馆供电：开闭幕式独立供电系统（IBC），切换至发电车供电，ATS动作，UPS电源切换。）启动全运保电应急预案，应急抢修队伍立即赶赴现场。用黄台电厂110千伏黄姚线带隆姚线运行，恢复全运站供电电源，作为全运场馆的备用电源。

图1 110千伏全运站故障示意图

最近，我们还进行了一次济南电网联合反事故演习。利用调度员潮流对章丘变电站110千伏母联105-1刀闸B相支持瓷瓶断裂这一事故前后的负荷进行分析，为事故发生前后调度员的处理提供了准确的数据。章丘变110千伏母联105-1刀闸B相瓷瓶断裂以后，110千伏母差保护动作，跳开110千伏I母线所有开关，母联开关故障瞬间控制保险熔断，造成母联开关拒动，致使#I主变110千伏侧复合电压闭锁过流动作110千伏侧103开关掉闸，110千伏 I、II母线失电。造成5个变电站全站停电。埠村变负荷倒至韩仓变供电后，韩仓变#II主变因负荷高，导致110千伏侧引线烧断，#II主变差动保护动作，所有负荷全部转移到#I主变。这样根据调度员潮流计算情况，#I主变带负荷150MW左右，过负荷约48%，允许过负荷时间45分钟。我们利用调度员潮流计算，仿真进行了将济钢负荷倒至黄台电厂。通过计算，黄台电厂主变不会过负荷，而韩仓变也会因负荷调出以后主变不过负荷。调度员潮流，使我们在事故处理中，更加清楚得了解了电网各个变电站的负荷情况，防止了因事故后调负荷而引起的网内设备过负荷的现象。

4 利用调度员潮流对电网进行经济调度

以调度员潮流为依据，合理安排电网运行方式，实现电网的经济调度。电网的经济运行主要包括变压器及其电力线路的经济运行，电力设备中变压器是一种应用十分广泛的电气设备，变压器自身要产生有功功率损耗和无功功率损耗。电力系统中变压器产生的电能损耗占电力系统总损耗比例也很大，因此在电力系统中变压器及其供电系统的经济运行，对降低电力系统、线损，有着重要的意义。例如，根据调度员潮流计算的结果，我们曾调整了黄台电厂和中索变电站之间110千伏回河站、孟家站两个变电站的运行方式，使线损降到了最低。并且还根据调度员潮流，针对节日期间电网电压高和负荷小的特点，将燕翅站、城南站、朱庄变、长清变的一台变压器停运，降低了网损。