哈尔滨地区电网调度仿真培训及高级计算分析软件的开发与应用

董平亮/哈尔滨电业局

哈尔滨地区电网调度仿真培训及高级计算分析软件的开发与应用

董平亮/哈尔滨电业局

一、前言

现代电力系统的高速发展，使电网的规模越来越大，自动化程度越来越高，同时对电网安全、经济、优质运行提出来了更高的要求，这些都对调度人员的技术水平要求越来越高，对电网的运行求越来越高，也使得调度员的工作更加繁重，完全靠人的脑力劳动难以胜任，迫切需要有现代化手段，即有效的、具有专家水平的辅助工具。为此哈尔滨电业局与北京龙源电气公司共同研制开发了哈尔滨地区电网调度仿真培训（Dispatcher Training System，简称DTS）及高级计算机分析软件，并于1999年6月份开始在哈地调投入运行。目前哈地调已配置了较完备的调度自动化SCADA系统，调度人员实时、准确地掌握了系统运行状况。在此基础上，借助于DTS系统及高级计算分析软件、调度在运行方式分析、故障计算及分析、倒闸操作等方面的工作有了很大提高。

二、哈尔滨地区电网DTS及高级计算机分析软件功能

地调主要管辖输变配电系统，地调DTS及高级计算机软件应用主要模拟电力系统的稳态及电磁暂态过程，而不需要模拟电力系统频率变化、发电机转速变化的机电暂态过程。

针对哈地区电网特点，该软件主要功能如下：

1.在线接口软件。将DTS及高级计算机分析软件同调度自动化主站的OPEN-2000系统相连，读取在线的遥测、遥信量数据，保证了计算的实时性、真实性。

2.网络拓朴软件。根据电网中元件的分布与联通的状况，及SCADA采集到的各厂站的开关、刀闸状态，确定全网的电气联通情况，将全网划分为电气互相分离的若干小网（岛），每个岛包含若干个由阴抗非零的支路联通的节点，由此形成了节点、支路、岛构成的电力网络模型，这也是电网分析计算的基础。

3.动态数据库。从SCADA系统采集的数据包括静态数据和动态数据，静态数据为网络参数，包括电网元件能数、节点编号等，另一种是状态量，包括电压、电流、有功功率、无功功率等。动态数据库很好地将上述数据编辑、管理，为计算提供条件。

4.动态电网接线图。具有图形建模、编辑功能，随意将各种元件画在接线图中，并进行编辑，经过拓朴后可进行潮流计算、故障分析等。

5.在线潮流计算。任意设置线路、变压器的开停状态，求出全网的潮流计算分布，给出越限的范围后，即可算出节点的电压越限和支路的功率越限，实现了静态安全分析的一部分功能。

6.状态估计。解决不良数据、短缺数据问题，使数据库真实全面。

7.无功控制及优化。为保证电压水平在允许范围内的条件下，可计算如何调整有载调压变和电容器使系统线损最小，以指导电网经济运行。

改变了过去电网普通变压器分接头只根据经验和本变电所电压情况来整定现状，根据无功优化的结果考虑全网的情况，以保证电网电压有罗好的水平且线损最小。

8.网损计算。计算电网任意时刻的线损情况，分类统计送电线损、配电线损及其他线损以便进行经济性分析。

9.66 千伏消弧线圈补偿度计算。当电网运行方式变化，如线路投切时，电网电容电流会发生变化，消弧线圈补偿度也会发生变化。在调整消弧线圈之前即可启动该软件进行线路仿真操作，计算消弧线圈补偿度的变化并给出可行的调整方案。

10.电力系统故障计算及分析。调度人员对电力系统故障的处理要依据继电保护动作情况，计算电网任意运行方式下，任意一点短路时，单相接地、两相接地、两相短路、三相短路电流计算，并进行继电保护行为分析。

11.动态操作票自动生成软件。操作票自动生成软件及选项生成软件可根据当前电网运行方式及操作任务，由人工智能原理开出正确的操作票、检验调度员开操作票的能力，并记录在案。

三、哈尔滨地区电网DTS及高级计算机分析软件应用

经过近一年的使用，哈地调对上述功能进行了应用，主要用于如下工作：

1.各种运行方式的制定及分析。调度年运行方式编制及日常计划的安排，涉及大量运行方式的变更，尤其是春、秋检中主要设备的投停，对系统影响非常大，包括电磁合环、主变并列、变压器分接头调整，发电机出力调整，该软件中“运行方式分析系统”可以对上述各种情况进行详细计算，包括潮流、网损、无功优化计算等，使调度人员对制定的运行方式有了定量的准确掌握，避免了传统凭经验的做法。

2.电网故障计算及分析。调度人员对电力系统故障的处理要依据继电保护动作情况。对各种故障情况下继电保护动作行为的分析，单靠人脑无法进行。该软件中“事故分析系统”能够对电网任意运行方式下，任意一点发生短路时，单相接地、两相短路、三相短路的短路电流及主后备保护动作的灵敏度进行计逄，使调度人员对故障后保种保护动作有量的概念。

3.动态操作票自动生成。该软件中的“操作管理系统”给出了适合各种运行方工蔗糖化的电气倒闸操作票，可以在屏幕的网络图上进行模拟操作，操作规则软件可判断模拟操作的正确性。此项功能可对调度员进行培训、考核，并将考核结果记录在案，同时对春秋检的大量操作可省时省力，提高准确性。

4.66 千伏消弧线圈补偿度计算。哈地区电网66千伏系统中性点为小电流接地系统，采用消弧线圈补偿。复杂的倒闸操作中消弧线圈调整是一项比较繁琐的计算工作，既要考虑倒闸前后接线方式，又要考虑中间过程。该软件中“消弧线圈补偿度计算”将各运行方式后，即可给出几种调整方案，使计算简单、准确。

另外该软件具有负荷预测功能。目前已在哈地调模拟电力市场负荷预测中补步应用，其结果具有参考、指导作用。

四、哈尔滨地区电网DST及高级计算机分析软件的特点

经过近一年的使用，该软件具有以下特点：

1.数学模型精确、实用性强。网络拓朴、潮流计算、故障计算、网损计算都具有准确的数学模型，因此计算结果与实际非常接近。哈地区电网目前220千伏变电所9座，66千伏变电所127座，其中实现遥测、遥信功能的仅有全部220千伏变电所和24座66千伏变电所，该程序很好地解决了由于在线数据少而引起的计算不收敛或误差过大的问题，其实用性非常强。

2.界面简单明了、操作方便。该软件具有先进的图形编辑系统及数据管理系统（包括动态数据库及静态数据库）使图形、数据的修改、增加、删除、查询都很方便，画面清晰，提示明确，操作灵活。

五、结束语

哈尔滨地区电网DTS及高级计算机分析软件具有准确、灵活的仿真功能，是计算机技术和电力系统理论相结合的成果。哈地调已在电力系统分析计算、运行方式编制、调度员培训等各方面进行了应用。该软件对提高哈尔滨电网调度人员的专业技术水平，提高电力系统运行管理水平，具有很大的实际意义，已成为哈地调不可缺少的具有专家水平的辅助工具。由于该软件具有很好的移植性，因此具有很大的推广价值。