电网EMS系统全数据记录分析之研究

2015-12-24尹亭

中国水能及电气化 2015年1期

关键词：报文

电网EMS系统全数据记录分析之研究

尹亭

(甘肃省电力科学研究院电网技术中心,兰州730050)

摘要：本文提出了当前EMS系统难以解决的若干问题，指出产生问题的关键是EMS保存的历史数据不是全数据，针对问题根源提出了解决方案并付诸实施，成功地解决了存在的问题。

关键词：历史数据存储周期;报文;全数据记录;工况历史

中图分类号：TM734

Research on Power Grid EMS System All-data Record

YIN Ting

(GansuElectricPowerScienceResearchInstitutePowerGridTechnologyCenter,Lanzhou730050,China)

Abstract：In the paper, several problems which cannot be solved by current EMS system are proposed. The crucial problem is that mainly historical data saved by EMS does not belong to full data. Solutions are proposed and implemented aiming at root cause, thereby solving problems successfully.

Keywords：historical data storage cycle; message; full data record; condition record

1概述

目前的电网调度自动化系统(EMS)已成为指挥电网安全、经济运行的信息枢纽，其数据的实时性和正确性，直接关系到电网运行的安全和效率。

现在，一个省级电网的EMS系统，其监控和采集的点数通常已达数十万之多。如此巨量的数据，使系统存储历史数据的周期不可能很短。十多年以前，通常每0.5h存储一次历史数据，随着技术的进步，目前的存储周期通常定位在5min。如果要进一步缩短存储周期，后台系统的CPU负荷将进一步上升，对系统形成很大的数据处理方面的压力。由于上述原因，目前的历史数据存储周期，相对于系统的实时性指标(重要数据每3s刷新一次，相当于每100个数据中存储1个作为历史数据)来说，就显得太稀疏了。

上述历史数据的保存周期，在多数情况下，对于电网调度所要求的历史统计来说，是能够满足的。但在有些情况下，会出现疑难问题。

2问题的提出

EMS系统的运行和维护部门，有时候会碰到以下问题：

a.中枢点电压出现过几分钟的越限，但EMS系统里却查不到。

b.全网总加中，出现了一次60万kW的跳变，却找不到其数据源头。

c.某些厂站经常有一些误遥信上来，却很长时间找不到其原因。

d.某电厂上网计量装置发生故障6h，丢失几百万元电量，如何公正地追补。

以上这些问题，依据现有的历史数据库资料，都是无法解决的，原因有两个：ⓐ历史数据的存储周期，相对于所发生事件的持续时间来说，显得过于稀疏；ⓑ调度数据(包含了历史数据)只显示和保存对生产调度有用的数据，大部分为完成传输任务的功能性数据信息，在到达主站后都被丢弃了。

在上述4例事件中，a中问题的原因是，越限事件刚巧出现在两次保存历史数据的间隔中，现场的相关仪表记录到了，而EMS系统却没有记录到。但如果把前置系统的通信报文记录保存下来，就能获得整个事件发生过程的精确细节。

b中的问题基本上是一个普遍的问题。国网分控中心通常每月会发布一次通报，提醒各省网调控中心和主力电厂本月其提供的总加中，发生过几次异常的数据跳变，要求查明原因，改善数据的正确性。这类事件，通常持续时间为十几秒到数分钟。若以省网EMS的历史库为依据，有的能够定位事件的源头到某个厂站，有的则查到某个区域就断了线索，因为数据库定时保存的特点，更进一步的细节，数据库里不存在。

c中所表现出来问题，其实比真实发生的要轻。误遥信是指不符合一次侧真实状态的遥信变位，它可能发生在从二次回路到RTU出口这一段，也可能发生在通信信道上，以及前置系统到后台的传输路径上。由于地域广大，厂站众多，没有专门的技术手段，要确定其源发点是比较困难的。若从现有的主站信息入手进行查证，最直接的办法不是核对数据库信息，而是根据事件报警，找到时点，因为所有遥信变位都被定义为重要事件，并编入SOE，但因为是整5min保存一次，这些时点在历史库里没有。事实上历史库里能够查到的信息不会超过实际发生信息的1/10。

d中的问题是一个电量追补问题。主力电厂上网通常主、辅、备三表同时运行，电厂一般都非常重视这一关口，因为停计几个小时可能就是几百万元的损失。当遇到二次回路(PT、CT)故障时，同侧的主、辅表同时停计。后备表是在线路对侧，要查证就有些困难，因为已经出了电厂范围。

如果要根据功率曲线进行追补，那么功率曲线的密度必须足够细，否则就会有争议。而且，仅靠电厂一侧的曲线还不足以服人，还必须以调度系统的曲线来佐证，但调度系统的历史曲线是5min的密度，不够细，因此最好的办法，还是由报文的全数据记录来提供佐证更能使人信服。

3问题的关键

以上所面临的问题，有一个共同的关键原因，就是EMS系统所保存的历史数据不够细，从而漏掉了一些系统过程中的细节表达，这与EMS主站对系统功能的定位有关。

自动化主站首先要保证的，是实时提供调度人员对全网重大数据的需求，准确、实时是其第一位的要求。而对事件的追溯和原因分析不是其主要关切。也就是说，系统的功能和性能是与设计目标有关的。不管在当前还是在今后，这一指导思想不会改变。但是，当前自动化系统存在重大缺陷，要考虑增加某些辅助的设备和功能来解决这些问题。

通过仔细分析可以看到，数据不全的问题，其实是在后台才有的，它的前置系统的数据，是由真实反映整个运行过程细节的数据组成的，不但包含了采集系统最频密的电网一次侧信息，还包含了运载调度数据的许多功能性信息，这与后台简约提炼后的工程数据是完全不同的。这些对调度来说没用的数据，对于系统状态的分析、过程的追溯、事件源发点的查找，却是非常重要的。从技术的层面看，要获得这些信息，实现的途径并不复杂，其目标也极其清晰简单：就是要弥补后台历史数据存储不够频密的缺陷。

由于系统后台的定位是处理工程数据，这些要增加的功能可以放到前置系统来做，目标是面向系统的运行与维护。这些功能实现后，还能够处理运维方面的更多技术难题，上述a、b、c、d中的问题，只是它功能的一部分。

这种设备的具体功能，就是要记录EMS系统所有厂站的全部上下行报文，以历史数据的形式保存起来，并能方便地查找所需报文和定位相关事件。

分析可知，这样的全数据记录，实际上保存了所有厂站同主站之间进行通信的全部工况过程。因为，所有的调度操作、任何信道状态的变化，以及任何运行设备发生故障，其信息都会反映到通信报文中来，都会在通信报文上留下印记。因此，实际上它不但记录了所有厂站的一次侧信息，同时还对所有厂站信道的工况历史进行了保存。有了这样的设备，只要需要，就可以在任何时候，通过报文重复再现该厂站与主站通信的工况历史。

下图是研发完成后的装置界面。画面右上部分是报文的原始数据窗口，左侧部分是反映通信过程工况的流水帧视窗，右下部分显示的是过程中产生的事件信息。