安徽省调调度员培训仿真系统实时数据的采集
　　汪胜和胡晓飞江山立
　　（安徽省电力中心调度所，安徽省合肥市230061）
摘要：安徽省调调度员培训仿真系统（DTS）自1997年使用以来，取得了不少经验,同时也发现了一些值得改进的地方，特别是在DTS培训前初始潮流的准备方面。根据DTS应用的经验和现有的条件，研究了一种解决DTS从实时系统获取数据建立初始潮流的方法。该方法通过对实际情况的分析和对外部电网的简化，确定了需要而且能够从实时系统中获取的初始数据，并以此建立初始潮流。应用结果表明，该方法实现较简单，操作简便、灵活,所建立的初始潮流能够满足实时培训仿真的需要。
关键词：电力系统调度员培训仿真实时仿真1引言
安徽省调调度员培训仿真系统（DTS）［2］是1995年随能量管理系统（EMS）一起从美国引进的，1997年9月正式投入使用。
　　在使用过程中发现，该DTS的设计功能和实际要求有差距，特别是不能方便地建立DTS初始潮流。为了建立培训前DTS的初始潮流，需要离线输入建立初始潮流所需的数据，这比较费时间，也不便于DTS经常使用。因此需增加这部分功能，即DTS能直接取实时数据作为培训前的初始潮流。为此必须先知道DTS建立初始潮流所需准备的数据：
(1)遥测量
　　各发电机的有功、无功；各变电所主变所带的有功、无功；110kV系统的等值负荷；外网等值机的有功、无功；外网等值负荷的有功、无功；本网、外网总负荷。
(2)遥信量
　　各发电机的状态（包含外网）；各变电所联络变的状态（包含外网）；电网500kV、220kV和110kV的断路器及隔离开关的状态；高压、低压电抗的状态。
(3)其他
　　电力公司间的实际功率交换；各联络变的分接头位置。
　　因为安徽电网不是孤立的电网，是华东电网的一个组成部分。2000年后，华东电网省际220kV联络线将永久性开断，只保留500kV线路连接。其结构如图1所示。

　　安徽电网通过繁昌变两条500kV线路分别与江苏和浙江电网相连。因此，可以将江苏、浙江、上海电网作为一个等值的华东电网，相对于安徽电网称之为外网，在建立初始潮流时需考虑它的影响。　
2取实时数据的实施
2.1确定需从实时系统中获取的数据
　　认真分析上面所述的建立初始潮流的数据，发现有些数据不需要实时取得，有些数据也无法从实时数据中取得。因此，需要从以下几个方面来确定所需的数据。
2.1.1网络拓扑
　　笔者希望在DTS上建立实时的网络拓扑，即从实时运行电网中获取500kV、220kV和110kV的断路器、隔离开关状态。但从运行经验看，断路器的遥信量可信度较高，隔离开关状态遥信量的可信度较低，并且相当部分的省调没有隔离开关的遥信量。这样，在网络拓扑分析中，就难以确定与隔离断路器有紧密连接的电网接线，如断路器是否旁路代，断路器运行在哪条母线等。
　　另外，直接从EMS中的潮流计算（PF）或状态估计（SE）中获取网络拓扑结构也不一定是好办法。因为DTS主要是培训调度员操作和事故处理的，而PF或SE是用来对系统进行分析的。因此，PF或SE可以对电网进行大量的简化。对于DTS而言，只要在培训中涉及的拓扑均不能简化。对省调而言，简单的例子是在SE或PF中只须将部分110kV网络等值为一负荷,但DTS往往要深入到其中的几个变电站。并且，在PF或SE的网络拓扑中不需要隔离开关的信息，而DTS因为需要进行切换操作则必须要有这些信息。
　　因此，本文在DTS中对网络拓扑结构的处理均采用正常接线方式，由调度员根据需要在DTS上改变电网的拓扑结构。所以在建立初始潮流时不需要从实时电网中获取500kV、220kV和110kV的断路器、隔离开关的状态。
2.1.2省际联络线
　　省电力公司之间的功率交换也是建立初始潮流必须考虑的。因为无法得到外网的实时运行数据，因此需要对外网进行等值。如何等值则视电网的情况而定［1］。
　　就安徽电网而言，情况比较简单，因为只有2条500kV线路与外网相连，并且进同1个变电所，见图1。并且在PF或SE的拓扑结构中，500kV线路末端各接1个等值发电机和1个等值负荷。因此，在DTS中，外网可作如图2所示的等值。
　
　　为了简便，外网发电机和负荷的状态可设置为始终投入。其中，江苏和浙江部分的负荷1和发电机1可从PF或SE中取到实时数据（即为SE或PF的等值发电机或等值负荷）。上海、江苏、浙江中的负荷2和发电机2取的是当天当地的实际负荷和实际出力，由人工置入。由于不需要知道江苏、浙江、上海之间的功率交换，因此发电机2和负荷2的值可近似相等。这样，安徽与外网间的2条500kV联络线潮流主要由负荷1和发电机1来确定。而发电机2和负荷2主要模拟负荷变化对频率的影响。平衡机为全网的平衡机。
2.1.3主变或联络变的处理
　　变电所中的变压器大多直接带地区负荷，这种变压器可直接等值为负荷。联结500kV/220kV的变压器和部分220kV/110kV的变压器则必须放入网络拓扑结构。此类变压器状态也可设置为正常运行状态，培训前由教员设置。
　　变压器分接头的位置在变压器投入运行之后一般不会再改动，因此，变压器分接头的位置可以不从实时系统中获取。
综上所述，需从实时系统中获取的数据有：　
　(1)遥测量　包括各发电机的有功、无功；各变电所负荷的有功、无功；110kV系统的等值负荷；外网等值发电机1的有功、无功；外网等值负荷1的有功、无功。
　　(2)遥信量包括各发电机的状态（包含外网）；高压、低压电抗的状态。
2.2安徽省调EMS结构
　　安徽省调EMS运行在UNIX操作系统下，以厂家开发的OpenView数据库管理软件为平台，有3种操作模式（运行，研究，维护）。其网络结构见图3。

　　图3中，EMS的应用软件(SE、PF)运行在XAP服务器上(正常XAP2运行，XAP1备用)。DTS应用软件运行在DTS2工作站（作为教员台）上，DTS1工作站作为学员台，运行SCADA/EMS系统。
CMX服务器是实时SCADA主站系统的核心。
　　XIS服务器用于保存历史、事件、计划等信息。
2.3获取实时数据的设计思想
　　根据安徽省调EMS网络结构的特点，考虑到DTS的数据库结构和EMS中SE或PF的数据库结构基本相同，获取实时数据的方法的设计思想是：在XAP2上开发一程序驻留内存区，随时接受来自DTS2的指令；XAP2收到DTS2的指令后。启动程序，读取SCADA／EMS中的实时数据，并运行EMS中的状态估计（SE）应用软件，其结果存放在SE的数据库中；利用数据库技术将相关数据（需取的实时数据）从该数据库中取出，远程传送给DTS2，DTS2接收到数据后将数据写入DTS的数据库，并在人机界面上显示，以便对数据进行调整，建立初始潮流。
2.4获取实时数据的实施方案
　　根据以上设计思想，笔者在DTS2上建立了一数据库K1，它只有发电机和负荷2个表，表的结构和大小与DTS数据库中相应的发电机和负荷表相同，目的是临时存放数据。在XAP服务器上建立一相同的数据库K2。
　　在DTS2工作站中编写软件，目的是向XAP请求数据，并判别数据是否取到。在取到数据（存放在数据库K1中）后，该软件将这些数据转移到DTS的数据库中，并计算出安徽电网和外网的总负荷，并在DTS2的人机界面上显示，以便修改。
　　在XAP上也需开发一软件。其功能是识别来自DTS2中的指令，当接收到指令后从SCADA/EMS中获取实时数据，并将其存放在EMS的研究模式数据库中（EMS有实时运行的数据库和研究模式数据库），利用状态估计进行计算，再将计算后的相关数据从状态估计的研究模式数据库中转移到数据库K2，将数据库K2中的数据远程传送到DTS2工作站的K1数据库中。此时，该软件的当前工作即告结束，转向等候DTS2的下一次请求指令。获取实时数据的方案如图4所示。
　
3应用实例
　　经过上述改进后，安徽省调DTS已经能够从实时系统中获取数据列出了建立初始潮流。表1列出了2000年7月13日11：31的获得的实时数据和DTS仿真后得到的数据。


　　
由表可见，实时SCADA数据和DTS计算后的值非常接近。表中第3栏的5901和5904线为安徽电网与外网仅有的2条500kV联络线，第4栏中的肥西变2台500kV联络变（＃3、＃4）、繁昌变的2台500kV联络变（＃1、＃2）和洛河电厂的1台500kV变压器（＃5）连接着安徽电网500kV系统和220kV系统，它们是安徽电网比较重要的计算断面。表中显示的这2个断面的计算结果是比较真实的。由此可见DTS计算后的结果能够满足实时培训仿真的要求。
4结束语
　　DTS的应用表明：这种获取实时数据的方法实现较简单，操作简便、灵活，符合人们的工作习惯，从而扩大了安徽省调DTS应用范围，增加了使用频率，提高了安徽省调DTS的使用效率。参考文献［1］于尔铿，刘广一，周京阳．能量管理系统（EMS）［M］．北京：科学出版社，1998．
［2］汪胜和，李端超．安徽电网中的调度员培训仿真系统［C］．中国电机工程学会’97全国电力系统自动化学术研讨会论文集，1997，12．
［3］徐德民．最新C语言程序设计［M］．北京：电子工业出版社，1991．
［4］OpenDTSoperatortrainingsimulatorfunct[1][2]下一页