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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/27 18:59:55
城市电网运行智能决策支持系统
关键词：监控系统;故障诊断；事故恢复；安全经济分析
Keywords:SCADA;faultdiagnosis;faultrestoration;securityandeconomyanalysis
0引言
目前，城网的建设和技术改造发展很快，其中无人值班变电所的发展尤为迅速。如1990年全国仅有郑州、深圳等地14座35~110kV变电所实行无人值班运行，而到1995年已有广州、大连等60多个城网340多座变电所实行无人值班，现在无人值班变电所在城网中已经非常普遍。承担这些无人值班变电所监控任务的控制中心都配置了完善的综合自动化系统，利用其中的SCADA系统采集到的数据资源，开发实时在线的高级智能决策支持软件是近几年来国内外电力工作者十分关注的课题。
本项目开发的目的与意义是，利用已有无人值班变电所集控中心SCADA系统的数据资源，开发高级应用软件，为电网提供科学的最佳在线运行指导；运用科学的方法为集控中心值班人员开发和提供该电网事故发生后的事故诊断和恢复决策。
该项目以河南省南阳110kV城网为实际应用开发对象，并且充分考虑到系统的通用性和可移植性，能够在其它城市电网中应用。
南阳市近几年的用电量增长很快，随着附近两个电厂的投运和城网改造工作的进行，其城网110kV无人值班变电站集控中心于1998年末建成并投入运行。该中心采用了SUPER2000型微机综合监控系统，具有常规监控系统的功能。现已接入无人值班变电站14座，该中心的大多数变电站和输电线路采用ISA、LEP型微机保护。该市110kV电网电气一次系统图如图1所示。
决策系统的总体框图如图2所示，其主要功能模块有：数据通信、系统数据库、图形平台、安全经济分析、故障诊断与事故恢复、短路计算与保护灵敏度校验等。
2.1数据通信［1］
决策系统数据通信的任务是实时获得城网运行参数和保护动作等信息，并将其送给本系统的高级分析软件。由于这些参数和信息已经以遥信量、遥测量、SOE信息、保护事件等形式传入集控中心。本系统采用与集控中心SCADA系统通信的方式获得数据资源，在不干扰SCADA系统正常工作的前提下，共享其数据的方式、方法以及使用规约。数据通信为本系统的高级分析工作提供了数据基础，也增加了集控中心数据的通用性和使用效率。
本系统的数据通信以串口通信方式与集控中心原有的SCADA系统共享数据。由于原系统数据传输使用的是点对点的RS-232C通信协议，所以一个子站对应主站的一个Modem，多个Modem与主站前
2.2决策系统的数据库
为满足系统对数据信息的要求，必须建立安全、高效的数据库系统。本系统的数据库采用自行开发与利用大型商用数据库系统相结合的方式，即实时信息采用自行开发的实时库，网络参数、历史数据等信息在商用关系数据库上开发。
实时数据库、商用关系数据库以及高级分析软件之间存在相互的数据接口。实时数据库与高级分析软件之间的数据接口由程序设计实现。高级分析软件通过接口访问实时数据库和商用关系数据库。
实时数据库、商用关系数据库和数据接口三者相辅相成构成了本决策系统的一个记录、保持和操作数据信息的有机体，统称为数据库系统。
数据通信与数据库系统为决策系统提供了可靠的数据支持。
2.3图形平台［2,6,7］
为本系统开发的电力系统图形支撑平台简称图形平台，它同时也具有通用性以及考虑了今后扩展的接口，其基本功能如下：
1)提供图形编辑环境。在此环境中，可以使用系统提供的各种元件模型进行电气接线图、地理接线图以及元件参数等多项录入工作。
2)完成图形录入工作后，系统根据图形自动生成网络拓扑数据，同时进行网络验证和数据检错，为应用软件提供可靠的基础数据。
3)提供元件模型的定义与编辑功能。当系统提供的元件模型不能满足用户需要时，可以定义新的元件。
4)提供实时运行环境。读取通讯模块从SCADA得到的实时遥信、遥测信息，按用户的要求加以显示，建立系统运行状态的实时监视界面。
5)通过PCAD控件，为系统的其它部分提供图形化界面支持。
2.4故障诊断与事故恢复［3,5］
故障诊断过程就是从被诊断系统的某些检测量中得到故障信息，经过对这些故障信息的分析处理，判断故障源位置。本系统的故障诊断与事故恢复模块是利用原SCADA系统采集的数据资源，自动处理故障报警信息、判断故障位置、为值班人员提供恢复决策支持。可起到缩短事故处理时间、防止事故扩大的作用。
实际运行的电网在故障时表现出的故障信息可分为三类：电气量信息、保护动作信息和开关动作信息。原理上讲，只要有完备的故障量信息，就可以很容易地准确判断出故障位置。工程实际中，在故障时从全电网各处测取完整的故障量并实时送到集控中心目前还达不到，而只有实时开关动作信息和保护动作信息。
因此，本系统依据开关和保护动作信息进行故障诊断，具有较好的适应性，且不依赖于具体系统的特征结构。
事故恢复的目的是在电网发生故障后，最短时间内最大限度地恢复供电。根据实际系统的运行需要，该功能模块的恢复方式分为两种：方式一，尽量恢复到故障前的负荷水平。因此需要状态估计处理过的各点故障前的负荷值。方式二，系统零启动。需由运行人员设定电源参数与负荷值[1][2]下一页
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