CN103312040A - 提高电力监控中心avc系统可靠性的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法，该方法包括有以下步骤：实时遥测数据处理；实时遥信数据处理及死数据处理，当AVC系统检测到遥测信息长时间不刷新时，将这些数据判定为死数据，闭锁相应的无功调压设备，并发出告警信号。有益效果是对电网内各变电所的有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制，实现全网无功电压优化控制闭环运行。该AVC系统在很大程度上还是依靠SCADA系统采集上来的实时数据进行计算，确保了AVC系统能够对电压无功控制策略进行优化，减少了一次无功调压设备的动作次数，并提高了设备的使用寿命，为提升无功电压管理水平及整个电网安全、稳定和优质运行提供了相应技术上的支撑。

Description

提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法

技术领域

本发明涉及一种提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法。

背景技术

海光寺监控中心自动电压控制（简称AVC）系统是基于OPEN-3000调度自动化平台，进行一体化设计的。通过SCADA系统采集全网各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算，在确保电网与无功设备安全运行的前提下，发出无功补偿设备投切指令或主变分头升降指令。

如果SCADA系统实时数据在传输中，存在干扰或数据维护时存在人为错误或误差，将会使AVC系统的可靠性大大降低，甚至会发出错误的控制指令。因此从安全运行的角度来说，需要对AVC数据采集中的不良数据进行处理。

目前海光寺监控中心已接入51座220kV变电站，电压调整难度大，电压无功合理优化一直困扰着电网就地运行。如无功补偿设备频繁投切、无功数据粗辨识能力不强、可用率有待进一步提高等问题。因此为了保证电压质量，调度运行值班人员就必须根据调度方式每季度下发的电压无功曲线，在OPEN3000系统平台上手动进行调节电容器、电抗器和有载调压变压器分接头。同时要保证电力系统安全稳定运行，就需要一人操作，一人监控，大大增加了调度运行值班人员的劳动强度和发生电力系统事故的几率。

因此为了更好的实现电压无功调节及调试方便的前提下，就需要更加合理的电压无功优化策略。集中利用电压无功的调控手段，来实现无功的就地平衡，以确保电压值浮动在合理曲线范围之内。通过电压无功的合理优化，降低线路损耗，及时优化无功潮流，进一步的提高电能质量，确保了天津地区主网安全稳定运行。

通过对电压无功控制策略的优化，海光寺监控中心就地调整电压及无功时，可以避免设备频繁动作。通过无功数据的粗辨识，提高数据质量校验，在无功数据瞬间波动较大时，可以确保就地控制无功设备的可靠动作及为市调上传更加可靠的数据。应用设计友好的人机交互界面，可以方便的查询控制命令及控制前后的电压、无功及设备动作次数等信息；还可以方便简洁的按习惯自定义及全面的历史记录查询。

为今后进一步优化无功质量做好技术准备，从技术手段上保证了运行人员从各级无功调节操作中解脱出来，完善了AVC统计查询的功能，提高了技术人员的工作效率和管理水平，有必要研发一套提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法。

发明内容

针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供一种提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法，以利于剔除明显不合理的尖峰负荷及不正确的遥信变位信息和误遥测信息，确保了海光寺监控中心AVC系统能够对电压无功控制策略进行优化，大大减少了一次无功调压设备的动作次数，并提高了设备的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法，该方法在电网AVC系统的电力调度监控中心SCADA系统中使用，简称SCADA系统，该方法包括有以下步骤：

①实时遥测数据处理

实时遥测数据通过变电站站内远动终端装置，将变压器的运行状态、各侧母线电压、分接头档位、流经变压器的有功功率、无功功率和电流；电容器及电抗器的有功、无功、电流；线路有功、无功和电流的模拟量信息传送给电力调度监控中心SCADA系统，AVC系统通过获取SCADA系统实时数据库中实时数据，经过AVC系统应用处理后，并存入到AVC网络数据库中供在线分析使用；为了避免AVC系统获取的实时数据存在坏数据，造成误发指令，对采集的实时遥测数据进行数据剔除处理及数据滤波处理；通过剔除明显坏数据及利用冗余数据作为补充量测对实时遥测数据进行分析后，来确保提供给AVC系统的实时遥测数据是可用的；

②实时遥信数据处理

AVC系统监测的实时遥信数据包括主变压器断路器、母联断路器及无功调压设备的断路器位置，所述实时遥信数据对电网一次接线图网络拓扑分析；为确保AVC系统准确无误的应用实时遥信数据，包括主变压器运行方式、母线运行方式以及无功补偿设备的运行状态，必须对这些遥信数据的正确与否进行数据辨认，在所述电网的每个断路器中将采集到电流数据，通过如下进行验证，设定所述断路器在分位，采用如下规则进行验证：

1）断路器在分位-->若无电流值-->断路器状态量正确；

2）断路器在分位-->若有电流值-->断路器状态量错误；

③死数据处理

当AVC系统检测到遥测信息长时间不刷新时，将这些数据判定为死数据，闭锁相应的无功调压设备，并发出告警信号。

本发明的效果是：

1、实时遥测数据进行检测，剔除明显不合理的坏数据，利用冗余数据作为补充量测，对遥测数据进行数据补充，来为AVC系统提供正确的遥测数据。

2、对发生影响系统运行方式的遥信变位，要结合相对应的遥测信息，进行数据辨识，确认为正常变位信息；对于发生影响设备动作的保护信号来说，结合断路器状态来判断，若为正常情况下的动作信息时，应及时闭锁相应无功调压设备。

3.当AVC系统检测到遥测信息长时间不刷新时，将这些数据判定为死数据，闭锁相应的无功调压设备，并发出告警信号。

海光寺监控中心目前已经将20座220kV变电站接入到AVC系统中，实现了远方自动投切电容器及电抗器和升降有载调压主变压器分接头。通过结合本课题对不良数据进行辨识的功能，可以将SCADA采集上来的遥测、遥信数据进行数据过滤，剔除明显不合理的尖峰负荷及不正确的遥信变位信息和误遥测信息，确保了海光寺监控中心AVC系统能够对电压无功控制策略进行优化，大大减少了一次无功调压设备的动作次数，并提高了设备的使用寿命，为提升无功电压管理水平，及整个电网安全、稳定和优质运行提供了相应技术上的支撑。

附图说明

图1是本发明的AVC系统中数据辨识所处地位；

图2是本发明的AVC系统框架图；

图3是本发明的实时数据获取流程图；

图4是本发明的实时遥测数据处理流程图。

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法加以说明。

如图1所示，SCADA系统是指Supervisory Control And Data Acquisiton即数据采集与监视控制系统。本发明的提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法，该方法在电网AVC系统的电力调度监控中心SCADA系统中使用，简称SCADA系统，该方法包括有以下步骤：

①实时遥测数据处理

实时遥测数据通过变电站站内远动终端装置，将变压器的运行状态、各侧母线电压、分接头档位、流经变压器的有功功率、无功功率和电流；电容器及电抗器的有功、无功、电流；线路有功、无功和电流的模拟量信息传送给AVC系统，AVC系统通过获取SCADA系统实时数据库中实时数据，经过AVC系统应用处理后，并存入到AVC系统的网络数据库中供在线分析使用；为了避免AVC系统获取的实时数据存在坏数据，造成误发指令，对采集的实时遥测数据进行数据剔除处理及数据滤波处理；通过剔除明显坏数据及利用冗余数据作为补充量测对实时遥测数据进行分析后，来确保提供给AVC系统的实时遥测数据是可用的；

②实时遥信数据处理

AVC系统监测的实时遥信数据包括主变压器断路器、母联断路器及无功调压设备的断路器位置，所述实时遥信数据对电网一次接线图网络拓扑分析；为确保AVC系统准确无误的应用实时遥信数据，包括主变压器运行方式、母线运行方式以及无功补偿设备的运行状态，必须对这些遥信数据的正确与否进行数据辨认，在所述电网的每个断路器中将采集到电流数据，通过如下进行验证，设定所述断路器在分位，采用如下规则进行验证：

1）断路器在分位-->若无电流值-->断路器状态量正确；

2）断路器在分位-->若有电流值-->断路器状态量错误；

③死数据处理

当AVC系统检测到遥测信息长时间不刷新时，将这些数据判定为死数据，闭锁相应的无功调压设备，并发出告警信号。

本发明的提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法功能是这样实现的：

海光寺监控中心AVC系统是天津地区第一个220kV集控控制中心，是重要的电压支撑点。其AVC系统是根据OPEN-3000调度自动化一体化平台构建而来，在进行自动控制算法中采用专家规则与控制灵敏度相结合的框架结构，其框架图如图2所示,图中EMS系统是指Eenergy Management System即能量管理系统；OPEN3000系统平台是海光寺监控中心调度主站系统应用平台。实时数据获取流程图如图3所示,图中AVC系统获取实时数据流程数据获取分为两大步骤：

（1）通过AVC::ScadaReader取数对象，将SCADA系统实时数据读取到网络库中模拟量和状态量记录中；（2）通过AVC系统处理后，将模拟量和状态量数据读取到网络库设备属性库中。AVC系统获取实时数据流程。

实时遥测数据处理流程图如图4所示，

为了更好的实现电压无功调节及调试方便的前提下，更加合理的实现AVC系统对无功补偿设备和主变有载分接头控制。通过对SCADA系统采集的遥测、遥信数据进行不良数据辨识，将造成AVC系统误发或误控指令的数据进行剔除，大大提高了海光寺监控中心自动电压控制系统运行的可靠性。因此对该AVC系统进行不良数据辨识具有很高的工程应用价值。

（一）实时遥测数据处理

在实时遥测遥测数据传输过程中，对数据进行检测，剔除明显不合理的坏数据，利用冗余数据作为补充量测，对遥测数据进行数据质量校验，为AVC系统提供正确的量测数据，来确保AVC系统不会误发指令。

（二）实时遥信数据处理

对发生影响系统运行方式的遥信变位时，结合上传的遥测信息，对这些变位信息中的错误数据进行辨识；当出现影响设备动作的保护信号及“挂牌”等遥信信息时，及时闭锁相应设备。

（三）死数据处理

当AVC系统检测到遥测、遥信数据长时间不刷新时，将这些数据判定为死数据，闭锁相应的无功补偿设备或变压器有载调压分头，并发出告警信号。出告警信号。

实时遥测数据主要采集量有：主变压器高、中、低压侧有功、无功、电流、电压；电容器及电抗器无功、电流等。因此在实时数据由远方RTU向海光寺监控中心主站传送时，就很有可能受到通讯干扰，或者出现遥测数据点号填错等原因，造成OPEN-3000系统数据出现偏差，如果不进行处理的，将会造成海光寺监控中心AVC系统发出误动指令。因此很有必要对不合理的遥测数据及主变压器有载调压档位等遥测信息进行检测。

实时遥信数据主要包括：主变压器高、中、低压断路器、母联断路器、电容器及电抗器断路器等对网络拓扑分析，判断主变压器运行方式，母线运行方式等至关重要的断路器量信息和影响设备动作的保护信号信息等。

由于这些实时遥信数据对无功补偿设备运行状态至关重要，再加上遥信数据也有可能存在误数据，因此必须对遥信数据正确与否进行辨识。

在电力系统自动化设备运行期间，有可能由于测控装置故障、远动机死机、或者OPEN-3000系统平台发生遥测数据封锁及人工置数等原因造成数据不刷新，形成死数据。当发生死数据现象时，必须闭锁相关设备。因此判断是否为死数据就尤为关键。因此，可以采用如下方法判断：

遥测数据—>一段连续如30分钟的时间内—>数据未刷新—>判断为死数据—>闭锁相关设备—>发出报警信号。由于遥信数据也有可能存在误数据，必须对遥信数据正确与否进行辨识。因此可以设置如下命题及判断规则。

1.断路器状态

when(断路器=合)，if(电流i>给定阈值)and(遥信值=1),then(断路器状态正确)

2.保护信号处理

凡是影响无功补偿设备动作的保护信号发生时，必须对相关设备进行闭锁，防止发生电网解列及人身伤亡事故。但对于保护信号来说，既要防止频繁闭锁，又要防止因错数据发生误闭锁的发生。因此需要设立如下规则：

when(保护信号=1)，if(断路器=合)then(保护信号为误发信号)；if(断路器=分)and(人工未确认or保护信号未复归)then(闭锁相关设备)

一般来说，电容器及电抗器投入时，大都会出发“弹簧未储能”等保护信号，但在较短时间内又可自动复归，对于此类信号来说，可以设置为自动复归功能，从而避免了设备频繁发生闭锁现象。

在电力系统自动化设备运行期间，有可能由于测控装置故障、远动机死机、或者OPEN-3000系统平台发生遥测数据封锁及人工置数等原因造成数据不刷新，形成死数据。当发生死数据现象时，必须闭锁相关设备。因此判断是否为死数据就尤为关键。因此可以采用如下方法判断：

遥测数据—>一段连续如30分钟的时间内—>数据未刷新—>判断为死数据—>闭锁相关设备—>发出报警信号。

在AVC系统投运之前所辖变电站母线电压由运行人员按照调度事先下达的电压曲线自行控制，其控制方式为运行人员在监控系统手动调节母线电压。电压靠人工方式手动调节，工作量较大。据统计，监控中心共执行无功操作两万余次，占全部总遥控操作次数的三分之二。而且手动调节不仅费时费力，随着电网规模扩大、变电站数量增多，运行人员劳动强度将随之不断增加，更难以保证电压调节合理性和及时性。AVC系统投入之后，经过几个月的实际运行，AVC系统能有效减轻运行人员劳动强度、显著提高全网电压合格率，为提高电网安全性作出重大贡献。体现了系统的安全效益、社会经济效益和技术管理效益。

由于海光寺监控中心提供了AVC系统自动控制平台，使运行值班人员在调整电压无功保持在合理曲线范围内的繁杂工作中解脱出来，大大节约了人力成本。该系统是对全网电压无功进行集中监视和分析计算，从全网的角度来对电压无功装置进行协调优化控制。通过保持系统电压稳定，提升全网电压品质及整个系统的经济运行水平，来提高电网电压无功管理水平的技术手段。因此海光寺监控中心AVC系统主要有以下功能：

☆在保证变电站220kV母线目标电压和变压器高压侧功率因数目标值的基础上，形成更加合理的控制策略。这就可以对无功设备动作次数进行合理优化，实现无功就地平衡及无缝调节，并延长了设备的使用寿命。

☆提高无功数据质量校验、遥测误差校正及粗辨识能力，来确保当出现错数据时，无功设备不会误动作。

☆完善统计功能，为相关技术人员查询设备动作次数、遥测越限情况及告警信息等提供了便利。

Claims (1)

1.一种提高电力监控中心AVC系统可靠性的控制方法，该方法在电网AVC系统的电力调度监控中心SCADA系统中使用，简称SCADA系统，该方法包括有以下步骤：

①实时遥测数据处理

实时遥测数据通过变电站站内远动终端装置，将变压器的运行状态、各侧母线电压、分接头档位、流经变压器的有功功率、无功功率和电流；电容器及电抗器的有功、无功、电流；线路有功、无功和电流的模拟量信息传送给电力调度监控中心SCADA系统，AVC系统通过获取SCADA系统实时数据库中实时数据，经过AVC系统应用处理后，并存入到AVC网络数据库中供在线分析使用；为了避免AVC系统获取的实时数据存在坏数据，造成误发指令，对采集的实时遥测数据进行数据剔除处理及数据滤波处理；通过剔除明显坏数据及利用冗余数据作为补充量测对实时遥测数据进行分析后，来确保提供给AVC系统的实时遥测数据是可用的；

②实时遥信数据处理

AVC系统监测的实时遥信数据包括主变压器断路器、母联断路器及无功调压设备的断路器位置，所述实时遥信数据对电网一次接线图网络拓扑分析；为确保AVC系统准确无误的应用实时遥信数据，包括主变压器运行方式、母线运行方式以及无功补偿设备的运行状态，必须对这些遥信数据的正确与否进行数据辨认，在所述电网的每个断路器中将采集到电流数据，通过如下进行验证，设定所述断路器在分位，采用如下规则进行验证：

1）断路器在分位-->若无电流值-->断路器状态量正确；

2）断路器在分位-->若有电流值-->断路器状态量错误；

③死数据处理

当AVC系统检测到遥测信息长时间不刷新时，将这些数据判定为死数据，闭锁相应的无功调压设备，并发出告警信号。

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