摘要: 研究了高级应用软件（pas）各个基础模块的工作原理，有助于增强调度自动化人员、调控员对高级应用软件工作原理的理解，提升调度自动化人员的维护水平和调控员对高级应用软件的使用水平，为电网安全、经济、可靠、稳定运行提供了有效的辅助作用。
关键词:PAS；网络拓扑；状态估计；调度员潮流；静态安全分析；负荷预测
1 前言
电网高级应用软件（PAS）是建立在SCADA基础之上重要的电网应用软件，其功能主要是利用电力系统的各种信息，在实时态和研究态模式下，对电力系统的运行状态进行分析，帮助调度员了解和掌握电力系统运行状态的变化，并提供分析决策的依据，保证电网运行的安全性并提高运行的经济性。
2 PAS应用软件的功能模块分类
2.1网络拓扑
网络拓扑就是根据网络建模时生成的设备连接关系和实时的开关、刀闸状态确定电网的电气连接状态，由网络物理模型（称为结点模型，是对网络的原始描述）产生计算用数学模型（称为母线模型，与网络方程联系在一起），并将有电气连接的母线集合化为岛，用于状态估计、潮流计算、安全分析、经济调度、调度员模拟培训等功能。因此，网络拓扑是整个网络分析应用软件的基础。
2.2状态估计
对由远动传来的数据进行修正，减少RTU采集时的误差和通道传输时的误码，并剔除错误的数据，补齐由于各种原因采集不到的数据，提供一个电力系统的实时潮流解，为下一步进行安全分析、经济调度和调度员模拟培训系统提供一个相容的熟数据集。状态估计还可以返回实时采集数据的质量信息，帮助运行人员迅速准确的找到通道中的不良数据，从而有助于SCADA系统的维护。
2.3调度员潮流
调度员潮流是在给定的条件下，计算整个电网运行的状态，为运行计划人员提供一种“可能方式”下的电网功率分布，节点的电压幅值和相角的状况。潮流计算向故障分析、最优潮流、短路计算等应用提供假想运行方式，使调度员很方便地进行各种操作，了解不同运行方式下系统的状态，确定合理的系统运行方式，降低系统的运行费用。
2.4静态安全分析
静态安全分析包括预想事故分析和安全约束调度两部分。
预想事故分析指的是针对预先设定的电力系统元件（如：线路、变压器、发电机、负荷和母线等）的故障及其组合，确定它们对电力系统安全运行产生的影响。预想事故分析的主要功能是：按调度员的需要方便地设定预想故障；快速区分各种故障对电力系统安全运行的危害程度；准确分析严重故障后的系统状态，并能方便而直观展示结果。
如果由预想事故分析发现系统处于正常的不安全状态，接下来就要确定应当采取怎样的对策，才能使系统恢复到正常的安全状态，这就是安全约束调度。
安全约束调度的任务就是通过系统中可控变量的再安排来移去潜在的（即因预想事故而引起的）约束条件越限现象，通常称之为预防性再安排或预防性安排（简称预防控制）。如果系统已经存在约束条件的越限现象，也可以通过可控变量的再安排，来使之恢复到安全状态。
2.5负荷预测
负荷预测就是根据历史负荷值，在满足一定精度的情况下决定未来某特定时刻的负荷值。根据不同的预测目的，负荷预测可分为超短期、短期和中长期的预报。一般说来，一小时以内的负荷预测为超短期负荷预测，用于安全监视、预防性控制和紧急状态处理；日负荷和周负荷预测为短期负荷预测，分别用于安排日调度计划和周调度计划，包括确定机组的起停、水火电的协调、联络线交换功率、负荷经济分配、水库调度和设备检修等；月至年的负荷预测为中期负荷预测，主要确定水库的运行方式和设备大修计划等；电源规划和发展时，需要数年至数十年的长期负荷预测。
3 PAS应用软件工作原理
E8003 PAS系统基于实时态和研究态两种模式建立[1]。实时态和研究态模式是PAS系统的一种基本构造模式。实时态就是PAS系统不断接收SCADA系统的遥测和遥信数据的刷新，及时更新PAS系统中的网络的状态，并对变化的网络状态不断进行各种分析计算的模式。而研究态则是一种基于实时断面或断面文件建立的离线方式，它的遥测和遥信状态是稳定的，使用人员可以对其各种设备的状态进行修改，执行模拟操作，并对这种经过人工修改后的状态进行分析计算，从而可获得对电力系统更深刻的认识。
除了网络拓扑和状态估计只能取SCADA的实时数据进行计算，其它模块的数据来源都有两种方式：一是实时数据；二是研究数据。实时数据是通过网络程序取来的实时遥测和遥信或者是经状态估计之后的数据；研究数据可以是在潮流计算模块中设置的研究方式数据，也可以是存储的一个SCADA断面数据，或者是预测和计划数据。
3.1 网络拓扑
网络拓扑将电网中各个物理元件之间的实时连结关系,为所有电网应用软件建立数学网络模型，用数字来正确的反映.。实时处理开关信息的变化，自动划分发电厂和变电站的计算用结点数，形成新的网络结线，随之分配量测量和注入量等数据，为状态估计、调度员潮流、故障分析等有关的网络分析应用软件提供新结线方式下的信息与数据。其数据源包含静态数据源和动态数据源。静态数据源包含所有的静态的物理电气模型，来自于网络建模，网络建模即建立网络分析的模型，可分为结构建模和参数建模。结构建模就是把各设备的连接关系保存入数据库，参数建模即将各设备的物理参数保存入数据库,动态数据源包含实时的SCADA数据。
网络拓扑数据传输与程序流程如图1所示。
图1
3.2状态估计
状态估计也称为滤波，它是利用实时量测系统的冗余度来提高数据精度，自动排除随机干扰所引起的错误信息，估计和预报系统的运行状态。状态估计的流程依次为：粗检测、可观测性分析、状态估计计算和不良数据辨识。
3.2.1粗检测
粗检测是指判断某次量测采样中是否存在不良数据，它是指根据量测量的极限检查、量测值的突变检查、量测数据的相关检查等原理，应用逻辑判断的方法处理掉一些明显的不良数据。例如粗检测信息中影响比较大的错误信息包括：母线/变压器有功/无功不平衡、支路两侧有功/无功采集不平衡等。
3.2.2可观测性分析
分析出了经过粗检测计算后不可观测的设备。包括：不可观测站内设备，列出了所有状态估计不可观测的设备，与该设备相关的量测量严重不足，难以描述其运行状况；不可观测线路：列出了所有状态估计不可观测的线路；电气岛可观测性：列出了整个电网中存在的电气岛的可观测性信息。
3.2.3状态估计计算
状态估计计算的核心是利用加权最小二乘算法，估计出系统各母线上的电压和相角，从而计算出系统中各支路潮流值和节点注入量。状态估计的量测量有：支路量测、节点量测、母线电压幅值；状态估计的状态量有：母线电压的相角和幅值。
3.2.4不良数据辨识
不良数据辨识是指对检测出的可疑数据的检测，确定哪些是真正的不良数据。首先对不良数据值作出估计，然后用此估计值去直接修改原来的状态估计。修改后的状态估计是排除了不良数据后的最优估计，这样不需要重新进行状态估计，所以实时性能较好。
3.3结束语
调控一体化模式运行之后，调度自动化系统成为调控员必不可少的工具，调度自动化系统高级应用软件（pas）有助于调度员提前评估电网各种运行方式，提高调控的质量和效率，有助于地区电网安全经济运行。对此，高级应用软件离不开自动化人员的高质量维护，确保高级应用软件精确可用。在掌握高级应用软件工作原理的基础上，能有助于维护和应用能力的提升，为地区电网安全、可靠经济运行提供一个重要的辅助工具。
参考文献:
[1]DF8003 PAS系统使用手册[Z].烟台东方电子股份有限公司,2015.10.
[2]DF8003 PAS系统技术手册[Z].烟台东方电子股份有限公司,2015.10.
[3]DF8003 PAS系统维护手册[Z].烟台东方电子股份有限公司,2015.10.
作者简介：
季光智（1992），男，学士，助理工程师，云南电网有限责任公司文山供电局，从事调度自动化系统运行维护工作
论文作者:季光智
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
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