探析电力系统应用软件(PAS)在电网的应用

纳鸿锦

（云南电网公司红河供电局，云南 蒙自 661100）

1 引言

最近几年许多电力系统应用软件(Power－ApplicationSoftware，简称 PAS)在网省级、大型地区级电网调度自动化及能量管理系统(EMS)中得到越来越广泛的应用，逐渐成为辅助电力系统调度运行人员实现安全、经济调度的有力工具。随着电网规模的日趋扩大以及电力客户对电能质量要求的日益提高，仅仅具备“四遥”功能的调度自动化主站系统已经越来越不能满足现代调度运行管理的需要了，所以经过充分论证和调研后，电力系统应用软件（PAS）在电网中的应用将会越来越普遍和深入。

2 PAS组成

电力应用软件(PAS)是建立在电网实时数据采集和监视系统(SCADA)系统基础之上的能量管理系统应用软件 (EMS)的重要组成部分，其功能主要是利用电力系统的各种信息，对电力系统的运行状态进行分析，帮助调度人员了解和掌握电力系统的运行状态，并提供决策依据，保证电网运行的安全性并提高其经济性。

3 PAS模块功能

3.1 网络建模

网络建模是PAS的基础模块。通过网络建模，将电网各元件的电气连接关系填入PAS网络数据库。电网元件的电气连接关系是应用软件进行网络分析计算的基础，必须使所建的模型和实际的运行方式相一致，才能保证应用软件结果的正确性。网络模块分析也称“网络结线分析”，是一个公用的功能模块，主要功能是依据SCADA的开关、刀闸的遥信信息确定电网的电气连接状态，并将网络物理结点模型化为计算用母线模型，用于状态估计、潮流计算、负荷预测、故障计算、调度员模拟培训等。

3.2 状态估计

状态估计又可以称为广义潮流。它是能量管理系统中的核心应用，也是其它高级应用软件的基础。由于在数据现场采集、传送过程中可能存在不同程度的误差和不可靠性。此外，由于测量装置在数量上及种类上的限制，往往无法得到电力系统分析所需要的完整、足够的数据。而状态估计就是针对上述情况，通过对SCADA实时遥信遥测数据进行分析计算，得到一个相对准确并且完善的运行方式，同时对SCADA实时遥信遥测数据进行校验，提出可能不正常的遥测点，而且能计算出难以量测的电气量，加强了全网的可观测性。状态估计提供了更准确的实时网络状态数据库，为其他网络分析应用提供实时的运行方式和数据。

3.3 潮流计算

潮流计算是电力系统运行分析和规划设计中最常用的工具。通过潮流计算软件，调度员可以用它研究当前电力系统可能出现的运行状态。潮流计算除给出设定方式下的潮流结果外，还计算出各线路、变压器的有功、无功损耗，对母线电压越限、线路过负荷及变压器过载给出越限报警。可以设置变压器分接头位置计算出母线电压，也可以通过改变负荷计算潮流分布情况。运行方式人员也可以用它来校核调度计划的安全性和分析运行方式的变化。

3.4 负荷预测

负荷预测是电力建设、调度决策的依据，对电力系统控制、运行和计划都十分重要。负荷预测模块是依据电网负荷的历史数据，找出负荷随各种因素的变化规律，进行负荷预测。预测可按正常日和节假日模式进行，预测模型中可涉及气象因素、重大事件、限电与检修等因素对系统负荷的影响，利用保存的系统负荷实际值和预测值进行预测误差分析，自动修正预测模型参数，可以查询任意一天的历史负荷数据，显示指定日期的预报误差。负荷预测采用了相似日法及人工神经元的复合算法。

3.5 故障计算

故障计算软件的作用是根据电力网络的运行方式和网络元件的参数计算电力网络在系统发生故障的情况下系统故障电流的分布。计算结果可以被继电保护人员用来整定保护定值，还可以作为运行方式和决策人员对电网进行分析研究的工具，在与调度员培训仿真联合时可以对调度员进行培训，提高调度员的运行水平。该故障计算软件采用的核心算法是多口网络理论，综合阻抗矩阵和转移阻抗矩阵。

4 应用分析

4.1 网络建模

一般要求在作图时定义设备，这样不会出现数据库中的设备未在图上作图的现象。数据库中删除了某个设备后，应及时删除图上相应的设备，否则设备之间的连接关系会出问题。对于T接线，可以用两种方法处理。如果已经定义了虚厂站，可直接作图；如果未针对某条线路定义T接站的站名，可为全系统定义一个T接站，所有线路的T接端都连在T接站上。为了正确标识T接线的连接关系，在图上画T接线时从首端厂站画到末端厂站，否则有可能出错。

4.2 状态估计

调度员随时可以利用状态估计来检查电网的运行情况，如利用越限告警表对电网设备进行越限检查；通过潮流数据计算结果了解系统中各设备相关电气量测量及计算情况；通过遥测遥信预处理功能结合可疑数据检查并纠正状态可疑的断路器、隔离开关、主变压器分接头；随时掌握全网最真实的运行状态，并利用在此模块中获取的基态数据进行各种运行方式数据的修改或组合，得出最符合电网真实运行状态的潮流预想结果。

4.3 潮流计算

随着电网结构变化较快，电网更加复杂，单凭经验难以准确估算系统潮流分布。利用潮流计算模块可以在实际操作前，获取当前电网实时潮流数据并进行模拟操作，根据模拟计算结果，调度员再对这些潮流数据进行安全性、经济性和合理性分析，满足要求后再下令实际操作。操作完成后还可对实际操作潮流数据和模拟操作潮流数据做误差统计和分析。

4.4 负荷预测

负荷预测模块界面简单明了，操作简便，在打开界面后只要输入一些气候条件、计划检修等边界条件后，能很快生成预测曲线。但由于该软件采用了相似日原理方法来预测负荷，故历史数据对预测负荷正确率有很大影响。在使用初期预测曲线误差较大，正确率均在85%左右，运行一段时候随着历史数据的积累，预测正确率将有所提高。

4.5 故障计算

故障计算软件可以计算的故障类型包括：短路故障、接地故障、断线故障，故障相可为单相、两相和三相，并且故障特殊相可以为A、B、C一任相，即可以计A相、B相、C相AB相、BC相、CA相和ABC相的短路或接地故障。全图形的操作界面，可以灵活方便地设置故障，可在厂站图画面点前景设故障，也可在列表方式下依次设置或修改故障参数，还可以将故障保存到故障库中以便以后直接取出进行计算，计算的结果即可以以元件列表的方式显示，也可以显示在厂站接线图和系统单线图上，此外还可以显示有名值或标么值。当系统元件或网络参数发生变更时应及时在数据库做相应的修改，否则会造成计算结果不准确。

5 结束语

PAS应用软件在电网的应用，有利于自动化人员根据状态估计结果对自动化系统的薄弱环节进行监控和维护。潮流计算、故障计算软件计算速度快，分析结果直观，是运行方式安排及继电保护管理人员的有利工具。调度员通过使用PAS软件，不但加深了对电网系统概念的认识，而且对正常操作和事故处理能力也得到了提高，使其逐渐由“经验型”向“分析型”、“研究型”转变。相信随着进一步对PAS使用经验的积累和功能的完善，PAS软件将为电网的安全、稳定、经济运行发挥更大的积极作用。

[1]于尔铿.电力系统状态估计[M].北京：水利电力出版社，2006

[2]王士政.电网调度自动化与配网自动化技术[M]北京：中国水利水电出版社.2007.

[3]罗常.基于(scADA/EMs)数据库基础上的数据流中心[J].广东输电与变电技术，2007，(2).