发电厂并网运行及辅助服务管理数据质量分析系统的应用

发电厂并网运行及辅助服务管理数据质量分析系统的应用

周傅峻1,林彤1,刘常龙2

（1.浙江浙能乐清发电有限责任公司，浙江 乐清 325609；2.济南山高电力软件开发有限公司，济南 250014）

介绍了发电厂并网辅助服务管理系统的总体功能和在某厂的具体应用。分析了该厂系统所需数据的质量情况。运行实践表明，该系统可通过对两个细则地解析，得出详尽的系统需求分析，为非电厂侧引起的数据异常提供免考核依据。此外，可根据机组的AGC或者负控状态，优化设定机组控制参数，提高控制品质，减轻辅机的运行压力。该系统对提高电厂运行经济性具有实际意义。

两个细则；辅助服务；数据挖掘；数据质量分析

0 引言

辅助服务是指为维护电力系统的安全稳定运行，保证电能质量，除正常生产、输送、使用外，由发电企业、电网经营企业和电力用户提供的服务，包括：一次调频、自动发电控制(AGC)、调峰、无功调节、备用和黑启动服务等[1]。电厂自动化数据上送给远方调度主要是通过IEC60870-5-104标准实现的[2]，其传输方式是以太网传输[3]。发电厂NCS系统一般配有两个独立的远动装置，采用并行方式工作。两个远动AK都配有一个独立网卡，接在调度数据网上连接省调的多个主站SCADA SERVER。电厂侧常出现以下现象：调度反映收到的遥信遥测刷新慢，甚至还出现疑似丢数据的现象，特别是华东电监局依据国家发改委、国家电监会的相关规定制定的《华东区域并网发电厂辅助服务管理实施细则(试行)》[4]和《华东区域发电厂并网运行管理规定实施细则(试行)》[5]简称“两个细则”实施以后，对于遥测、遥信提出了更高要求，如果考核基础数据质量不够理想，将造成电厂不必要的考核损失。因此，电厂侧需要一套针对两个细则考核通道数据质量的分析系统，把与电厂考核相关的通道数据报文记录下来，利于异常情况下的原因分析，提高考核结果的客观公正。

1 系统结构与功能

1.1系统结构

为保证系统无缝顺利接入，系统直接从升压站NCS接口机的HUB上监听通道数据，如图1所示。

1.2系统功能

电厂两个细则考核通道数据质量分析系统运行在NCS网络，采集远动装置和调度主机之间的104规约数据并存储，同时该系统不与NCS网络中的任何节点（包括远动装置）建立104连接，保证该网络中所有节点的稳定运行。系统可以将实时监视的报文存储，同时转化成用户级数据库，以便离线分析，其功能包括：

1）数据监视采集模块

数据监视采集模块通过侦听、过滤网络上的104规约报文，将过滤过后的原始报文存入数据库，全天侯记录。

2）规约数据解析模块

规约数据解析模块解析原始规约报文数据。报文逐帧逐字节至位以纯中文方式按照规约文本的含义进行透彻解

析。可以根据原始报文数据还原出相应的真实数据，如：遥信、遥信变位及遥测值、遥测变化、遥控、遥调等，并可选择对还原的数据进行存储。可同时监听通道上、下行报文。

图1 系统结构图Fig.1 System structure

3）多通道自动判断

系统具备104通道自动判别功能，可根据监听到的实时数据自动识别正在运行的通道，作为考核系统的基础数据来源，保证了数据的全面和连续性。

4）数据挖掘分析功能

系统将NCS和DCS遥测数据放到同一维度进行挖掘分析，可根据数据偏差是否达到设置门槛进行实时报警；系统根据考核业务划分了多种OLAP数据挖掘的维度，包括：机组、时间（年-月-日-时-分-秒）等。通过数据挖掘来发现机组是否具有规律性的薄弱点，如：是否存在某时间段数据质量较差的现象、分别统计不同转速段下的数据质量、分别统计不同负荷段下的数据质量等。

5）可生成电厂和省调端数据的差异表，为申请免考提供依据

由于电厂和省调间数据交换量的急剧增加，电厂端都存在着AGC/负控指令因通道拥塞而滞后甚至丢失的现象。在目前华东电监局实施“两个细则”考核的大形势下，对电厂来说，指令的滞后或者丢失意味着不必要的经济损失，而指令的丢失现象又不可能在短时间内得到彻底解决。因此，如果能获取电厂和省调端指令差异表，并以此作为免考的依据，则可以避免电厂不必要的经济损失。

电厂端接受的指令数据由规约系统捕捉指令报文并加以翻译而来，为电厂端接受省调指令的第一手数据，调度端指令数据取自 “两个细则”考核系统安置在电厂的客户端电脑，负控指令数据从考核系统页面导出，AGC指令数据从“调节精度考核明细”页面导出，该数据为调度进行考核计算时的依据。

考核类型系统可将省调考核系统导出的遥调指令数据与电厂实际接收的数据进行对比：找出数据差异类型，包括：指令丢失、指令滞后、指令偏差较大、指令滞后并偏差较大等，为免考提供依据。

表1 数据筛选功能和项目Table 1 Data filtering functions and

两个细则针对遥信信号的抖动、误动考核相当严厉，出错一次就会造成较大电量扣罚。系统将遥信数据进行数据分析，判断出遥信信号的抖动、误动，提供有力的免考依据。

6）判断机组的AGC/负控状态并引入控制回路

目前虽然省调在电厂安装了指令下发终端，可反映AGC或负控状态，但其作用仅供监视用。如果DCS根据机组的AGC或负控状态，相应选择预置机组控制参数，一方面可提高机组的运行效率，减轻辅机的运行压力，从而提高机组运行的经济性和安全性；另一方面可通过切换调节速率等参数提升机组应对“两个细则”考核的能力，减少考核电量。

通过对连续15min的遥调指令分析来判断机组的AGC/负控状态，并将其引出供控制使用。DCS可根据机组的AGC/负控状态，优化设定机组控制参数，提高控制品质；当判断出机组处于AGC模式时，由于负荷波动频繁但幅度较小，可强化一次风机的作用，弱化给煤机的作用，提高机组的运行效率，减轻辅机的运行压力。

2 经济效益分析

在减少误考核方面，通过该套系统可以方便地查询实时及历史数据记录情况。由于调度系统和电厂方数据通讯之间有时会出现数据丢包或两端数据不一致的现象，该情况下通过系统可以方便地辨别筛选出来，以申请免考，下面举实例说明。

实例：某电厂机组在不同时间段里出现实际负荷与遥调指令偏差大、Q2考核电量高的异常现象，如表2所示。

表2 机组实际出力与计划出力对比Table 2 Unit actual efforts and planning output

通过分析系统调查发现，当时电厂几台机组都投在AGC模式下运行，而调度下发系统中AGC指令为5～15min变化一次，由此分析系统判断调度遥调指令投在MGC方式，该方式下根据考核规则Q2是不进行考核的。但实际在“两个细则”考核中却判断机组都投在AGC方式下，对每台机组都进行了Q2（总计127.61MW）的考核。凭该依据成功避免了一次因系统异常产生的误考核。

3 结束语

系统具备实时监测和记录分析通讯通道数据功能，为电厂留下第一手的数据资料，为非厂侧原因的异常情况提供有力的免考依据。系统具备电厂和省调遥调指令对比功能，生成指令差异表，从而判断出电厂接收省调遥调指令是否存在问题，协助电厂提高两个细则考核服务能力。此外，将AGC和负控信号区分并引入DCS，可实现机组优化设定控制参数功能，提高控制品质，减轻辅机的运行压力。该系统对提高机组运行经济性具有实际意义。

[1]丁明,安玲,齐先军．电力市场环境下考虑系统可靠性的备用调度[J]．继电器,2007,35(15)：14．

[2]远动设备及系统第5-104部分：传输规约基本远动任务配套标准[S]

[3]．远动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输协议子

[4]集的IEC 60870-5-101的网络访问[S]．华东电监会．华东区域并网发电厂辅助服务管理实施细则(试

[5]行)[R]．2009,1．华东电监会．华东区域并网发电厂并网运行管理实施细则(试行)[R]．2009,1．

投稿日期：2014-5-4

The Application of Grid Parallel Operation and Auxiliary Services Management Data Quality Analysis System

Zhou FuJun1,Lin Tong1,Liu ChangLong2
（1 Zhejiang Energy Yueqing Power Generation Co., Ltd, Yueqing zhejiang 325609 China; 2. Jinan mountain high power software development co., LTD Jinan Shandong 250014 China）

The paper introduces a grid operation and auxiliary services management data quality analysis system and the specific application environment of the Power Plant，it analyzes the quality of the data that system requires． After a period of trial running it shows that through the analysis of two rules the system can get the requirements analysis of the system in detail and offer free appraisal base for the data exceptions of no-power plant side. In addition, According to the signal of AGC or load-control, optimal setting control parameters, to improve the control quality, reduce the operating pressure of the auxiliary, the system could be used to improve operation maintenance efficiency and economy of the power plant.

two rules；auxiliary services；data mining；data quality analysis

TM76

A

Doi：10.3969/j.issn.1671-1041.2014.03.009

周傅峻，男，本科，从事发电厂设备管理工作。