电网自动化系统遥测数据跳变的原因和对策.doc

电网自动化系统遥测数据跳变的原因及对策一、电网调度对EMS的两个指标：实时性和正确性 电网自动化系统（EMS）所提供的遥测数据，必须具备实时性和正确性两个最基本的指标，才能满足调度人员及时掌握和准确调整电网工况的要求。 所谓实时性，就是电网中一次设备的状态发生变化后，相关信息立即就能反映到调度中心，其滞后的最长时延，一般不应该超过3秒；所谓正确性，就是所有一次设备的状态信息，都要完全符合电网现时的实际工况：对于遥信数据，不能有误动、拒动和抖动；对于遥测数据，综合误差不应超过0.5%. 要达到上述指标，并不容易。经过了20多年的持续改进，目前电网自动化系统的实时运行水平，已经有了很大提高。目前一般省一级系统，在大多数时段，基本上能够达到上述指标。 但在某些特定的时间区间，以上两种指标都达不到，几乎每个省调，每月都会收到来自上级调度的统计警示：列出了贵省总加数据的跳变情况，要求采取措施改进之。 然而，这种事件是电网EMS的一种固有特征，因为它的发生与电网实时数据的获取方式紧密相关，确切地说，我们只能改善它，却无法根除它。而且这两种指标的超限，不能够单独处理，它们联系在一起，很难分开，我们只能找到满足实际需要的平衡点。这是由什么原因引起的呢？ 二、电网调度对遥测数据跳变的耐受性 大多数省级EMS系统的汇总数据，比如水电总加、火电总加、风电总加等等，都会在通常平稳的运行曲线上，发生2-3次跳变。这种异常数据跳变的持续时间差别很大，短的几分钟，长的几小时。事实上，还有更短的数十秒钟的事件，由于历史数据存储的过滤作用，大多数已经被忽略。 如上所述，一个系统发生数据跳变现象不可避免，因为其发生的原因深嵌于远程数据采集的机制之中。如果要完全根绝遥测数据跳变，系统的实时性就不得不降低，但实时性对于调度人员更加重要，许多紧急事件的处理要在数秒数十秒之内立即决定，因此不可能通过付出降低实时性的代价来换取根除跳变。 在上述两难处境当中，调度人员的选择很明确：实时性一定不能降低，至于遥测跳变，不发生当然最好，如果实在做不到，只要限制在较短的时间段内，我们也是可以容忍的。 根据我国目前自动化系统的设计水平，从我们的经验判断，一般要求遥测跳变的持续时间不超过5秒，最长时延不超过10秒，还是可以做到的。在这样短的时区内，调度人员大致能够判断，这种异常的暂时性，对调度命令的下达影响不是很大。然而我们看到，目前各省的数据跳变统计表明，实际系统的跳变持续时间大大超出了上述区间，原因是： 1、对跳变的机制、原因还没有进行深入的研究； 2、没有采取措施，改善系统的通信设置。 三、遥测数据发生跳变的原因 EMS主站对厂站设备的大多数采集命令，都有一旦执行不可中断的性质。以全数据请求（简称：总召）为例，对一个具有几千个数据点的RTU的全部数据采集一遍，往往需要几十帧报文，花费几十秒钟时间，具体视信道带宽的不同而有不同。 在全数据采集过程中，当RTU某个刚刚被采集过的数据内存的数据发生变化时，这种变化不能立即被送往主站，必须等到本轮全数据请求全部完成后，在接下来的变化数据请求中被送往主站。 如果这个站的全数据采集需时40秒，在它刚刚采集到10秒钟的时候，刚才10秒内已被采集过的某个数据内存的数据发生变化，那么这个变化了的数据，起码要在30秒钟以后，才能被送往主站。我们当然可以在规约的编程上来改变这个总召不可中断的局面，比如，在10秒时中断总召命令，先传送上面所说这个刚变化了的数据，这是能够做到的。但请注意，我们为什么要发全数据请求命令？因为在经过了很长一段时间的变化数据请求以后，主站数据库中这一块数据是否还与厂站保持一致？我们是有疑问的，很多数据在12个小时内都没有被刷新一次，在他们被主站的各种应用程序几十次地读取、比对、处理中，会不会出错？为了保险，这个时候，妥当的做法是把这个站的数据全部刷新一遍，以确信，这时候主站数据与厂站实际状态是一致的，如果不这样做，很可能更多的面上的错误会发生在这个厂站的数据中。所以，每隔一段时间对一个站的整个数据刷新一遍，也是很重要的，不可偏废。再说，在调度可以接受的限度内，这个变化了的数据稍微延后一点送上去，又有何妨？比较利弊得失，还是不中断的好。现在再来探讨这个延迟上送的变化了的数据带来的问题。如果这个数据变化不大，虽然已经越过了死区，必得上送，也只是平稳负荷曲线上的一个小小的波动，虽然延迟了30秒才到达主站的数据库，但在当前一轮的汇总计算中，基本上显示不出什么来。事实上，对于平稳的负荷，你一小时上送一次也没有什么问题。问题在于：如果这次数据的变化是由于一回50万KW供电线路的跳闸，或者一台60万KW发电机组的切机（据报道，目前的风电机组常常发生莫名其妙的切机事件），那么，在1秒钟内，全网负荷一下子骤降50万KW;或者，全网机组出力一下子骤降60万KW.这就是一个非同小可的事件。 如果这个数据能及时上送，切机或跳闸的事实，就会反映在最近一轮的数据汇总之中。如果象上面那样，这个数据要在延迟了30秒钟才到达数据库参加汇总计算，那么在这30秒之内的所有汇总数据就是不正确的了。因为，一次侧的负荷或出力变化，已经在实际的电网中真实反映，但你的这个汇总数据里面还没有反映，这样的汇总数据肯定就是不平衡的。这时候，这个延迟数据的延时长短，对于调度来说就显得十分重要。假如我们的自动化系统维护得很好，延时5秒后，这个系统的数据重新回归平衡，那么这样一次数据跳变事件还能够承受；如果延时30秒以上，对调度的判断就已经是一种考验，一种压力。我要你这个系统干嘛的？当我无法从你这个系统获得正确的信息时，我有理由提出投诉啊。 事实是，我们的好些EMS系统，类似上述的数据汇总的不平衡，甚至持续一两个小时或更长，有些局部的数据汇总，比如小水电总发、风电总发，持续几天地不平衡的都有！可见，对于优化自动化系统的运行方面，我们还有很多工作要做。 从上面我们可以知道，大数据的跳变刚刚发