引言
隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大、網(wǎng)間互聯(lián)的增多、電網(wǎng)接線的日益復(fù)雜以及用戶對供電可靠性要求的提高，大電網(wǎng)調(diào)度運行的支柱——能量管理系統(tǒng)（EMS）已成為實現(xiàn)電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的保證。特別說電網(wǎng)按電力時常規(guī)則運營后，數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性關(guān)系到EMS的可信度，并對調(diào)度生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用[1]。由于一個大型電網(wǎng)的EMS所需采集的信息數(shù)逾萬，各種原因造成的數(shù)據(jù)信息不準(zhǔn)確是不可能避免的，而且壞數(shù)據(jù)較多時狀態(tài)估計也不能有效地解決數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性問題。EMS的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性，必須首先依靠原始數(shù)據(jù)質(zhì)量的改善，設(shè)法使實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量盡可能良好。
“多源數(shù)據(jù)”的概念是國家電力公司自動化研究院在總結(jié)北京供電網(wǎng)EMS工程實踐基礎(chǔ)上提出的[2]。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，調(diào)度中心獲取實時數(shù)據(jù)的渠道越來越多，使得同一個實時數(shù)據(jù)點的信息可以從不同渠道、多個來源得到，即稱為“多源數(shù)據(jù)”。由于遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集設(shè)備故障或網(wǎng)絡(luò)通道故障、網(wǎng)絡(luò)通道干擾、基礎(chǔ)翕動化設(shè)備例如變送器老化，或者由于電流互感器及電壓互感變比更改不及時等，確實影響實時數(shù)據(jù)的質(zhì)量，因此有必要對“多源數(shù)據(jù)進行可靠性判斷和優(yōu)選。通常，運行人員只能通過畫面或數(shù)據(jù)的整體切換，人員進行數(shù)據(jù)比較，不僅操作煩瑣、不直觀，而且缺乏對這些數(shù)據(jù)的組織、篩選、利用率低。因此，對”多源數(shù)據(jù)“的分析判斷和自動選取，使EMS中實時數(shù)據(jù)庫的信息盡可能準(zhǔn)確、可信，是必須解決的問題。
“多源數(shù)據(jù)”優(yōu)選問題提出以后，已為國內(nèi)EMS用戶所接受而成為新建EMS中的共同要求。我們通過廣東省調(diào)EMS工程的實施，使這一問題得到較好的解決。
1 “多源數(shù)據(jù)”的描述
在當(dāng)前大型電網(wǎng)調(diào)度中心（尤其是網(wǎng)、省調(diào)度中心）的EMS中，同一個實時數(shù)據(jù)的主要來源可以歸納為：直接從廠站端RTU采集的信息；由集控站轉(zhuǎn)發(fā)的信息；從多級網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)的各級調(diào)度部門EMS或其他計算機系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的信息；計算得到的數(shù)據(jù)；線路對側(cè)數(shù)據(jù)；狀態(tài)估計數(shù)據(jù)；人工缺省數(shù)據(jù)以及其他方式得到的數(shù)據(jù)。
在廣東省EMS中，對原來的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容進行了擴充，實現(xiàn)了對同一個實時采樣點多項來源的數(shù)據(jù)的存儲，并增加了對每個“多源數(shù)據(jù)”的描述，包含來源名稱、數(shù)值、采集時刻、可信度、優(yōu)先級、控制碼等，按其可信度、優(yōu)先級和控制碼及有關(guān)規(guī)則，選出供運行人員使用的*數(shù)值。存放在實時數(shù)據(jù)庫中。這*的可用數(shù)據(jù)稱為“優(yōu)選數(shù)據(jù)”。
1、1 可信度
每個實時數(shù)據(jù)的每項來源數(shù)據(jù)均設(shè)可信度作為質(zhì)量標(biāo)志，代表當(dāng)前數(shù)據(jù)的可用狀況?？尚哦鹊呐袛嘁罁?jù)由以下4個方面（或其中部分）的邏輯值進行“與”計算得到（可信或不可信）：
a、來源是否正常：表示這項數(shù)據(jù)的采集通道運行狀況。
b、是否更新：可以設(shè)置每條遠(yuǎn)動通道、每條網(wǎng)絡(luò)鏈路的采集有效時間，設(shè)置狀態(tài)估計的有效時間，以避免選擇到過時的數(shù)據(jù)。
c、是否合理：運用數(shù)據(jù)采集中的一些濾波和初檢法則，以去除一些不合理的數(shù)據(jù)。
d．是否是壞數(shù)據(jù)：由狀態(tài)估計進行判斷置位。
在實際工程中，有些不良數(shù)據(jù)或不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，例如原級變送器的較大誤差、A／D變換器零點的較大漂移，或者系數(shù)設(shè)置錯誤等，是無法用一般的合理性檢驗等手段來判定的，因為這些壞數(shù)據(jù)都在合理性檢驗的范圍之內(nèi)。在廣東省EMS中，采用了狀態(tài)估計結(jié)果，介入“多源數(shù)據(jù)”可信度判斷的實時控制，解決了壞數(shù)據(jù)實時篩選的難題。
每次狀態(tài)估計計算收斂之后，向EMS傳送狀態(tài)估計的計算結(jié)果。根據(jù)這個結(jié)果，對各個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進行檢測，如果連續(xù)N次(N可以人工設(shè)置)超過所設(shè)置的壞數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)r／(r／可以人工設(shè)置)，則認(rèn)為該數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)為壞數(shù)據(jù)；反之，如果連續(xù)M次(M可以人工設(shè)置)恢復(fù)到所設(shè)置的壞數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)V的范圍之內(nèi)，則認(rèn)為該數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)為好數(shù)據(jù)。
為了提高判斷的正確性，可以通過多項技術(shù)指標(biāo)的人工設(shè)置進行控制。這些技術(shù)指標(biāo)包括：好壞數(shù)據(jù)判斷的基準(zhǔn)比例V；連續(xù)為壞數(shù)據(jù)的次數(shù)N；連續(xù)為好數(shù)據(jù)的次數(shù)M。通過控制這些技術(shù)指標(biāo)，首*行較大誤差數(shù)據(jù)的判斷，然后再逐漸縮小誤差標(biāo)準(zhǔn)，使不準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的比例逐步降低。
當(dāng)狀態(tài)估計軟件發(fā)生不收斂的情況時，數(shù)據(jù)可信度的判斷不采用“是否為壞數(shù)據(jù)”的邏輯值，只有狀態(tài)估計軟件收斂時才恢復(fù)。
1．2 優(yōu)先級
由于各項數(shù)據(jù)來源復(fù)雜，質(zhì)量也各異，因此對其設(shè)置了優(yōu)先級。根據(jù)EMS的實際情況，優(yōu)先級由人工自行定義，例如在廣東省EMS中，RTU數(shù)據(jù)優(yōu)先級zui高，地區(qū)EMS轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)優(yōu)先級次之，狀態(tài)估計數(shù)據(jù)優(yōu)先級zui低。系統(tǒng)首先對優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)進行選擇，若為可信，即被選為“優(yōu)選數(shù)據(jù)”；否則，再選擇優(yōu)先級次之的數(shù)據(jù)。
1．3 控制碼
為了在EMS實時運行時提高用戶的控制能力，對每項數(shù)據(jù)均設(shè)計有“不投入使用”和“強制選中”兩種控制碼，用戶可以進行在線人工設(shè)置，從而臨時改變選擇的結(jié)果。
當(dāng)在線運行時，如果用戶想臨時屏蔽某項數(shù)據(jù)，可以將該項數(shù)據(jù)的控制碼設(shè)置為“不投入使用”，則此數(shù)據(jù)將不會被選中。
當(dāng)用戶想臨時使用某項數(shù)據(jù)，而非按規(guī)則選定的結(jié)果時，可將該項數(shù)據(jù)的控制碼設(shè)置為“強制選中”。
2 “多源數(shù)據(jù)”的選擇
根據(jù)上述各項數(shù)據(jù)優(yōu)先級、可信度標(biāo)志和控制碼，選擇得到zui終的“優(yōu)選數(shù)據(jù)”。在人機界面上，可用各種顏色顯示該“優(yōu)選數(shù)據(jù)”的各項數(shù)據(jù)來源情況，使運行人員一目了然。
具體選擇方法如下：首先，檢查數(shù)據(jù)的控制碼，如果有“強制選中”，則不管該項數(shù)據(jù)是否可信，都強制作為“優(yōu)選數(shù)據(jù)”；如果沒有，則按照優(yōu)先級從高到低的順序，依次檢查各項數(shù)據(jù)的可信度標(biāo)志，并選擇優(yōu)先級zui高的“可信”的數(shù)據(jù)作為“優(yōu)選數(shù)據(jù)”。
在采用上述方法后，將來源正常的、不斷更新的、在合理范圍內(nèi)的可信數(shù)據(jù)存放在統(tǒng)一的實時數(shù)據(jù)庫中。對“多源數(shù)據(jù)”的各項數(shù)據(jù)由狀態(tài)估計判斷若干次均為壞數(shù)據(jù)時，則選擇狀態(tài)估計后的結(jié)果。當(dāng)現(xiàn)場條件改善、該壞數(shù)據(jù)消失、經(jīng)狀態(tài)估計若干次判斷正常后，則恢復(fù)由上述規(guī)則來判斷和選擇。用這種方式構(gòu)成的統(tǒng)一的實時數(shù)據(jù)庫，既保證了數(shù)據(jù)的可信度，又保證了數(shù)據(jù)的實時性，并且對提高狀態(tài)估計的質(zhì)量也有很大幫助。
3 對EMS的要求
由于狀態(tài)估計結(jié)果在“多源數(shù)據(jù)”選擇中具有重要作用，因此對狀態(tài)估計軟件有較高的要求：
a．狀態(tài)估計軟件必須實時、周期運行，并且運行周期不能太長，一般應(yīng)不大于15 s；遙測質(zhì)量合格率應(yīng)達(dá)到80％以上。
b．狀態(tài)估計軟件的運行環(huán)境要求可靠性高，狀態(tài)估計軟件應(yīng)當(dāng)具備服務(wù)器運行機制，實現(xiàn)雙機互為備份，保證狀態(tài)估計軟件連續(xù)不間斷運行。
c．狀態(tài)估計軟件的運行收斂性要高，應(yīng)達(dá)到95％以上。狀態(tài)估計軟件的收斂結(jié)果要符合所計算電網(wǎng)的實際潮流。
小當(dāng)EMSzui終選擇了狀態(tài)估計數(shù)據(jù)時，狀態(tài)估計軟件自動在計算中屏蔽這些數(shù)據(jù)，避免由于自身結(jié)果重復(fù)代人計算過程而引起狀態(tài)估計軟件計算結(jié)果出現(xiàn)偏差。
同時，為了提高狀態(tài)估計結(jié)果的可靠性，運行維護人員要對影響電網(wǎng)運行狀態(tài)的開關(guān)、刀閘等狀態(tài)信息做好維護工作，以避免由于電網(wǎng)運行狀態(tài)不正確而影響狀態(tài)估計程序發(fā)生較大的誤差，從而影響對“多源數(shù)據(jù)”可信度的正確判斷。
4 結(jié)語
廣東省電網(wǎng)是全國zui大的省級電網(wǎng)，2002年全省zui大負(fù)荷已超過27GW，由省調(diào)直接調(diào)度的zui大負(fù)荷將接近20GW。廣東省調(diào)EMS是國內(nèi)省以上
電網(wǎng)中規(guī)模zui大的，設(shè)計規(guī)模為可接人256臺以上RTU。目前省調(diào)EMS直接通信的RTU數(shù)已接近170臺，遙測量14 000個，遙信量13 500個，而且還
在不斷增加；到目前為止，所有21個供電分公司的地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)與廣東省電力調(diào)度中心自動化系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，使所有的信息點都具備了多數(shù)據(jù)源。
“多源數(shù)據(jù)”的判斷和優(yōu)選技術(shù)在廣東省調(diào)EMS中已經(jīng)完整地實現(xiàn)。通過兩年多時間的運行實踐，較好地解決了實時數(shù)據(jù)的可信度問題。廣東省是一個臺風(fēng)比較多的地區(qū)，以往由于臺風(fēng)的影響，使大片地區(qū)微波通信中斷，調(diào)度人員無法監(jiān)視該地區(qū)電網(wǎng)運行情況。而網(wǎng)絡(luò)通道受臺風(fēng)影響小，當(dāng)中調(diào)直采RTU通道發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動地選取了地調(diào)傳送的數(shù)據(jù)源，保證了運行調(diào)度人員監(jiān)視系統(tǒng)所急需的數(shù)據(jù)，有利于提高災(zāi)害天氣狀態(tài)下電網(wǎng)的安全。
利用狀態(tài)估計的結(jié)果，使EMS屏蔽了壞數(shù)據(jù)，提高了監(jiān)控數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。自動化人員根據(jù)畫面的顯示情況，通過多項數(shù)據(jù)源的相互比較，可以有效地檢測和判斷壞數(shù)據(jù)，縮短了壞數(shù)據(jù)的處理時間。
目前，電網(wǎng)調(diào)度的各種相關(guān)應(yīng)用例如運行方式、檢修計劃等都在共享EMS的實時數(shù)據(jù)?；凇岸嘣磾?shù)據(jù)”優(yōu)選技術(shù)的高可信度的實時數(shù)據(jù)庫，將為電網(wǎng)調(diào)度運行和生產(chǎn)管理提供重要的信息基礎(chǔ)。