EMS運行考核管理論文

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摘要：介紹在湖北電網開發的ems運行考核系統的功能和配置，對實現EMS考核管理系統的免維護、自恢復能力等關鍵技術和特點進行了分析。EMS考核管理系統能實現對EMS的運行狀態及結果進行監視，將運行人員從大量復雜、煩瑣的數據檢索和計算工作中解放出來，提高了工作效率。通過對EMS各運行模塊的監視和控制，可以有效的提高EMS的運行性能。該系統還可以將EMS的實時運行狀態，計算信息及計算結果在Internet網絡上，實現系統的無人值守及遠程監控和故障診斷，具有很強的實用價值。

關鍵詞：EMS考核系統配置結構

0引言

EMS的考核管理有它的特殊性。國調中心[1999]207號文“EMS應用軟件基本功能實用要求及驗收細則”所要求的考核指標很全面、很細致，用人工的辦法無法完成其監視統計的考核管理要求。湖北電網引進的EMS系統不具備EMS考核功能，迫切需要建立一套EMS考核管理系統，對EMS應用軟件的運行狀態進行實時監測和對運行考核指標進行管理，實現EMS考核管理的自動化。為此，我們開發了湖北電網EMS考核管理系統。該系統具有EMS計算數據實時監視、EMS模塊運行狀態監視、EMS計算結果統計分析和EMS考核指標管理的功能，所有信息均實現網上。

該考核監視管理系統可以對EMS的運行狀態及結果進行監視，并自動計算生成EMS運行考核指標和報表。該考核監視管理系統可以大大減輕運行人員的分析計算工作量，把運行人員從大量復雜、煩瑣的數據檢索和計算工作中解放出來，節省了時間，提高了工作效率。通過對EMS各運行模塊的監視和控制，可以有效的提高EMS的運行性能。該系統還可以將EMS的實時運行狀態，中間計算信息及計算結果在Internet網絡上，實現系統的無人值守及遠程監控和故障診斷，具有很強的實用價值。

1考核管理系統的配置結構

該系統基于WINDOWS98系統，利用JAVA、ASP、VB及VC等多種編程工具完成軟件編制，運行于一臺專用微機上。該機配置兩個網絡適配器，其中通過D-LINK與湖北EMS（S.P.I.D.E.R）相連，完成EMS運行狀態及計算結果的實時獲取，通過RTL8209ETHERNETNIC與MIS系統相連，完成考核、監視及統計信息的網上。該系統采用ACCESS數據庫，能夠自動跟蹤EMS網絡模型的變化，對EMS的新增元件設備和參數變化自動增加和更新，具備免維護能力，同時，該系統具備自恢復能力，使系統具有實用性、通用性及高可靠性。該系統實現了對EMS實時運行的考核、監視與控制，EMS運行狀態的遠程診斷，提高EMS運行管理水平，同時，能及時檢測、發現和分析EMS運行中存在的問題，為EMS的開發調試提供了重要的輔助手段。

考核管理系統的硬件配置圖如圖1所示。

(figure1EMSmonitorandmanagesystemconfigurationdesigndiagram)

2考核管理系統實現的功能

EMS考核監視管理系統有如下具體功能：

2.1EMS計算數據的實時監視

2.1.1母線平衡監視

計算廠站母線進出線路、變壓器的有功功率、無功功率實時數據的代數和凈值，并將凈值和門檻值進行比較，篩選出母線不平衡的站。

2.1.2線損監視

計算線路兩側有功功率實時數據的差值，并將差值和門檻值進行比較，篩選出線損的異常的線路。

2.1.3變損監視

計算變壓器兩側、三側的有功功率實時數據的差值，并將差值和門檻值進行比較，篩選出變損異常的變壓器。

2.1.4電壓合理性監視

計算多母線各段母線電壓實時數據的差值，并將差值和門檻值進行比較，篩選出電壓異常的母線。

2.1.5遙信/遙測的一致性監視

根據開關狀態和線路潮流值相一致的原則，篩選出位置異常的開關，即遙測不為零而遙信位置斷開的開關、遙測為零而遙信位置閉合的開關。

2.1.6遙信取反監視

監視實時系統中進行了遙信取反定義的開關。

在此基礎上，通過監視實時數據更新情況，判斷RTU停運情況、系統死機情況和EMS考核管理系統的通信中斷情況，記錄停運和恢復的事件，并將此信息送電子值班員。對EMS計算數據實時監視的重要性不僅僅是監視SCADA數據，而且是當EMS計算不正常時，提供了判別問題原因是數據原因還是程序原因的快速有效的檢測手段。

2.2EMS模塊運行狀態監視

2.2.1模塊投運狀態監視

實時監視EMS軟件（包括實時數據快照模塊[SNP]、狀態量和模擬量的修正模塊[SAR]、網絡拓撲及模型建立模塊[NMB]、母線計劃模塊[BSK]、狀態估計模塊[SE]、網絡參數更新模塊[NPU]、安全分析模塊[SA]、網絡靈敏度分析模塊[NS]、調度員潮流模塊[DPF]、短期負荷預計模塊[SLF]、自動發電控制模塊[AGC]等）的投運狀態和控制模式。可以區別EMS模塊投運狀態和退出狀態，將模塊退出運行的信息送電子值班員進行告警。控制模式要區別實時狀態估計、實時調度員潮流、研究狀態估計、研究調度員潮流的方式。對EMS模塊的投運狀態和控制模式的變化，作為事件記錄下來。

2.2.2模塊運行狀態監視

實時監視EMS模塊的運行狀態。可以區別EMS模塊的關閉狀態、初始化狀態、起動預備狀態、請求執行狀態、正在執行狀態、超時狀態、閉鎖狀態、執行完成狀態、出錯狀態、停止狀態，統計EMS模塊連續處于出錯狀態的次數，設置出錯狀態次數的限值，超過限值則將出錯信息送電子值班員進行告警。

2.2.3模塊計算中間結果分析

可以檢查EMS軟件運行中間出現的異常情況，檢查引起異常的原因、并獲取EMS軟件運行過程出現的信息。將其在網頁上，使運行維護人員能通過互連網實現Internet遠程網絡監視及故障診斷。

2.2.4模塊計算結果監視

可以實時監視EMS模塊的計算結果，并監視SE、DPF軟件計算的迭代過程和收斂情況，按月進行SE、DPF軟件收斂、不收斂資料的統計。

2.3模塊運行的控制管理

可以對模塊的控制方式進行在線設定，并能夠進行模塊計算迭代過程和計算收斂精度的控制。

2.3.1模塊計算迭代過程的控制：對EMS的源程序、畫面和數據庫進行改造，調節改變有關算法的控制參數，使狀態估計和調度員潮流等模塊計算的過程可以進行控制。

2.3.2模塊計算收斂精度的控制：對EMS的源程序、畫面和數據庫進行改造，調節改變有關算法的控制參數，使狀態估計和調度員潮流等模塊計算的收斂精度可以進行控制。

可以由運行人員直接在SE、DPF相關畫面上實現計算迭代過程的控制操作和模塊計算收斂精度的控制操作。

2.4EMS計算結果的統計分析

對SE、DPF模塊的計算結果進行統計分析。

分析比較狀態估計的估計值和遙測值，轉換不同基值量測檢測的門檻值，自動查找不合格計算點，計算合格指標。分析比較調度員潮流的計算值和電網實際操作后的實測值，自動查找不合格計算點，計算合格指標，將計算結果和分析結果作存檔處理。

2.5EMS考核指標的管理

建立EMS考核管理數據庫，根據EMS數據庫和統計的運行歷史資料，自動地逐次計算EMS運行考核指標，包括：狀態估計覆蓋率、狀態估計月可用率、遙測估計合格率、單次狀態估計計算時間、調度員潮流月合格率、調度員潮流計算結果誤差、單次潮流計算時間、負荷預測月運行率、月負荷預測準確率、月最高（低）負荷預測準確率。

2.6EMS考核管理的信息系統

建立EMS考核管理系統主頁，并將考核管理信息在網上。EMS考核管理系統具有當地功能和INTERNET網二種使用界面，既能在EMS考核監視管理系統當地查閱信息，也能在網上查閱信息，便于運行和管理人員查看。對不同用戶區別不同的操作權限，系統中各類報表、曲線顯示手段豐富，能逐月查閱EMS考核監視管理系統的各項統計指標，查詢EMS各模塊運行的各類狀態。具備通過電子值班員進行語音告警的功能。操作使用靈活方便。

EMS考核監視管理系統在實現上述主要功能的基礎上，綜合AGC運行統計功能，作為EMS考核管理系統的一個子系統。EMS考核指標的歷史資料保存時間不小于二年。

3關鍵技術和特點

3.1EMS軟件的改造

根據設計要求，EMS考核監視管理系統實現的功能全面，實用性要求高，考核管理范圍廣（包括SNP、SAR、NMB、BSK、SE、NPU、NS、DPF、SA、AGC、SLF等模塊），這其中有部分功能在現有EMS的運行狀況和輸出條件下是無法實現的。為此，我們對ABB的EMS系統進行了詳盡的分析，充分消化EMS源程序，吸收并發揮EMS支撐平臺的優點，對相關的模塊的功能進行了修改和擴充。在AVANTI數據庫中增加了EMS考核管理部分的內容，實現了EMS的控制參數的設定和計算結果的輸出。對EMS的成功改造保證了EMS考核監視管理系統得以順利實現。

3.2考核管理系統具備免維護能力

隨著電網的發展，參加EMS計算和考核的元件和設備將不斷增加。若要求運行人員對EMS考核監視管理系統進行手工維護，勢必將增加運行人員的工作量，提高對運行人員的要求。為此我們仔細分析EMS數據庫的層次結構和關聯關系，在數據庫的設計中充分利用了EMS的AVANTI數據庫的功能，實現EMS考核監視管理系統自動跟蹤EMS元件設備參數變化的方式。對EMS的新增線路、變壓器、發電機、母線和遙測、遙信量等，該考核監視管理系統可以自動增加并進行監視考核。不管是新增廠站，還是SPIDER系統進行重新生成，均無須在EMS考核管理系統中進行維護操作。EMS考核監視管理系統的維護成為全自動、免人工維護方式。這使得運行人員無須深入了解、學習EMS考核管理系統的數據結構和數據內容，就可以熟練操作本系統，滿足了實用性和通用性的要求，并提高了EMS考核監視管理系統的可靠性。

3.3CPU負載的優化處理

由于目前湖北電網EMS主機服務器的實際負載遠高于EMS備用服務器，所以，為減輕EMS的負載，保證EMS的運行性能，EMS考核監視管理系統應盡量從EMS備用服務器獲取所需數據，只有在必須從EMS主服務器獲取所需數據的情況下，才與EMS主服務器相連。在實際運行過程中會有EMS主備服務器切換情況，因此EMS考核監視管理系統對EMS服務器運行狀態進行了監視，能夠自動識別EMS服務器的在線及備用狀態，并能夠在EMS服務器進行切換之后，自動與主服務器同步。而在EMS單服務器運行時，自動改為與EMS主服務器相連，保證對EMS的連續不間斷考核監視。

3.4系統具備自恢復能力。

EMS考核監視管理系統加裝了軟件看門狗，實現不間斷的監視，一旦發現系統運行出現異常，能自動復位恢復。確保了對EMS的連續考核監視的穩定可靠。

4運行效果

該系統投運后，給EMS的運行和考核管理工作帶來了很大變化。具體表現在以下方面：

一是提高工作效率，減輕了勞動強度。由于該系統具備對實時數據采集系統的可疑數據監視功能，原來運行值班人員對全網的數據進行一次錯誤數據檢查需要一周的時間，而且容易出錯，現在只要一分鐘就可完成。

二是具有先進的監視和檢測手段。該系統具備對EMS各類功能模塊投運狀態、運行狀態的在線監視功能，可通過電子值班員進行語音告警，具有WEB信息遠程診斷功能。人機界面靈活方便，便于EMS專業維護人員及時處理運行中出現的問題，提高了EMS的可用率。

三是提供了EMS調試分析的有力工具。該系統具備對狀態估計、調度員潮流計算結果的誤差分析、不合格數據的篩選以及各類EMS模塊運行考核指標的計算和歸檔處理功能。這些功能對分析EMS計算結果，迅速查找問題原因，提高實用化指標的水平，起了相當大的作用。

EMS考核管理系統經過實際運行，證明它是一套高效、可靠、實用的監視考核管理系統，并已成為湖北電網EMS必不可少的重要工具。該系統的研制成功為EMS的實用化打下了堅實的基礎。它的投運促進了EMS的實用化工作，實現了用管理促進EMS技術的應用，用技術手段提高運行管理水平。