1、电网调度自动化数据质量评价方法 叶华 云南电力调度控制中心 摘 要： 电网调度自动化数据的好坏直接影响电网运行监视和控制, 目前还没有比较成熟的系统能够对各厂站、供电局自动化数据进行量化评价。本文提出自动化数据质量分类评价方法和基于测点评分的遥测坏数据识别方法, 能快速判断坏数据, 并对各个量测、厂站和地区进行打分, 对自动化数据质量进行量化评价。本文的研究内容有助于改善地区电网调度自动化数据质量水平, 提升异常数据管理水平。关键词： 电网调度自动化; 数据质量; 质量评价; 作者简介：叶华 (1987) , 男, 硕士, 工程师, 从事电网调度自动化系统运维及管理 (e-mail) yehu
2、a_。收稿日期：2016-07-06Research on Data Quality Evaluation Method and System of Power Grid Dispatching AutomationYE Hua Yunnan Power Dispatching Control Center; Abstract： The quality of power grid dispatching automation data directly affects the operation monitoring and control.There is no more mature sy
3、stem to evaluate data quality of power grid dispatching automation.This paper presents automatic classification of data quality evaluation methods and telemetry bad data identification method based on telemetry scoring, which can help you quickly determine bad data, score each measurement, substatio
4、n and area, and complete the quantitative evaluation of the quality of power grid dispatching automation data.The research content of this paper will help to improve quality of dispatching automation data and management level of abnormal data in all regions.Keyword： power grid dispatching automation
5、; quality of data; quality evaluation; Received： 2016-07-060 前言自动化数据用于电网运行监视、控制和决策, 自动化数据质量直接关系到电网的安全运行1-4。随着电网规模的不断扩大和复杂性的提高, 单靠人工手段已经难以满足海量数据的管理要求。因此, 有必要采用自动化数据质量评价系统加强数据管理。现代电网规模日益扩大, 加之“多源数据技术”的应用, 调度自动化系统收到的实测数据是十分庞大的。由于通道和厂站设备老化故障等原因, 采集到的实测数据不可能保证完全准确, 而且通道、设备状态等信息也比较分散, 这对调度员掌握电网运行情况造成了干扰。在
6、自动化数据管理方面, 目前还没有成熟的系统能够对各厂站、供电局自动化数据进行评价打分5-12, 不能方便地对各厂站、供电局自动化数据进行量化管理。本文提出的电网调度自动化数据质量评价系统是一套故障数据排查和快速定位的分析系统, 在技术方面, 能够实现故障数据快速定位, 帮助相关人员能够及时、准确地发现不良数据, 进一步提高实测数据的准确性。在管理方面, 能够对各厂站自动化数据质量进行评价打分, 并且根据所属维护单位对各供电局自动化数据进行量化管理, 有助于提高自动化故障数据处理效率。1 遥测坏数据排查和快速定位方法遥测坏数据排查和快速定位过程包含以下步骤:1) 执行分类考核, 对所有符合条件的
7、母线、线路、变压器判断其功率是否平衡, PQI 是否匹配。母线有功不平衡:式中:jP 是母线 i 所连支路 j 的有功注入; Pbus为母线有功不平衡门槛值。母线无功不平衡:式中:Q j是母线 i 所连支路 j 的无功注入; Qbus为母线无功不平衡门槛值。线路有功不平衡:式中: iP、jP 分别为线路 ij 的 i 端、j 端流入线路的有功;P loss为线路 ij 的有功损耗; Pline为线路有功不平衡门槛值。线路无功不平衡:式中: iQ、Q j分别为线路 ij 的 i 端、j 端流入线路的无功;Q loss为线路 ij 的无功损耗 (含线路充电功率) ; Qline为线路无功不平衡门槛
8、值。变压器有功不平衡:式中:jP 为变压器 i 的 j 卷流入变压器的有功;P loss为 j 卷的有功损耗; Ptran为变压器有功不平衡门槛值。变压器无功不平衡:式中:Q j为变压器 i 的 j 卷流入变压器的无功;Q loss为 j 卷的无功损耗; Qtran为变压器无功不平衡门槛值。PQI 不匹配:式中:I cal为根据设备有功、无功及所连母线电压计算的电流值;I scada为量测的电流值; I为 PQI 不匹配门槛值。2) 根据前述设备评分规则对所有有效测点进行评价打分。线路有功量测评分:式中:S i为线路的 i 端有功量测得分变化值 ;设线路的 i 端与母线 k 相连, 有式 (8
9、) 详述如下:a) 如果母线 k 有功平衡, 则所连线路 i 端有功量测加 1 分, 否则减 1 分;b) 如果所在线路有功平衡, 则 i 端有功量测加 1 分, 否则减 1 分;c) 如果线路 i 端 PQI 匹配, 则本端有功量测加 1 分, 否则减 1 分。线路无功量测评分:式中:S i为线路的 i 端无功量测得分变化值 ;设线路的 i 端与母线 k 相连, 有式 (9) 详述如下:a) 如果母线 k 无功平衡, 则所连线路 i 端无功量测加 1 分, 否则减 1 分;b) 如果所在线路无功平衡, 则 i 端无功量测加 1 分, 否则减 1 分;c) 如果线路 i 端 PQI 匹配, 则
10、本端无功量测加 1 分, 否则减 1 分。变压器卷有功量测评分式中:S i为变压器卷 i 的有功量测得分变化值 ;设变压器卷 i 属于变压器 j 且与母线 k 相连, 有式 (10) 详述如下:a) 如果母线 k 有功平衡, 则所连变压器卷 i 的有功量测加 1 分, 否则减 1 分;b) 如果所在变压器 j 有功平衡, 则变压器卷 i 的有功量测加 1 分, 否则减 1 分;c) 如果变压器卷 i 的 PQI 匹配, 则本卷有功量测加 1 分, 否则减 1 分。变压器卷无功量测评分:式中:S i为变压器卷 i 的无功量测得分变化值 ;设变压器卷 i 属于变压器 j 且与母线 k 相连, 有式
11、 (11) 详述如下:a) 如果母线 k 无功平衡, 则所连变压器卷 i 的无功量测加 1 分, 否则减 1 分;b) 如果所在变压器 j 无功平衡, 则变压器卷 i 的无功量测加 1 分, 否则减 1 分;c) 如果变压器卷 i 的 PQI 匹配, 则本卷无功量测加 1 分, 否则减 1 分。3) 针对分类考核中报告的不平衡项, 对相关量测按测点得分高低进行可疑度排序, 最后确认得分最低的测点是否为遥测坏数据。2 电网调度自动化数据质量评价方法利用自动化数据质量分类评价信息, 本文研究自动化数据质量地区、厂站评价方法。厂站得分以厂站为单位, 满分为 100 分, 系统对厂站内所有设备所有评价
12、类别进行扫描, 出现一项不合格减 1 分。厂站得分高低可在潮流图上可通过不同颜色和是否闪烁来显示。地区得分以地区为单位, 地区得分取厂站平均分。各厂站按最高电压等级分层归类, 某一电压等级厂站得分取各厂站得分的平均分。各分类可人工筛选统计, 各分类下厂站得分可按大小排序。对于电厂的分层评分, 分别按水电、火电、风电、光伏分类对各电压等级电厂进行评分, 并能够按某一电压等级电厂得分大小进行排序。四类电厂各电压等级综合评分取各自所包含电厂得分的平均分。厂站分为电厂、变电站, 管辖范围考虑省、地两级调度管辖范围。电厂根据管辖范围不同进行分类, 对每一类电厂分别进行设备评分、厂站评分和分层评分。对于非
13、总调直调和非省调直调电厂, 按所属地区进一步分类, 各地区总厂站得分取相应省地共调电厂和地调直调电厂评分的平均分。变电站按管辖范围和所属地区两种方式进行分类。按管辖范围分为两类, 按所属地区分类, 依地调数量而定。对每一类变电站分别进行厂站评分和分层评分。3 调度自动化数据质量评价系统设计电网调度自动化数据质量评价系统架构图如图 1 所示。图 1 自动化数据质量评价系统架构图 下载原图电网调度自动化数据质量评价系统选用一体化运行控制系统 (operation control system, OCS) 平台作为支撑平台, 嵌入调度主站 OCS 系统中, 作为OCS 系统的一个功能模块, 遵循 I
14、EC61970 设计开发标准和面向对象的应用开发体系。OCS 平台为本系统的各应用提供基础服务, 主要包括:系统的配置与运行管理、网络通讯管理、商用数据库管理、实时数据库管理、图形软件包、用户管理、进程管理、报警服务、安全 Web 信息发布、历史数据存取管理、报表生成等。本系统使用 OCS 平台提供的实时数据库, 利用 OCS 平台的二次开发接口和工具完成自动化数据质量评价系统的数据库设计、实时库的访问、应用部署和画面设计;嵌入到 OCS 系统, 保持软件平台 (如操作系统) 型号和版本号的一致, 实现电网模型的统一建立、维护和使用, 实现图形的统一建立、维护和使用, 实现电网信息的共享。电网
15、调度自动化数据质量评价系统的报表、曲线显示等都运用 OCS 系统生成, 分析结果的展示通过 OCS 系统平台统一实现。本系统按功能需求布置在安全 I区和区, 其中安全 I 区中的设备可实现自动的在线分析、统计、查询、展示以及结果维护, 安全区中设备提供 Web 服务, 能够对分析结果、统计结果查询和展示。4 调度自动化数据质量评价系统应用分类评价结果按考核项进行分类, 列出网内所有不合格的考核项, 测点评价按“线路得分”、“开关刀闸得分”、“母线电压得分”、“发电机得分”、“变压器得分”、“容抗器得分”、“负荷得分”分别显示各个测点的量测值以及测点的得分, 点击左侧结构树的电网名, 右侧会显示
16、网内各地区的平均得分、最高得分厂、最低得分厂以及负责人。点击结构树上的地区名, 右侧会显示该地区各厂站得分值、最低得分测点以及负责人。进一步点击结构树上的厂站名, 右侧会显示该厂站所有的不合格考核项。5 结束语本文提出自动化数据质量分类评价方法和基于测点评分的遥测坏数据识别方法, 打通与 OCS 模型和数据的接口, 实现模型数据的纵向统一和横向集成。采用一体化的系统进行集中评价, 实现自动化数据质量地区厂站以及分层分类分时段评价, 提供不良数据监视界面和报表统计分析功能, 帮助自动化运维监视人员快速发现不良数据, 同时对各厂站自动化数据质量进行评价打分, 覆盖省级和地区电网调度自动化数据, 解
17、决了原有依靠人工分析判断不良数据、不能量化评价自动化数据质量等难题。系统自投运以来, 运行可靠, 全面提高了各地区电网异常数据监测校核效率, 有效改善了全省自动化数据质量水平, 提升了各地区电网异常数据管理水平, 逐步提高了各地调在线分析功能的实用化水平, 为保障电网准确监视和精准控制奠定坚实基础。参考文献1肖红霞, 康贤军, 姚朝.调度自动化系统在电网中的应用J.云南电力技术, 2011, (6) :. 2丁盛舟, 李永光, 杜鹏, 孟鑫, 温昭琦, 王鑫.基于 CIM/E 的电网调度系统数据质量优化方法J.电力系统保护与控制, 2016, 03:129-134. 3江疆, 黄剑文, 杨秋勇
18、.基于广东电网大数据的数据质量管理方法J.现代计算机 (专业版) , 2016, 07:88-91. 4王淼, 常乃超, 刘金波, 李强, 王磊, 宋旭日, 林静怀, 陈雪净.状态估计多指标综合评价方法J.电力系统自动化, 2015, 01:94-98. 5多层级一体化电网运行监控技术支持系统建设模式研究与应用J.云南电力技术, 2014, 06:145. 6张勇.基于模糊理论的智能电网运行风险评估系统研究J.电力与能源, 2015, 03:283-286. 7彭志强, 张小易, 游浩云, 罗丽华.智能电网调度控制系统主备通道信息比对技术分析J.中国电力, 2015, 08:155-160.
19、8李秦松.提高调度自动化系统遥测准确性和遥信正确性J.上海电力, 2001, 05:37-39. 9欧睿, 张琳, 杨渝璐.重庆跨辖区一体化调度自动化系统建设分析与研究J.电力系统保护与控制, 2014, 22:130-133. 10叶飞, 宋光鹏, 马发勇, 米为民, 王恒.调度自动化系统监视与管理的研究与实现J.中国电力教育, 2011, 09:90-91+99. 11杨静.电力调度自动化系统的一体化技术研究J.中国新技术新产品, 2011, 15:115. 12雷霆, 黄太贵, 李端超, 赵田红, 朱传柏, 郭创新.智能电网调度数据标准化及应用J.水电能源科学, 2011, 12:174-176+55.
