一種基于scada系統(tǒng)的電網(wǎng)安全運行控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種基于SCADA系統(tǒng)的電網(wǎng)安全 運行控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)建設(shè)高速發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋范圍不斷擴大，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電網(wǎng)運行的穩(wěn)定 性、安全性和可靠性也變的更加重要。目前供電公司電力調(diào)度、自動化部門、繼保、運行維 護、通訊等部門雖各司其職但也需要通力協(xié)作，及時、準確的得到相關(guān)信息能大大提高其工 作效率，同時各部門能發(fā)揮在各自專業(yè)領(lǐng)域的有勢，更好的互相配合保證電網(wǎng)的正常運行； 開放調(diào)度數(shù)據(jù)共享渠道，建立不受時間、地域限制的信息網(wǎng)絡(luò)，加強各部門對調(diào)度工作的支 持與協(xié)作，發(fā)揮各工作環(huán)節(jié)的主觀能動性，為建立更為和諧、高效的工作模式打下堅實基 礎(chǔ)，是電網(wǎng)正常運行的重要保障。
[0003] 目前SCADA監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息雖能反映電網(wǎng)運行的狀態(tài)，因此該系統(tǒng)應(yīng)用十 分廣泛。SCADA系統(tǒng)可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測 量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。SCADA系統(tǒng)作為能量管理系統(tǒng)（EMS系統(tǒng)）的 一個最主要的子系統(tǒng)，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)、加快決策、能幫助 快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢，現(xiàn)已經(jīng)成為電力調(diào)度不可缺少的工具。它對提高電網(wǎng)運 行的可靠性、安全性與經(jīng)濟效益，減輕調(diào)度員，實現(xiàn)電力調(diào)度自動化與現(xiàn)代化，提高調(diào)度的 效率和水平中方面有著不可替代的作用。
[0004] 電動汽車作為能源危機和大氣環(huán)境污染問題的有效解決途徑，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模近年來 不斷增大，電動汽車數(shù)量不斷增多。但由于電動汽車負荷在時空、地理上的分布具有不確定 性，且電動汽車充電功率較大，根據(jù)充電模式和汽車品牌不同，充電功率從幾千瓦到上百千 瓦不等。隨著滲透率的不斷提高，無序接入將會導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)電壓越限、線路過載、不 平衡等嚴重問題，如果不對其充電行為加以控制，其大量無序接入對于電網(wǎng)的安全運行將 帶來嚴重挑戰(zhàn)。
[0005] 在目前技術(shù)條件下，電動汽車的充電控制是利用"峰谷電價"等經(jīng)濟手段作為杠桿 對電動汽車充電行為進行引導(dǎo)。對電動汽車充電行為控制精度不高，管理較粗礦，且不能根 據(jù)電網(wǎng)當前運行狀態(tài)主動變化控制策略。雖然在整體上能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的負荷平移，但 是可能導(dǎo)致在谷期電價期間新的充電高峰出現(xiàn)以及部分區(qū)域、部分線路的不安全運行。
[0006] 同樣的，電動汽車作為一種用電負載，通過電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)通過對 電網(wǎng)的額度分配來實現(xiàn)對電網(wǎng)接入負載的限定?，F(xiàn)有的電力系統(tǒng)中，無法對電網(wǎng)的接入負 載額度進行有效的分析和控制，往往是通過設(shè)定固定的接入額度來實現(xiàn)總體控制，但是這 樣對電力系統(tǒng)整體的功率分配不能夠起到良好的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種基于SCADA系統(tǒng)的電網(wǎng)安全運行控制方法，電力系統(tǒng)可 以根據(jù)SCADA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)的負載額度進行調(diào)整，避免無序接入造成的電壓越限、 線路過載等電力運行問題。
[0008] 為達上述目的，本發(fā)明的一個實施例中提供了一種基于SCADA系統(tǒng)的電網(wǎng)安全運 行控制方法，包括
[0009] 采集電力調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控運行數(shù)據(jù)，獲得評價因素對應(yīng)的評價指標數(shù)據(jù)集合；
[0010] 確定每個評價因素對應(yīng)的評價指標數(shù)據(jù)在評價體系中的權(quán)重系數(shù)；
[0011] 根據(jù)評價指標數(shù)據(jù)和對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)得到加權(quán)和；
[0012] 根據(jù)所述加權(quán)和，確定評價等級，并根據(jù)所述評價等級為電網(wǎng)分配接入電力系統(tǒng) 的負載額度；控制確定接入該電網(wǎng)的充電站內(nèi)充電粧的投運數(shù)量。
[0013] 優(yōu)化的，評價因素包括有功裕度、電壓裕度、支路參與因子和線路功率傳輸率。
[0014] 優(yōu)化的，權(quán)重系數(shù)的確定方法為：
[0015] (1)、輸入評價指標的靜態(tài)權(quán)重w/，并對靜態(tài)權(quán)重w/進行修正；
[0016] (2)、獲取評價因素對應(yīng)的評價指標在運行時的關(guān)鍵指標變化量△ T，確定評價指 標的相對重要性熵值，計算公式為：
[0019] (3)、由ε ,確定評估指標的差異性系數(shù)；計算公式為：
[0022] (4)、由差異性系數(shù)確定該評估指標的熵權(quán)為
[0024] (5)、由熵權(quán)確定該評估指標的權(quán)重系數(shù)：
[0026] 優(yōu)化的，關(guān)鍵指標變化量A Τ表示評價指標數(shù)據(jù)的變化量△ 、變化率△ Rj或敏 感性系數(shù)ASj。
[0027] 優(yōu)化的，靜態(tài)權(quán)重是采用群決策層次分析法或者給定值法確定。
[0028] 優(yōu)化的，加權(quán)和Fs的計算公式為：
[0030] 其中^^^^分別為權(quán)重系數(shù)"力有功裕度"力電壓裕度"⑶為支路參 與因子，Kt為線路功率傳輸率。
[0031] 優(yōu)化的，評價等級分為四級；
[0032] 第一等級：Fs > 2. 25 ;為電網(wǎng)分配該電網(wǎng)最大接入負載額度，各充電站內(nèi)充電粧 全部投運；
[0033] 第二等級：1. 5 < Fs彡2. 25 ;為電網(wǎng)分配該電網(wǎng)最大接入負載總額度的70%~ 80 %的負載額度，各充電站內(nèi)充電粧投運70 %~80 % ;
[0034] 第三等級：0. 75 < Fs彡1. 5 ;為電網(wǎng)分配該電網(wǎng)最大接入負載總額度的50%~ 60 %的負載額度，各充電站內(nèi)充電粧投運50 %~60 % ;
[0035] 第四等級：0< Fs彡0. 75 ;停止向該電網(wǎng)提供負載額度，各充電站內(nèi)充電粧均不 投運。
[0036] 綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0037] 本發(fā)明通過對電力系統(tǒng)中SCADA系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)特別是關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行分析，從 數(shù)據(jù)分析對對電網(wǎng)運行安全水平進行評估，并依據(jù)當下評估結(jié)果對電網(wǎng)分配到下層的電網(wǎng) 進行一定程度的干預(yù)管理，以此來優(yōu)化電網(wǎng)運行狀態(tài)，降低故障風(fēng)險，提高系統(tǒng)供電可靠 性。
[0038] 本發(fā)明可以更好的保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，減小電動汽車負荷接入所帶來的 不利影響。通過SCADA系統(tǒng)，能夠精細地對電網(wǎng)當下各運行參數(shù)指標進行采集與分析，并依 照分析結(jié)果來控制電網(wǎng)的負荷量即電動汽車接入量，避免系統(tǒng)出現(xiàn)安全問題。采用本發(fā)明 公開的方法，能夠?qū)崟r對電動汽車負荷的接入進行調(diào)控。由于本發(fā)明所采取的控制手段為 改變各充電站內(nèi)充電粧的投運個數(shù)，對各充電站指令的下達具備同時性，可以避免由于信 息延時導(dǎo)致的問題。同時需要建設(shè)的通信通道較少，經(jīng)濟性較高。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0040] 本發(fā)明的一個實施例中提供了一種基于SCADA系統(tǒng)的電網(wǎng)安全運行控制方法，包 括如下過程：
[0041] S101、采集電力調(diào)度系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)中的監(jiān)控運行數(shù)據(jù)，獲得評價因素對應(yīng)的評 價指標數(shù)據(jù)集合。
[0042] 評價因素是評價系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵指標，一般情況下，SCADA系統(tǒng)中的監(jiān)控運行數(shù) 據(jù)包含了電力運行的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，可以通過對數(shù)據(jù)的調(diào)用來實現(xiàn)關(guān)鍵評價因素的具體參 數(shù)；例如與電壓，電流，阻抗，功率，頻率，相位等相關(guān)的參數(shù)，每個參數(shù)類型均可以作為一個 評價因素，每個參數(shù)作為該評價因素的評價指標。本步驟中優(yōu)選評價因素包括有功裕度、電 壓裕度、支路參與因子和線路功率傳輸率。
[0043] 電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)采集方法為：電力調(diào)度SCADA系統(tǒng)作為能量管理系統(tǒng)EMS的一部分， 是以計算機為基礎(chǔ)的調(diào)度自動化系統(tǒng)，它可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等功能。數(shù)據(jù)采集功能是由位于電 網(wǎng)調(diào)度控制中心的主站計算機系統(tǒng)和位于遠方電廠、變電站的RTU及相關(guān)的信息傳輸通道 共同完成的。RTU負責(zé)采集現(xiàn)場由PT、CT、電度表等測到的生數(shù)據(jù)，并進行必要的處理，以適 應(yīng)數(shù)據(jù)通道的需要。數(shù)據(jù)信息經(jīng)通道傳到主站，主站計算機系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成工