EMS系统介绍

能源管理系统EMS()是一种先进的应用软件，它基于系统的功能，通过实时遥测和远程通信信息的采集和处理，对电网进行科学的安全和经济分析，使电网运行质量更好、更稳定。

衡水地区电网调度EMS系统由衡水供电公司和清华大学电机系联合开发，是一款基于平台的开放式电网分析软件，采用面向对象的可视化编程语言VC 10，嵌入商用数据库。

该系统投入运行以来，极大地方便了电网调度员、运行方式人员和保护人员及时准确地了解电网。同时，应用在线分析功能，根据分析结果及时、准确地调整电网运行方式，确保电网随时运行在最优状态，大大提高电压质量合格率，保证电网安全、稳定、经济运行，取得良好的经济效益和社会效益。

遥测数据跳变现象(俗称毛刺)长期以来普遍存在于变电站监控系统和调度自动化系统中，是相关专业技术人员和管理人员最头疼的问题之一。随着基于遥测数据的实时控制功能软件的开发和应用，如AGC、AVC等。近年来，它的问题越来越严重。由数千次遥测数据干扰引起的系统失调和误控事件，已成为威胁电网安全稳定运行的危险源之一。

电网环管系统遥测数据跳变的原因及对策

1.电网调度向EMS的两个指标：实时性和正确性

电网自动化系统(EMS)提供的遥测数据必须具备实时性和正确性两个基本指标，才能满足调度员及时掌握和准确调整电网状况的要求。

所谓实时，即电网中一次设备的状态发生变化后，可以立即将相关信息反映到调度中心，其滞后的最长延迟一般不超过3秒；所谓正确，是指所有一次设备的状态信息必须完全符合当前电网的实际工况：对于远程通信数据，必须没有误操作、拒动和抖动；对于遥测数据，综合误差不应超过0.5%。

实现上述目标并不容易。经过20多年的不断完善，电网自动化系统的实时运行水平得到了很大的提高。目前一般的省级系统在大部分时间段基本都能达到上述指标。

但在某些特定的时间间隔内，上述两个指标无法实现，几乎每个省调都会每月收到上级调度的统计预警：列出你所在省的总数据的跳跃情况，需要采取措施改善。

然而，这种事件是电网EMS的固有特征，因为它的发生与获取电网实时数据的方式密切相关。确切的说，只能改善，不能根除。此外，这两个指标的超支不能分开处理。他们联系在一起，很难分开。只能找一个平衡点来满足实际需要。这是什么原因造成的？

二、电网调度对遥测数据跳跃的容忍度

大部分省级EMS系统的汇总数据，如水电总量、火电总量、风电总量等。会在通常稳定的运行曲线上跳2-3次。这种异常数据跳跃的持续时间差异很大，从短短几分钟到数小时不等。事实上，在几十秒内甚至还有更短的事件，由于历史数据存储的过滤作用，大部分都被忽略了。

如上所述，系统中的数据跳转现象是不可避免的，因为它的原因深深地嵌入在远程数据采集的机制中。如果要完全消除遥测数据的跳跃，必须降低系统的实时性能，但实时性能对调度员来说更重要，许多紧急事件的处理必须在几十秒内立即决定，因此不可能以降低成本来消除跳跃

在上述困境中，调度员的选择是明确的：实时性能一定不能降低。至于遥测跳，当然最好不要发生。如果做不到，只要限定在短时间内，我们都可以容忍。

根据我国目前自动化系统的设计水平，从我们的经验来看，一般要求遥测跳跃的持续时间不超过5秒，最长延迟不超过10秒，这还是可以做到的。在这么短的时区内，调度员可以大致判断出这种异常的时间性对调度命令的影响很小。

但是我们可以看到，目前各省的数据跳转统计显示，实际系统的跳转时长大大超过了上述区间，因为：

1.跳跃的机理和原因尚未深入研究。

2.没有采取任何措施来改善系统的通信设置。

三、遥测数据跳跃的原因

EMS主站对厂站设备的大部分采集命令一旦执行就不中断。以全数据请求(简称general call)为例，一次采集一个数千个数据点的RTU的所有数据，往往需要几十帧的消息，需要几十秒的时间，具体取决于信道带宽。

在全数据采集过程中，当RTU新采集的数据存储器中的数据发生变化时，变化不能立即发送到主站，必须在本轮全数据请求完成后的下一次变化数据请求中发送到主站。

如果需要40秒才能收集到这个站的全部数据，当它刚刚收集了10秒时，前10秒已经收集到的某个数据存储器中的数据发生了变化，那么至少30秒后就可以将变化后的数据发送到主站。

当然，我们可以通过编程协议来改变呼叫无法中断的情况。例如，我们可以在10秒内中断呼叫命令，先传输上面提到的新更改的数据。但是，请注意，我们为什么要发送完整数据请求命令？因为长时间更改数据请求后，主站数据库中的这段数据是否与工厂站一致？我们有疑问，很多数据12个小时没有刷新一次，现在被主站各种应用读取了几十次

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生、偏又遇上总召而发生延时的情况，实际中不会频繁发生，概率是不大的。但大量的小的负荷波动遇上总召延时的情况，则是经常会发生的，但因为汇总数据并未跳变，大家也就忽略过去了。正如你粗心的邻居，其实他家曾经发生过多次火警，却只有真正烧起来的那次被人看到了一样。

除了上面所说的全数据请求会机会性地导致变化数据延时到达主站以外，还有多种可能导致类似延时的发生，不过其影响的概率和程度各有不同。

　　四、降低遥测跳变概率的对策

遥测数据跳变，对于EMS的维护人员是一个头痛的问题。

首先我们看到，采集延时客观存在，根除这种现象是不可能的。其次我们看到，影响延时的因素很多，我们能够改善的方面有：

　　1、提高信道质量，减少重访次数;

2、加大信道带宽，提高访问速度;

3、修改通信设置，降低重访等待;

　　4、根据实际需要，减少总召次数;

5、提高死区门限，缩短报文长度。

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