QCSG 110017526南方电网一体化电网运行智能系统技术规范 在线计算类功能规范送审稿.docx
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QCSG110017526南方电网一体化电网运行智能系统技术规范在线计算类功能规范送审稿
Q/CSG
中国南方电网有限责任公司企业标准
南方电网一体化电网运行智能系统
技术规范
第5-2.6部分:
主站应用
智能监视中心
(在线计算类功能规范)
Technicalspecificationsofoperationsmartsystem
inChinaSouthernPowerGrid–
Part5-2.6:
Applicationsincontrolcenter-
Smartmonitoringcenter
(Functionalspecificationofonlinecalculationandanalysis)
中国南方电网有限责任公司发布
目次
前言
为落实公司二次一体化的工作要求,提高电网一体化运行水平,解决二次系统种类繁杂、运行信息割裂、缺乏统一的建设和运行标准等问题,经研究国内外电网运行技术支持系统建设思路和实践案例,提出建设一体化电网运行智能系统的总体解决方案。
为推进一体化电网运行智能系统标准化、规范化建设,特制定南方电网一体化电网运行智能系统系列标准。
本次发布的系列标准是2012年版,适用于2013年起开始可研的新建或技改项目,指导公司一体化电网运行智能系统网、省、地(县)主站和厂站系统建设。
本系列标准分为8部分共73篇,第一部分为总则,共2篇,描述了标准体系和术语定义;第二部分为架构,共3篇,描述了系统总体、主站和厂站架构和原则;第三部分为数据,共13篇,描述了数据源、数据架构和数据交换等要求;第四部分为平台,共6篇,描述了系统平台和OSB总线相关要求;第五部分为主站应用,共26篇,描述了主站端系统各模块功能要求;第六部分为厂站应用,共16篇,描述了厂站端系统各模块和装置的功能要求;第七部分为配置,共5篇,描述了系统主站和厂站配置和标准化接线要求;第八部分为验收,共2篇,描述了系统主站和厂站验收技术管理要求。
标准体系结构如下表所示:
标准名称
部分
篇
编号
南方电网一体化电网运行智能系统技术规范
第1部分:
总则
第1篇:
基本描述
Q/CSG110017.11-2012
第2篇:
术语和定义
Q/CSG110017.12-2012
第2部分:
架构
第1篇:
总体架构技术规范
Q/CSG110017.21-2012
第2篇:
主站系统架构技术规范
Q/CSG110017.22-2012
第3篇:
厂站系统架构技术规范
Q/CSG110017.23-2012
第3部分:
数据
第1篇:
数据源规范
Q/CSG110017.31-2012
第2篇:
厂站数据架构
Q/CSG110017.32-2012
第3篇:
主站数据架构
Q/CSG110017.33-2012
第4篇:
IEC61850实施规范
Q/CSG110017.34-2012
第5篇:
电网公共信息模型规范
Q/CSG110017.35-2012
第6篇:
全景建模规范
Q/CSG110017.36-2012
第7篇:
对象命名及编码
Q/CSG110017.37-2012
第8篇:
基于SVG的公共图形交换
Q/CSG110017.38-2012
第9.1篇:
数据接口与协议.厂站主站间数据交换
Q/CSG110017.39.1-2012
第9.2篇:
数据接口与协议.横向主站间数据交换
Q/CSG110017.39.2-2012
第9.3篇:
数据接口与协议.纵向主站间数据交换
Q/CSG110017.39.3-2012
第10篇:
通用画面调用技术规范
Q/CSG110017.310-2012
第11篇:
公共图形绘制规范
Q/CSG110017.311-2012
第4部分:
平台
第1篇:
主站系统平台技术规范
Q/CSG110017.41-2012
第2篇:
厂站系统平台技术规范
Q/CSG110017.42-2012
第3.1篇:
运行服务总线(OSB)技术规范.服务注册及管理
Q/CSG110017.43.1-2012
第3.2篇:
运行服务总线(OSB)技术规范.OSB功能
Q/CSG110017.43.2-2012
第4篇:
安全防护技术规范
Q/CSG110017.44-2012
第5篇:
容灾备用技术规范
Q/CSG110017.45-2012
第5部分:
主站应用
第1.1篇:
智能数据中心.数据采集与交互类功能规范
Q/CSG110017.51.1-2012
第1.2篇:
智能数据中心.全景数据建模类功能规范
Q/CSG110017.51.2-2012
第1.3篇:
智能数据中心.数据集成与服务类功能规范
Q/CSG110017.51.3-2012
第2.1篇:
智能监视中心.稳态监视类功能规范
Q/CSG110017.52.1-2012
第2.2篇:
智能监视中心.动态监视类功能规范
Q/CSG110017.52.2-2012
第2.3篇:
智能监视中心.暂态监视类功能规范
Q/CSG110017.52.3-2012
第2.4篇:
智能监视中心.环境监视类功能规范
Q/CSG110017.52.4-2012
第2.5篇:
智能监视中心.节能环保监视类功能规范
Q/CSG110017.52.5-2012
第2.6篇:
智能监视中心.在线计算类功能规范
Q/CSG110017.52.6-2012
第2.7篇:
智能监视中心.事件记录类功能规范
Q/CSG110017.52.7-2012
第2.8篇:
智能监视中心.在线预警类功能规范
Q/CSG110017.52.8-2012
第3.1篇:
智能控制中心.手动操作类功能规范
Q/CSG110017.53.1-2012
第3.2篇:
智能控制中心.自动控制类功能规范
Q/CSG110017.53.2-2012
第4.1篇:
智能管理中心.并网审核类功能规范
Q/CSG110017.54.1-2012
第4.2篇:
智能管理中心.定值整定类功能规范
Q/CSG110017.54.2-2012
第4.3篇:
智能管理中心运行方式类功能规范
Q/CSG110017.54.3-2012
第4.4篇:
智能管理中心.离线计算类功能规范
Q/CSG110017.54.4-2012
第4.5篇:
智能管理中心.安全风险分析与预控类功能规范
Q/CSG110017.54.5-2012
第4.6篇:
智能管理中心.经济运行分析与优化类功能规范
Q/CSG110017.54.6-2012
第4.7篇:
智能管理中心.节能环保分析与优化类功能规范
Q/CSG110017.54.7-2012
第4.8篇:
智能管理中心.电能质量分析与优化功能规范
Q/CSG110017.54.8-2012
第4.9篇:
智能管理中心.统计评价类功能规范
Q/CSG110017.54.9-2012
第4.10篇:
智能管理中心.用电管理类功能规范
Q/CSG110017.54.10-2012
第4.11篇:
智能管理中心.信息发布类功能规范
Q/CSG110017.54.11-2012
第5.1篇:
电力系统运行驾驶舱.技术规范
Q/CSG110017.55.1-2012
第5.2篇:
电力系统运行驾驶舱.功能规范
Q/CSG110017.55.2-2012
第6部分:
厂站应用
第1篇:
智能数据中心功能规范
Q/CSG110017.61-2012
第2篇:
智能监视中心功能规范
Q/CSG110017.62-2012
第3篇:
智能控制中心功能规范
Q/CSG110017.63-2012
第4篇:
智能管理中心功能规范
Q/CSG110017.64-2012
第5篇:
厂站运行驾驶舱功能规范
Q/CSG110017.65-2012
第6篇:
智能远动机功能规范
Q/CSG110017.66-2012
第7.1篇:
厂站装置功能及接口规范.通用技术条件
Q/CSG110017.67.1-2012
第7.2篇:
厂站装置功能及接口规范.一体化测控装置
Q/CSG110017.67.2-2012
第7.3篇:
厂站装置功能及接口规范.一体化运行记录分析装置
Q/CSG110017.67.3-2012
第7.4篇:
厂站装置功能及接口规范.一体化在线监测装置
Q/CSG110017.67.4-2012
第7.5篇:
厂站装置功能及接口规范.合并单元
Q/CSG110017.67.5-2012
第7.6篇:
厂站装置功能及接口规范.智能终端
Q/CSG110017.67.6-2012
第7.7篇:
厂站装置功能及接口规范.工业以太网交换机
Q/CSG110017.67.7-2012
第7.8篇:
厂站装置功能及接口规范.调速器
Q/CSG110017.67.8-2012
第7.9篇:
厂站装置功能及接口规范.励磁控制器
Q/CSG110017.67.9-2012
第8篇:
智能配电终端功能规范
Q/CSG110017.68-2012
第7部分:
配置
第1篇:
主站系统配置规范
Q/CSG110017.71-2012
第2篇:
主站辅助设施配置规范
Q/CSG110017.72-2012
第3篇:
主站二次接线标准
Q/CSG110017.73-2012
第4篇:
厂站系统配置规范
Q/CSG110017.74-2012
第5篇:
厂站辅助设施配置规范
Q/CSG110017.75-2012
第8部分:
验收
第1篇:
主站系统验收规范
Q/CSG110017.81-2012
第2篇:
厂站系统验收规范
Q/CSG110017.82-2012
本规范是该系列标准的第5部分第2.6篇。
本规范由中国南方电网系统运行部(中国南方电网电力调度控制中心)提出、归口管理和负责解释。
本规范起草单位:
中国南方电网系统运行部(中国南方电网电力调度控制中心)负责起草。
本规范参加单位:
云南电网公司、南京南瑞继保电气有限公司、广东电网公司电力科学研究院、积成电子股份有限公司、国电南瑞科技股份有限公司。
本规范主要起草人员:
周华锋、龙云、陈亦平、刘和森、黄凯、夏可青、胡亚平、张东院、闪鑫。
南方电网一体化电网运行智能系统技术规范
第5-2.6部分:
主站应用
智能监视中心
(在线计算类功能规范)
11范围
规定了主站智能监视中心在线计算类模块的功能要求,包括在线拓扑分析、在线状态估计、在线潮流计算、在线静态安全分析、在线灵敏度分析、在线外网等值、超短期负荷预测、在线稳定计算、在线故障诊断、馈线故障处理、智能告警等模块的功能、界面、接口、服务、部署和性能要求。
本规范适用于网、省、地县、配各级主站和10kV及以上厂站的规划、设计、采购、建设、验收、运行、升级工作。
12规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。
国家电力监管委员会令(第5号)电力二次系统安全防护规定
IEEEC37.111-1999COMTRADE暂态数据交换通用格式
DL/T1040-2007电网运行准则
DL/T5003-2005电力系统调度自动化设计技术规程
DL/T516-2006电力调度自动化系统运行管理规程
DL/T587微机继电保护装置运行管理规程
DL/T755-2001电力系统安全稳定导则
DL890/IEC61970能量管理系统应用程序接口(EMS-API)
Q/CSG110005-2012中国南方电网电力二次系统安全防护技术规范
Q/CSG110003-2012中国南方电网EMS电网模型交换技术规范
Q/CSG115001-2012南方电网调度自动化系统不间断电源配置规范
13术语和定义
本标准采用的术语和定义见Q/CSG110017.12-2012。
14总体原则及要求
目标与原则
目标
制定本技术规范的目标是指导南方电网调度管辖范围内网、省、地县、配级电网开展主站智能监视中心技术的开发和应用,制定主站智能监视中心建设的功能规范,用先进的科学技术手段,为大电网、跨区电网的安全稳定运行、应用分析提供技术保障。
原则
主站智能监视中心建设需遵守以下原则:
a)满足国家颁布的电力系统二次安全防护要求;
b)硬件系统、软件系统、运行参数容易维护;系统维护人员可以迅速、准确的确定异常和故障发生的位置及发生的原因;
c)遵循国际标准,满足开放性要求,选用通用的或者标准化的软硬件产品。
计算机产品、网络设备、操作系统、网络协议、商用数据库等均遵循国际标准和电力工业标准。
一般体系结构
主站智能监视中心逻辑架构如下图所示,主站智能监视中心包括稳态运行监视、用电信息监视、电能计量数据监视、一次设备状态监视、二次设备状态监视、动态运行监视、运行扰动监视、低频振荡监视与分析、并网机组涉网行为在线监测、电能质量监视、录波分析监视、保护运行监视、稳控运行监视、气象监视、雷电监视、山火监视、变电站视频与环境监视、线路覆冰及微气象监视、水电运行综合监视、火电运行综合监视、风电运行综合监视、光伏发电运行综合监视、在线拓扑分析、在线状态估计、在线潮流计算、在线静态安全分析、在线灵敏度分析、在线外网等值、超短期负荷预测、在线稳定计算、在线故障诊断、智能告警、事件记录管理、灾害预警、安全指标预警、经济指标预警、优质指标预警、环保指标预警等39个子模块,主站智能监视中心通过OSB总线分别和智能控制中心、智能数据中心、智能管理中心和综合驾驶舱相联系,在39个子功能模块内部也通过OSB总线相联系。
硬件构成
主站智能监视中心硬件配置应包括:
计算服务器,是监视中心软件的主要构成部分,负责完成智能系统主站监视功能。
计算服务器的配置应与计算电网的规模、计算任务的种类和特点相适应,并应能够满足电网五年内持续发展的需要。
软件基础构成
a)操作系统:
UNIX或Windows操作系统,需要根据用户选用的机型确定具体类型;
b)数据库:
实时数据库及商用关系数据库;
c)防病毒软件:
Windows平台需要安装;
d)监视中心软件:
完成智能系统主站监视功能。
网络配置要求
a)位于I区的监视中心软件应采用双网;位于I区的监视中心软件应采用千兆网;
b)位于I区的监视中心软件系统与其他系统的连接应通过防火墙或者正向、反向物理隔离装置。
15在线拓扑分析
根据电网结线连接关系和断路器/刀闸的分/合状态,形成电力系统计算中使用的母线-支路计算模型,并根据设备的实际运行状态进行拓扑着色设置相关拓扑状态标识。
功能要求
可以根据电网结线连接关系和断路器/刀闸的分/合状态,形成母线-支路计算模型,功能包括:
a)进行网络拓扑接线分析,由电网设备的结线连接关系和断路器/刀闸分/合状态,把连结在一起的带电节点归并到计算母线,形成以计算母线表示的电网拓扑连接关系。
b)分析电网设备的带电状态,并按设备的拓扑连接关系和带电状态划分电气活岛和电气死岛。
c)能处理各种类型的厂站接线方式,例如:
单母线、双母线、旁路母线、环形母线、3/2接线、4/3接线等。
d)支持包含直流换流系统模型(包括换流站、背靠背直流换流站)的拓扑分析。
e)支持断路器/刀闸、线路、发电机、负荷、变压器、电容电抗器等设备人工设置的运行状态。
f)支持中性点、接地设备的拓扑。
g)能够根据电力系统元件的物理连接关系以及可开断元件状态来确定实时网络拓扑结构,并将母线开关模型转换为节点支路模型;
h)能从SCADA获取最新的开断设备状态或人工设置的开断设备的状态,进行网络分析,确定网络接线模型,建成网络节点支路模型、分析出电气岛;
i)网络拓扑分析结果能够提供给网络分析的其他应用软件使用;
j)可以在实时模式、研究模式等各种模式下运行,并可以被其它应用功能灵活调用;
k)在实时态下,网络拓扑分析软件可以周期性的执行、调度员请求执行和事件触发执行,事件可以是电力系统开断设备的状态改变,开断设备的状态改变可以是实时状态或人工设置的;
l)具备网络合理性检查功能:
能辩识开关和闸刀的位置错误和量测越限错误;
m)网络拓扑分析软件应能处理多电气岛(子系统)情况,自动或人工选择参考发电机;
n)网络拓扑分析软件能够自动识别并处理旁路代开关的运行方式,能够确定单端开断的支路(线路和变压器);
o)网络拓扑分析计算结果能够输出为单线图形式,并且能够以表格的形式输出各电气岛的详细信息,电力系统的网络连接和电气状态应显示在整个电网的单线图上,各电气岛可清晰地区分,单线图上开断设备的状态可以由人工进行更新:
1)能够生成异常开关/闸刀状态表;
2)能够生成所有退出运行的设备表;
3)能够生成一端开断的线路和变压器表。
p)能够实现自动的网络着色功能,根据设备电压等级、是否带电、设备状态,对建模厂站单线图进行拓扑着色。
界面要求
提供的人机界面满足下列要求:
a)母线开关模型表示的显示:
以单线图形式表示整个网络的动态结构;
b)应用软件控制的显示:
启动或停止该应用软件;
c)网络建模数据的输入/输出显示;
d)运行数据的显示包括但不限于:
e)逻辑设备的状态和质量标志;
f)测量值如机组有功功率和无功功率、支路有功功率和无功功率及其质量标志;
g)统计数据例如交换功率、主要电网的负荷等。
h)网络拓扑检测出的异常数据显示。
接口要求
数据输入
a)从模型管理获取电网模型和参数。
电网模型包括如下数据:
设备静态拓扑连接关系。
b)从电网运行稳态监控获得实时遥测/遥信数据,包括如下数据:
母线电压、机组/负荷功率、线路/变压器功率、变压器分接头位置、电流、频率等的遥测值和遥测质量;断路器/刀闸的遥信状态位和遥信质量。
c)从电网运行动态监视获得相量量测数据,包括如下数据:
母线的电压幅值、电压相角、频率的量测值、量测质量、量测时标;发电机机端电压幅值、功角的量测值、量测质量、量测时标;机组的功率、电流的量测值、量测质量、量测时标;线路、变压器的功率、电流的量测值、量测质量、量测时标。
d)从电网事故追忆获得的历史稳态量测数据,包括:
母线电压、机组/负荷功率、线路/变压器功率、变压器分接头位置、电流、频率等的遥测值和遥测质量;断路器/刀闸的遥信状态位和遥信质量。
数据输出
网络拓扑分析向SCADA、电网潮流计算、静态安全分析、短路电流计算、灵敏度计算、在线安全稳定分析与预警、自动无功电压控制、调度员培训模拟等应用发送实时拓扑数据,包括如下数据:
设备拓扑状态信息、节点支路模型信息。
服务要求
无。
部署要求
本模块适用网、省、地(配)级主站,部署在安全I区。
性能要求
a)计算规模不小于:
50000母线、80000条支路、100个电气活岛。
b)单次拓扑计算时间不大于1秒。
16状态估计
状态估计是根据电网模型参数、结线连接关系和一组有冗余的遥测量测值和遥信开关状态,求解描述电网稳态运行情况的状态量——母线电压幅值和相角的估计值,并求解出量测的估计值,检测和辨识量测中的不良数据,为其他应用功能提供一套完整、准确的电网实时运行方式数据。
功能要求
量测系统分析
进行电网可观测性分析,判断电网配置的遥信遥测量是否满足状态估计的计算条件,功能包括:
a)分析电网的量测配置,确定电网的可观测区域和不可观测区域。
b)为电网的不可观测区域自动生成伪量测。
c)当电网的量测配置不满足状态估计的计算条件时,状态估计提供电网不可观测区域的量测配置方案。
d)状态估计可以使用下列类型的量测。
1)实时遥测值:
有功功率、无功功率、电压幅值、PMU量测、电流、变压器的分接头位置。
2)实时遥信状态:
断路器/刀闸状态。
3)零阻抗支路的量测值。
4)伪量测值。
伪量测来源包括:
发电计划提供的机组有功功率和无功功率、系统/母线负荷预测提供的负荷有功功率和无功功率、前一次状态估计值。
5)人工置数的量测值。
量测预检测
对量测量进行状态估计计算前的检测分析,确定量测中的简单错误,功能包括:
a)检测母线、厂站的功率量测总和是否平衡。
b)检测线路首末端功率量测是否冲突。
c)检测母线电压量测、机组出力量测、线路和变压器功率量测是否越限。
d)检测母线频率量测是否正确。
e)检测断路器/刀闸的遥信状态错误。
f)监测变压器挡位与变压器量测、所连母线电压是否匹配。
状态估计计算
使用电网设备参数、电网拓扑连接关系、实时量测数据,计算电网的母线电压幅值和相角的估计值,并求出各量测的最优估计值,功能包括:
a)采用成熟、高效、实用的状态估计算法,保证计算的收敛性和实时性。
b)支持交直流混合系统的状态估计计算,支持多电气岛的状态估计计算。
c)计算各类量测的估计值,量测类型包括:
电压幅值和相角、电流幅值、有功功率、无功功率等。
d)进行量测误差分析,计算量测的误差和方差,按量测类型(母线电压、支路有功功率、支路无功功率、机组有功功率、机组无功功率)进行分类误差统计。
e)可以人工调整量测的权重系数,允许使用大范围的量测权重。
f)状态估计的启动方式支持人工启动、周期启动、事件触发。
g)状态估计计算不收敛时,提供计算信息供用户诊断不收敛原因。
不良数据检测和辨识
根据状态估计计算得到的量测估计值,能辨识出量测中的不良数据,功能包括:
a)能检测和辨识出单个不良数据;
b)能检测和辨识出多个相关不良数据;
c)对状态估计计算连续多次辨识出的不良数据进行统计和告警。
d)为不良数据提供合理的状态估计值。
e)可以检测和辨识出断路器/刀闸的遥信状态错误,并提供断路器/刀闸的合理分/合状态。
f)形成不良数据辨识结果列表,列表中包含连续多次辨识出的不良数据的次数。
参数估计
a)当电网的量测配置有足够冗余度,并且量测质量较好时,可以检测和辨识出电网设备的可疑参数。
b)可以对设备参数进行参数估计,提供具有一定精度的参数估计值。
c)可以进行参数估计的设备参数包括:
线路、变压器的电阻/电抗、变压器的分接头位置等。
统计考核
计算状态估计的实用化运行指标,并将每次状态估计计算的运行考核指标保存到商用数据库中,用于年、月、日运行指标的分析统计。
统计的指标包括状态估计月可用率、调度管辖范围和建模范围的遥测估计合格率、状态估计计算时间等。
界面要求
界面提供的人机界面,用于控制状态估计的启动运行,设置计算参数,查看计算结果和指标统计信息。
a)状态估计控制操作界面
1)提供主控画面,进行状态估计的运行方式选择,可选择在线周期计算、事件触发启动、人工调用等运行模式。
2)提供计算参数设置画面,用于修改状态估计的计算参数,如计算收敛精度、不良数据检测门槛值、量测权重、计算参考母线等参数。
3)可在单线图上设置单个量测的权重及量测是否可用。
b)结果显示界面
1)提供量测预检测结果画面,显示功率总和不平衡的母线、厂站,首末端量测冲突的线路等信息。
2)提供量测估计结果列表,显示量测实测值、量测计算值和估计残差。
3)状态估计计算结果可在单线图上显示,并在单线图上提示残差较大的量测点。
4)提供不良遥测数据、错误
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