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Muestra de tesis de graduación de informática
Resumen: El sistema de gestión de energía (EMS) es un medio indispensable para el funcionamiento de las grandes redes eléctricas contemporáneas, pero la aplicación práctica del software de aplicación EMS de varios Compañías eléctricas en mi país El grado aún es bajo. Recientemente, la Compañía Estatal de Energía Eléctrica ha presentado requisitos prácticos para el EMS de varios departamentos de despacho y ha propuesto estándares de evaluación. Todos los departamentos de despacho están trabajando arduamente para lograr este objetivo. Dado que la mayoría de las encuestas provinciales y de redes nacionales utilizan EMS extranjeros y no tienen funciones de evaluación ni estadísticas, el autor llevó a cabo la investigación y la implementación del sistema de gestión y seguimiento de evaluaciones de EMS para Hubei EMS basándose en los requisitos prácticos presentados por el centro nacional de encuestas. . Este sistema profundiza en el núcleo de EM S y combina programación de software externo para configurar manualmente los parámetros operativos de EM S y realizar estadísticas de evaluación en tiempo real y control del estado operativo y los resultados del software de aplicación EM S. Este sistema lleva a cabo una evaluación y un seguimiento estandarizados, automáticos e ininterrumpidos, completos y con todas las funciones de cada software de aplicación EMS, sentando una base sólida para el uso práctico de EMS.
Palabras clave: EM S; sistema de monitoreo; sistema eléctrico
Número CLC: TM 734 Código de identificación del documento: A
1 Introducción
Impulsado por la interconexión de la red eléctrica nacional y el mercado eléctrico, con el fin de coordinar y optimizar la seguridad, calidad, operación económica, protección ambiental y eficiencia de las grandes redes eléctricas, el sistema de gestión de energía (SGA) tendrá un mayor desarrollo y se convertirá en un medios indispensables para el funcionamiento de las grandes redes eléctricas contemporáneas. Sin embargo, en la actualidad, los EMS de varias redes eléctricas domésticas carecen de un sistema de gestión de monitoreo y evaluación integral e integral. Los operadores completan principalmente la gestión, el mantenimiento y el monitoreo de evaluación de forma manual, con un bajo grado de automatización y baja confiabilidad y precisión. . más bajo. El uso del software de aplicación EMS y la calidad del sistema aún no se han probado con el tiempo. Para promover aún más la aplicación práctica de las funciones básicas del software de aplicación EMS, aprovechar al máximo su papel en la operación segura, económica y de alta calidad. de la red eléctrica y cooperar con las agencias de despacho de redes eléctricas de primera clase de China. La evaluación y la aceptación se utilizan para estandarizar y guiar la aceptación de las funciones básicas. El Centro Nacional de Comunicaciones y Despacho de Energía Eléctrica ha formulado requisitos prácticos y detalles de aceptación para las funciones básicas. del software de aplicación EMS [1], lo que requiere que se preste mucha atención al trabajo práctico de EMS. El autor se basa en el "Aviso sobre la emisión de los" Requisitos de función del software de aplicación del sistema de gestión de energía (EMS) y condiciones básicas para su implementación "(ensayo)" emitido por el Centro Nacional de Investigación [1998] No. 126 y sus anexos, el Documento No. 207 del Centro Nacional de Investigación [1999] "Requisitos prácticos y reglas de aceptación para las funciones básicas del software de aplicación EMS", así como las "Especificaciones funcionales del sistema de gestión de monitoreo y evaluación de EMS" formuladas por la Sección de Automatización del Sistema Eléctrico Provincial de Hubei. La Oficina de Comunicaciones y Despacho de Energía, basándose en la mejora práctica y la aceptación de las funciones EMS de Hubei Power Grid, tomando como tema la gestión de evaluaciones, se diseñó y estableció el sistema de gestión y monitoreo de evaluaciones EMS.
Basado en mejoras prácticas en las funciones del software de la aplicación EM S, este sistema de gestión y monitoreo de evaluaciones puede monitorear y controlar el estado de ejecución y los resultados del software de la aplicación EM S en tiempo real, y calcular y calcular automáticamente. generar indicadores e informes de evaluación de EM S Run. Este sistema de gestión y seguimiento de evaluaciones puede reducir significativamente la carga de trabajo de análisis y cálculo de los operadores, liberar a los operadores de una gran cantidad de trabajos de cálculo y recuperación de datos complejos y engorrosos y mejorar la eficiencia y precisión del trabajo. A través del monitoreo y control de cada módulo operativo de EMS, el desempeño operativo de EMS se mejora efectivamente. El sistema también puede publicar el estado operativo en tiempo real de EM S, información de cálculo intermedio y resultados de cálculo en la red de Internet, realizando monitoreo remoto y desatendido y diagnóstico de fallas del sistema, lo cual tiene valor práctico. El exitoso desarrollo de este sistema ha sentado una base sólida para el uso práctico de EMS, dando pleno juego al papel de EMS en el funcionamiento seguro, económico y de alta calidad de la red eléctrica.
2 Principio y estructura del sistema de gestión y monitoreo de evaluaciones EMS
El hardware del sistema de gestión de evaluaciones y monitoreo incluye principalmente computadoras de evaluación y monitoreo, adaptadores de red e impresoras de informes láser. Su configuración de hardware se muestra en la Figura 1. La computadora de evaluación y monitoreo está conectada al EMS y al sistema de información de gestión (MIS) a través de redes duales respectivamente. Cuando una de las redes falla, no afecta el funcionamiento normal del sistema, es decir, tiene la capacidad de cambiar. entre redes duales.
Fig. 1 Estructura de hardware del sistema de gestión de evaluaciones EMSFig. 1 Hardwares para el sistema de control de supervisión de EMS
El software del sistema de gestión y seguimiento de evaluaciones incluye el software de seguimiento de evaluaciones automáticas EMS y Indicadores de evaluación. Consta de tres partes: software de gestión estadística y sistema de publicación de información en línea. El diagrama de flujo se muestra en la Figura 2.
El sistema de gestión y seguimiento de la evaluación obtiene datos relevantes en tiempo real e información del estado operativo del EMS, y transmite estos datos en tiempo real e información del estado operativo a la computadora de gestión y seguimiento de la evaluación automática del EMS a través del estándar Interfaz de comunicación de datos de red. A través del software de conversión de formato de datos, se establece una base de datos dedicada en tiempo real para el sistema de gestión de evaluación en la máquina local, y se completan el cálculo, las estadísticas, el análisis y el procesamiento de datos, se generan informes, curvas y otros resultados de monitoreo de evaluación, y el local Se actualiza la base de datos en tiempo real del sistema de gestión de evaluaciones. Comparta datos con el Sistema de información de gestión (MIS), publique información relevante en línea y envíe cartas a los asistentes electrónicos según sea necesario.
Fig. 2 Diagrama de bloques del sistema de control de supervisión de EMS
El primer paso del diagrama de flujo es completar los pasos necesarios en la modificación y programación del programa fuente de EMS, que es Especialmente diseñado para el sistema Hubei EM S (sistema ABB S. P. I. D. E. R). Porque la información estadística de algunos indicadores de evaluación de EM S no se puede obtener bajo el estado operativo y las condiciones de salida existentes de Hubei Power Grid EM S. Para ello se ha modificado y ampliado el programa fuente EM S. Se ha agregado la configuración de los parámetros de control de EM S y la salida de los resultados de los cálculos.
3 Principales funciones del sistema
El sistema de gestión y seguimiento de la evaluación del EMS tiene las siguientes funciones específicas:
3. datos
3. 1. 1 Monitoreo del equilibrio del bus
Calcular el valor algebraico y el valor neto de los datos en tiempo real de potencia activa y potencia reactiva de las líneas entrantes y salientes del bus y Transformadores en la estación de fábrica. Y compare el valor neto con el valor umbral para filtrar estaciones con autobuses desequilibrados. Utilice el método de clasificación para mostrar el nombre de la estación, el valor neto y el componente de medición de cada estación de fábrica según la desviación del valor neto. Las estaciones normales de fábrica se muestran en verde; cuando la desviación del valor neto supera el 3,0 del valor de referencia, se muestra en amarillo; cuando la desviación del valor neto supera el 5,0 del valor de referencia, se muestra en rojo; Al mismo tiempo, la desviación del valor neto de cada planta y estación se puede mostrar en forma de curva. La densidad de la curva es de 1 punto por ciclo de actualización de datos de la base de datos en tiempo real (actualmente establecido en 1 min), el tiempo de almacenamiento es de 3 días y las coordenadas horizontales y verticales de la curva se pueden modificar en línea. Y monitorear la situación de actualización del valor neto. Si el valor neto no se actualiza continuamente durante más de 30 minutos, se puede considerar que la RTU de esta vía está fuera de servicio y se registran los eventos de interrupción de la RTU y reanudación de operación. . Los eventos se almacenan durante 2 meses. Si no se actualizan todas las RTU, se le informará al operador que el sistema EMS ha fallado o que la comunicación de red entre el sistema de gestión y monitoreo de evaluación de EMS y el EMS se ha interrumpido, y esta información de parada completa se enviará al asistente electrónico para alarma. .
3. 1. 2 Monitoreo de pérdida de línea
Calcular la diferencia en datos en tiempo real de potencia activa en ambos lados de la línea. La diferencia se compara con el umbral para descartar líneas con pérdidas anormales. Utilice el método de clasificación para mostrar el nombre de la estación, el valor neto y el componente de medición de cada estación de fábrica según la desviación del valor neto.
Los datos normales se muestran en verde; cuando la desviación del valor neto supera el 3,0 del valor de referencia, se muestran en amarillo; cuando la desviación del valor neto supera el 5,0 del valor de referencia, se muestra en rojo;
3. 1. 3 Monitoreo de pérdidas
Calcule la diferencia en los datos de potencia activa en tiempo real en ambos lados y tres lados del transformador. El valor de diferencia se compara con el valor umbral para descartar transformadores con pérdidas anormales. Los resultados de salida son similares a los resultados de salida de pérdida de línea.
3. 1. 4 Monitoreo de racionalidad de voltaje
Calcule la diferencia en los datos de voltaje del bus en tiempo real para cada sección del multibus. El valor de diferencia se compara con el valor umbral para detectar buses con voltaje anormal. Los resultados de salida son similares a los resultados de salida de pérdida de línea.
3. 1. 5 Monitoreo de consistencia de telemetría y señalización remota
Basado en el principio de que el estado del interruptor es consistente con el valor del flujo de energía de la línea, los interruptores con posiciones anormales se eliminan. Es decir, la telemetría no es cero mientras la posición de señalización remota está abierta para el interruptor y la telemetría es cero mientras la posición de señalización remota está cerrada para el interruptor. Muestra el nombre y el estado real del interruptor anormal en cada posición.
3. 1. 6 Monitoreo remoto de inversión de señal
Monitorear el interruptor definido por Inversión remota de señal en el sistema en tiempo real.
Emite el nombre y el estado real del interruptor invertido.
Monitoreo del estado operativo del módulo 3. 2
Monitoreo del estado operativo del módulo 3. 2.
El software de aplicación de Hubei Power Grid EM S incluye datos reales. Módulo de instantáneas de datos de tiempo (SN P), módulo de corrección de cantidad de estado y cantidad analógica (SAR), módulo de construcción de modelos y topología de red (NMB), módulo de planificación de bus (BSK), módulo de estimación de estado (SE), módulo de actualización de parámetros de red (N PU), Módulo de análisis de seguridad (SA), Módulo de análisis de sensibilidad de red (NS), Módulo de flujo de energía del despachador (DPF), Módulo de pronóstico de carga a corto plazo (SL F), Módulo de control de generación automática (A GC) y otros módulos funcionales. El sistema de gestión y monitoreo de evaluación de EMS puede monitorear el estado de operación y el modo de control de cada módulo EMS en tiempo real, y puede distinguir el estado de operación y el estado de salida de cada módulo EMS. Cuando sea necesario, la información de que el módulo sale de operación se enviará a la operadora electrónica para alarma. Se pueden distinguir varios modos de control de EM S: estimación del estado en tiempo real, flujo de energía del despachador en tiempo real, estimación del estado de estudio y flujo de energía del despachador de estudio. Los cambios en el estado operativo y modo de control de cada módulo del EMS se registran como eventos con marca de tiempo y el tiempo de almacenamiento es de 2 años.
3. 2. 2 Monitoreo del estado de ejecución del módulo
Monitorear el estado de ejecución de cada módulo funcional de EM S en tiempo real. Se puede distinguir el estado de apagado, el estado de inicialización, el estado de preparación de inicio, el estado de ejecución de la solicitud, el estado de ejecución, el estado de tiempo de espera, el estado de bloqueo, el estado de finalización de la ejecución, el estado de error y el estado de parada de cada módulo del EMS. En el diagrama de flujo del monitor de aplicaciones EM S, se indica el estado de funcionamiento de cada módulo. Y los cambios en el estado operativo de cada módulo se registran como eventos con marca de tiempo y el tiempo de almacenamiento es de 2 años. Cuente el número de veces que cada módulo se encuentra en estado de error de forma continua. Y establezca el valor límite para el número de estados de error consecutivos de cada módulo. Si se excede este valor límite, el mensaje de error se enviará al asistente electrónico para alarma.
3. 2. 3 Análisis de resultados intermedios del cálculo del módulo
Puede verificar las situaciones anormales que ocurren durante el funcionamiento de cada módulo funcional del software de EM S, verificar las causas de la excepción. y obtener la información EM S que aparece durante la ejecución de cada software de módulo funcional. Publicarlo en una página web permite a los operadores monitorear y solucionar problemas de forma remota a través de Internet.
3. 2. 4 Monitoreo de los resultados del cálculo del módulo
Los resultados del cálculo de cada módulo funcional de EM S se pueden monitorear en tiempo real, incluida la estimación del estado (SE) y el flujo de energía del despachador. (DPF) módulos de aplicación el proceso iterativo y la convergencia. Las estadísticas de los datos de convergencia y no convergencia del software SE y DPF se realizan mensualmente y los datos estadísticos se guardan durante 2 años.
3.3 Gestión de control del funcionamiento del módulo
El modo de control del módulo se puede configurar en línea y se puede controlar el proceso de iteración del cálculo del módulo y la precisión de la convergencia del cálculo. Este es el proceso y proceso de modificar el programa fuente, la pantalla y la base de datos del software de la aplicación EMS, ajustando y cambiando los parámetros de control de los algoritmos relevantes, de modo que el operador pueda calcular directamente la estimación del estado y los módulos de flujo de energía del despachador en el EMS. pantalla del monitor. Se controla la precisión de convergencia del cálculo.
3.4 Análisis estadístico de los resultados del cálculo del EMS
Realizar análisis estadístico de los resultados del cálculo de los módulos SE y DPF. De acuerdo con los valores de referencia de diferentes tipos de medición de nivel de voltaje, calcule la desviación entre el valor estimado de la estimación del estado y el valor calculado del flujo de energía del despachador, encuentre automáticamente los puntos de cálculo no calificados y obtenga la tasa de aprobación de la estimación del estado del EMS. índice y el índice de tasa de aprobación del cálculo del flujo de energía del despachador. Los resultados del cálculo y los resultados del análisis se integran en la salida del informe.
3.5 Gestión de indicadores de evaluación de EMS
Establezca una base de datos de gestión de evaluaciones de EMS y calcule automáticamente los indicadores de evaluación de operaciones de EMS uno por uno en función de la base de datos de EMS y el historial estadístico de operaciones. datos que incluyen: ①Tasa de cobertura de estimación estatal; ②Tasa de disponibilidad mensual de estimación de estado; ③Error del resultado del cálculo de flujo de energía del despachador; ⑦Tiempo de cálculo de flujo de energía mensual; pronóstico de carga; ⑨Tasa de precisión del pronóstico de carga mensual bk tasa de precisión del pronóstico de carga más alta (más baja) mensual.
3.6 Sistema de publicación de información de gestión de evaluación de EMS
El sistema de publicación de información de gestión de evaluación de EMS consta de un software de gestión de revisión de información de evaluación a bordo local y un sistema de publicación de información en línea. Al establecer la página de inicio del sistema de gestión y seguimiento de evaluaciones de EMS, la información de gestión de evaluaciones se publicará en línea. Esto permite a los operadores verificar la información no solo en la máquina local del sistema de gestión y monitoreo de evaluación del EMS, sino también en línea a través de la red, lo que facilita la verificación para las operaciones y los gerentes.
Sobre la base de la realización de las funciones principales anteriores, el sistema de gestión y monitoreo de evaluación de EMS integra la función de estadísticas de operación de A GC existente y sirve como un subsistema del sistema de gestión de monitoreo y evaluación de EMS.
4 Características del sistema
(1) Transformación práctica de las funciones de EM S
El sistema de gestión de evaluación y seguimiento de EM S tiene una amplia gama de gestión de evaluaciones, y las funciones implementadas Completas y muy prácticas. Su alcance de gestión de evaluaciones incluye todos los módulos funcionales del software de aplicación EM S. Las funciones que implementa incluyen: monitoreo en tiempo real de los datos de cálculo de EM S, monitoreo del estado operativo del módulo EM S, control y gestión del funcionamiento del módulo EM S, análisis estadístico de los resultados del cálculo de EM S, gestión de indicadores de evaluación de EM S y en línea. Gestión de la gestión de evaluación de EM S. Divulgación de información. Algunas de estas funciones no se pueden realizar en las condiciones de funcionamiento y de salida del Hubei Power Grid EM S existente. Para ello, el autor realizó un análisis detallado del programa fuente EM S y modificó y amplió las funciones de los módulos relevantes. Se agregan los resultados estadísticos de los tiempos de cálculo y los tiempos de convergencia de la estimación del estado (SE) de EM S y el cálculo del flujo de potencia del despachador (DPF), y se agrega la función de configuración de los parámetros de control de SE y DPF.
(2) Mantenimiento en línea totalmente automático y sin manual
Considerando que con la expansión continua del sistema de energía, la cantidad de componentes y equipos del sistema de energía administrados por EMS seguirá aumentando . Si se requiere que los operadores realicen mantenimiento manual en el sistema de gestión de evaluación y monitoreo de EMS, inevitablemente aumentará la carga de trabajo de los operadores, aumentará los requisitos para los operadores y reducirá la automatización, practicidad y confiabilidad del sistema de gestión de evaluación y monitoreo de EMS. Con este fin, este sistema de gestión y monitoreo de evaluación de EMS adopta el método de rastrear automáticamente los cambios en los parámetros de los componentes y equipos de EMS. El EMS puede aumentar y aumentar automáticamente las cantidades de telemetría y señalización remota de líneas, transformadores, generadores, barras colectoras y nuevos agregados. Estaciones de planta. Realizar seguimiento y evaluación.
Esto permite a los operadores operar el sistema de manera competente sin tener que comprender, aprender y dominar profundamente la estructura de datos y el contenido de los datos de EM S, lo que cumple con los requisitos de practicidad y versatilidad, y mejora la confiabilidad del sistema de gestión de evaluación y monitoreo de EMS.
(3) Operación automática e ininterrumpida del sistema y monitoreo de errores
El sistema de administración y monitoreo de evaluación de EMS puede monitorear el estado de ejecución del servidor EMS y puede identificar automáticamente el estado en línea y fuera de línea. Estado del servidor EMS en espera y se puede sincronizar automáticamente con el servidor EMS después de cambiarlo. Cuando el servidor independiente de EMS se está ejecutando, cambia automáticamente del modo de trabajo habitual de conectarse al servidor en espera de EMS a conectarse al servidor host de EMS y continúa evaluando y monitoreando EMS. El sistema de gestión y monitoreo de evaluación del EMS tiene un módulo de software de monitoreo de ejecución automática. Una vez que se descubre una anomalía en el sistema de gestión y monitoreo de la evaluación, se puede restablecer automáticamente y puede realizar un monitoreo de evaluación continuo e ininterrumpido del EMS (si el entorno de hardware). las condiciones lo permiten).
5 Conclusión
Después de diseñar e implementar el sistema de gestión y monitoreo de la evaluación del SME a principios de agosto de 2000, se probó completamente y se puso en operación de prueba. Los resultados de las pruebas y operaciones de prueba muestran que se han implementado todas las funciones del sistema de gestión y monitoreo de evaluaciones de EMS y que los resultados del cálculo son precisos y confiables. El sistema de gestión y monitoreo de evaluación de EMS puede descubrir automáticamente datos anormales en los datos de cálculo del sistema EMS y el estado de error de cada módulo. Se pueden controlar el proceso de cálculo y los resultados del módulo de estimación del estado y del módulo de cálculo del flujo de energía del despachador de EM S. El sistema de gestión y monitoreo de evaluación de EMS satisface las necesidades de los gerentes de operaciones de EMS para el análisis de datos de cálculo de EMS, monitoreo del estado de operación, proceso de cálculo y análisis de resultados, y cálculo estadístico de indicadores e informes de evaluación de EMS. Puede reemplazar el trabajo manual realizado por los operadores. La recuperación y el cálculo de datos pesados y complejos garantizan la confiabilidad y precisión de los cálculos y generan automáticamente indicadores e informes de evaluación de EM S, lo que reduce los factores subjetivos humanos y los posibles errores en la formación de indicadores e informes de evaluación de EM S, lo que ahorra mucho dinero y mejora. eficiencia del trabajo. Este sistema sienta una base sólida para el uso práctico de EMS y ayuda a EMS a ejercer plenamente sus beneficios en el funcionamiento seguro, económico y de alta calidad de la red eléctrica.
El equipo de hardware del sistema de gestión y monitoreo de evaluaciones EMS incluye computadoras de monitoreo de evaluaciones, adaptadores de red e impresoras de informes láser. La computadora de monitoreo de evaluaciones puede ser una computadora comercial o una computadora industrial de alto rendimiento. La configuración del equipo de hardware de todo el sistema es económica y tiene un alto costo de rendimiento. Además de modificar algunas aplicaciones de software y convertir formatos de datos para Hubei Power Grid EM S (sistema ABB SP IDER), la parte de software de este sistema tiene otros módulos funcionales que son diseños universales y estandarizados y son adecuados para otros tipos de redes eléctricas. . Por lo tanto, el sistema de gestión y seguimiento de la evaluación del EMS tiene un alto valor de promoción y aplicación.
Referencias:
[1] Centro Nacional de Encuestas [1999] Documento No. 207 "Aviso sobre la emisión de" Requisitos y reglas detalladas de aceptación para la practicidad de las funciones básicas del software de aplicación EM S " [ Z].
[ 2 ] Manual del operador de SP IDER (Manual de funcionamiento de ABB EM S) [Z]. Fecha de recepción: 2000212204; fecha de modificación: 2001202214.