OS2分布式模型拼接建设及应用

摘要：随着电力系统的不断发展和电网规模日益扩大及各类电网应用系统不断涌现，自动化技术紧密围绕电网运行需求，提供有效支撑电网安全、经济、优质运行平台。智能数字化时代对自动化应用需求极为迫切，把电网运行产生大量准实时数据及沉淀生成海量的历史数据的信息集成已成为研究热点。文章对OS2分布式模型拼接建设及应用进行了探讨。

关键词：OS2；EMS；OS2模型拼接；电网模型；实时量测；SVG；DTS 文献标识码：A

中图分类号：TP316 文章编号：1009-2374（2016）34-0050-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.025

电网调度采用分级管理、分级监控的方式，易形成“信息孤岛”需将上下级调度系统间模型共享和信息交互，可减少维护工作量，达到信息分级维护、数据共享的目的。创新自动化技术-OS2分布式模型拼接系统。

OS2模型拼接是指建立电力系统不同调度区域间基于电网模型和实时量测及可扩展矢量图像（SVG）的电网图形相互连接，为电网分析提高电网结构及

参数。

1 系统搭建前状况

省、地调度控制中心采集实时、历史数据传送是通过RS-232接口通信以DL/T634.5101-2002规约、DL/T634.5104-2002规约及调度数据网TASE.2通信规约传输，传输业务受外界因素影响较大（如通信误码率高、光缆断、调度自动化数据库异常及系统失灵等导致数据交互异常）。地调上传业务给省调未经高级应用PAS校验导致状态估计合格率未达到合格范围95%以上，影响省调模型、数据的正确性。以上疑问需推进OS2分布式模型拼接系统应用，易于解决。

2 系统建设

2.1 支撑平台

随着IEC61970标准在电网调度自动化系统的应用深入，基于CIM/XML的电网全景建模采用中间件技术与原有系统平台进行交互，减少了对原有系统的影响并满足一个多功能可扩展的应用软件，最终实现网、省、地一体化全模型的有效方法生成全网全模型。

EMS电网模型包括电网拓扑结构和相关设备参数。模型的传递形式采用CIM/XML文件。图形涵盖EMS系统维护的厂站单线图和系统潮流图，包含其背景、前景及数据链接关系。图形的传递采用SVG文件格式。

2.2 模块应用

地调端部署的程序可以划分为三个模块，分别是实时数据、JMS消息、模型SVG版本管理模块。

2.3 信息流程化

地调将省调所需管辖区域直采范围内的电网模型和实时量测发送到省调，省调可通过此平台（OS2模型拼接）抽取所需地调侧数据，对网区负荷动态进行实时监控并将接收各地调发送的信息合并，形成本省内完整的110kV及以上电网模型，并将拼接后的电网模型、省调量测、省调图形、地调量测、地调图形上送给网调分布式模型拼接系统。网调进行二次模型拼接，形成全网完整的覆盖110kV及以上电网模型和实时量测以及可扩展矢量图像（SVG）的电网图形便于对电网应用分析、数据交互，充分提高高级应用的便捷功能。

EMS维护（图库建模、网络拓扑、状态估计、调度员潮流等）的正确度将影响到人工触发OS2分布式建模系统的客户端，按照EMS模型的导出、TASE.2配置表的导出、E格式数据文件的导出，并实现模型上传，并将模型传送至分布式建模主站。

3 系统功能

（1）基于全网的模型拼接和发布功能；（2）标准的图形匹配和发布功能；（3）实时数据通信的自动建立、通信链路查询功能；（4）针对不同的数据质量和刷新周期需求，数据的传递形式采用TASE.2数据链路和E格式文件。E格式文件支持SCADA数据和状态估计结果数据。电网模型导出、校验、SVG图形导出、模型版本增量比较功能等功能。

OS2分布式模型拼接系统提供网省地调所需的SCADA量测数据，通过拼接大模型中厂站及一次设备的名称进行匹配，实时更新设备的量测数据，采用分层分布式建模式，实现110kV及以上电网模型、图形及数据交互。形成全网厂站的实时SCADA运行断面，提供完整的模型、图形和数据共享服务。

4 系统运用

4.1 DTS省地互联应用

现阶段各地调已搭建电网调度员仿真培训系统（DTS）功能应用软件，已满足110kV及以下所管辖电网调度员培训仿真，但对管辖外区域（220kV变电站及电厂）无法有效达到仿真效果。依靠传统的DTS系统提高调度员的运行和处理事故能力，已不能满足现代电网发展速度和规模的要求。现阶段应当立足于技术手段，优化调度员培训仿真的环境，以提高调度员的能力与电力系统的发展相适应。

通过应用DTS省地互联技术，从OS2分布式模型拼接系统中将省地电网模型和实时量测及可扩展矢量图像（SVG）的电网图形互联形成本省内完整的电网模型。此举措可加强遥测合格率；状态估计收敛率；调度员潮流计算合格率等指标的管控力度，同时推进电网调度员基本技能（全网闭环）的培训；紧急控制与事故处理的培训；恢复操作的训练；校核电力系统的模型和软件功能等。

DTS省地互联采用基于外网模型接入的改进潮流匹配模式，这种模式是在简单边界潮流交互模式上的一种改进，目的是为了减少地调由于缺少外网模型而带来的潮流计算结果误差。此模式直接使用地调接入外网等值模型之后的状态估计模型作为基态模型，并对模型进行适当改造，使之适用于DTS省地互联。

DTS系统作为省、地调必备的一种培训调度、运方、保护等专业的实用工具平台，今后随着EMS系统运行稳定性的提高和电力系统走向商业化运营，省、地调将会迫切地需要配备面向电力市场的DTS系统。

4.2 海量准实时数据服务平台

海量准实时数据服务平台主要包括基于OS2分布式模型拼接系统的电网模型和实时量测及可扩展矢量图像（SVG）的电网图形、量测与测点映射关系及配置信息。平台使用测点模型和关系模型两种方式组织数据：基于测点模型的实时历史数据存储于时序数据库，电网模型数据、配置信息存储在关系数据库。电网模型和实时历史数据通过量测建立关联关系便于其他应用系统（如配网自动化系统、计量自动化系统、营销电能量系统等）信息交互。

建立企业级海量准实时数据服务平台，实现企业实时数据的统一管理；统一的实时数据模型和视图；提供高效的实时信息整合、交换、存储与访问服务；基于实时数据的分析应用；建立统一的安全体系，保证数据安全可靠。平台将OS2在线分布式建模的成果共享，根据需求向同级应用专业提供全网模型。

4.3 地县一体化

推进地县一体调度自动化研究。县调负责将本县级直采范围内的电网模型、图形、量测上传给地调模型拼接系统。地调可通过此平台抽取所需县调侧数据，对地区负荷动态进行实时监控。地调模型拼接系统将本地级市所有县调35kV及以上厂站模型拼接完成后，形成全地级市的模型上传至省调，由省调模型拼接系统进行省级模型拼接，最终上传网调形成包含电网范围内35kV及以上所有设备的完整全网模型。解决县级电网监控能力差、图模维护量大、高级应用（网络拓扑、状态估计、调度员潮流计算等）应用水平欠缺、无法实现直采直送及县级“盲调”等问题。结合县级一体化集约化管理的延伸，增强了调度机构对电网的实时驾驭控制能力与运行响应速度，从而提高了系统运行的安全性。

在本项目中将部署状态估计应用，可以进行模型、数据的验证，要求模型可以在各个电压等级之间切割，进行相关模型、数据质量分析，完成电压合格率、网损、功率因素、线路负载等简单统计功能。

地县一体化应用将OS2在线分布式建模的成果共享实现应用（SCADA、EMS、DTS）一体化，实现了支撑平台的一体化、数据结构和应用程序的一体化、人机界面一体化，易于管理，便于系统扩展，降低系统维护和管理的工作量和复杂度。

4.4 保护定值在线校核系统（保信系统）

随着现代电力系统网络规模的不断扩大、电网电压等级的不断提高，电力系统运行和控制的复杂性呈现指数递增的趋势。保护定值在线校核系统可通过OS2分布式模型拼接系统导出本网模型和实时量测及可扩展矢量图像（SVG）的电网图形，通过网络拓扑等方式查询电源点及校核保护定值正确性。OS2分布式模型拼接系统在应用中起着举足轻重的作用。

因OS2分布式模型拼接系统是新搭建的系统，以上应用仍然存在诸多问题，待应用平台上持续改进。

5 结语

电网模型拼接对本网区范围内的110kV及以上电网模型进行拼接，涉及范围广、数据量巨大，系统采用分层多级模型拼接的方式进行实施。在网、省调建立一套模型拼接系统，模型拼接系统作为独立系统运行有独立数据库不影响各级电网能量管理系统（EMS）的正常运行。提高电网模型和实时量测交互的实时性、准确性，提高各级对电网运行方式的监控力度等应用。

通过OS2分布式模型拼接系统网调不仅能够及时掌握整个电网的变化情况，提高驾驭大电网的能力，而且可以将全模型提供给第三方系统使用，提高应用系统内部网络模型和实际电网的拟合程度，增加分析计算的准确性和完整性。

参考文献

[1] 南方电网在线分布式建模系统运行管理办法（Q/CSG 212036-2011）[S].2011.

[2] 南方电网一体化电网运行智能系统技术规范（第3～5部分）：数据电网公共信息模型规范（Q/CSG 1204005.35-2014）[S].2014.

[3] 南方电网一体化电网运行智能系统技术规范（第3～6部分）：数据全景建模规范（Q/CSG 1204005.36-2014）[S].2014.

作者简介：莫冬媛（1983-），女，广西南宁人，广西电网责任有限公司南宁供电局工程师，研究方向：电力系统自动化。

（责任编辑：蒋建华）