本文对调度自动化系统高级应用软件在大港油田电网中的应用情况进行了介绍，描述了软件数据库采用铭牌值设置参数的具体方法，重点详述了参数的收集及计算方法。同时，对使用中遇到的问题进行了分析，并总结了使用经验。
中国石油大港油田电力公司 张晓莉
大港油田电网是110 kV、35 kV电压等级电网，共有45个变电站，其中110 kV站9个。在用的调度自动化系统是南京南瑞继保电气有限公司生产的PCS－9000 EMS调度自动化系统，适用于调度集控无人值守模式。在调度自动化系统高级应用软件（PAS）的使用方面，应用的主要功能是状态估计和调度员潮流。状态估计主要用于检查错误遥信、遥测，计算结果为自动化维护人员使用；调度员潮流主要用于预测有功潮流，帮助调度员预测电网运行方式改变后潮流的变化情况。
1 油田电网调度自动化系统高级应用软件使用情况
1.1 状态估计的应用
根据油田电网的实际情况划分了12个电气岛，人工排除非综合自动化站、负荷轻（容易被误判）的变电站11个。
遥信和遥测预处理总表、可疑数据和不合格量测表是维护人员需要经常浏览的画面。通过定期监视画面可以观察错误的遥信和遥测。主要内容包括遥信、遥测、有功不平衡、无功不平衡、并列母线误差大、档位电压不匹配和PQI不匹配等信息。以下情况是状态估计在油田电网运行中发现的典型问题：
1）状态估计报东某变电站201有功功率P数值为0，工作人员去现场重启201测控装置后正常。
2）状态估计报某平台变电站35 kV Ⅴ母线电压为0。检查运行方式为母线并列运行，Ⅳ母线电压遥测正常，Ⅴ母线电压量测出现异常。
3）状态估计报王某变电站2#主变压器6 kV侧无功功率为0。当时2#变压器6 kV侧电流为189 A，有功2.04 MW，无功遥测异常。
4）状态估计报某变电站6 kV出线开关－2刀开关位置错。检查6 kV出线开关合位，线路有负荷，刀开关位置与实际运行状况不符。
5）状态估计报乌某变电站1#变6 kV侧 IPQ不匹配，检查PQ值过小，有功仅0.01 MW，与电流37 A明显不符。
由上述内容可以看出，状态估计能比较准确地定位错误遥信和问题遥测，在保障电网安全运行方面能够发挥一定作用。
1.2 调度员潮流的应用
油田电网调度员潮流计算软件经过两年多的反复调试，在参数准确、软件系统稳定的情况下，可以预测区域电网有功潮流变化。目前，在油区北部、中部电网初步实现潮流预测功能。潮流计算数据中有功功率接近实际数值，误差小于5 %。下表为油田某35 kV变电站两条进线改变运行方式时，潮流计算值和实际值的对比。其中“－”表示潮流方向为流入母线方向。
潮流软件的应用可以改变调度员凭经验预测潮流变化的现状，提高调度工作的科技水平。还可以应用于按需量缴费的变电站，对电源进线进行有功潮流预测，帮助调度员及时调整运行方式。
2 调度自动化系统PAS参数的收集与计算
状态估计计算结果是否准确，很大程度上取决于参数库录入的参数是否准确，电网模型是否完整，与实际运行情况是否相符。调度员潮流的计算是以状态估计为基础进行的，它读取的是状态估计断面，因此潮流计算也依赖于准确的参数库。在高级应用软件中，需要录入数据库的参数主要包括主变压器、线路和电容器等。
2.1 参数的查找与录入
与SCADA对应逻辑库、物理库相似，状态估计对应Rtnet库。在参数库中，录入的参数包括变压器、线路、电容电抗器和发电机。输入方式包括铭牌值输入、标幺值输入和有名值输入。经过对几种录入方式比较，针对大港油田电网的实际情况，选择参数录入方式为铭牌值输入，下面对录入方法进行介绍。
2.1.1线路参数
录入的内容主要包括线路类型和线路段两项。
（1）线路类型
线路类型数据库界面如图1所示，录入电网所有线路的型号，对于每一种线路型号，需要录入名称（如YJV22－26/35）、每公里正序电阻以及每公里正序电抗。对于海缆还需要录入每公里充电功率。
需要注意的是，对于架空线来说，不同的架设情况（线路选择的塔型、导线排列方式不同）每公里的电抗也会出现差异，这样的导线要按不同线路型号进行处理，需要收集具体参数进行计算，得出不同线路的百公里电抗值填入数据库。
（2）线路段
对于线路段需要录入的内容如图2所示，具体包括如下内容。
1）线路名称：填库自动生成。
2）输入方式：铭牌值输入。
3）线路类型：在上面录入的线路类型中选择本线路对应的电缆/架空线型号。
4）导线长度：本段导线长度，注意如果一条线路由不同型号导线构成，则要录入每段导线的型号及长度。如一条线路由出口电缆、架空线和电缆组成，则这条线路要分成三段录入，每段导线都要写明型号和长度。本系统中一条线路最多可以录入四种不同类型的导线。
2.1.2主变压器参数
主变压器参数选用铭牌值输入时，需要搜集主变压器铭牌，录入数据库的内容包括短路损耗（计算电阻）、短路电压（计算电抗）、空载损耗（计算电导）和空载电流（计算电纳）、主变压器档位情况以及电压分接头。
对于主变压器前四种参数可以从主变压器的铭牌上直接找到，分接头数据录入要按照以下方法进行。以某110 kV变电站主变压器电压分接头为例（110±8）×1.25%/（38.5±2）×2.5%/10.5kV
高压侧调档：额定电压110 kV，共17个档位，最低档1档，最高档17档，中点分头位置9档，不变额定高档、不变额定低档均为9，步长为1.25。
中压测调档：额定电压38.5 kV，共5个档位，最低档1档，最高档5档，中点分头位置3档，不变额定高档、不变额定低档均为3，步长为2.5。
2.1.3电容器参数
电容器的参数相对简单，只需要找到并录入额定无功和电压等级即可。
2.2 线路参数的计算
对于不同的导线，计算方法不同，主要计算的内容为交流电阻、交流电抗。
2.2.1架空线
根据导线型号，查出直流电阻、计算半径DS。根据查找到的内容进行如下计算：
1）将直流电阻换算成交流电阻，表达式为
R交流=1.3×R直流 （1）
2）输电线路等效电抗计算方法为
x=0.14451og（Deq/DS） （2）
注意：式（2）适用单导线线路，分裂导线不适用。大港油田电网输电线路都是单导线，故采用此公式。该公式计算的是单相导线电抗，可以直接录入数据库。根据杆塔型号确定相间距，计算出导线间几何间距Deq（mm）。
对于三相导线垂直排列、水平排列的线路，几何间距为
Deq=1.26×D×1 000 （3）
对于三相导线三角形排列的线路，几何间距为
Deq=3 D12D23D31 （4）
对于等边三角形布置的三相导线，几何间距为
Deq=D （5）
对于三相垂直排列或水平排列的钢芯铝导线，式（2）可以变为
x=0.14451og（1.26×D×1 000/0.88DS） （6）
式中，D为相间距，m；DS为计算半径，mm。
根据式（6），将查找到的架空线相间距和导线计算半径代入其中，计算出这种型号架空线的交流电抗值，并录入参数库。
2.2.2电缆
根据电缆型号查找手册，直接查出每公里交流电阻和交流电抗，录入数据库，没有其他计算工作。
2.2.3海缆
根据电缆型号查找手册找到每公里交流电阻和交流电抗。根据电缆的每公里电容参数计算出每公里的充电功率，并填入参数库。计算公式如下
P充电/km=(2π×50×每公里电容×线路电压等级对应的基本电压值2)/1 0002 （7）
大港油田目前唯一两条海缆是通往某平台的输电线路，电缆型号为HYJQ41，电容0.166 5 μF/km，线路电压等级为35 kV，经计算每公里充电功率为0.064 076 7。对于海缆来说，需要录入数据库中“每公里充电功率”一项，对于110 kV及以下电压等级的架空线和电缆，则不需要录入此列。根据上述方法可以计算出电网35 kV、110 kV各条线路参数。
3 问题与结论
PAS在发现问题遥信遥测、预测有功潮流变化方面取得成效，在大港油田电网实际运行工作中发挥了一定作用。但是，在实践过程中仍然存在诸多问题。
3.1存在问题与原因分析
存在的主要问题有：
1）潮流计算结果中，无功功率计算不准确。无功在实际运行中数值一般较小，技术人员将计算结果与实际进行比对，发现无功误差较大，分析认为误差的产生可能与线路电抗参数不准或电网模型不完整有关。
2）对合环电流预测不够准确。环流计算值与实际值有出入，部分数据误差超过30%。经过比对认为，误差的产生可能与合环瞬间负荷分配与实际不一致有关，或与无功潮流计算不准、电网模型不完整有关。
3）潮流软件本身存在的问题较多，应用过程不够顺畅。目前应用的软件存在数据库不同步、填库出现前景丢失以及母联电流不能自动参与计算等问题，这些都有待生产厂家进行改进。由于在基础参数管理、软件系统等方面存在这样一些问题，使调度员潮流功能不能充分发挥应有的作用，需要继续努力，推动潮流软件的应用。
4）损耗计算数据不够理想，实际损耗与计算值误差较大。从目前所做的工作来看，有可能“铭牌值输入”方式不能满足线损计算要求，可以考虑采用其他输入方式，如有名值输入（即实测参数），这就需要加大资金投入和合理安排线路停电时间。
5）线路参数不准确、电网模型不完整影响计算结果。这是影响潮流计算、损耗计算的一个重要问题。当线路的阻抗参数缺少或不正确时，线路的阻抗计算值和实际值相差较大，造成潮流计算数据误差。此外，参数不准确还会影响状态估计对不合格遥测的判断，由于参数不对，状态估计计算出的遥测量必然与实测遥测有较大出入，这时PAS就会报出错误的可疑遥测。油区一些变电站不是综合自动化站也是造成电网模型不完整的原因，因此无法采集遥信、遥测信号，而被设置排除计算。
3.2 经验小结
几年来，在状态估计的应用过程中，虽然存在很多问题，但电网遥测数据的准确性得到了提高，检查遥测遥信的方法也得到了改进。
调度员潮流功能虽然没能在调度实际工作中运用起来，但是在对这项功能进行实际应用方面做了大量工作，这些工作为大港油田未来开展调控一体化和智能电网建设起到一定推动作用，是探索先进技术在油田落地的有益尝试。
下面将近几年摸索出的经验进行总结，希望能给同行业技术人员提供一定参考：
1）PAS使用的前提是调度自动化系统采集厂站数据较为齐全，电网模型完整准确。使用PAS最好的条件是：电网建设各变电站均为综合自动化站，电网结构和建模完整准确，这样计算结果比较接近实际值。这种要求在调度员潮流的使用上显得尤其重要。缺少某些变电站远动数据，可以通过软件设置“厂站排除”，令该厂站不参与计算，这样做不会影响状态估计功能对错误遥测遥信的判断。但是，排除厂站过多，会使电网模型不完整，对潮流计算结果的准确性有很大影响。
2）基础参数要完整准确。Rtnet参数库必须录入正确的设备参数，才能保证计算结果的可用性。要求管理部门必须具备完整准确、及时更新的设备参数档案，充分应用生产管理系统对设备参数进行动态管理。同时要求技术人员要针对电网一次设备变化对参数库和电网模型进行及时更新。
3）制定管理制度，规范工作流程。应建立相应管理制度，规范参数变更、提交、审核、录入和缺陷处理等各环节相关岗位职责，建立行之有效的工作闭环。
4 结束语
使调度自动化系统PAS在大港油田电网实际运行工作中发挥作用，仍需要我们继续努力，在生产管理、调度运行、软件改进、参数管理和计算工作等方面继续做大量工作，从而使这一技术能充分发挥作用，更加有效地服务于油田的生产生活。本文只是作者对PAS部分功能实际运用的一些经验之谈，受个人水平所限，难免有误，恳请读者批评指正。
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