一種基于scada系統的電網安全運行控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統控制技術領域，具體涉及到一種基于SCADA系統的電網安全 運行控制方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電網建設高速發展，電網覆蓋范圍不斷擴大，結構日趨復雜，電網運行的穩定 性、安全性和可靠性也變的更加重要。目前供電公司電力調度、自動化部門、繼保、運行維 護、通訊等部門雖各司其職但也需要通力協作，及時、準確的得到相關信息能大大提高其工 作效率，同時各部門能發揮在各自專業領域的有勢，更好的互相配合保證電網的正常運行； 開放調度數據共享渠道，建立不受時間、地域限制的信息網絡，加強各部門對調度工作的支 持與協作，發揮各工作環節的主觀能動性，為建立更為和諧、高效的工作模式打下堅實基 礎，是電網正常運行的重要保障。
[0003] 目前SCADA監控系統中的數據信息雖能反映電網運行的狀態，因此該系統應用十 分廣泛。SCADA系統可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測 量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。SCADA系統作為能量管理系統（EMS系統）的 一個最主要的子系統，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統運行狀態、加快決策、能幫助 快速診斷出系統故障狀態等優勢，現已經成為電力調度不可缺少的工具。它對提高電網運 行的可靠性、安全性與經濟效益，減輕調度員，實現電力調度自動化與現代化，提高調度的 效率和水平中方面有著不可替代的作用。
[0004] 電動汽車作為能源危機和大氣環境污染問題的有效解決途徑，其產業規模近年來 不斷增大，電動汽車數量不斷增多。但由于電動汽車負荷在時空、地理上的分布具有不確定 性，且電動汽車充電功率較大，根據充電模式和汽車品牌不同，充電功率從幾千瓦到上百千 瓦不等。隨著滲透率的不斷提高，無序接入將會導致電力系統出現電壓越限、線路過載、不 平衡等嚴重問題，如果不對其充電行為加以控制，其大量無序接入對于電網的安全運行將 帶來嚴重挑戰。
[0005] 在目前技術條件下，電動汽車的充電控制是利用"峰谷電價"等經濟手段作為杠桿 對電動汽車充電行為進行引導。對電動汽車充電行為控制精度不高，管理較粗礦，且不能根 據電網當前運行狀態主動變化控制策略。雖然在整體上能夠實現一定程度的負荷平移，但 是可能導致在谷期電價期間新的充電高峰出現以及部分區域、部分線路的不安全運行。
[0006] 同樣的，電動汽車作為一種用電負載，通過電網接入電力系統中，電力系統通過對 電網的額度分配來實現對電網接入負載的限定。現有的電力系統中，無法對電網的接入負 載額度進行有效的分析和控制，往往是通過設定固定的接入額度來實現總體控制，但是這 樣對電力系統整體的功率分配不能夠起到良好的效果。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的是提供一種基于SCADA系統的電網安全運行控制方法，電力系統可 以根據SCADA系統中的數據，對電網的負載額度進行調整，避免無序接入造成的電壓越限、 線路過載等電力運行問題。
[0008] 為達上述目的，本發明的一個實施例中提供了一種基于SCADA系統的電網安全運 行控制方法，包括
[0009] 采集電力調度系統的監控運行數據，獲得評價因素對應的評價指標數據集合；
[0010] 確定每個評價因素對應的評價指標數據在評價體系中的權重系數；
[0011] 根據評價指標數據和對應的權重系數得到加權和；
[0012] 根據所述加權和，確定評價等級，并根據所述評價等級為電網分配接入電力系統 的負載額度；控制確定接入該電網的充電站內充電粧的投運數量。
[0013] 優化的，評價因素包括有功裕度、電壓裕度、支路參與因子和線路功率傳輸率。
[0014] 優化的，權重系數的確定方法為：
[0015] (1)、輸入評價指標的靜態權重w/，并對靜態權重w/進行修正；
[0016] (2)、獲取評價因素對應的評價指標在運行時的關鍵指標變化量△ T，確定評價指 標的相對重要性熵值，計算公式為：
[0019] (3)、由ε ,確定評估指標的差異性系數；計算公式為：
[0022] (4)、由差異性系數確定該評估指標的熵權為
[0024] (5)、由熵權確定該評估指標的權重系數：
[0026] 優化的，關鍵指標變化量A Τ表示評價指標數據的變化量△ 、變化率△ Rj或敏 感性系數ASj。
[0027] 優化的，靜態權重是采用群決策層次分析法或者給定值法確定。
[0028] 優化的，加權和Fs的計算公式為：
[0030] 其中^^^^分別為權重系數"力有功裕度"力電壓裕度"⑶為支路參 與因子，Kt為線路功率傳輸率。
[0031] 優化的，評價等級分為四級；
[0032] 第一等級：Fs > 2. 25 ;為電網分配該電網最大接入負載額度，各充電站內充電粧 全部投運；
[0033] 第二等級：1. 5 < Fs彡2. 25 ;為電網分配該電網最大接入負載總額度的70%~ 80 %的負載額度，各充電站內充電粧投運70 %~80 % ;
[0034] 第三等級：0. 75 < Fs彡1. 5 ;為電網分配該電網最大接入負載總額度的50%~ 60 %的負載額度，各充電站內充電粧投運50 %~60 % ;
[0035] 第四等級：0< Fs彡0. 75 ;停止向該電網提供負載額度，各充電站內充電粧均不 投運。
[0036] 綜上所述，本發明具有以下優點：
[0037] 本發明通過對電力系統中SCADA系統采集到的數據特別是關鍵數據進行分析，從 數據分析對對電網運行安全水平進行評估，并依據當下評估結果對電網分配到下層的電網 進行一定程度的干預管理，以此來優化電網運行狀態，降低故障風險，提高系統供電可靠 性。
[0038] 本發明可以更好的保障電力系統安全穩定運行，減小電動汽車負荷接入所帶來的 不利影響。通過SCADA系統，能夠精細地對電網當下各運行參數指標進行采集與分析，并依 照分析結果來控制電網的負荷量即電動汽車接入量，避免系統出現安全問題。采用本發明 公開的方法，能夠實時對電動汽車負荷的接入進行調控。由于本發明所采取的控制手段為 改變各充電站內充電粧的投運個數，對各充電站指令的下達具備同時性，可以避免由于信 息延時導致的問題。同時需要建設的通信通道較少，經濟性較高。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0040] 本發明的一個實施例中提供了一種基于SCADA系統的電網安全運行控制方法，包 括如下過程：
[0041] S101、采集電力調度系統SCADA系統中的監控運行數據，獲得評價因素對應的評 價指標數據集合。
[0042] 評價因素是評價系統安全性的關鍵指標，一般情況下，SCADA系統中的監控運行數 據包含了電力運行的所有相關數據，可以通過對數據的調用來實現關鍵評價因素的具體參 數；例如與電壓，電流，阻抗，功率，頻率，相位等相關的參數，每個參數類型均可以作為一個 評價因素，每個參數作為該評價因素的評價指標。本步驟中優選評價因素包括有功裕度、電 壓裕度、支路參與因子和線路功率傳輸率。
[0043] 電網運行數據采集方法為：電力調度SCADA系統作為能量管理系統EMS的一部分， 是以計算機為基礎的調度自動化系統，它可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現 數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等功能。數據采集功能是由位于電 網調度控制中心的主站計算機系統和位于遠方電廠、變電站的RTU及相關的信息傳輸通道 共同完成的。RTU負責采集現場由PT、CT、電度表等測到的生數據，并進行必要的處理，以適 應數據通道的需要。數據信息經通道傳到主站，主站計算機系統將數據轉換成工