0引言
　　为适应电力体制改革不断深化的新形势，使系统逐步成为安全调度、经济运行、商业结算及信息的中心。系统不仅能对电网进行监视，更要求能模拟不同运行方式下电网的运行情况，并给出统计、分析结果，对电网出现的各种异常事故能予以分析并给出科学的对策。对未来的用电负荷及电量能有一个较准确的预报，利用电网实际运行断面与潮流对调度员进行模拟仿真培训，对电网的规划与建设提供科学的决策依据等。在这种形势下，PAS（power application software）应用软件应运而生，并逐步成为电网安全、经济运行的科学分析工具。我局在OPEN2000 SCADA系统稳定运行的前提下，于2001年8月开始对电网高级应用软件各模块进行逐个调试，并于2001年10月投入试运行，至今运行良好。

1 PAS应用软件模块的选用
　　汉中电网的调度方式和网络结构有其独特之处，主要表现在: 电网调度对电源点的控制权相对网省调而言较弱，电网结构多为辐射结构，即使环网也多为开环运行。针对这些特点，我局选用了以下应用软件模块: 网络建模、状态估计、调度员潮流、短期负荷预报、电压无功优化、短路电流计算和调度员仿真培训等。其配置结构图如下:

　　我局调度自动化系统的软件平台采用目前广泛使用的、安全性最高的UNIX操作系统，提供满足ANSI标准的SQL访问语言和支持C/C++语言的函数数据库接口及基于OSF/MOTIF标准的图形界面，网络协议采用TCP/IP,X.25,ETHERNET等标准，有利于系统的扩展与互联。系统配置了完善的网络通讯设备，实现以多种方式与多个局域网通讯，实现了数据共享。
　　SCADA功能是PAS应用软件最根本最重要的基础。网络建模是其它应用模块建立的基础。状态估计、调度员潮流、短期负荷预报三个模块是网络分析基本和最常用的功能; 电压无功优化、静态安全分析、短路电流计算和调度员仿真培训等模块是网络的提高部分。

2 PAS应用软件各模块的主要功能
2.1网络建模
　　网络建模是高级应用软件功能中最基本的功能模块，它被其它网络分析模块所调用。通过网络建模，将电网各元件的电气连接关系填入PAS网络数据库。电网元件的电气连接关系是应用软件进行网络分析计算的基础，必须使所建的模型和实际的运行方式相一致，才能保证应用软件结果的正确性。
2.2状态估计
　　状态估计在EMS中的主要任务是确定电网实时结线和运行方式，按开关状态建立网络模型，估计出各母线上的电压和相角以及设备的功率，检测、辩识不良数据，补充不足量测点，加强全网的可观测性，而且能计算出难以量测的电气量。状态估计提供了更准确的运行方式供调度运行人员监视运行，并为其他应用软件提供完整实时系统运行方式。
2.3调度员潮流
　　调度员潮流是EMS最基本的网络分析模块之一，潮流计算的任务是在给定系统的运行条件（发电机有/无功，负荷有/无功，部分发电机电压）下，求解系统的运行状态，如线路潮流和母线电压以及功率损耗等，它是最常用的应用软件。用户通过改变线路状态，变压器分接头，发电机出力，负荷大小来改变计算的初始条件，研究不同运行方式下系统的潮流和电压状况。
2.4短期负荷预报
　　负荷预报模块的功能是根据历史负荷数据、气象条件、突发事件等因素，计算预报未来几天的系统负荷，全天可预报点数有四种选择，分别是: 24点、48点、96点、288点。对地调而言，主要是短期的负荷预报。
2.5电压无功优化模块
　　电压无功优化模块是以某种方式调整系统中可调节的发电机、调相机的无功出力或其机端电压，调整有载调压变压器分接头位置，操作可投切的并联电容器或电抗器组，以及对电网进行无功补偿，选择新装补偿设备的位置容量等等来寻找系统的最优运行点。这一软件能够对电网安全、优质、经济运行提供辅助控制措施，已经得到越来越多的重视。
2.6 短路电流计算模块
　　短路电流计算模块的功能是以电力系统实时库中的运行断面或历史库中的运行断面为研究态，设置各种故障，快速计算故障电流，计算结果可用于研究和制定合理的运行方式。
2.7 调度员仿真培训模块
　　调度员仿真培训模块能模拟电力系统的静态响应以及事故恢复过程，让调度员在仿真环境中进行操作、事故处理及系统恢复的培训，掌握EMS的各种功能，熟悉各种操作，在观察系统状态和实施控制措施的同时，高度逼真的体验系统的变化。应用该模块还能进行电网运行方式的研究和制定、继电保护和安全自动装置整定配置的研究等。

3 PAS高级应用软件的应用
　　各模块投入运行以来，不断的进行功能完善，整套系统的稳定性和实用性不断提高，在实际工作中逐步发挥出重要的作用。
3.1网络建模
　　由于汉中地区电网中铁路牵引变较多，都没有远动设备，且都属于T型接线，如果在建模时将牵引变直接建入网络中，由于过多的未知量将影响状态估计无法计算或精确度不高，为了适应这种电网特点，在建模时将牵引变作为虚厂或等值负荷处理，这样便于状态估计的计算，同时也使网架更加灵活。
3.2状态估计的应用
　　软件维护人员每天监视状态估计运行情况，查看收敛率、厂站覆盖率等信息，可以快速的找出大批遥测、遥信有问题的厂站，使问题得到及时处理。以前自动化维护人员需要经常打电话和变电站值班员核对SCADA系统的遥测值是否正确，遥信开关和现场是否对位，现在只要遥测合格率偏低或其它指标不在合格范围内，甚至状态估计不收敛，PAS维护人员可以利用状态估计值，查看量测不合格数据表，根据表中显示的信息，方便的找出SCADA系统中的错误或可疑遥测、遥信数据，便于及时解决问题。例如: 三道河为常规远动厂站，有时发出的数据没有刷新或全为零，因为厂站没有退出，且负荷较轻，很难及时发现问题。但有了状态估计以后，能很快从“量测坏数据”中找到该站的量测错误，得到及时处理。
　　随着城农网改造的进行，汉中电网有110kV变电站有十几个改造为无人值守变电站，这些站数据的准确性严重影响到地区电网的安全、稳定、优质和经济运行，状态估计的应用对于无人值班变电站的遥测、遥信错误的及时发现，起到了极其重要的作用。例如，在无人值守的东郊变一次接线图中发现，110kVI段母线电压采集值为115.7kV，状态估计值为115.6kV，10kVI段母线电压采集值为10.7kV，状态估计值为10.2kV，1＃主变有载调压分接头位置为4。10kVI段母线电压采集值和估计值偏差大，如果1＃主变分接头位置是5正确，则10kVI段母线电压采集值和估计值应该相等或相差0.1kV才合理。因此，可以判断主变分接位置可疑或10kV电压采集值可疑。自动化人员和综自班人员联系后确认1＃主变分接头位置为5是一个错误数据，马上通知有关人员去处理，避免了遥调1＃主变分接头位置时可能发生的事故。
　　针对状态估计运行考核指标，维护人员将“遥测合格率”细划为线路有/无功、变压器有/无功、母线电压等部分，分别统计遥测数和合格率，便于运行维护。在“系统统计数据”中新增了全网总有功出力、全网总无功出力、全网损耗、总线损、损耗率、线路的最大、次大线损等等统计数据，便于查看。
3.3调度员潮流的应用
　　调度员潮流使用以来，为调度日常运行提供了进行潮流计算的有力工具，使用情况表明，PAS在主变档位的确定，经济运行方式的选择，解合环操作，无功电压精确调整计算等，由于计算时间短、计算准确度高，可在操作前模拟电网方式改变后状态等优点，成为调度员的好帮手。
　　调度员开始使用时，对潮流的操作方法都不熟练，为了使调度员尽快掌握潮流的使用方法，PAS维护人员专门建立了“在线帮助”功能，即使用该模块过程的流程图，给调度员提供了极大的方便。
　　解合环操作在电网中应用较多，如红勉、红定线的解合环、城谢I、II线的解合环等，由于圣司、圣东解合环操作较多，网络模型完备，计算结果更为准确，这种操作可以直接应用于调度命令模拟操作中。由于汉中电网110kV为主供电网架，可进行开合环操作的开关很多，每个点的操作均可能引起110kV潮流发生较大的变化，故开合环操作对系统的安全性、稳定性影响如何，是否需要调整地方小水火电站出力等，均可通过PAS系统得到有效验证。PAS调度员潮流在确定汉中电网开环点和水火电开并机等电网运行分析中得到了大量应用，多次利用调度员潮流计算各种开环方式下的潮流分布，通过大量计算分析，确定出较为合理的运行方式，使PAS成为了调度员、方式人员日常工作的有力助手。例如，某次东郊变合环倒方式，由汉中变倒置北郊变带东郊的负荷，此次操作的合理性，可以通过潮流计算进行验证。合环前进行一次合环的模拟潮流计算，并保存断面，调度员给集控值班员下令，进行遥控合环操作（东郊变为无人值守变），SCADA下合环后，统计潮流计算结果，误差为1.36%。SCADA合环后进行一次解环模拟潮流计算，并保存断面，调度员给集控值班员下令，进行遥控解环操作，SCADA下解环后，统计潮流计算结果，误差为1.42%。
该模块也经常应用于事故预案的处理，例如，某次汉东线检修，若汉北线事故跳闸，北郊变是通过汉城线经司家铺--圣水变--东郊变—北郊变供电合理，还是通过谢城I、II线经司家铺--圣水变--东郊变—北郊变供电合理，应用当时的潮流计算进行预案的选择。第一种供电方式计算出汉城线电流为598A，而该线路的限值为600A，会导致过负荷，而第二种供电方式计算出的结果合理，因此通过谢城I、II线给北郊供电的方式可作为事故预案。
　　在使用调度员潮流时，调度员每天要手动保存潮流CASE断面或查询历史CASE断面，机器也在自动保存指定的断面，这些断面都保存在同一个库中，不利于调度、方式人员查询研究，为了方便使用，维护人员将此库分成手动保存和自动保存两个库，提高了使用人员的工作效率。在自动保存的CASE中保存了每天、每月、每年的最大和最小负荷断面，便于方式人员分析研究电网运行状况。
3.4 负荷预报的应用
　　短期负荷预测软件是商业化运营、经济调度、运行方式等工作的得力助手。在过去的人工预测中，主要根据前一日负荷的走势情况来预报。遇节、假日根据历史上同期资料进行分析预报，再则根据日常工作所积累的工作经验进行预报，工作既繁琐又复杂，还浪费大量的时间，同时带来的结果还不理想。该程序的应用节省了大量的人工预测工作时间，同时可根据历史数据预报未来一天至一周的负荷。遇节、假日更可以提前若干天进行预报。汉中地区电力负荷比较稳定，峰谷差不是很大，在正常情况下基本上不用人工干预。只有在突发事件时，需要进行人工干预。例如: 电网内的大用户象大汉钢、城固氮肥厂等非计划停电，需在事先得到消息的情况下进行人工干预，否则预报的准确率会较低。
　　应商业化运营人员的要求，维护人员在负荷预报的当日负荷曲线中增加了上报负荷曲线和上报误差曲线，便于对比查询。
3.5 短路电流计算的应用
　　整定计算人员以前使用一个离线的计算软件。在调试该软件时，利用离线计算结果与该软件进行比较。在统一的电网方式下: 1、计算了草堰塘母线A相接地，该软件计算西草端口零序电流标幺值为: 1.5532，离线计算为: 1.54，误差为0.85 %; 2、计算了草堰塘母线AB相接地，该软件计算西草端口零序电流标幺值为: 1.3622，离线计算为: 1.35，误差为 0.90%，误差在允许范围内。该软件操作简单，在故障库中取出预先设定好的故障到故障表中或直接在故障表中建立一个故障，使用当前的电网方式或设定预期的电网方式，点击“故障计算”，就可得到计算结果。而离线计算软件人机界面不友好，电网方式的设定不明了，自从有了该计算模块，给保护整定计算人员提供了极大的方便，提高了工作效率。
3.6 电压无功优化的应用
　　该模块是通过选择可调变压器、电容器或机组，复制状态估计或调度员潮流的数据，启动全网的电压无功控制，就可得到变压器、容抗器或机组的调整措施，优化后的电压结果表，以及降损效益表。通过调节“电压越上限平衡系数”和“电压越下限平衡系数”，可达到不同的调节目的，例如，两个系数都为0时，可以降网损; 系数都为1000时，可降低电压越限; 系数都为1.0时，兼顾降网损和降低电压越限; 越上限为10，越下限为100时，针对电压越上限较多的情况，进行优化。在电网中电压越限较多时，通过无功优化进行调整，可以明显地得到调压效果。
3.7 DTS调度员仿真培训的应用
　　DTS能够进行电网事故的仿真及反事故演习，可设置电网的常见事故及复杂事故，并计算出假象事故发生后，继电保护的连锁动作和电网潮流的变化，并显示越限设备的报警提示。
　　DTS可对新调度员提供实时监视系统（SCADA）及其它应用软件的操作训练，且不影响运行系统。对新调度员进行上岗培训，对老调度员的基本运行能力进行培训及测试，使调度员熟悉电网结构、运行方式、电网潮流，掌握基本运行操作及调度规程。培训调度员能够根据人机界面的提示信息发现事故，依据仿真的电网环境判断故障和处理故障。通过DTS培训可以了解各种事故发生的现象、原因及变化过程，积累各种事故的处理经验，增强事故的处理时的自信心。培训调度员在尽量短的时间内，倒负荷、甩负荷, 故障恢复时，在尽量短的时间内，使系统恢复正常方式。训练结束后对事故进行分析，重放事故发生和处理的全过程，分析调度员每一步操作的正确性，并给予正确的提示。还可以对电网中曾经发生过的重大典型事故进行演示和培训，分析事故发生的原因及事故时的现象，使学员从中吸取教训，总结分析事故处理经验，深受新调度员的欢迎，对他们能尽快的熟悉、掌握汉中电网的运行操作，提供了极大的帮助。

4 运行中遗留的问题
　　4.1在汉中电网中，汉中—城固—谢村—洋县与外网之间有一个环网，一般运行方式汉中内部网为开环运行，如果洋县变一台主变检修时，另外一台主变事故跳闸，在处理事故前，可以利用调度员潮流模块计算环网情况下汉城线是否过负荷。由于没有外网等值数据，潮流计算结果不合理，所以实际操作时不能在合环情况下倒方式，以防环网时汉城线过电流。这个问题没有得到妥善解决。
　　4.2 早期的RTU远动厂站部分数据的精度不高; 偏远地区远动厂站通道质量不好，干扰大; 所有牵引变没有远动装置等等这些因素导致状态估计在低负荷时有时不收敛，使收敛率不能达到100%。这些问题都有待于进一步的解决。

5 结语
　　汉中电网应用软件基本功能模块2003年8月通过了陕西省电力公司组织的实用化验收，各项考核指标均达到了实用化验收细则的要求。实践证明，该软件的投入使用，使调度方式从过去经验型调度转变为科学分析型调度，成为电网安全、优质、经济运行的有利工具，大大减轻了调度人员的劳动强度，工作质量和效率明显提高，成为电网运行、方式、保护、商业化运营等专业人员必不可少的工具。随着PAS应用软件的进一步开发应用，我们将不断解决使用过程中遇到的各种问题，继续完善各应用模块的功能，更好的为调度生产提供服务，为提高汉中供电局调度自动化及生产管理水平迈上更高更新的台阶发挥积极作用。⊙