1        PCS-9009概述

PCS-9009在线稳控决策系统以计算机技术和网络通信技术为支撑，在开发自主版权的在线稳定分析程序的基础上运用外网动态等值、加速能量法、自适应动态调整控制策略等先进技术在国内首次实现了具有功角和电压稳定的分析、决策和控制功能的完整的省级电网在线稳定控制系统，实现了稳定限额的动态管理。

PCS-9009电网在线稳定控制决策系统的典型配置与总体流程如下图所示。整个系统由安装在电力调度中心的决策服务器、应用工作站、与EMS系统以及现场稳控装置进行数据交换的通信工作站组成，需要刷新策略表的安全稳定控制装置装设在相应的厂站内。位于中调的主站系统采用高可靠性的双机双网方式。

图 1‑1 PCS-9009在线控制决策系统典型配置

图 1‑2  PCS-9009在线控制决策系统总体流程

在线决策服务器是电网在线稳定控制决策系统的核心，它可以从中调EMS系统和安全稳定控制装置取得必要的数据，并计算当前系统运行方式下的控制策略。其主要功能包括：

（1）    保存稳定控制决策计算所需的电网系统模型、各种系统元件模型和参数；

（2）    可以接收和处理多个数据来源，包括：EMS系统的当前电网运行信息、来自相角监测系统的电网运行数据、以及各安稳站实测的电网运行数据。数据处理后写入本地的数据库；

（3）    根据上述数据和信息进行拓扑分析和状态估计；

（4）    利用状态估计结果进行潮 流计算，为暂态稳定计算确定系统的初始状态；

（5）    对预想事故集中事故进行暂态稳定判断，若失稳则进一步计算出相应的稳定控制策略；

（6）    将最新的在线策略表下传到各有关电厂或变电站的稳控装置中；

（7）    保存策略表和相对应网络拓扑信息和运行状态，保存决策计算过程数据。

（8）    可以执行其它的计算任务，包括计算断面稳定裕度、计算指定故障的临界切除时间、扫描指定电压等级线路或者母线的故障等。

2        技术特点

2.1     计算速度快

PCS-9009在线稳定控制决策系统在南方电网中调2005年10月份组织的在线稳定控制决策系统对比测试中，对于600节点系统上的25组故障，不同公司的计算速度如下表所示。

2.2     多数据源处理

EMS生数据是PCS-9009在线稳定控制决策系统的关键数据来源，EMS量测数据由在线稳控决策系统的EMS接口软件送入SCADA系统。除了EMS生数据，PMU数据及安稳装置数据都可应用于稳定控制决策。

图 2‑1 数据处理流程

具有PMU装置和安稳装置的厂站的设备将有三个数据源，PMU数据、稳控装置数据和EMS量测数据。系统中的多数据源处理程序按照给定的原则自动对数据进行处理。

2.3     可移植性强

PCS-9009在线稳定控制决策系统遵从操作系统、数据库、图形用户界面和网络通信协议的相关国际和工业标准，采用分层设计，开放式体系结构。在线预决策系统可以在多种硬件平台和多种流行的UNIX，LINUX和Microsoft Windows等操作系统上运行，以满足不同用户对硬件平台以及操作系统平台的需求。

2.4     在线决策，实时匹配

PCS-9009在线稳定控制决策系统采用先进的“在线预决策，实时匹配”技术，即按当前的运行方式及给定的预想事故集，假定工况在几分钟之内不会变化，在线计算出当前运行方式下，每一个预想事故的控制策略，形成控制策略表，刷新稳定控制装置内原先存放的策略表。当事故发生时，装置按故障类型直接查找策略表内存放的控制策略，并执行这些策略。

“在线预决策，实时匹配” 技术在PCS-9009中的应用，大大缩减了策略表的规模和计算工作量，在提高系统运行速度的同时，也大大减轻了调度员的计算负担，是近年来电力系统在线稳定控制决策分析的主要发展方向。

2.5     在线决策与离线分析并行

PCS-9009在线稳定控制决策系统具备在线计算分析与稳定控制决策功能的同时，还提供自动离线计算分析、手工离线计算分析和在线与离线策略表比较等功能，方便调度员进行系统分析和策略表的比较。

PCS-9009在线稳定控制决策系统将离线分析所采用的方式定义为研究模式，是一种特殊运行方式，用户可以对系统各运行参数进行修改，分析参数变化后系统稳定性。研究模式下运行数据修改不影响决策服务器正常运行，从而实现了在线决策与离线分析并行。

3        主要功能

PCS-9009在线稳定控制决策系统主要由三个模块组成：数据接收及管理模块、计算分析模块和结果显示输出模块。

3.1     数据接收及管理模块

Ø       SCADA数据的可靠性评估

在线预决策系统按照设定原则对接收到的SCADA数据进行可信度评估。评估内容包括：模型结构和参数的合理性、结构和拓扑状态的完整性和量测可信度。

Ø       状态估计

在线预决策系统利用EMS生数据、安稳装置数据、PMU数据进行状态估计。主要功能为：网络拓扑、拓扑辨识、遥测检查、状态估计和可疑数据辨识。

Ø       安稳装置数据和PMU数据应用

系统提供建立采集模型的图形工具、与相角监测主站系统通信对照表、与安稳管理系统的通信对照表，用户需根据PMU装置和安稳装置配置情况进行维护。

Ø       状态估计结果可靠性评估

按设定原则对EMS系统状态估计结果或自己状态估计结果进行可信度评估，对不满足要求结果数据提出告警，记录数据评估失败原因和时间，发出告警。

3.2     计算分析模块

Ø       在线潮流计算

程序采用PQ分解法和牛顿—拉法逊法。状态估计和PQ分解法为牛拉法提供良好计算初始值，保证潮流计算程序收敛性。潮流计算不收敛时，重新读取数据进行计算，并给出告警和统计信息。

Ø       在线暂态功角稳定计算分析

根据实时数据和设定故障集自动进行稳定计算，给出系统功角稳定裕度。程序主要特点：

²   采用基于元件详细模型的时域仿真法，使用交替求解法解系统的代数和微分方程；

²   支持多种系统元件模型；

²   考虑多种故障元件和故障类型；

²   故障扫描模式下，根据设定的原则和实际电网结构，自动搜索形成故障集。

Ø       静态电压安全性分析

进行静态电压安全性分析，给出系统电压稳定裕度，提出系统电压薄弱环节，给出调整系统无功出力建议。包括连续潮流、N-1故障检验和预防控制。

Ø       短路电流计算

短路电流计算用于模拟、研究各种故障条件下电力系统行为，确定电网故障引起的各支路电流和母线电压，用于检查设备忍受故障能力及保护定值校核。

Ø       静态安全分析

通过对事故后整个电网运行水平评估，找出系统运行薄弱环节，为调度人员维护电力系统安全可靠运行提供依据。

Ø       动态安全分析（