石油石化
石油石化
ETAP石化行業(yè)解決方案
一、 石化行業(yè)概述
石化企業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著十分重要的地位，其生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)對電力系統(tǒng)的依賴性較高。石化企業(yè)自身的生產(chǎn)工藝流程較為復(fù)雜，而且很多設(shè)備之間存在著連鎖關(guān)系，很多生產(chǎn)作業(yè)的環(huán)境較為惡劣，例如高溫高壓、易燃易爆、有毒有害等等，在這種環(huán)境下電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障就很容易引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，甚至引發(fā)爆炸、火災(zāi)等重大安全事故，嚴(yán)重威脅工作人員的生命安全。因此，大型石化企業(yè)內(nèi)采用何種供配電方式，既能滿足生產(chǎn)需要，又能使供配電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理地運(yùn)行是一個(gè)亟待解決的問題。
◆負(fù)荷以異步電動(dòng)機(jī)為主，負(fù)荷類型多樣復(fù)雜
石化企業(yè)的負(fù)荷主要以大型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)以及防爆或增安型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)泵為主。電動(dòng)機(jī)負(fù)荷占比超過90%。同時(shí)系統(tǒng)中還包含大量大功率直流負(fù)荷（如燒堿整流裝置）和非線性負(fù)荷（變頻器、UPS、整流裝置等），負(fù)荷類型比較復(fù)雜。因此在石化企業(yè)供電系統(tǒng)中，對于功率因數(shù)的補(bǔ)償矯正、短路時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的反饋電流、諧波帶來的電壓波形畸變等一系列設(shè)計(jì)問題，需要進(jìn)行精準(zhǔn)的建模和仿真研究。
◆大功率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)壓降問題
催化主風(fēng)機(jī)等大型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)雖然次數(shù)很少，但啟動(dòng)時(shí)間較長，是影響大型石化企業(yè)內(nèi)供配電系統(tǒng)的關(guān)鍵問題之一。
◆電纜線路為主的配電網(wǎng)絡(luò)
煉化企業(yè)電力系統(tǒng)的供電線路以中壓和低壓電纜為主。因此，依據(jù)不同的敷設(shè)路徑和爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分，考慮經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，對電纜截面和載流量進(jìn)行科學(xué)、可靠的選型，對于保障系統(tǒng)的可靠性十分重要。
◆對供配電的可靠性要求非常高，配有企業(yè)自備熱電廠
考慮到電力系統(tǒng)的可靠性和安全性對石化企業(yè)發(fā)展的重要作用，石化企業(yè)應(yīng)該設(shè)置兩個(gè)供電電源。一方面可以由區(qū)域電網(wǎng)供電，另一方面可以由備用電源供電。大型石化企業(yè)都配有自己的熱電廠，其規(guī)模與企業(yè)的規(guī)模及地域需求有關(guān)，有些規(guī)模大的熱電廠除滿足本企業(yè)的用電需求外，還可以向電力系統(tǒng)售電。
◆逐步擴(kuò)容
石化企業(yè)的另一特點(diǎn)是用電負(fù)荷的逐步擴(kuò)容。增加新裝置及改造擴(kuò)容在石化項(xiàng)目中十分常見，因此在初設(shè)階段一定要為后續(xù)發(fā)展預(yù)留足夠的設(shè)計(jì)裕度。
大型化、集約化裝置運(yùn)行周期長，對系統(tǒng)要求越來越高。
◆系統(tǒng)規(guī)模越來越大、裕量及整體抗擾動(dòng)能力越來越小。
◆系統(tǒng)短路容量越來越大，部分開斷設(shè)備額定分?jǐn)嗄芰Σ蛔恪?/span>
◆系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行方式向高電壓等級延伸，繼電保護(hù)級差越來越小。
◆適應(yīng)于石化企業(yè)電力系統(tǒng)的數(shù)字化技術(shù)及設(shè)備亟待更行。
而ETAP電力系統(tǒng)分析平臺，正是以上問題的最佳解決方案和系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠性的有力保障。
ETAP是國際通用的電力及電氣系統(tǒng)分析計(jì)算商業(yè)軟件，由ETAP公司于1984年開發(fā)1986年正式發(fā)布。目前已經(jīng)涵蓋全世界100多個(gè)國家，全球有60,000多家公司，100,000多個(gè)許可證授權(quán)，70多個(gè)分支機(jī)構(gòu)和代理商。
近30年，ETAP成為設(shè)計(jì)、仿真、運(yùn)行、控制、優(yōu)化及發(fā)電廠自動(dòng)化、輸電、配電及工業(yè)電力系統(tǒng)行業(yè)最綜合，以及廣泛應(yīng)用的企業(yè)解決方案。越來越多的電力系統(tǒng)專家信賴ETAP，超過了其他軟件成為最高要求的工程工具，ETAP可以使用戶成功結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)有效地管理。
在石化企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，我們可以采用ETAP下列離線分析計(jì)算模塊輔助設(shè)計(jì)：
◆潮流計(jì)算
◆短路計(jì)算
◆電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)分析
◆繼電保護(hù)配合
◆諧波分析
◆暫態(tài)穩(wěn)定
◆……
在石化企業(yè)運(yùn)行管理階段，我們可以使用ETAP實(shí)時(shí)系統(tǒng)以下功能對整個(gè)石化廠的供電系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)測、管理和優(yōu)化控制等：
◆高級監(jiān)測
◆狀態(tài)估計(jì)
◆預(yù)測模擬
◆事件回放
◆智能切負(fù)荷
◆經(jīng)濟(jì)調(diào)度
◆……
鑒于ETAP強(qiáng)大的功能以及各種權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，目前在中國已經(jīng)有相當(dāng)大一批石化行業(yè)用戶在使用ETAP幫他們解決電力系統(tǒng)的各種問題。
ETAP在中國石化行業(yè)的部分用戶：
◆中國石油建設(shè)公司
◆中國石油工程建設(shè)公司北京分公司
◆中國石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司
◆中國石油天然氣管道工程有限公司
◆中國石化工程建設(shè)公司
◆中石化洛陽工程有限公司
◆中石化寧波工程有限公司
◆中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司
◆中海石油（中國）有限公司
◆海洋石油工程股份有限公司
◆天津中海油工程設(shè)計(jì)有限公司
◆中國寰球工程公司
◆中國成達(dá)工程公司
◆中國天辰工程有限公司
◆中國石化上海石油化工股份有限公司
◆中國石化資產(chǎn)管理有限公司茂名石化公司
◆中國石化揚(yáng)子石油化工股份有限公司
◆中海殼牌石油化工有限公司
◆揚(yáng)子石化-巴斯夫有限責(zé)任公司
◆……
五、工程應(yīng)用實(shí)例
5.1設(shè)備模型
◆支路設(shè)備的模型
變壓器、傳輸線、電纜、電抗器和阻抗等支路設(shè)備采用等值電路模型。
◆等效電網(wǎng)的模型
ETAP軟件建立的等效電網(wǎng)模型是帶有內(nèi)阻抗的恒定電壓源，等效電網(wǎng)的實(shí)際母線電壓可以通過額定電壓的百分?jǐn)?shù)來指定。
◆同步發(fā)電機(jī)的模型
ETAP軟件的同步發(fā)電機(jī)的模型是帶有內(nèi)阻抗的電壓源，在ETAP軟件的不同模塊需要的數(shù)據(jù)不一樣。首先輸入其額定值和阻抗值。發(fā)電機(jī)的實(shí)際電壓通過額定電壓的百分?jǐn)?shù)來指定。潮流分析需要指定發(fā)電機(jī)的運(yùn)行模式和相關(guān)數(shù)據(jù)；短路分析需要輸入發(fā)電機(jī)的額定值、阻抗參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)；暫態(tài)穩(wěn)定分析模塊除了需要發(fā)電機(jī)的額定值和阻抗參數(shù)之外，還需要其動(dòng)態(tài)模型數(shù)據(jù)以及控制系統(tǒng)模型（勵(lì)磁器、調(diào)速器等）。
◆感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的模型
潮流分析需要感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)和實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷百分?jǐn)?shù)等；短路計(jì)算除了需要電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)之外，還需要堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù)、時(shí)間常數(shù)等數(shù)據(jù)；電動(dòng)機(jī)加速分析則需要建立其等值電路模型。
5.2ETAP軟件的三維數(shù)據(jù)庫
ETAP軟件的三維數(shù)據(jù)庫是指ETAP工程的數(shù)據(jù)版本、開關(guān)狀態(tài)配置、分析案例共用同一個(gè)數(shù)據(jù)庫，三者相互獨(dú)立。三維數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于實(shí)際工程中的不同的運(yùn)行方式、分析模塊及數(shù)據(jù)版本。實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行方式（連接方式）是經(jīng)常變化的，通過定義各種數(shù)據(jù)版本、開關(guān)設(shè)備的開閉狀態(tài)可以很方便地實(shí)現(xiàn)多種組合，對應(yīng)實(shí)際系統(tǒng)的多種運(yùn)行狀況，易于對大型系統(tǒng)進(jìn)行管理和分析計(jì)算。
例如，等效電網(wǎng)的短路容量有最大和最小運(yùn)行方式之分；整個(gè)系統(tǒng)的年度負(fù)荷也會(huì)有高低波動(dòng)等等。兩種數(shù)據(jù)版本如圖1和圖2所示。
圖1：使用不同數(shù)據(jù)版本–最大運(yùn)行方式
圖2：使用不同的數(shù)據(jù)版本–最小運(yùn)行方式
5.3系統(tǒng)建模
5.3.1建立單線圖
ETAP軟件能夠圖形化地建立系統(tǒng)單線圖。在新建工程的編輯模式下，把各種系統(tǒng)需要的設(shè)備元件拖拽到單線圖窗口上，通過每個(gè)設(shè)備的連接端子把單個(gè)設(shè)備連接成系統(tǒng)。如圖3所示：
圖3：使用ETAP軟件建立的單線圖
5.3.2輸入數(shù)據(jù)
◆系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)
1.因?yàn)樵陔姎庥?jì)算中，支路設(shè)備都是靜止設(shè)備，所以輸入支路設(shè)備的數(shù)據(jù)是最簡便的。支路設(shè)備包括：變壓器、傳輸線、電纜、電抗器等，其參數(shù)一般可從設(shè)備銘牌、廠家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及安裝、施工和試驗(yàn)記錄中獲得。
2.可以從電網(wǎng)公司獲得等效電網(wǎng)的運(yùn)行電壓和短路容量等相關(guān)數(shù)據(jù)。在不知道X/R比值的情況下，可以根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊（一次部分）》選取典型參數(shù)。因?yàn)槠胶夤?jié)點(diǎn)的P、Q不能預(yù)先給出，所以該節(jié)點(diǎn)的V和θ就應(yīng)該預(yù)先給出，該節(jié)點(diǎn)也稱為V/θ節(jié)點(diǎn)，其PQ值由潮流計(jì)算來確定。大型工業(yè)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的平衡節(jié)點(diǎn)選在與主網(wǎng)相連接的點(diǎn)。在初次潮流計(jì)算結(jié)束時(shí)，若平衡節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率與實(shí)際不符，就要調(diào)整其他節(jié)點(diǎn)給定的邊界條件以使平衡節(jié)點(diǎn)的功率在實(shí)際允許的范圍之內(nèi)。
3.根據(jù)同步發(fā)電機(jī)的產(chǎn)品說明書，輸入其額定值、穩(wěn)態(tài)阻抗參數(shù)和高階暫態(tài)模型參數(shù)等數(shù)據(jù)。
4.基于ETAP軟件輸入負(fù)荷的方法要區(qū)別對待。對于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)，可以直接輸入電機(jī)銘牌參數(shù)；在部分電動(dòng)機(jī)原始資料不全的情況下，也可以從ETAP軟件自帶的設(shè)備數(shù)據(jù)庫中提取典型電機(jī)數(shù)據(jù)。如果要完成電動(dòng)機(jī)加速分析，那么就需要建立電動(dòng)機(jī)的等值電路模型。ETAP軟件的電機(jī)參數(shù)估計(jì)模塊，能夠根據(jù)電機(jī)名牌上的額定參數(shù)得到等值模型的相應(yīng)參數(shù)。
◆發(fā)電機(jī)和負(fù)荷數(shù)據(jù)
每一臺發(fā)電機(jī)可以定義十種發(fā)電類型，可以根據(jù)實(shí)際情況為每種負(fù)荷狀態(tài)指定名稱。在不同的情況下，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率也不同，通過不同的發(fā)電類型指定不同的輸出有功功率。例如可以將某發(fā)電機(jī)輸出有功功率的“設(shè)計(jì)”類型規(guī)定為60MW，“正?！鳖愋鸵?guī)定為45MW，“夏季”類型規(guī)定為54MW等。再根據(jù)實(shí)際的控制方式選擇其運(yùn)行模式，即平衡節(jié)點(diǎn)、電壓控制、無功控制或者功率因素控制等。
5.3.3分析參數(shù)
每一個(gè)分析功能模塊都擁有自己的例編輯器，可以用于設(shè)定與分析計(jì)算相關(guān)的參數(shù)或仿真事件等。
◆潮流分析
除了通過負(fù)荷類型指定負(fù)荷的變化之外，還可以同時(shí)調(diào)整每一條母線所接的負(fù)荷總量?！澳妇€最大”表示在分析計(jì)算時(shí)母線所接負(fù)荷增加到其額定值的某一百分?jǐn)?shù)，例如125%；“母線最小”表示在分析計(jì)算母線所接負(fù)荷減少到其額定值的某一百分?jǐn)?shù)，例如80%。充分利用這些功能，使得完成具有工程意義的潮流分析變得非常簡便。例如，研究在系統(tǒng)接線不變的情況下3年后負(fù)荷增加20%后的系統(tǒng)潮流，應(yīng)用“母線最大”或者“負(fù)荷類型”即可很方便地實(shí)現(xiàn)。
◆短路計(jì)算
在短路計(jì)算模塊的案例編輯器中（見圖4和圖5），可以對母線電壓c因子、是否考慮變壓器分接頭位置等進(jìn)行設(shè)置。在校驗(yàn)斷路器的分?jǐn)嗄芰r(shí)，即可以應(yīng)用母線總的故障電流，也可以應(yīng)用通過斷路器的最大故障電流來校驗(yàn)設(shè)備的分?jǐn)嗄芰Α?br />
圖4：短路分析案例編輯器的“標(biāo)準(zhǔn)”屬性頁
圖5：短路分析案例編輯器的“信息”屬性頁
◆其他分析
電機(jī)加速分析和暫態(tài)穩(wěn)定分析模塊，均有相應(yīng)的案例編輯器可以用來設(shè)置動(dòng)作事件和仿真時(shí)間。
5.4計(jì)算結(jié)果
◆潮流計(jì)算
通過多種系統(tǒng)運(yùn)行方式下的潮流分析，可以有效支持變壓器、中/低壓斷路器、中/低壓電纜等重要設(shè)備和元器件的選型。并且，通過直觀的分析界面和報(bào)告書，可以對相關(guān)設(shè)備的選型裕度進(jìn)行定量的了解。圖6為潮流計(jì)算結(jié)果報(bào)告的部分內(nèi)容。
圖6：潮流計(jì)算結(jié)果報(bào)告
◆短路計(jì)算
圖7給出的是一條110kV母線（Bus-1CB-MIS002）的短路計(jì)算結(jié)果。利用ETAP三維數(shù)據(jù)庫，可以高效地完成系統(tǒng)各種運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算。短路報(bào)告的形式直觀且內(nèi)容豐富，可以高效、便捷的支持保護(hù)設(shè)備的選型工作及保護(hù)定值計(jì)算等相關(guān)設(shè)計(jì)工作。
圖7：短路計(jì)算報(bào)告
◆ 電動(dòng)機(jī)加速
石化行業(yè)的工藝系統(tǒng)中不乏一些大容量電動(dòng)機(jī)，任何一臺大容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)都會(huì)造成母線電壓的波動(dòng)。如果母線電壓波動(dòng)過大，低電壓時(shí)間持續(xù)過長，會(huì)嚴(yán)重影響同母線供電的其他負(fù)荷的正常運(yùn)行，甚至低電壓保護(hù)動(dòng)作。
《SH3060-1994石油化工企業(yè)工廠電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：電源電壓和工廠主要供配電點(diǎn)母線電壓允許偏移值應(yīng)為：正常運(yùn)行時(shí)：+/- 5%；異常運(yùn)行時(shí)：-10%。異常運(yùn)行是指電動(dòng)機(jī)群成組再起動(dòng)前的狀態(tài)，在大容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和電動(dòng)機(jī)群成組再起動(dòng)過程中甚至可低到-15%；對電動(dòng)機(jī)端電壓的規(guī)定為：電動(dòng)機(jī)端電壓的允許值偏移值應(yīng)為：正常運(yùn)行時(shí)：+/-5%；單臺起動(dòng)時(shí)：-10%（大容量電動(dòng)機(jī)尚可降低）；成組再起動(dòng)時(shí)：-15%，其中成組再起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，根據(jù)對傳動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)矩的驗(yàn)算，在設(shè)備訂貨規(guī)格書上注明，甚至可以低到-30%。
圖8和圖9分別為使用ETAP軟件計(jì)算的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的母線電壓變化曲線和電動(dòng)機(jī)機(jī)端電壓曲線：
圖8：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)-母線電壓曲線
圖9：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)–電機(jī)端電壓曲線
同時(shí)，ETAP軟件的電動(dòng)機(jī)加速分析分為動(dòng)態(tài)加速分析和靜態(tài)加速分析。靜態(tài)加速分析著重于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對系統(tǒng)的影響，計(jì)算結(jié)果僅給出電流，母線電壓，功率。但該計(jì)算需要的參數(shù)較少，僅需要電動(dòng)機(jī)額定功率，額定電壓，空載和滿載的起動(dòng)時(shí)間等。靜態(tài)起動(dòng)可以滿足一般的工程需求。動(dòng)態(tài)加速分析著重于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對電機(jī)的研究，計(jì)算結(jié)果不僅給出了母線電壓的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)還給出了電機(jī)起動(dòng)特性的各種詳細(xì)仿真結(jié)果如：滑差、電流、電壓、轉(zhuǎn)矩、功率等。但該計(jì)算需求的參數(shù)相對比較多，參數(shù)收集難度相對較大。
◆暫態(tài)穩(wěn)定分析
ETAP軟件的暫態(tài)穩(wěn)定分析模塊主要用來分析系統(tǒng)變化或發(fā)生干擾時(shí)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定極限。程序模擬電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，執(zhí)行用戶設(shè)定的時(shí)間和動(dòng)作，根據(jù)解析系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方程和機(jī)械微分方程，得出系統(tǒng)和電機(jī)在時(shí)域內(nèi)的響應(yīng)。通過這些響應(yīng)，用戶可以確定系統(tǒng)的暫態(tài)特性，做穩(wěn)定評估，校驗(yàn)保護(hù)設(shè)備設(shè)定，并運(yùn)用必要的補(bǔ)償和加強(qiáng)措施來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。圖10為暫態(tài)穩(wěn)定的動(dòng)作列表，圖11為暫態(tài)穩(wěn)定的結(jié)果曲線。
圖10：暫態(tài)穩(wěn)定動(dòng)作列表
圖11：暫態(tài)穩(wěn)定結(jié)算結(jié)果曲線圖
◆保護(hù)設(shè)備配合及動(dòng)作序列
ETAP Star過流保護(hù)及配合模塊提供一個(gè)直觀的時(shí)間-電流特性曲線（TCC）分析方法，來進(jìn)行保護(hù)設(shè)備的定值整定及校驗(yàn)，易于使用的圖形用戶界面、準(zhǔn)確的保護(hù)裝置建模、設(shè)備設(shè)置報(bào)告以及大量的經(jīng)過V&V認(rèn)證的保護(hù)裝置數(shù)據(jù)庫都讓我們的設(shè)計(jì)變得非常的容易。其中，圖12為模擬故障插入校驗(yàn)保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作順序。圖13為保護(hù)設(shè)備配合的時(shí)間電流曲線（TCC）。
圖12：動(dòng)作順序事件和故障模擬
圖13：TCC視圖
六、ETAP實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)
由于石化企業(yè)長期以來都是能源消耗大戶，為了提高企業(yè)內(nèi)部資源綜合利用率、大幅降低單位能耗指標(biāo)，給企業(yè)創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益，在石化企業(yè)電力系統(tǒng)中采用高級的監(jiān)控系統(tǒng)或能量管理系統(tǒng)是一個(gè)非常明智的選擇。
ETAP實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)是一套綜合的軟件產(chǎn)品，提供智能電力監(jiān)測、能量管理、系統(tǒng)優(yōu)化和自動(dòng)化、實(shí)時(shí)預(yù)測等功能，適用于石化企業(yè)的實(shí)時(shí)運(yùn)行管理。ETAP實(shí)時(shí)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能必定會(huì)使石化企業(yè)從中受益。
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電力系統(tǒng)監(jiān)測和模擬（PSMS）是ETAP實(shí)時(shí)管理應(yīng)用程序的核心。無論是大電網(wǎng)還是工業(yè)電力系統(tǒng)，PSMS都是最理想的選擇。PSMS利用電氣和物理參數(shù)、負(fù)載以及發(fā)電水平、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜涂刂七壿嫞軌驅(qū)Ω鞣N故障擾動(dòng)或運(yùn)行操作進(jìn)行預(yù)測模擬，給出準(zhǔn)確的系統(tǒng)響應(yīng)。PSMS還能夠確定系統(tǒng)的潛在問題并給出合理的運(yùn)行管理建議，從而避免斷電的發(fā)生。
◆高級監(jiān)測
通過智能的圖形化用戶界面、單線圖和數(shù)字儀表提供直觀、完整的實(shí)時(shí)監(jiān)測。監(jiān)測功能包括校驗(yàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)狀況、估計(jì)缺失的系統(tǒng)狀態(tài)、檢測網(wǎng)絡(luò)異常、趨勢測量值和報(bào)警通知。
PSMS可以用事件日志和報(bào)警工具跟蹤并記錄不正常的動(dòng)作。系統(tǒng)可以在臨界故障發(fā)生之前發(fā)現(xiàn)并通知問題。另外系統(tǒng)信息的變化可以圖形化的顯示和記錄下來。它可將計(jì)算結(jié)果同測量值作比較，對有缺失數(shù)據(jù)和存在越限數(shù)據(jù)的設(shè)備將彈出報(bào)警框。
PSMS擁有狀態(tài)估計(jì)功能。電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行和控制需要掌握系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)行工況，由于測量和數(shù)據(jù)通信等方面的原因，得到的數(shù)據(jù)難免存在誤差，甚至出現(xiàn)壞數(shù)據(jù)，ETAP狀態(tài)估計(jì)能在一定程度上剔除壞數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)的精度。
◆事件回放和歷史分析
事件回放的全部信息包括：系統(tǒng)拓?fù)?、系統(tǒng)負(fù)荷（有功、無功）、狀態(tài)估計(jì)的結(jié)果、發(fā)電（有功、無功和機(jī)端電壓）、潮流（線路、變壓器和饋線的功率和電流）以及報(bào)警和警告等。
事件回放和歷史分析主要用于：（1）分析事故或故障的原因和影響；（2）系統(tǒng)運(yùn)行方式的改進(jìn)；（3）各種可能的操作的探究；（4）“操作預(yù)演”案例的討論。
◆預(yù)測模擬
在線預(yù)測仿真分析是一個(gè)功能強(qiáng)大的分析工具，可通過使用實(shí)時(shí)和歷史存檔數(shù)據(jù)來預(yù)測操作員動(dòng)作和干擾事件下電力系統(tǒng)的結(jié)果響應(yīng)。例如分析在當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行方式和負(fù)荷狀況下操作員的動(dòng)作（例如斷路器打開或關(guān)閉），或者事件（例如a、起動(dòng)某臺大容量電動(dòng)機(jī)；b、假定系統(tǒng)發(fā)生大擾動(dòng)如短路、跳機(jī)、與主網(wǎng)脫離等）會(huì)給供電系統(tǒng)帶來怎樣的結(jié)果，會(huì)不會(huì)對系統(tǒng)電壓、頻率的穩(wěn)定造成影響。當(dāng)然，也可以在事件回放模式下使用存檔數(shù)據(jù)的系統(tǒng)運(yùn)行方式和負(fù)荷狀況下分析操作和事件的系統(tǒng)響應(yīng)。
預(yù)測模擬功能的作用可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：
模擬斷路器動(dòng)作；
識別潛在的運(yùn)行問題；
模擬電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和負(fù)載變化；
預(yù)測保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作時(shí)間；
預(yù)測基于操作員動(dòng)作的系統(tǒng)響應(yīng)；
執(zhí)行“操作預(yù)演”案例；
操作員協(xié)助和培訓(xùn)；
◆經(jīng)濟(jì)調(diào)度
經(jīng)濟(jì)調(diào)度主要用來分配電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)組的輸出功率，以達(dá)到最佳的區(qū)域經(jīng)濟(jì)性能。經(jīng)濟(jì)調(diào)度為最佳的電氣系統(tǒng)運(yùn)行提供指導(dǎo)，以滿足每個(gè)發(fā)電機(jī)的功率需求、蒸汽需求和最小的燃料成本。
經(jīng)濟(jì)調(diào)度采用先進(jìn)的優(yōu)化潮流算法以確定最佳的發(fā)電模式，同時(shí)維持適當(dāng)?shù)膬?chǔ)備裕度。計(jì)算并分配每臺發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量，以滿足最低成本下的負(fù)荷要求。經(jīng)濟(jì)調(diào)度考慮到發(fā)電成本與發(fā)電水平不成比例、系統(tǒng)在地理上分散、輸電損失依靠發(fā)電模式而定的事實(shí)。
◆智能切負(fù)荷（ILS）
智能切負(fù)荷為系統(tǒng)擾動(dòng)和發(fā)電機(jī)組跳閘提供最佳的、快速的切負(fù)荷方案。根據(jù)擾動(dòng)的類型和位置、實(shí)際的運(yùn)行發(fā)電、旋轉(zhuǎn)備用、負(fù)荷、配置、負(fù)荷分配和優(yōu)先級，智能切負(fù)荷為每個(gè)子系統(tǒng)計(jì)算必需切掉的有功負(fù)荷最小值。然后智能切負(fù)荷將選擇最優(yōu)的負(fù)荷組合（CBs）來滿足這個(gè)需求。執(zhí)行所有這些，對于瞬時(shí)事件就在系統(tǒng)中擾動(dòng)發(fā)生之后的幾個(gè)毫秒內(nèi)，對于穩(wěn)態(tài)過負(fù)荷情形就在自定義延時(shí)之后的幾個(gè)毫秒內(nèi)。
在擾動(dòng)中切除負(fù)荷所需時(shí)間越長，最終必須切除的負(fù)荷越多。因?yàn)镮LS的智能性和快速性，使用ILS切除負(fù)荷的實(shí)際數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于使用常規(guī)方法例如像頻率繼電器和PLC裝置切除的負(fù)荷數(shù)量。
負(fù)荷恢復(fù)應(yīng)用程序通過自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)可用部分供電同時(shí)保持故障隔離來最小化擾動(dòng)之后的停機(jī)時(shí)間，不超過備用電源和線路的容量。
使用ETAP的仿真功能如潮流分析和暫態(tài)穩(wěn)定能確認(rèn)和分析穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)響應(yīng)。ILS仿真器使用模擬和實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。這是對操作預(yù)演或修改現(xiàn)有切負(fù)荷計(jì)劃、負(fù)荷添加和聯(lián)鎖修改，預(yù)測系統(tǒng)響應(yīng)和切負(fù)荷動(dòng)作的完美工具。用適當(dāng)?shù)脑L問權(quán)限確認(rèn)ILS邏輯之后，控制器可以很容易地更新服務(wù)器而不需引入在線系統(tǒng)或中斷服務(wù)器的運(yùn)行。
七、在石化系統(tǒng)應(yīng)用ETAP的意義
應(yīng)用ETAP軟件進(jìn)行石化電力系統(tǒng)建模和仿真分析的意義如下：
1) 大型工業(yè)電力系統(tǒng)的調(diào)度部門可以簡便、高效地完成多種運(yùn)行方式、多種發(fā)電和負(fù)荷狀況的分析計(jì)算工作，為各種典型調(diào)度方案以及一些特殊方案和臨時(shí)方案提供理論依據(jù)，降低在設(shè)計(jì)工作中對已有經(jīng)驗(yàn)的過度依賴所帶來的不確定性。
2) ETAP的分析結(jié)果對于系統(tǒng)架構(gòu)的調(diào)整，設(shè)備新增、擴(kuò)容乃至企業(yè)電網(wǎng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃都具有相當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)意義。可以分析這些變化將對系統(tǒng)造成什么樣的影響，采取何種相應(yīng)措施。
3) 對于系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行“預(yù)演”，發(fā)現(xiàn)存在的設(shè)計(jì)隱患，找到解決方案。特別是對于設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的“操作預(yù)演”分析，有了好的應(yīng)急處理預(yù)案，明確甩負(fù)荷的數(shù)量以及解列的位置，幫助用戶把故障帶來的損失降到最低。
4) 在設(shè)備原始資料不全的條件下，可以應(yīng)用ETAP軟件典型設(shè)備庫中的數(shù)據(jù)，支持分析計(jì)算工作，加快建模進(jìn)度。
5) 目前大型工業(yè)電力系統(tǒng)的調(diào)度員和值班員培訓(xùn)采用仿真培訓(xùn)系統(tǒng)側(cè)重于倒閘操作、“事故預(yù)演”、事故處理、“反事故演習(xí)”等工作，所有正常操作信號、故障信號和保護(hù)動(dòng)作等都會(huì)預(yù)先設(shè)定。基于ETAP軟件建立的電力系統(tǒng)模型，正常操作的系統(tǒng)潮流、故障發(fā)生后的母線電壓、支路電流和機(jī)組動(dòng)態(tài)過程以及保護(hù)動(dòng)作順序等全部是依據(jù)系統(tǒng)的仿真分析和計(jì)算結(jié)果得到的。一方面可以彌補(bǔ)常規(guī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的不足之處，加深調(diào)度員和值班員對于系統(tǒng)正常運(yùn)行、異常狀態(tài)、故障狀態(tài)以及保護(hù)機(jī)理的理解，強(qiáng)化他們預(yù)見、分析、判斷和處理系統(tǒng)異常和事故的能力；另一方面可以加強(qiáng)對風(fēng)險(xiǎn)源頭的預(yù)防和控制能力的培訓(xùn)，使調(diào)度員和值班員認(rèn)識到工作中的風(fēng)險(xiǎn)，減少他們習(xí)慣性的不當(dāng)操作，從而減少各類事故的發(fā)生。
6) 應(yīng)用ETAP軟件，可以完成分析計(jì)算功能。同時(shí)，還兼具有數(shù)據(jù)和設(shè)備管理功能。ETAP軟件的Star保護(hù)模塊可以保存所有設(shè)備和饋線的電流保護(hù)動(dòng)作曲線（TCC曲線），便于查找、修正和打印。在變壓器、電纜和電動(dòng)機(jī)等元件設(shè)備的注釋和評論屬性頁，可以記錄設(shè)備的地理位置、隸屬部門、檢修和缺陷狀況等。系統(tǒng)建模工作完成后，可以隨時(shí)分類查找、調(diào)出各類設(shè)備數(shù)據(jù)，用于技術(shù)管理和運(yùn)行維護(hù)的相關(guān)工作。
電力系統(tǒng)分析與運(yùn)行軟件
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