基于海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的配網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移輔助決策系統(tǒng)*

劉 揚(yáng)，葉曉明，何國杭

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電負(fù)荷不斷升高，配電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大.目前湖州配電網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)率已達(dá)95.1%，其中80%以上的城網(wǎng)線路具備兩回及兩回以上的聯(lián)絡(luò)路徑，配網(wǎng)轉(zhuǎn)供方式日趨靈活的同時(shí)，聯(lián)絡(luò)線接線也愈加復(fù)雜.同時(shí)社會(huì)對供電可靠性要求的提高，也對調(diào)度部門在配網(wǎng)故障或上級(jí)電網(wǎng)故障時(shí)，負(fù)荷轉(zhuǎn)移的快速性提出了更高的要求［1］.

然而，10kV聯(lián)絡(luò)線受主變／線路限額、線路負(fù)荷特性等因素制約，并不能保證每對聯(lián)絡(luò)線間在所有時(shí)段均能滿足N－1且適合轉(zhuǎn)供.目前在配網(wǎng)檢修方式安排、熱倒和故障處理時(shí)，主要是通過EMS／GIS查詢并通過簡單估算來選擇合適的負(fù)荷轉(zhuǎn)供路徑.EMS系統(tǒng)僅能提供簡單的負(fù)荷查詢功能，沒有聯(lián)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，而GIS系統(tǒng)又無法提供線路的實(shí)時(shí)／歷史負(fù)荷情況.因此開發(fā)一個(gè)能夠提供配網(wǎng)負(fù)荷實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)，并能夠快捷、方便的查詢線路拓?fù)渎?lián)絡(luò)的系統(tǒng)就有了現(xiàn)實(shí)的必要性與緊迫性.

海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件是進(jìn)行海量實(shí)時(shí)信息處理的專業(yè)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、查詢與高級(jí)統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)其自帶的組態(tài)工具可以方便靈活的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Ｒ约皩ο蟮逆溄优c嵌入.

由此，我們開發(fā)了一個(gè)基于海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的配網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移輔助決策系統(tǒng).本系統(tǒng)通過在海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的組態(tài)工具中建立網(wǎng)架及導(dǎo)入線路參數(shù)，并采集負(fù)荷實(shí)時(shí)／數(shù)據(jù)，通過將不同種類、來源的數(shù)據(jù)在海迅平臺(tái)中進(jìn)行匯總、加工及分析，輔助制定負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案，從而大幅縮短了所用時(shí)間，提高了供電可靠性［2］.

1 設(shè)計(jì)思路

1.1 設(shè)計(jì)思想

目前在調(diào)度工作中編制某條線路的轉(zhuǎn)供方案時(shí)，需要查閱的資料包括：線路限額表、GIS系統(tǒng)（包括單線圖、城網(wǎng)聯(lián)絡(luò)圖或農(nóng)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)圖，用于了解掛接的用戶情況、聯(lián)絡(luò)情況）、EMS（了解歷史及實(shí)時(shí)負(fù)荷情況），系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)將以上信息整合到一個(gè)界面.

1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）利用海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的繪圖功能和數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)線路負(fù)荷的集中監(jiān)視.

（2）提供檢修方式安排、熱倒、事故處理情況下的快捷、安全、合理的運(yùn)行方式，有效利用電網(wǎng)資源，避免負(fù)荷分配不均勻.

（3）為配網(wǎng)運(yùn)行分析、線路規(guī)劃方案的制定（如新增用戶、急需分流等）提供相關(guān)的數(shù)據(jù)資料.

1.3 設(shè)計(jì)步驟

（1）采用海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中10kV線路負(fù)荷的實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)，并利用組態(tài)工具中建立動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、趨勢圖及與聯(lián)絡(luò)線疊加趨勢圖.

（2）在Excel中，以變電所單位，繪制10kV線路聯(lián)絡(luò)線參數(shù)表，將所有線路參數(shù)（雙重命名、CT變比及線路限額、聯(lián)絡(luò)方式等）列入其中，并導(dǎo)入系統(tǒng)界面.實(shí)現(xiàn)了在本系統(tǒng)中將10kV線路聯(lián)絡(luò)表、線路實(shí)時(shí)電流及聯(lián)絡(luò)線總加實(shí)時(shí)電流、線路與聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷疊加趨勢曲線顯示窗口、趨勢圖時(shí)間控制按鈕、單線圖等各種元素進(jìn)行整合，以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)控分析功能［3］.

（3）流程圖如圖1所示.

圖1 流程圖

2 主要功能和界面

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了線路聯(lián)絡(luò)方式速查分析、線路負(fù)荷查詢、聯(lián)絡(luò)線電流趨勢圖顯示與對比三個(gè)功能.

2.1 線路聯(lián)絡(luò)方式及實(shí)時(shí)電流查詢

本系統(tǒng)將所有管轄范圍內(nèi)的10kV線路及其聯(lián)絡(luò)方式全部收錄其中，可以直接顯示任一線路的聯(lián)絡(luò)情況.

如圖2所示：為了使用時(shí)可以方便快速的檢索線路，界面形式參照EMS，將變電所按照實(shí)際地理位置排列，通過按鈕鏈接到變電所界面.此外，在該界面設(shè)置分區(qū)實(shí)時(shí)負(fù)荷監(jiān)控，以及區(qū)內(nèi)熱電廠出力情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便調(diào)度員隨時(shí)掌握管轄區(qū)域的用電情況.同時(shí)將線路所屬的區(qū)域、責(zé)任班組進(jìn)行了大致的劃分.

圖2 湖州市本級(jí)電網(wǎng)地理位置圖

如圖3所示：點(diǎn)擊變電所名稱進(jìn)入變電所界面后，所屬的10kV線路的CT變比、保護(hù)允許限額、線路冬／夏限額，線路與其它線路的聯(lián)絡(luò)情況都可以一目了然.同時(shí)，在此界面中，可以方便地查看線路的實(shí)時(shí)負(fù)荷電流、兩條聯(lián)絡(luò)線電流之和以及聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷疊加趨勢圖.在線路需要轉(zhuǎn)供時(shí)，可以快速確定最佳的轉(zhuǎn)供路徑，使轉(zhuǎn)供后的負(fù)荷不至超限.

圖3 110 kV 湖州市1 0 kV 本級(jí)電網(wǎng)地理位置表

如圖4所示：為110kV紫云變紫港604線的聯(lián)絡(luò)情況，當(dāng)紫港604線開關(guān)或＃0閘刀故障需要全線轉(zhuǎn)供，通過圖4可以看出，與其聯(lián)絡(luò)的有陵陽A23、龍港543、司法A18、玉皇764線.但從圖中聯(lián)絡(luò)線的電流判斷，由陵陽A23、龍港543線轉(zhuǎn)供的電流非常接近線路的限額，而如果由司法A18線轉(zhuǎn)供，負(fù)荷電流與限額相比還有很大裕度.因此可以快速做出判斷，紫港604線最佳的轉(zhuǎn)供路徑是司法A18線.

點(diǎn)擊線路名稱進(jìn)入線路聯(lián)絡(luò)方式界面可以查看線路聯(lián)絡(luò)的具體情況，如點(diǎn)擊紫云變紫港604線，進(jìn)入圖5界面.

如圖5所示：可以清楚地看出線路之間聯(lián)絡(luò)的情況，以及合環(huán)操作的開關(guān)位置，同時(shí)將變電所母線電壓、主變電流、線路電流的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與限額集中在一個(gè)界面中，輔助調(diào)度員快速處理故障，倒出負(fù)荷.由于設(shè)置了母線電壓實(shí)時(shí)監(jiān)控，所以在熱倒時(shí)可以方便的看到合環(huán)線路的壓差，當(dāng)壓差不滿足合環(huán)條件時(shí)通過

EMS調(diào)節(jié)電壓后達(dá)到合環(huán)操作的要求.

圖4 10 kV紫 港 604線聯(lián)絡(luò)方式及實(shí)時(shí)監(jiān)控表

圖5 10 kV 紫港6 04線聯(lián)線圖

2.2 聯(lián)絡(luò)線疊加負(fù)荷的實(shí)時(shí)與歷史趨勢圖查詢

如圖6所示：通過點(diǎn)擊線路電流，可以查詢其當(dāng)天的負(fù)荷趨勢圖，也可以通過選擇日期來查詢線路歷史負(fù)荷趨勢圖.當(dāng)點(diǎn)擊聯(lián)絡(luò)線電流總和的數(shù)據(jù)時(shí)，可以顯示兩條線路及其聯(lián)絡(luò)電流和的實(shí)時(shí)／歷史趨勢圖.

圖6 110 kV紫 港線聯(lián) 10 kV絡(luò)方式及實(shí)時(shí)監(jiān)控表

如圖7所示：110kV楊家埠變便南674線與110kV飛鷺變南潘E21線的負(fù)荷趨勢圖及其電流總和趨勢圖，將這三條趨勢圖放在一張圖中，可以方便的對比其負(fù)荷趨勢情況，為線路運(yùn)行的安排、負(fù)荷的轉(zhuǎn)供提供了參考和依據(jù).由圖7可以明顯的看出，便南674線上午09時(shí)為早高峰，晚上20時(shí)為晚高峰，0～7時(shí)負(fù)荷較低.而南潘E21線則主要是高耗能企業(yè)負(fù)荷，高峰出現(xiàn)在用電低谷時(shí)段，白天時(shí)段負(fù)荷較低.掌握了這一情況，在安排運(yùn)行方式、檢修計(jì)劃時(shí)可以選擇最佳的負(fù)荷轉(zhuǎn)供路徑.特別是只有一回聯(lián)絡(luò)路徑時(shí)，通過聯(lián)絡(luò)線電流和的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)，能夠確保轉(zhuǎn)供后線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行.

圖7 10 kV便 南 674與 10 kV南 潘 E21線趨勢 圖 及 聯(lián) 絡(luò) 線 疊 加 趨 勢 圖

3 實(shí)現(xiàn)方法

3.1 數(shù)據(jù)說明

本系統(tǒng)應(yīng)用的目的在于對10kV線路實(shí)時(shí)電流的監(jiān)控與查詢，因此畫面中數(shù)據(jù)的取得是通過海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫測點(diǎn)取值，主要為線路負(fù)荷參數(shù).數(shù)據(jù)的歷史趨勢圖也通過海迅數(shù)據(jù)庫取得，并可進(jìn)行相應(yīng)的分析處理；線路聯(lián)絡(luò)方式與各種限額都存放于EXCEL文件中，并利用對象嵌入功能匯總于平臺(tái)系統(tǒng).聯(lián)絡(luò)方式與限額都可以在EXCEL中修改，系統(tǒng)中能夠動(dòng)態(tài)更新［4］.

3.2 主要功能實(shí)現(xiàn)方式

本系統(tǒng)的主要功能是能夠?qū)⒉煌€路的負(fù)荷進(jìn)行疊加顯示.在海迅數(shù)據(jù)庫的組態(tài)工具中，趨勢圖模塊具備此項(xiàng)功能，且方便可靠，完全彌補(bǔ)了SCADA系統(tǒng)的不足.

4 結(jié)語

該系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)用的基礎(chǔ)為海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，該系統(tǒng)擁有超大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理能力和業(yè)界領(lǐng)先的混合壓縮技術(shù)，采用分布式的體系架構(gòu)，可運(yùn)行于不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、歷史數(shù)據(jù)的壓縮存儲(chǔ)、高效的查詢檢索和統(tǒng)計(jì)分析，能夠在線存儲(chǔ)數(shù)十萬甚至上百萬采集點(diǎn)數(shù)年的歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)行穩(wěn)定、二次開發(fā)工具配置全面、功能豐富.

電力系統(tǒng)配網(wǎng)運(yùn)行管理部門在運(yùn)行方式的編制、檢修方式的安排、線路改接方案的制定以及調(diào)度工作中該系統(tǒng)有極佳的使用效果.可以方便的實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)方式的查詢、線路負(fù)荷電流的監(jiān)控與查詢、計(jì)劃工作與故障處理時(shí)的操作方式的判斷選擇.同時(shí)，針對不同的電力企業(yè)，只需更新相應(yīng)線路參數(shù)及數(shù)據(jù)測點(diǎn)，便可方便使用［5］.本系統(tǒng)將配網(wǎng)中大量的數(shù)據(jù)與聯(lián)絡(luò)方式在海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的平臺(tái)上進(jìn)行了匯總與加工，對于目前復(fù)雜多變、自動(dòng)化程度相對較低的配網(wǎng)的日常調(diào)度運(yùn)行工作有非常好的輔助作用，同時(shí)該系統(tǒng)開發(fā)、移植都簡單方便，具有很強(qiáng)的通用性、普及性［6］.

［1］盧化.PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的 OPC和 API接口應(yīng)用［J］.浙江電力，2007（增刊）：21－22.

［2］田家英，趙舫.PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在供電企業(yè)中的應(yīng)用［J］.浙江電力，2006，34（15）：46－47.

［3］伊旭，陳廣聯(lián)，金明.實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫在500 k V中的應(yīng)用［J］.浙江電力，2006，25（6）：23－26.

［4］宣玉龍，姚峰，劉曙光.PI數(shù)據(jù)庫在高壓電纜運(yùn)行工況檢測中的應(yīng)用［J］.浙江電力，2006，25（6）：31－32.

［5］李印清，Visual Basic.NET程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社.2006.

［6］史興華.供電企業(yè)實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫PI典型應(yīng)用案例［M］.北京：中國電力出版社，2009.