配電網(wǎng)評估系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)研究

【摘要】電網(wǎng)現(xiàn)狀評估是配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)改造的重要參考，因此，配電網(wǎng)評估系統(tǒng)的建立對配電網(wǎng)具有重要的指導(dǎo)意義。本文首先分析了配電網(wǎng)評估的基本概念及其基本原則；接著分析了配電網(wǎng)評估理論體系，列出了配電網(wǎng)評估體系的主要內(nèi)容；最后，基于理論體系的分析結(jié)果，詳細(xì)地給出了配電網(wǎng)評估系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，設(shè)計了系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)。本文提出的配電網(wǎng)評估體系結(jié)構(gòu)設(shè)計方法能夠為配電網(wǎng)評估系統(tǒng)的設(shè)計提供有益的參考。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)評估；體系結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計

前言

伴隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，配電網(wǎng)的建設(shè)需求與日增加，同時，配電網(wǎng)建設(shè)呈現(xiàn)出覆蓋范圍廣、規(guī)模大、涉及的相關(guān)因素眾多等特點，這些因素促使配電網(wǎng)的規(guī)劃改造和建設(shè)成為一項龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程。隨著配電網(wǎng)規(guī)模的逐漸增大，配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計問題逐漸成為了電力工程師們?nèi)找骊P(guān)注的問題[1-3]。為了實現(xiàn)配電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)或安全最優(yōu)，就需要對配電網(wǎng)的運行水平進(jìn)行全面的、準(zhǔn)確的評估。因此，配電網(wǎng)評估能夠為配電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)改造提供可靠的決策參考，大大地減少了依靠人工判斷所帶來的建設(shè)不合理問題，能夠最大限度地提升配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性和安全性[4-6]。基于以上分析可知，構(gòu)建準(zhǔn)確而實用的配電網(wǎng)評估系統(tǒng)對配電網(wǎng)具有重要的意義。

1.配電網(wǎng)評估的概念與基本原則

配電網(wǎng)評估是配電網(wǎng)規(guī)劃的重要組成部分，是一種用于盡可能全面、可靠地評價配電網(wǎng)各方面運行情況，為電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)改造提供可靠參考的重要手段。配電網(wǎng)評估需要遵循以下基本原則：

（1）準(zhǔn)確性和規(guī)范性原則。評價指標(biāo)的定義清晰明確，統(tǒng)計來源和方法無歧義，重復(fù)計算指標(biāo)間的相互關(guān)系明確。評價指標(biāo)的分類、計量單位、計算方法、調(diào)查表式等應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)范性要求，以便于在實際工作中推廣應(yīng)用。評價指標(biāo)應(yīng)方便不同地區(qū)之間和同一地區(qū)不同時間狀態(tài)下配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)情況的相互比較，突出導(dǎo)向性效果。

（2）可靠性原則。評價指標(biāo)要有可靠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)渠道，具有可操作性，對于暫時不能統(tǒng)計又十分必要的指標(biāo)可先設(shè)置，隨著公司信息系統(tǒng)的完善而后進(jìn)行統(tǒng)計。

（3）客觀性原則。評價指標(biāo)應(yīng)能夠真實地反映所統(tǒng)計的對象，客觀的了解和掌握配電網(wǎng)的實有狀態(tài)。

（4）全面性原則。評價指標(biāo)所組成的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量覆蓋配電網(wǎng)運行的方方面面，確定單個指標(biāo)與整個指標(biāo)體系所要表達(dá)的范圍無盲區(qū)。

2.配電網(wǎng)評估體系的主要內(nèi)容

配電網(wǎng)評價體系需要以電網(wǎng)供電公司EMS/SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)或者其他內(nèi)部數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法、電力系統(tǒng)潮流計算和短路電流計算、層次分析法以及其他數(shù)學(xué)方法等為工具，最終以數(shù)值的形式實現(xiàn)對配電網(wǎng)各方面的量化計算。配電網(wǎng)評估主要包括4部分內(nèi)容：

（1）評估指標(biāo)體系。評估指標(biāo)體系應(yīng)滿足指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)分級清晰、指標(biāo)結(jié)果全面可靠精確、統(tǒng)計計算方便以及實用性強(qiáng)的特點；評估指標(biāo)不能存在相互聯(lián)系重疊、重復(fù)計算等缺陷。評估指標(biāo)應(yīng)該能夠真實的、準(zhǔn)確地反映配電網(wǎng)方方面面的運行情況，切實為配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計提供有效依據(jù)。

（2）評估指標(biāo)計算與評分。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)、供電公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，完善評估指標(biāo)的統(tǒng)計方法和口徑，明確地給出評估指標(biāo)的計算公式；同時，根據(jù)指標(biāo)的合理性范圍，確定評估指標(biāo)的詳細(xì)評分標(biāo)準(zhǔn)，并利用分段函數(shù)或連續(xù)函數(shù)予以精確地表示。

（3）權(quán)重體系。權(quán)重體系是決定了各評估指標(biāo)重要性的決定性因素，其直接決定了配電網(wǎng)評估結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，需要利用準(zhǔn)確有效的數(shù)學(xué)和電力系統(tǒng)方法來計算權(quán)重體系的值。其中，最常用的方法是采用專家決策法、德爾菲法和模糊評價法來計算權(quán)重體系。

（4）評估計算與結(jié)果。評估計算根據(jù)電網(wǎng)公司信息系統(tǒng)或其他內(nèi)部數(shù)據(jù)，在評估指標(biāo)體系、評估指標(biāo)計算與評分和權(quán)重體系的基礎(chǔ)之上，最終計算得到配電網(wǎng)的評估結(jié)果。評估計算可基于層次分析法逐步地計算上層指標(biāo)的得分，直至得到配電網(wǎng)評估總指標(biāo)的得分。

3.系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計

為節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)成本和便于系統(tǒng)設(shè)計維護(hù)，配電網(wǎng)評估系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器構(gòu)架即該軟件系統(tǒng)的安裝、升級和維護(hù)全在服務(wù)器端予以解決，用戶只需要瀏覽器既可以運行全部模塊，無需安裝任何客戶端。該體系可采用三層結(jié)構(gòu)，由上而下依次是Web操作層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。Web操作層只能與業(yè)務(wù)邏輯層交互，業(yè)務(wù)邏輯層只能與數(shù)據(jù)訪問層交互，這種體系結(jié)構(gòu)保證了數(shù)據(jù)信息流的確定性，便于系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計。

Web操作層的主要作用是為用戶、電力工程師以及系統(tǒng)管理員等提供可視化的操作界面，為用戶提供簡單友好的業(yè)務(wù)功能操作界面，為電力工程師提供評估指標(biāo)體系的維護(hù)界面，為系統(tǒng)管理員提供用戶和電力工程師賬戶管理與維護(hù)界面。業(yè)務(wù)邏輯層主要負(fù)責(zé)實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理、自適應(yīng)體系的計算、各評估指標(biāo)的計算等功能，是配電網(wǎng)評估實現(xiàn)的主要邏輯功能層；該層接收Web操作層的數(shù)據(jù)和操作信息，根據(jù)相應(yīng)的專業(yè)知識和規(guī)則對信息進(jìn)行處理，并與數(shù)據(jù)訪問層進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。數(shù)據(jù)訪問層主要負(fù)責(zé)存儲配電網(wǎng)評估系統(tǒng)的本地數(shù)據(jù)，實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的交互以及完成相關(guān)的數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)存取等請求的響應(yīng)。

基于以上的軟件體系分析，配電網(wǎng)評估系統(tǒng)將應(yīng)用程序以靜態(tài)或動態(tài)網(wǎng)頁的形式存儲于Web服務(wù)器，將數(shù)據(jù)庫安裝于數(shù)據(jù)服務(wù)器。用戶運行該系統(tǒng)軟件時只需要在用戶電腦的瀏覽器上輸入相應(yīng)的網(wǎng)址，選擇用戶類型并輸入賬號和密碼即可進(jìn)入配電網(wǎng)綜合系統(tǒng)界面并進(jìn)行操作，操作指令發(fā)送至Web服務(wù)器；Web接收到操作指令值按照業(yè)務(wù)邏輯對相應(yīng)的信息進(jìn)行操作，并與數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，完成相關(guān)數(shù)據(jù)的讀取、修改、儲存等操作；最后將相應(yīng)的結(jié)果傳回至用戶電腦并通過瀏覽器予以顯示。系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

配電網(wǎng)評估系統(tǒng)的最主要目的就是為電力公司用戶提供配電網(wǎng)現(xiàn)狀或規(guī)劃年的評估方法，分析配電網(wǎng)所存在的問題并提出整改意見。同時，為了保證評估指標(biāo)體系的準(zhǔn)確性和可維護(hù)性，引入電力工程師參與配電網(wǎng)評估系統(tǒng)評估指標(biāo)體系的實時維護(hù)。在用戶進(jìn)行配電網(wǎng)評估的過程中，為了實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入、自適應(yīng)權(quán)重體系計算、配電網(wǎng)評估指標(biāo)計算和評估報告輸出等功能，需要對整個配電網(wǎng)評估系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊進(jìn)行分工管理。因此，配電網(wǎng)評估系統(tǒng)的總體功能模塊圖如圖2所示。

4.結(jié)語

本文在分析配電網(wǎng)評估概念與基本原則的基礎(chǔ)上，給出了配電網(wǎng)評估理論體系的主要內(nèi)容，提出了一種配電網(wǎng)評估體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，完善了該評估系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計。該體系結(jié)構(gòu)設(shè)計方法能夠為配電網(wǎng)評估系統(tǒng)的構(gòu)建提供可靠的參考，具有一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]張超，王主丁，王駿海等.配電網(wǎng)評估指標(biāo)體系分析研究及評估軟件開發(fā)[J].供用電，2012，29（6）：1-7.

[2]韓震燾，黃志偉，葛少云等.城市配電網(wǎng)綜合評價體系[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012，36（8）：95-99.

[3]肖峻，高海霞，葛少云等.城市中壓配電網(wǎng)評估方法與實例研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（20）：77-81.

[4]李曉輝，徐晶，李達(dá)等.基于層次分析的配電網(wǎng)可靠性評估指標(biāo)體系[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2009，21（3）：69-74.

[5]肖峻，崔艷妍，王建民等.配電規(guī)劃的綜合評估指標(biāo)體系與方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2008，32（15）：36-40.

[6]Q/GDW565-2010，國家電網(wǎng)公司.城市配電網(wǎng)運行水平和供電能力評估導(dǎo)則[S].2010.