省
—地兩級電網在線網損計算及經濟運行輔助決策系統(tǒng)的研究

張博，萬強，韓一鳴國網河北省電力公司；國網石家莊供電公司；國網藁城供電公司

省
—地兩級電網在線網損計算及經濟運行輔助決策系統(tǒng)的研究

張博1，萬強2，韓一鳴3
1國網河北省電力公司；2國網石家莊供電公司；3國網藁城供電公司

一、研究背景

當前多數(shù)地區(qū)電網的線損統(tǒng)計基于電量采集系統(tǒng)，有時精度不高，迫切需要開發(fā)一套面向規(guī)劃的省-地兩級電網線損管理輔助分析平臺。一方面，對現(xiàn)有線損統(tǒng)計結果的精度進行校核，另一方面，提供降損的輔助決策功能。

面向規(guī)劃的河北南網網損管理輔助分析系統(tǒng)研究與建設的數(shù)據來源是EMS系統(tǒng)。從EMS系統(tǒng)獲得主要數(shù)據后，系統(tǒng)采取定時分析方式進行狀態(tài)估計，以狀態(tài)估計的最終結果作為電網運行狀態(tài)的基態(tài)潮流，并對系統(tǒng)選定范圍內的電網各類線路和變壓器等設備網損進行有效的理論分析和輔助決策。

二、研究內容

2.1軟件開發(fā)整體設計

面向規(guī)劃的省-地兩級電網線損管理輔助分析平臺包括六個子系統(tǒng)：

（1）電網規(guī)劃建模子系統(tǒng)

提供河北南網省地調電網的模型分解以及拼接功能，將河北南網省級和地級調度的電網模型拼接成為了包含省地兩級電網的全網計算模型。提供電網規(guī)劃模型的模型建立和模型維護功能。

（2）線損統(tǒng)計建模子系統(tǒng)

提供河北南網線損統(tǒng)計、線損分析、線損計算的模型建立和模型維護功能。

（3）線損計算子系統(tǒng)

針對線損統(tǒng)計的各類計算模型進行各項數(shù)據電氣量的挖掘、采集、分析和計算。

（4）線損電量積分存儲子系統(tǒng)

提供各類線損電量的積分計算和歷史線損數(shù)據的存儲功能，并采用獨立的歷史線損數(shù)據服務器和存儲器，實現(xiàn)線損計算周期存儲線損數(shù)據和完整的線損計算斷面。

（5）線損電量查詢分析子系統(tǒng)

基于線損歷史數(shù)據的分析和查詢功能，提供強大的曲線和報表功能，供用戶查詢分析。

（6）系統(tǒng)線損分析計算子系統(tǒng)

基于歷史斷面的全網潮流計算、靈敏度分析、運行方式對比分析、時段對比分析、連續(xù)調節(jié)分析等高級分析計算功能。

線損分析系統(tǒng)通過獲取EMS系統(tǒng)導出的CIM文件數(shù)據，獲得電網模型（遵循IEC61970標準的CIM模型）和數(shù)據，獲得數(shù)據后進行狀態(tài)估計計算。獲得的數(shù)據和狀態(tài)估計的結果均保存入系統(tǒng)的數(shù)據庫中。

線損計算子系統(tǒng)周期地從數(shù)據庫中進行采樣，獲得統(tǒng)計區(qū)域內的關口、設備的量測信息和狀態(tài)估計結果。存入線損數(shù)據庫中，并進行統(tǒng)計區(qū)域當前時刻的電力線損計算。

線損電量積分子存儲系統(tǒng)周期地從線損數(shù)據庫中讀取當前的區(qū)域的總加、關口、設備的電力數(shù)據，并進行積分計算，得到關口、線損等電量值，并存入歷史數(shù)據庫中。

線損電量查詢分析子系統(tǒng)提供完善的人機界面，從歷史數(shù)據庫中訪問保存的電量、線損曲線，并提供曲線、表格等分析工具。

規(guī)劃電網建模子系統(tǒng)用于在省調和各地調真實電網的基礎上，建立規(guī)劃電網模型。規(guī)劃電網可以參與線損的統(tǒng)計分析計算，并能夠實現(xiàn)規(guī)劃電網與實際電網的線損比較分析。

2.2系統(tǒng)硬件配置

2.2.1硬件配置目標

系統(tǒng)采用合理的計算機硬件系統(tǒng)配置，通過采用開放式的硬件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)；保證硬件系統(tǒng)使用上的方便性、可靠性、安全性、穩(wěn)定性；硬件系統(tǒng)主要設備配置滿足系統(tǒng)升級、擴展的要求。

2.2.2系統(tǒng)硬件解決方案

面向規(guī)劃的省-地兩級電網線損管理輔助分析平臺中配置一臺用于數(shù)據接收的服務器，用于接收從省、地兩級調度系統(tǒng)發(fā)送的圖形文件、模型文件和數(shù)據。該數(shù)據服務器完成模型的拼接功能，為PSASP系統(tǒng)提供電網模型文件和各類數(shù)據。數(shù)據庫服務器主要采用Linux操作系統(tǒng)，確保其網絡與信息安全性。服務器配備有雙網卡，其中一張網卡與電網的綜合業(yè)務數(shù)據網絡鏈接用于獲取電網主要數(shù)據；另一張網卡與線損分析系統(tǒng)的主交換機鏈接，為線損分析系統(tǒng)推送主要數(shù)據存儲服務。

線損計算服務器采用高性能的PC服務器，運行Linux操作系統(tǒng)。線損計算服務器上保存地區(qū)電網的圖形、電網模型、線損歷史記錄。配置7臺線損服務器，用于對省網和六個地調電網進行線損計算和數(shù)據存儲。線損系統(tǒng)工作站由監(jiān)視工作站和維護工作站組成，安裝Windows Xp操作系統(tǒng)。

2.3關鍵技術及創(chuàng)新點

面向規(guī)劃的河北南網網損管理輔助分析系統(tǒng)能提供基于河北南網各類歷史數(shù)據斷面的電網潮流計算，從而使操作者可以有效推演歷史時刻的河北南網運行狀態(tài)，并在數(shù)據狀態(tài)基礎上進行線損分析的理論研究。其具體功能包括：

電網分析計算斷面數(shù)據保存。為了提高數(shù)據保存的效率，同時降低需要保存的數(shù)據量。采用完整的數(shù)據斷面結合數(shù)據計算結果的方式來保存電網分析計算的歷史數(shù)據，具體為：每15分鐘，系統(tǒng)自動保存一次相對較為完整的數(shù)據斷面文件，包括完整的電網模型、參數(shù)和原始量測數(shù)據，用戶可以在這個斷面上進行狀態(tài)估計、電網潮流的計算。保存的斷面以壓縮的二進制數(shù)據包的形式存入數(shù)據庫中，節(jié)省存儲空間。電網運行方式的再次推演。在電網斷面數(shù)據文件存儲基礎上，可以再次推演歷史時刻的河北南網運行方式。系統(tǒng)可以自動匹配最近的斷面，將完整的斷面數(shù)據文件轉移到數(shù)據庫研究態(tài)下，并有效加載指定歷史時刻的電網狀態(tài)估計，進而有效再現(xiàn)該歷史時刻電網系統(tǒng)的運行方式。再現(xiàn)的最小時間周期為15分鐘。

可以針對規(guī)劃電網，模擬一個時段的線損變化情況。系統(tǒng)可以自動計算規(guī)劃電網和實際電網相比的線損變化曲線，并給出線損增加或降低的定量數(shù)據?？梢愿鶕娋W運行的歷史數(shù)據，結合電容器/電抗器的實際投切情況，優(yōu)化無功電源配置，提供無功電源優(yōu)化配置輔助決策功能。

三、研究結論

各地調可在本地EMS系統(tǒng)中維護轄區(qū)內電網結構、設備參數(shù)、運行工況以及在線拓撲連接關系，形成數(shù)據文件，在中調側匯總。從而實現(xiàn)了數(shù)據分散維護，成果共享，在降低了數(shù)據維護、準備的難度和工作量的同時，提高了工作效率，實現(xiàn)了河北南網在線計算數(shù)據的分布式維護，責權更加明晰?；谑≌{EMS系統(tǒng)，開發(fā)在線網損分析平臺。實現(xiàn)各地調EMS系統(tǒng)與電網實時全數(shù)字仿真裝置的互聯(lián)。將工作人員從大量重復性的數(shù)據整理工作中解放出來，更多地關注于如何采取措施有效的控制潮流減少網損。建立起通用的在線分析平臺，為以后引入暫穩(wěn)、短路等在線分析計算功能打好基礎。