基于PI數(shù)據(jù)庫(kù)的中壓配網(wǎng)線路負(fù)荷分析軟件的應(yīng)用

石 宏

（湖州電力局，浙江 湖州 313000）

傳統(tǒng)的中壓配網(wǎng)10 kV線路負(fù)荷分析主要借助SCADA等電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，面對(duì)當(dāng)前中壓配網(wǎng)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，傳統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能相對(duì)簡(jiǎn)單、手動(dòng)操作工作量較大，數(shù)據(jù)讀寫速度較慢、查詢數(shù)據(jù)結(jié)果無(wú)法導(dǎo)出，二次開(kāi)發(fā)功能較差，這些都大大增加了配網(wǎng)管理人員進(jìn)行中壓配網(wǎng)輔助分析的工作量。

PI數(shù)據(jù)庫(kù)是大型的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一系列用于采集、儲(chǔ)存和顯示信息的服務(wù)器端和客戶端的軟件程序，processbook和datalink就是PI系統(tǒng)中的2個(gè)主要客戶端應(yīng)用程序。雖然利用這2個(gè)工具可以便捷地讀取10 kV線路的負(fù)荷值并通過(guò)曲線、棒圖等形式直觀地展示和形成相關(guān)報(bào)表，但是中壓配網(wǎng)10 kV線路負(fù)荷分析的重點(diǎn)是對(duì)PI數(shù)據(jù)庫(kù)中的海量線路負(fù)荷信息進(jìn)行匯總、查詢、計(jì)算、比較、排序，processbook和datalink并不是針對(duì)這些功能進(jìn)行開(kāi)發(fā)的。因此僅依靠這2個(gè)客戶端程序并不能滿足配網(wǎng)管理人員的要求，需要做進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)。

1 設(shè)計(jì)思路

基于PI數(shù)據(jù)庫(kù)的中壓配網(wǎng)線路負(fù)荷分析軟件的開(kāi)發(fā)，主要源于中壓配網(wǎng)管理工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題。例如城網(wǎng)工程的項(xiàng)目可行性研究或配網(wǎng)規(guī)劃的滾動(dòng)修改都需要進(jìn)行相應(yīng)的中壓配網(wǎng)10 kV線路負(fù)荷分析?，F(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)和PI系統(tǒng)的客戶端工具均無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)所有10 kV線路負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的匯總分析。PI數(shù)據(jù)庫(kù)提供了一套常規(guī)的程序接口（API），通過(guò)使用API庫(kù)中的函數(shù)完全可以根據(jù)自身的需求進(jìn)行客戶端軟件的二次開(kāi)發(fā)，從而制定出類似processbook的滿足專業(yè)管理要求的其它客戶端程序。

要基于PI數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行中壓配網(wǎng)10 kV線路負(fù)荷分析軟件的開(kāi)發(fā)，實(shí)用性、針對(duì)性是開(kāi)發(fā)中的重點(diǎn)。軟件首先要能滿足專業(yè)人員對(duì)所有10 kV線路負(fù)荷水平的快速查詢，其次要能實(shí)現(xiàn)對(duì)10 kV線路負(fù)荷的再度深入分析，最后還要求軟件便于管理人員使用和對(duì)分析結(jié)果的引用。

2 主要功能

結(jié)合中壓配網(wǎng)10 kV線路負(fù)荷分析工作的實(shí)際需求，針對(duì)目前利用SCADA系統(tǒng)進(jìn)行中壓配網(wǎng)輔助分析中存在的不足，10 kV線路負(fù)荷分析軟件主要實(shí)現(xiàn)了以下功能。

2.1 10 kV線路負(fù)荷最大值排序分析

目前SCADA系統(tǒng)中查詢10 kV線路的最大值一次只能查詢一個(gè)月，而且所有的10 kV線路分成多張頁(yè)面，手工操作量太大，非常不方便，且無(wú)法進(jìn)行匯總排序。軟件將所有10 kV線路每月的最大值進(jìn)行匯總，點(diǎn)擊表頭就可以進(jìn)行正負(fù)序的排序（如圖1所示），并且數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出。單擊每條記錄，則跳出該條10 kV線路最大值的詳細(xì)信息，包括最大值發(fā)生的時(shí)間及前后3天的負(fù)荷值，并采用曲線形式直觀地表示，如圖2所示。

2.2 10 kV線路利用率分析

圖1 10 kV線路負(fù)荷最大值的排序

圖2 10 kV線路負(fù)荷最大值的進(jìn)一步查詢

由于10 kV線路負(fù)荷取值過(guò)程中存在信號(hào)干擾和熱倒操作的影響，僅以10 kV線路的最大值并不能完全衡量線路的負(fù)載水平。軟件提取每條線路的電流在3個(gè)檔位的時(shí)間 （以s為單位）。3個(gè)檔位分別為：小于100 A；大于100 A且小于200 A；大于200 A。最終用大于100 A的時(shí)間來(lái)體現(xiàn)10 kV線路的利用效率，雙擊每條記錄則用餅圖顯示，如圖3所示。由于同樣支持排序功能，所以可以非常便捷地得出幾百條線路的實(shí)際負(fù)載情況，在項(xiàng)目可行性研究和配網(wǎng)規(guī)劃的現(xiàn)狀分析中極大地提高了分析的準(zhǔn)確率。

圖3 線路利用率分析

2.3 10 kV線路N-1校驗(yàn)

傳統(tǒng)的線路N-1校驗(yàn)采用最大值疊加的方法，要對(duì)幾百條線路的負(fù)荷最大值進(jìn)行疊加，工作量非常大，而且由于最大值并不是在同一時(shí)刻出現(xiàn)，所以傳統(tǒng)的N-1校驗(yàn)方法并不合理。采用PI系統(tǒng)的processbook客戶端程序，雖然可以用趨勢(shì)圖直觀地顯示10 kV線路的負(fù)荷疊加并進(jìn)行N-1校驗(yàn)，但是面對(duì)幾百條10 kV線路仍然無(wú)法進(jìn)行快速查詢和篩選。

軟件以每對(duì)10 kV聯(lián)絡(luò)線在同一時(shí)刻的電流之和是否超過(guò)10 kV線路的限額為衡量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行線路的N-1校驗(yàn)。在配置文件中，根據(jù)網(wǎng)架的現(xiàn)狀對(duì)每一對(duì)10 kV聯(lián)絡(luò)線路進(jìn)行 “配對(duì)”及限額的設(shè)置，配置文件可以通過(guò)配網(wǎng)GIS系統(tǒng)導(dǎo)出，軟件通過(guò)讀取配置文件得到相關(guān)配對(duì)信息及限額，從而進(jìn)行 “N-1”校驗(yàn)。對(duì)校驗(yàn)結(jié)果可以通過(guò)單擊表頭進(jìn)行篩選。同時(shí)為了減少數(shù)據(jù)毛刺對(duì)校驗(yàn)結(jié)果的影響，引入 “不滿足N-1校驗(yàn)的小時(shí)數(shù)”作為參考，極大地提高了10 kV線路N-1校驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

2.4 其它功能

（1）為了使用方便，軟件還具有10 kV線路雙重命名的查詢定位功能，在眾多10 kV線路中實(shí)現(xiàn)所要查詢線路的快速定位。

（2）具有數(shù)據(jù)更新備份功能，對(duì)所有10 kV線路的負(fù)荷數(shù)據(jù)可隨時(shí)更新并對(duì)相關(guān)的結(jié)果進(jìn)行備份，同時(shí)提高了軟件的運(yùn)行速度。

（3）具有數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，將匯總分析的結(jié)果以EXCEL表格形式導(dǎo)出。

（4）具有免安裝功能，只需拷貝程序文件夾到任何目錄即可，方便使用。

3 實(shí)際效果及應(yīng)用前景

10 kV線路負(fù)荷分析軟件通過(guò)對(duì)全面掌握的各類實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)的匯總分析，幫助配網(wǎng)管理人員迅速準(zhǔn)確地做出決策，從而實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)管理的智能化。目前已經(jīng)成功應(yīng)用于用戶業(yè)務(wù)擴(kuò)展工程的接入方案審查、中壓配網(wǎng)的城網(wǎng)項(xiàng)目可行性研究、配網(wǎng)規(guī)劃的現(xiàn)狀分析等實(shí)際工作中，大大減輕了在10 kV線路負(fù)荷分析工作中的人工工作量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中壓配網(wǎng)10 kV線路負(fù)荷的快速、準(zhǔn)確查詢，達(dá)到了用PI數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行輔助分析的預(yù)期效果。

隨著用電現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)中配變實(shí)時(shí)信息逐步接入PI實(shí)時(shí)系統(tǒng)，該軟件可繼續(xù)進(jìn)行功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)10 kV配變負(fù)荷匯總分析排序的功能。通過(guò)開(kāi)發(fā)配網(wǎng)單線圖界面，還可使應(yīng)用分析更加直觀，更好地為配網(wǎng)規(guī)劃提供輔助分析功能。

[1] 蔣建杰，沈根強(qiáng).淺談PI實(shí)時(shí)系統(tǒng)在配網(wǎng)運(yùn)行管理中的應(yīng)用[J].浙江電力，2006，25（6）：38-40.