電網信息化管理開發(fā)及關鍵性技術研究

劉 欣

（呼倫貝爾供電公司，內蒙古 呼倫貝爾021000）

地區(qū)電網規(guī)劃信息化管理系統(tǒng)軟件是電網規(guī)劃設計人員的一款輔助工具，它使電網規(guī)劃更具科學性和可操作性，為電網建設能夠起到先導的作用。

目前，已有不少成熟的電網規(guī)劃商業(yè)軟件應用于電網規(guī)劃設計領域。國內的電網規(guī)劃信息化管理軟件側重于研究電網規(guī)劃中的某個功能，如：負荷預測。這些軟件在提高電網規(guī)劃設計水平，減輕規(guī)劃人員勞動強度方面發(fā)揮了很大作用。但是，隨著現(xiàn)代計算機軟硬件技術和Internet的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)新技術、新設備的應用，目前的電網規(guī)劃信息化管理軟件開始顯露出一些局限性：1）不能很好地與其他軟件集成；2）不能很好地支持多用戶協(xié)同工作；3）缺乏功能強大的圖形平臺支持；4）不能很好地對規(guī)劃數(shù)據(jù)進行管理；5）自動化和智能化程度較低；6）結果輸出形式單一；7）不具備良好的擴展性。

下面對基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺的電網規(guī)劃信息化管理軟件總體設計、關鍵技術、軟件特點等進行介紹。

1 總體設計

城市電網規(guī)劃信息化管理系統(tǒng)針對地（市）級供電公司電網規(guī)劃部門的工作特點，能夠將電網規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)與管理信息化系統(tǒng)融合一體。它的特點能夠實現(xiàn)：功能強大、圖形界面友好，操作靈便。能夠面向未來城市電網的發(fā)展，全面實現(xiàn)電網規(guī)劃管理的科學化和信息化。

1.1 軟件結構

基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺的電網規(guī)劃信息化管理軟件采用C/S、B/S模式。其中，數(shù)據(jù)服務器分為主數(shù)據(jù)服務器和備份數(shù)據(jù)服務器，主數(shù)據(jù)服務器承擔平時的所有數(shù)據(jù)管理工作，備份數(shù)據(jù)服務器保持與主數(shù)據(jù)服務器的數(shù)據(jù)同步，在主數(shù)據(jù)服務器出現(xiàn)故障時可以立即投入使用?？蛻魴C負責處理主要的正常業(yè)務，實現(xiàn)人機交互的界面。電網規(guī)劃信息化管理軟件采用C／S、B/S模式，促進了數(shù)據(jù)共享，加強了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。其功能結構涵蓋了地市級供電公司電網規(guī)劃流程。

1.2 主要功能模塊

電網規(guī)劃信息化管理軟件主要功能模塊有現(xiàn)狀資料、負荷預測、電力平衡、電網規(guī)劃、潮流計算、經濟評價、規(guī)劃編制、系統(tǒng)管理等。分別介紹如下：

1）現(xiàn)狀資料模塊。現(xiàn)狀資料內有文本資料、輸變電設備情況、歷年銅陵地區(qū)經濟和電力發(fā)展實績、電網基礎數(shù)據(jù)、典型負荷日等歷史數(shù)據(jù)，為規(guī)劃水平年的負荷、電量、網絡提供具有支持性的歷史依據(jù)，確保數(shù)據(jù)同一性和準確性。

2）電力預測模塊。通過取歷史數(shù)據(jù)，采用年增長率法、移動平均法、灰色模型法、線性回歸法、指數(shù)增長法、指數(shù)平滑法等方法預測電量和負荷，也可以采用人工干預指定年增長率的專家預測結果，使預測更貼近實際，滿足外部環(huán)境突變不可測因素的影響。各種預測結果并能以圖表的形式直觀反映出來。

3）電力平衡模塊。根據(jù)負荷預測結果，進行本地區(qū)電力平衡，設置好各級電壓容載比，進行變電容量平衡。

根據(jù)變電容量平衡中的各電壓等級變電容量盈虧，合理安排規(guī)劃期內項目。

4）電網規(guī)劃模塊。

（1）地理信息：采用1∶50000矢量電子地圖做為背景，也可自定義地理信息。選擇不同的比例尺時，屏幕上顯示的信息會發(fā)生變化。比例尺越大，顯示的內容越詳細。也可三維化顯示。

（2）城市規(guī)劃：根據(jù)地區(qū)土地利用總體規(guī)劃，在地理信息圖上繪制地塊，能夠自動計算地塊面積。預先設置好負荷密度參數(shù)，自動計算出地塊負荷。也可以對計算出的面積、負荷值進行手工校正。地塊屬性中加入需用系數(shù)和容積率，自定義設置，使計算出的負荷值更加貼近實際。

（3）電網規(guī)劃：電網規(guī)劃借助于圖形平臺集成的供電區(qū)域信息，可以查看區(qū)域內現(xiàn)有變電站供電能力與地塊負荷、電力盈虧、點負荷信息（大用戶負荷信息）、區(qū)域內包含的地塊信息，據(jù)此給出輔助決策，合理布置變電站和線路廊道走向。變電站和線路圖的繪制利用強大的圖形平臺作支持。變電站通過圖元顏色和形狀區(qū)分出不同電壓等級的變電站。繪制線路時，系統(tǒng)自動計算出線路長度，并支持經緯度坐標精確定位，線路的顏色、線條樣式可以根據(jù)所屬的線路電壓等級和線路屬性（運行、規(guī)劃）自動生成?？梢詫⒌乩砦恢媒泳€圖直接輸出到打印機上，也可以將城市規(guī)劃圖及電網地理位置接線圖導出成CAD格式。

5）電氣計算模塊。根據(jù)電網拓撲圖的連接關系及用戶設置的參數(shù)可計算潮流分布和無功電壓。計算結果自動標注在圖形上，形成電網潮流分布圖。

6）系統(tǒng)管理模塊?；A數(shù)據(jù)維護：主要維護地塊負荷密度與線路參數(shù)。用戶管理：對用戶進行分組，設置不同權限。日志管理：跟蹤人員操作。

2 關鍵技術

下面對城市電網規(guī)劃信息化管理軟件所涉及的負荷分布預測、輔助決策、圖形平臺三大關鍵技術進行介紹。

2.1 負荷分布預測

用城市總體規(guī)劃劃分的諸多功能小區(qū)負荷密度法。該方法首先是根據(jù)城市總體規(guī)劃，結合負荷特性將城市劃為諸多功能小區(qū)。通過大量、廣泛地收集國內外功能小區(qū)負荷密度值，按照歷史和規(guī)劃的不同發(fā)展階段的功能小區(qū)負荷密度進行統(tǒng)計處理，建立起符合本地區(qū)的功能小區(qū)負荷密度數(shù)據(jù)。再根據(jù)國內外同等城市相應小區(qū)主要歷史階段而推導出來的負荷密度（kW/m2），分別測算出小區(qū)負荷，匯總整個地區(qū)的供電負荷。該軟件緊密結合城市總體規(guī)劃劃分為如下幾種區(qū)塊：工業(yè)區(qū)、商貿區(qū)、住宅區(qū)、綠地等。為使負荷預測接近未來的實際，增設了人工修正，使負荷預測在外部環(huán)境變化時能夠得到及時糾正，增添了負荷預測的靈活性。

2.2 輔助決策

根據(jù)事先設置好的不同功能地塊的負荷密度，自動計算出各地塊的負荷，在城市規(guī)劃圖中任意框選一區(qū)域，將顯示該區(qū)域屬性，從區(qū)域屬性內可以查看到區(qū)域類型（地塊性質）、區(qū)域面積、區(qū)域負荷、區(qū)域平均負荷密度指標，根據(jù)區(qū)域已有供電能力，對該區(qū)域進行輔助決策。

2.3 圖形平臺

強大的圖形平臺工具，給電網規(guī)劃圖形展示以及網絡查詢提供了方便。圖形平臺實現(xiàn)了以下功能：根據(jù)規(guī)劃布點，在地區(qū)電子地圖上進行網絡繪制，已運行的變電站和線路可通過輸變電地理信息數(shù)據(jù)（變電站、桿塔GPS的經緯度）自動生成電網圖，可以看出真實的電網接線網架圖；實現(xiàn)了分層管理，可以生成不同年份、不同電壓等級網絡圖；實現(xiàn)了進入投運的變電站內三維圖形展示功能；實現(xiàn)了將圖形保存到網頁瀏覽文件夾中，方便各終端用戶利用網絡瀏覽器查詢各種電網規(guī)劃圖形。