一種電網(wǎng)運(yùn)行方式規(guī)劃校核分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電網(wǎng)運(yùn)行方式規(guī)劃校核分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)管理模塊、仿真計(jì)算模塊以及分別與所述數(shù)據(jù)管理模塊和所述仿真計(jì)算模塊連接的電網(wǎng)可視化互動模塊；所述數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)有數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口；所述仿真計(jì)算模塊設(shè)有并行計(jì)算接口和結(jié)果輸出接口。本發(fā)明提供的系統(tǒng)提供電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的瀏覽與修改，地理圖上潮流信息的顯示，以及潮流、暫穩(wěn)、小干擾、短路電流等校核計(jì)算，對方式數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析；將規(guī)劃人員從目前繁瑣、枯燥、非標(biāo)準(zhǔn)化的、易出錯的手工數(shù)據(jù)錄入中解放出來，提高了電網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)性、可靠性和工作效率。
【專利說明】—種電網(wǎng)運(yùn)行方式規(guī)劃校核分析系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)管理系統(tǒng)，具體講涉及一種電網(wǎng)運(yùn)行方式規(guī)劃校核分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，已有一些商業(yè)軟件應(yīng)用于電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)，主要的軟件產(chǎn)品有電力系統(tǒng)分析綜合程序軟件包(PSASP)和BPA軟件(中國版)，這兩個軟件均由中國電力科學(xué)研究院研制開發(fā)，應(yīng)用于我國電力公司的規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度運(yùn)行等部門，受到了用戶的廣泛好評。國外應(yīng)用于電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域的軟件產(chǎn)品主要有EDSA Technical2000 (美國ESDA公司)、TRANSMISS10N2000 (美國 CAI 公司)、PSAPAC(加拿大 LPI 公司)等。
[0003]但現(xiàn)有的這些軟件都有一些局限性:(1)不能很好的與其他軟件集成，數(shù)據(jù)建立比較麻煩，不具備對外的訪問接口 ；(2)缺乏功能強(qiáng)大的圖形平臺支持；(3)不能很好的對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；(4)結(jié)果輸出形式不靈活。這些缺陷說明急需提供一種電網(wǎng)運(yùn)行方式的規(guī)劃校核分析系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電網(wǎng)運(yùn)行方式規(guī)劃校核分析系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0006]一種電網(wǎng)運(yùn)行方式規(guī)劃校核分析系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)管理模塊、仿真計(jì)算模塊以及分別與所述數(shù)據(jù)管理模塊和所述仿真計(jì)算模塊連接的電網(wǎng)可視化互動模塊；所述數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)有數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口 ；所述仿真計(jì)算模塊設(shè)有并行計(jì)算接口和結(jié)果輸出接口。
[0007]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)管理模塊包括:校核分析服務(wù)端子模塊，電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子模塊和運(yùn)行方式管理子模塊；所述校核分析服務(wù)端子模塊接收所述數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，分別向所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子模塊和所述運(yùn)行方式管理子模塊發(fā)送電網(wǎng)數(shù)據(jù)請求和運(yùn)行方式數(shù)據(jù)請求，并將請求的數(shù)據(jù)返回校核分析客戶端；所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子模塊和所述運(yùn)行方式管理子模塊分別存儲所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)和所述運(yùn)行方式數(shù)據(jù)。
[0008]優(yōu)選地，所述仿真計(jì)算模塊包括:潮流計(jì)算子模塊、暫穩(wěn)計(jì)算子模塊、小擾動分析子模塊、電壓穩(wěn)定性分析子模塊和靜態(tài)安全分析子模塊；所述并行計(jì)算接口接收所述電網(wǎng)可視化互動模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)；所述結(jié)果輸出接口將計(jì)算結(jié)果返回至所述電網(wǎng)可視化互動模塊。
[0009]優(yōu)選地，所述潮流計(jì)算子模塊計(jì)算待測電網(wǎng)的潮流；所述暫穩(wěn)計(jì)算子模塊計(jì)算待測電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性；所述小擾動分析子模塊分析待測電網(wǎng)的小擾動動態(tài)穩(wěn)定性；所述電壓穩(wěn)定性分析子模塊得出待測電網(wǎng)的電壓崩潰點(diǎn)，并確定待測電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定裕度；所述靜態(tài)安全分析子模塊對待測電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)安全分析。[0010]優(yōu)選地，所述電網(wǎng)可視化互動模塊為校核分析客戶端，其包括:廠站展示及互動子模塊、廠站編輯子模塊和分層顯示子模塊。
[0011]優(yōu)選地，所述廠站展示及互動子模塊展示待測電網(wǎng)的主網(wǎng)架，并提供操作接口 ；所述廠站編輯子模塊編輯廠站，并根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系找出與其連接的其他廠站；所述分層顯示子模塊按電壓等級分層顯示廠站元件。
[0012]優(yōu)選地，所述連接包括:通過通信總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和控制命令的傳遞。
[0013]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口分別映射所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子模塊和所述運(yùn)行方式管理子模塊。
[0014]優(yōu)選地，所述并行計(jì)算接口分別映射所述潮流計(jì)算子模塊、暫穩(wěn)計(jì)算子模塊、小擾動分析子模塊、電壓穩(wěn)定性分析子模塊和靜態(tài)安全分析子模塊。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]利用本發(fā)明的系統(tǒng)可提供電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)瀏覽與修改，地理圖上潮流信息顯示，以及潮流、暫態(tài)穩(wěn)定、短路電流水平、靜態(tài)安全水平、電壓穩(wěn)定等校核計(jì)算，對方式數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并針對存在的問題提出了有效的建議和解決措施；
[0017]電網(wǎng)規(guī)劃校核分析系統(tǒng)遵循以市場為導(dǎo)向、以安全穩(wěn)定為基礎(chǔ)、以經(jīng)濟(jì)效益為中心的原則，通過科學(xué)的規(guī)劃，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)高效的電網(wǎng)，不斷提高供電能力和電能質(zhì)量，以滿足經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展的需要。
[0018]該系統(tǒng)將規(guī)劃人員從目前繁瑣、枯燥、非標(biāo)準(zhǔn)化的、易出錯的手工數(shù)據(jù)錄入中解放出來，提高了電網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)性、可靠性和工作效率；增加了校核功能，完善了計(jì)算結(jié)果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明電網(wǎng)運(yùn)行方式規(guī)劃校核分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]本系統(tǒng)主要為電網(wǎng)運(yùn)行方式部門服務(wù)。本系統(tǒng)從潮流、穩(wěn)定、短路電流水平、靜態(tài)安全水平、電壓穩(wěn)定等方面進(jìn)行了分析，并針對存在的問題提出了有效的建議和解決措施，為電網(wǎng)“大運(yùn)行”、“大規(guī)劃”、“大建設(shè)”工作提供了有效的數(shù)據(jù)及決策依據(jù)。
[0022]規(guī)劃電網(wǎng)校核分析系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)接入，同時能對年度方式、調(diào)度運(yùn)行、事故分析等各類穩(wěn)定計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)過程分析和穩(wěn)定狀況綜合評估，提供通用的綜合仿真計(jì)算服務(wù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，由數(shù)據(jù)管理模塊、仿真計(jì)算模塊和分別連接數(shù)據(jù)管理模塊、仿真計(jì)算模塊的電網(wǎng)可視化互動模塊通過通信服務(wù)總線連接而成。
[0023]一、數(shù)據(jù)管理模塊；即協(xié)同數(shù)據(jù)平臺，為各個電網(wǎng)的安全分析系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)來源，以實(shí)現(xiàn)各種電網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)信息與計(jì)算成果的共享，協(xié)同工作，共同為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供決策支持；數(shù)據(jù)管理模塊主要包括電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理；校核分析服務(wù)端子模塊對電網(wǎng)可視化互動模塊發(fā)來的校核分析操作和數(shù)據(jù)請求等消息的響應(yīng)，提供校核分析應(yīng)用服務(wù)端邏輯處理。調(diào)用數(shù)據(jù)管理模塊的數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口所映射的各類服務(wù)端口(包括電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子模塊和運(yùn)行方式管理子模塊對應(yīng)的服務(wù)端口)，為仿真校核分析提供服務(wù)。
[0024]二、仿真計(jì)算模塊；該模塊的功能是實(shí)現(xiàn)全面的電網(wǎng)安全分析、評估和全過程仿真，采用多種穩(wěn)定計(jì)算方法，能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的全面分析。仿真模型和算法是對電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的模擬，能提供科學(xué)計(jì)算決策。仿真計(jì)算模塊有機(jī)集成了各類仿真模型和算法(動態(tài)安全分析與評估、穩(wěn)定裕度評估、調(diào)度輔助決策等)，通過機(jī)群的并行計(jì)算方式，發(fā)揮分網(wǎng)并行和任務(wù)并行的綜合優(yōu)勢，快速分析電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行工況或預(yù)想運(yùn)行工況下的安全穩(wěn)定問題。通過該模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的處理、計(jì)算任務(wù)的調(diào)度和執(zhí)行以及計(jì)算結(jié)果的反饋等。該模塊的子模塊包括:
[0025]潮流計(jì)算:潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析最基本的計(jì)算，也是電力系統(tǒng)非常重要的分析計(jì)算，用以研究系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中提出的各種問題。它是指在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒃?shù)和發(fā)電、負(fù)荷參量條件下，計(jì)算有功功率、無功功率及電壓在電力網(wǎng)中的分布。潮流計(jì)算是根據(jù)給定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)電機(jī)、負(fù)荷等元件的運(yùn)行條件，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算。通常給定的運(yùn)行條件有系統(tǒng)中各電源和負(fù)荷點(diǎn)的功率、樞紐點(diǎn)電壓、平衡點(diǎn)的電壓和相位角。待求的運(yùn)行狀態(tài)參量包括電網(wǎng)各母線節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。
[0026]暫穩(wěn)計(jì)算:指電力系統(tǒng)受到大干擾后，各同步發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的能力。根據(jù)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)想故障集，對電網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)的時域仿真計(jì)算，依照預(yù)置的判穩(wěn)原則，通過暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算可以判別系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定性、暫態(tài)電壓穩(wěn)定性和暫態(tài)頻率穩(wěn)定性。系統(tǒng)分別利用時域仿真法、直接法和數(shù)據(jù)挖掘來判斷系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，兼顧暫穩(wěn)計(jì)算的準(zhǔn)確性和快速性。
[0027]小擾動分析:對系統(tǒng)進(jìn)行小擾動動態(tài)穩(wěn)定分析，自動求解全網(wǎng)所有低頻振蕩模式，并從中篩選出最關(guān)鍵的若干主導(dǎo)振蕩模式，以判別系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性。在系統(tǒng)阻尼不足時進(jìn)一步分析可能激發(fā)低頻振蕩的原因，并給出相應(yīng)的改進(jìn)措施。小干擾穩(wěn)定分析方法是線性化的穩(wěn)定分析方法，即在運(yùn)行點(diǎn)附近，對各狀態(tài)變量線性化，形成描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)方程，其系數(shù)矩陣稱為該系統(tǒng)的狀態(tài)矩陣。電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性由狀態(tài)矩陣的所有特征值決定。它的主要結(jié)果包括特征值、模態(tài)圖及相關(guān)因子的求解、小干擾穩(wěn)定輔助決策、主導(dǎo)模式特征根軌跡、線性化時域響應(yīng)及頻域響應(yīng)等，根據(jù)結(jié)果判斷系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性。
[0028]電壓穩(wěn)定:基于連續(xù)潮流的方法，采用預(yù)先設(shè)定的負(fù)荷增長方式(可由短期負(fù)荷預(yù)測得到)和調(diào)度方式(可由短期的發(fā)電計(jì)劃得到)，充分考慮系統(tǒng)中各種與電壓穩(wěn)定性密切相關(guān)的影響因素，如負(fù)荷特性、有載調(diào)壓變壓器(0LTC，0n Load Tap Changer)的分接頭調(diào)整、發(fā)電機(jī)有功和無功裕度、線路傳輸功率裕度等，以及可能出現(xiàn)的系統(tǒng)故障的影響，在此基礎(chǔ)上求解系統(tǒng)的電壓崩潰點(diǎn)，進(jìn)一步確定系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定裕度。
[0029]靜態(tài)安全分析:針對指定的輸電斷面，在規(guī)定或者自動生成的開機(jī)順序下，計(jì)算電力系統(tǒng)在受到小擾動后，不發(fā)生非周期振湯，自動恢復(fù)到起始運(yùn)彳了狀態(tài)的能力。
[0030]三、電網(wǎng)可視化互動模塊(即校核分析客戶端)；該模塊利用可視化，直觀明了地表示出系統(tǒng)安全分析計(jì)算結(jié)果和電網(wǎng)動態(tài)變化過程。利用交互技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶校核分析指令的輸入和結(jié)果反饋輸出。利用校核分析流程控制，來動態(tài)組合問題以及控制校核分析過程，滿足決策需要。該子模塊實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行方式設(shè)定等操作的互動化、電網(wǎng)仿真及安全評估結(jié)果的可視化。該模塊的子模塊包括:
[0031]廠站展示及互動:利用三維技術(shù)，將電網(wǎng)的主網(wǎng)架展示給用戶，并提供方便的圖形操作接口給用戶，方便用戶修改當(dāng)前運(yùn)行方式并提供回滾操作，以及及時評估當(dāng)前運(yùn)行方式的功能，并對評估后的指標(biāo)情況，用曲線，柱圖，餅圖和表格的形式展現(xiàn)給用戶，方便用戶衡量當(dāng)前運(yùn)行方式。
[0032]快速廠站編輯:首先確定一個廠站，根據(jù)母線信息畫出該廠站；點(diǎn)擊右鍵，根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系找到該廠站關(guān)聯(lián)的其他廠站，提供自動畫出220kv廠站、500kv廠站、所有電壓等級廠站的功能，提聞了效率。
[0033]元件分層顯示:系統(tǒng)提供分層疊加顯示技術(shù)，即按照電壓等級(220kv，500kv)，當(dāng)圖形放大到一定比例(如“編輯界面分辨率/顯示界面分辨率”的比值介于“1.5?3”之間)時，低電壓等級(220kv)信息方可顯示，使用戶可以在不同電壓等級下快速切換。
[0034]通信服務(wù)總線為各軟件模塊提供數(shù)據(jù)通信和消息通信服務(wù)，通過通信總線，系統(tǒng)中的各模塊可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制命令傳遞，從而形成一個有機(jī)整體。
[0035]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種電網(wǎng)運(yùn)行方式規(guī)劃校核分析系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)管理模塊、仿真計(jì)算模塊以及分別與所述數(shù)據(jù)管理模塊和所述仿真計(jì)算模塊連接的電網(wǎng)可視化互動模塊；所述數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)有數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口 ；所述仿真計(jì)算模塊設(shè)有并行計(jì)算接口和結(jié)果輸出接口。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)管理模塊包括:校核分析服務(wù)端子模塊，電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子模塊和運(yùn)行方式管理子模塊；所述校核分析服務(wù)端子模塊接收所述數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，分別向所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子模塊和所述運(yùn)行方式管理子模塊發(fā)送電網(wǎng)數(shù)據(jù)請求和運(yùn)行方式數(shù)據(jù)請求，并將請求的數(shù)據(jù)返回校核分析客戶端；所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子模塊和所述運(yùn)行方式管理子模塊分別存儲所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)和所述運(yùn)行方式數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述仿真計(jì)算模塊包括:潮流計(jì)算子模塊、暫穩(wěn)計(jì)算子模塊、小擾動分析子模塊、電壓穩(wěn)定性分析子模塊和靜態(tài)安全分析子模塊；所述并行計(jì)算接口接收所述電網(wǎng)可視化互動模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)；所述結(jié)果輸出接口將計(jì)算結(jié)果返回至所述電網(wǎng)可視化互動模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述潮流計(jì)算子模塊計(jì)算待測電網(wǎng)的潮流；所述暫穩(wěn)計(jì)算子模塊計(jì)算待測電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性；所述小擾動分析子模塊分析待測電網(wǎng)的小擾動動態(tài)穩(wěn)定性；所述電壓穩(wěn)定性分析子模塊得出待測電網(wǎng)的電壓崩潰點(diǎn)，并確定待測電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定裕度；所述靜態(tài)安全分析子模塊對待測電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)安全分析。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)可視化互動模塊為校核分析客戶端，其包括:廠站展示及互動子模塊、廠站編輯子模塊和分層顯示子模塊。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述廠站展示及互動子模塊展示待測電網(wǎng)的主網(wǎng)架，并提供操作接口 ；所述廠站編輯子模塊編輯廠站，并根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系找出與其連接的其他廠站；所述分層顯示子模塊按電壓等級分層顯示廠站元件。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述連接包括:通過通信總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和控制命令的傳遞。
8.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口分別映射所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子模塊和所述運(yùn)行方式管理子模塊。
9.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述并行計(jì)算接口分別映射所述潮流計(jì)算子模塊、暫穩(wěn)計(jì)算子模塊、小擾動分析子模塊、電壓穩(wěn)定性分析子模塊和靜態(tài)安全分析子模塊。
【文檔編號】G06Q50/06GK103886419SQ201410119900
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】秦長鋒, 裘微江, 孫永峰, 陳繼林, 吳國輝, 康建東, 張亮, 張松樹, 陳勇, 周志強(qiáng), 何春江, 劉娜娜, 李星, 臧主峰, 郭中華 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院