CN103473602A

CN103473602A - 一种电网理论线损数据预测系统及预测方法

Info

Publication number: CN103473602A
Application number: CN201310364925XA
Authority: CN
Inventors: 刘俊
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd; East China Power Test and Research Institute Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd; East China Power Test and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明涉及一种电网理论线损数据预测系统及预测方法，所述预测系统包括数据输入接口、校验模块、理论线损在线计算模块、存储模块、数据维护模块和数据输出模块，数据输入接口、校验模块、理论线损在线计算模块依次连接，理论线损在线计算模块分别连接存储模块、数据维护模块和数据输出模块;所述预测方法包括：1)电网建模单元根据用户设定自动建立电网拓扑结构图;2)通过数据输入接口实时获取电网结构参数和电网运行参数;3)校验模块对接收到的电网参数进行相容性校验;4)线损计算单元根据校验模块和数据维护模块的数据计算理论线损数据，并将计算结果输出。与现有技术相比，本发明具有实用性强、安全可靠、预测结果精确等优点。

Description

一种电网理论线损数据预测系统及预测方法

技术领域

本发明涉及一种电网信息预测系统及方法，尤其是涉及一种电网理论线损数据预测系统及预测方法。

背景技术

电网企业的中心任务是保证电网安全、可靠、经济和优质的运行。线损率是一项反映电网企业经营管理水平的重要技术经济指标。。通过理论线损计算可以鉴定配电网结构及运行方式的经济性，查明电网中损失过大的元件及其原因，考核实际线损是否真实、准确、合理以及实际线损率和技术(理论)线损率的差值，确定不明损失的程度，明确配电网运行管理的现状。

由于理论线损计算需要电网每一个节点动态信息数据(如：电流、电压、功率、有功及无功电量等)，所需数据来源，需动员大量人员到电网每个负荷节点进行24小时现场负荷实测。需要参与的人员多，工作量、劳动强度大，同时负荷实测数据准确度受人员素质影响比较大，理论线损计算结果准确性同时受影响。

同时随着社会的发展，电力系统对节能降耗的进一步要求提出了深化线损理论计算管理应用需求，使线损计算分析工作常态化，线损计算系统从省、地市、县公司延伸到供电营业所，供电所能够根据自身管理工作的需要，进行理论线损计算和分析。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实用性强、安全可靠、预测结果精确的电网理论线损数据预测系统及预测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电网理论线损数据预测系统，包括数据输入接口、校验模块、理论线损在线计算模块、存储模块、数据维护模块和数据输出模块，所述的数据输入接口、校验模块、理论线损在线计算模块依次连接，所述的理论线损在线计算模块分别连接存储模块、数据维护模块和数据输出模块，所述的数据维护模块与校验模块连接。

所述的数据输入接口包括SCADA系统接口和综合数据平台接口。

所述的理论线损在线计算模块包括依次连接的相连接的电网建模单元和线损计算单元，所述的线损计算单元分别连接存储模块、数据维护模块和数据输出模块。

所述的数据输出模块包括报表输出单元、WEB输出单元和图形输出单元。

一种电网理论线损数据预测方法，该方法包括以下步骤：

1)电网建模单元根据用户设定自动建立电网拓扑结构图;

2)通过数据输入接口实时获取电网结构参数和电网运行参数;

3)校验模块对接收到的电网参数进行相容性校验，判断是否数据存在错误，若是，则将存在错误的数据传输给数据维护模块对数据进行屏蔽或修正，然后将处理后的数据传输给线损计算单元，若否，则直接将数据传输给线损计算单元;

4)线损计算单元根据校验模块和数据维护模块的数据计算理论线损数据，并将计算结果保存至存储模块，同时通过数据输出模块输出。

所述的理论线损数据包括全网线损率、导线损耗、变压器损耗、节点电压功率和相角。

所述的电网拓扑结构图包括线损电系图。

所述的建立电网拓扑结构图时，电网建模单元从工程生产管理系统中直接提取线损电系图。

所述的计算理论线损数据的方法为基于牛顿-拉夫逊迭代法的潮流算法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明利用计算机网络技术、数据库技术以及图形技术构建了电网理论线损数据预测系统，实用性强，安全可靠，且具有可扩展性;

2)本发明通过电网实时运行数据和结构数据，采用基于牛顿-拉夫逊迭代法的潮流算法预测理论线损，预测结果精度高，且可采用预测结果较好地指导生产实践，提高电网运行可靠性。

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图;

图2为本发明方法的流程示意图；

图3为基于牛顿-拉夫逊迭代法的潮流算法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种电网理论线损数据预测系统，包括数据输入接口1、校验模块2、理论线损在线计算模块3、存储模块4、数据维护模块5和数据输出模块6，所述的数据输入接口1、校验模块2、理论线损在线计算模块依次3连接，所述的理论线损在线计算模块3分别连接存储模块4、数据维护模块5和数据输出模块6，所述的数据维护模块5与校验模块2连接。

所述的数据输入接口1包括SCADA系统接口和综合数据平台接口，根据计算设置定义的时间间隔从SCADA系统和综合数据平台单向采集电网的运行数据。所述的理论线损在线计算模块3包括依次连接的相连接的电网建模单元和线损计算单元，所述的线损计算单元分别连接存储模块、数据维护模块和数据输出模块。所述的数据输出模块6包括报表输出单元、WEB输出单元和图形输出单元，图形输出单元可以在图形上显示计算结果通过打印机输出，也可在图形上动态显示有功和无功潮流图。

如图2所示，一种电网理论线损数据预测方法，该方法包括以下步骤：

1)电网建模单元根据用户设定自动建立电网拓扑结构图，所述的电网拓扑结构图包括线损电系图，建立电网拓扑结构图时，电网建模单元也可从工程生产管理系统中直接提取线损电系图。

线损电系图可按照要求以(多)双层或单层的方式绘制，双层绘制第一层包含所有的变电站和线路，第二层包含所有的站内接线图，具体项目有母线、开关、变压器，高压电抗器和等值负荷等元件。

2)通过数据输入接口实时获取电网结构参数和电网运行参数。

3)校验模块对接收到的电网参数进行相容性校验，判断是否数据存在错误，若是，则将存在错误的数据传输给数据维护模块对数据进行屏蔽或修正，然后将处理后的数据传输给线损计算单元，若否，则直接将数据传输给线损计算单元。

4)线损计算单元根据校验模块和数据维护模块的数据采用基于牛顿-拉夫逊迭代法的潮流算法计算理论线损数据，并将计算结果保存至存储模块，同时通过数据输出模块输出，所述的理论线损数据包括全网线损率、导线损耗、变压器损耗、节点电压功率和相角。

牛顿-拉夫逊潮流计算的核心问题是修正方程式的建立和求解，系统根据对节点注入功率的约束、对节点电压大小的约束和对相对相位角的约束条件自动列出电力网络的修正方程式，然后利用牛顿法迭代原理进行迭代计算。牛顿-拉夫逊法是解非线性方程组最有效的方法。基本原理是在解的某一邻城内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数——雅可比矩阵，朝减小方程残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可比矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。如图3所示，所述的基于牛顿-拉夫逊迭代法的潮流算法具体为：

(1)形成节点导纳矩阵Y_B;

(2)设个节点电压的初值

或

(3)将各节点电压的初值代入方程，并求修正方程式中的不平衡量;

(4)将各节点电压的初值代入方程，求出修正方程式的系数矩阵的各个元素;

(5)解修正方程式，求各节点电压的变化量，即修正量;

(6)计算各节点电压的新值，即修正后值;

(7)运用各节点电压的新值自第三步开始进入下一次迭代;

(8)计算平衡节点功率和线路功率。

Claims

1.一种电网理论线损数据预测系统，其特征在于，包括数据输入接口、校验模块、理论线损在线计算模块、存储模块、数据维护模块和数据输出模块，所述的数据输入接口、校验模块、理论线损在线计算模块依次连接，所述的理论线损在线计算模块分别连接存储模块、数据维护模块和数据输出模块，所述的数据维护模块与校验模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种电网理论线损数据预测系统，其特征在于，所述的数据输入接口包括SCADA系统接口和综合数据平台接口。

3.根据权利要求1所述的一种电网理论线损数据预测系统，其特征在于，所述的理论线损在线计算模块包括依次连接的相连接的电网建模单元和线损计算单元，所述的线损计算单元分别连接存储模块、数据维护模块和数据输出模块。

4.根据权利要求1所述的一种电网理论线损数据预测系统，其特征在于，所述的数据输出模块包括报表输出单元、WEB输出单元和图形输出单元。

5.一种如权利要求1所述的电网理论线损数据预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)电网建模单元根据用户设定自动建立电网拓扑结构图;

2)通过数据输入接口实时获取电网结构参数和电网运行参数;

6.根据权利要求5所述的一种电网理论线损数据预测方法，其特征在于，所述的理论线损数据包括全网线损率、导线损耗、变压器损耗、节点电压功率和相角。

7.根据权利要求5所述的一种电网理论线损数据预测方法，其特征在于，所述的电网拓扑结构图包括线损电系图。

8.根据权利要求7所述的一种电网理论线损数据预测方法，其特征在于，所述的建立电网拓扑结构图时，电网建模单元从工程生产管理系统中直接提取线损电系图。

9.根据权利要求5所述的一种电网理论线损数据预测方法，其特征在于，所述的计算理论线损数据的方法为基于牛顿-拉夫逊迭代法的潮流算法。