CN104156827A - 一种电力规划技术协作与动态智能管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力规划技术协作与动态智能管理系统，具有如下由如下9个系统模块组成：数据管理模块、电网现状分析模块、电力市场分析模块、电力市场预测模块、项目管理模块、电网规划监督模块、电源规划管理模块、电网规划管理模块和系统管理模块。本发明能够能够满足规划工作新要求、具备适应经济社会发展适应性、拥有完整的预测解决方案和提升管理水平。

Description

一种电力规划技术协作与动态智能管理系统

技术领域

本发明涉及一种电网规划、管理与控制的系统，尤其是一种电力规划技术协作与动态智能管理系统。

背景技术

在公知的技术领域，传统预测应用软件预测模型单一，不采用数据库或者应用小型数据库、数据的共享性较差、是人工与信息化相结合的方式。现有的规划工作需要满足智能电网建设、电力市场化改革、跨区域输购电、经济高速发展、能源形势紧张、建立预防大面积停电事故的电力预警机制、输配电网规划等新要求；同时需具备适应经济社会发展适应性：保证电网规划对经济发展的适应性，加强对电力需求的预测与规划工作，提高资金利用效率，使电网各电压等级电网协调发展；当前负荷预测已经从传统的算法理论研究过渡到考虑信息全面性与精细化特征的完整负荷预测解决方案技术应用，所以现有系统方法需要改进；最终为了提高管理的效率和水平，提高预测工程师工作效率和工作水平，也为了保证历史数据的可继承性和做到信息共享，需要建设基于Web的网络化的电力需求分析预测和电网规划监督支持系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种电力规划技术协作与动态智能管理系统，能够满足规划工作新要求、具备适应经济社会发展适应性、拥有完整的预测解决方案和提升管理水平。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电力规划技术协作与动态智能管理系统，具有如下由如下9个系统模块组成：数据管理模块、电网现状分析模块、电力市场分析模块、电力市场预测模块、项目管理模块、电网规划监督模块、电源规划管理模块、电网规划管理模块和系统管理模块，其中：

基础数据管理模块记录有电网元件信息、电网结构信息、国民经济信息、气象信息、能源信息、电量信息、大用户情况信息和负荷信息；

电网现状分析模块集成有容载比总体分析、变电站负载率分析、变电站负荷概率分布、变电站持续负荷曲线、变电站负载率历年对比内容、变电站最大负荷表、线路负载率分析、线损电量各地对比分析、线损率各地对比分析、电厂发电量分析以及负荷密度各地对比分析各模块；

电力市场分析模块集成有电量分析、负荷分析、国民经济分析、能源分析、综合指标分析、气象环境分析和风电综合信息管理分析各模块；

电力市场预测模块所采用预测分析过程顺次为：策略选择、分析参考、预测期限、综合模型、置信分析，最后形成信息文件，同时顺次通过反推速度、循环跳转、计算机控制自定义逆向调节相关因素映射库中的映射数值；

项目管理模块的步骤依次为：规划阶段、可研阶段、前期阶段、文件管理、查询汇总、统计分析；

电网规划监督模块具有上报时间质量考核、监督指标分析跟踪两个模块；

电源规划管理模块建立规划电厂信息库和规划机组信息库共两个库，其中所述规划电厂的信息库包括：所属电网、电厂名称、所属发电公司、电厂类型、上网电压等级和规划类型，所述规划机组信息库是为规划好的电厂添加机组，所述机组的信息包括：所属电厂、机组名称、机组类型、容量、最大抽水/发电电量、电价、最小出力、规划投资、回收期、强迫停运率、厂用电率、启停费用、固定运行费用、可变运行费用、投产日期、退役日期和接入变电站信息；

电网规划管理模块主要对不能确定的规划变电站和线路通过生成电网规划方案的方式来管理和评估；

系统管理模块主要包括用户管理、角色管理、参数设置、日志管理。

进一步的，作为具体的包含内容，本发明中所述电网规划监督模块中的上报时间质量考核具有月度报表、季度报表和年度报表，对于月度报表和季度报表，系统要自动提取报表的上报时间，通过查询获取需要查找到的各个月份的上报数据并能够打印和导出，而年度报表直接由用户按照划分的权限等级自行填写，

所述电网规划监督模块中的监督指标分析跟踪包括技术监督综合评分和单位排名两个子模块，技术监督综合评分由基础管理和技术监督考核指标两部分组成，其中基础管理权重为70％，技术监督考核指标权重为30％。

进一步的，作为一种控制的策略，本发明中所述电源规划管理模块通过对电源规划方案的管理达到对规划电厂和规划机组的管理，规划电厂信息库和规划机组信息库是规划的公共信息，电源规划方案是不确定的规划信息，每个规划方案根据规划决策不同包含不同的规划内容，在操作中，选择某一个规划方案就表示选中了电源历史数据、电源规划库数据和本规划方案数据。

本发明的有益效果是：本发明能够：

(1)给传统预测应用软件带来深刻变革，传统预测应用软件预测模型单一，不采用数据库或者应用小型数据库、数据的共享性较差、是人工与信息化相结合的方式。而本系统则是应用综合模型理论建立的预测模型、应用大型数据库进行数据存储，采用网络化的设计进行数据交互，应用专家与智能化相结合的共组工作模式；

(2)通过建立网络元件数据库、电网规划方法库、电网规划方案库、负荷数据库、负荷预测方法库、电源规划方法库和方案库、机组数据库等多个数据库完成预测；

(3)综合最优预测模型在预测方法库的基础上，为了精确地表达电力需求的客观规律，系统建立基于若干单一预测方法的综合最优预测模型。将各种预测方法的预测结果进行最佳的组合，由此，根据各地区、各行业的特点，能够构造出不同的综合预测模型，使预测精度得到进一步提高；

(4)预测均衡功能，各级电网的预测是独立进行的，下级电网的预测结果与所属上级电网的预测结果可能不满足加和性或统计关系的要求，因此提供网间均衡功能自动调整上下级电网的预测结果。同理，提供总量分量均衡功能、年月均衡功能自动协调全社会用电量和各产业电量、年度预测和月度预测的预测结果；

(5)完善电网规划监督功能，对电业局部分考核指标进行自动分析和计算，对各种考核指标完成情况进行实时跟踪和展示，实现动态智能的电网规划监督功能。能够对上报的月度报表、季度报表和年度报表根据对上报时间的监督进行质量的考核，评出优、良、合格和不合格的质量水平，此外能够从管理指标和考核指标两个角度对各地市电业局进行综合计分及排名，以督促电网规划工作更加井井有条地开展。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的系统原理示意图；

图2是本发明中电力市场预测模块包含的预测控制流程示意图；

图3是本发明中所应用到的各数据库的联系示意图；

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1～图3所示的本发明一种电力规划技术协作与动态智能管理系统的优选实施例，具有如下由如下9个系统模块组成：数据管理模块、电网现状分析模块、电力市场分析模块、电力市场预测模块、项目管理模块、电网规划监督模块、电源规划管理模块、电网规划管理模块和系统管理模块，其中：

基础数据管理模块记录有电网元件信息、电网结构信息、国民经济信息、气象信息、能源信息、电量信息、大用户情况信息和负荷信息，

系统以综合信息管理平台的概念来实现对基础数据信息的科学、有效的集成管理，全面支持用户个性化的信息组织，以实现对信息的全面管理和控制。并辅之以查询、检索、图形曲线、信息下载等功能，全面支持用户个性化的信息组织，以实现对信息的全面管理和控制。

在电网组织区中，以树状结构分层显示省、地两级电网；在信息组织区中，以树状结构分类分层显示数据分类及数据表。在信息显示区中，根据信息组织区中的选择显示相应的数据和图表曲线。

为方便用户对信息分析、加工、处理及存储，数据管理实现的主要功能有：

1)集中提供了数据增、删、改、查；

2)数据排序、行列转置、按行或列方式作折线图、饼图、柱图、堆积柱图，并可将图片切换为2D或3D效果作为文件导出，用于制作报告文档，打印等；

3)可实现多供电区数据横向对比作图、同供电区不同时间数据对比作图等丰富的功能。

4)提供丰富的数据维护、查询、排序、图表生成、转存Excel等信息加工工具以方便用户对信息分析、加工、处理及存储；

电网现状分析模块集成有容载比总体分析、变电站负载率分析、变电站负荷概率分布、变电站持续负荷曲线、变电站负载率历年对比内容、变电站最大负荷表、线路负载率分析、线损电量各地对比分析、线损率各地对比分析、电厂发电量分析以及负荷密度各地对比分析各模块，以便于规划人员了解历年来的电网指标，以及各个线路、变电站的负载情况，方便规划人员及时把握电网现状；

电力市场分析模块集成有电量分析、负荷分析、国民经济分析、能源分析、综合指标分析、气象环境分析和风电综合信息管理分析各模块，

其中：

1)国民经济分析包括：

经济总量类：GDP、工业、全社会固定资产投资、全社会消费品零售总额、进出口总额、实际利用外资额、城镇居民人均可支配收入、农村居民现金收入等指标项的当前价、可比价、指数和历年对比分析，

农业增加值类：农业、林业、畜牧业和渔业等指标项的当前价、可比价、指数和历年对比分析，

工业增加值类：工业、轻工业、重工业、采掘业、制造业、纺织业、机械工业等指标项的当前价、可比价、指数和历年对比分析，

工业产品类：原煤、原油、钢材、生铁、焦炭、水泥、化肥、化学纤维等指标项的产量、增长率和历年对比分析，

第三产业增加值类：交通运输业、邮电通信业、商业及餐饮业、金融保险业、房地产业及其它第三产业等指标项的当前价、可比价、指数和历年对比分析，

人口类：城镇人口总数、乡村人口总数的数量、增长率和历年对比分析，

居民收入类：城乡居民人均收入、城镇居民人均可支配收入、农村居民人均现金收入等指标项的当前价、可比价、指数和历年对比分析，

2)气象环境分析包括：电力负荷和电量这些电力指标的变化，与气象变化之间存在着密切的关系。正确了解本地区负荷电量与气象数据变化之间的相互影响关系，是根据气象因素指导预测工作的重要条件。通过对气象数据和电力行业数据进行自动建模分析，能将气象与电力之间的相互关系量化，并清晰地以图表方式展现出来。

分析给出三种结果：

灵敏度指数：描述两个被分析指标的变化相关程度，是一个所选时间范围内的统计计算值。

拟合值：建立气象指标和电力指标之间的对应关系，反映当气象指标在某一个取值时，电力指标的统计性对应取值。

变化量：根据所选时间段，统计分析后给出气象指标每变化一个单位(变化单位大小可调整)相应的电力指标的变化值，

3)能源分析包括：针对年度和月度能源生产和能源消费做分析：

能源生产类：原煤、原油、天然气、水电等指标项的产量、增长率和历年对比分析.

能源消费类：煤炭、石油、天然气、水电等指标项的产量、增长率和历年对比分析。

4)电量分析包括：本模块主要包括年度电量和月度电量分析，

总体分析：全社会用电量、全行业用电合计、城乡居民生活用电合计等指标的图表对比、增长率、增长率提高点数、历年对比分析等，

各地对比分析：对比各地的用电情况、用电增长情况及用电增长贡献率等。

行业电量分析：对比各行业用电量、行业用电增长情况及行业用电增长贡献率、历年行业用电结构的变化情况等，

产业电量分析：对比各产业用电量、产业用电增长情况及产业用电增长贡献率、历年产业用电结构的变化情况等，

5)负荷分析包括：本模块通过最大负荷、最小负荷、平均负荷、峰谷差率、负荷曲线、负荷率等指标分别从不同方面反映了负荷的特性。只有充分掌握了负荷的这些特性，才能更好地利用各种预测手段进行负荷和电量的预测，

提供年负荷、月负荷、周负荷、日负荷分析。

年负荷分析：负荷曲线、负荷特性、持续负荷曲线、负荷概率分布。

月负荷分析：负荷特性、典型工作日曲线、周六曲线、周日曲线、最大电量日曲线、最小电量日曲线、最大负荷日曲线、最小负荷日曲线、最大峰谷差日曲线、最小峰谷差日曲线。

周负荷分析：负荷曲线、负荷特性、典型工作日曲线、典型休息日曲线。

日负荷分析：负荷曲线、负荷特性、日负荷分析。

6)综合指标分析包括：本模块针对年度综合经济指标做分析，

用电单耗量：GDP用电单耗、各产业用电单耗、工业用电单耗、建筑业用电单耗等指标项的指标值、历年对比和各地对比，

弹性系数：全社会用电GDP弹性系数、全行业用电GDP弹性系数、第一产业用电弹性系数、第二产业用电弹性系数、第三产业用电弹性系数等指标项的指标值、历年对比和各地对比，

人均用电量：人均用电量、人均生活用电量、乡村居民人均生活用电量和城镇居民人均生活用电量等指标项的指标值、历年对比和各地对比，

利用小时数：年最大负荷利用小时数指标项的指标值、历年对比和各地对比；

电力市场预测模块所采用预测分析过程顺次为：策略选择、分析参考、预测期限、综合模型、置信分析，最后形成信息文件，同时顺次通过反推速度、循环跳转、计算机控制自定义逆向调节相关因素映射库中的映射数值；

项目管理模块的步骤依次为：规划阶段、可研阶段、前期阶段、文件管理、查询汇总、统计分析；

电网规划监督模块具有上报时间质量考核、监督指标分析跟踪两个模块，所述电网规划监督模块中的上报时间质量考核具有月度报表、季度报表和年度报表，对于月度报表和季度报表，系统要自动提取报表的上报时间，通过查询获取需要查找到的各个月份的上报数据并能够打印和导出，而年度报表直接由用户按照划分的权限等级自行填写，

所述电网规划监督模块中的监督指标分析跟踪包括技术监督综合评分和单位排名两个子模块，技术监督综合评分由基础管理和技术监督考核指标两部分组成，其中基础管理权重为70％，内容如下表：

技术监督考核指标权重为30％，内容如下表：

电源规划管理模块建立规划电厂信息库和规划机组信息库共两个库，其中所述规划电厂的信息库包括：所属电网、电厂名称、所属发电公司、电厂类型、上网电压等级和规划类型，所述规划机组信息库是为规划好的电厂添加机组，所述机组的信息包括：所属电厂、机组名称、机组类型、容量、最大抽水/发电电量、电价、最小出力、规划投资、回收期、强迫停运率、厂用电率、启停费用、固定运行费用、可变运行费用、投产日期、退役日期和接入变电站信息，

所述电源规划管理模块通过对电源规划方案的管理达到对规划电厂和规划机组的管理，规划电厂信息库和规划机组信息库是规划的公共信息，电源规划方案是不确定的规划信息，每个规划方案根据规划决策不同包含不同的规划内容，在操作中，选择某一个规划方案就表示选中了电源历史数据、电源规划库数据和本规划方案数据；

电网规划管理模块主要对不能确定的规划变电站和线路通过生成电网规划方案的方式来管理和评估；

系统管理模块主要包括用户管理、角色管理、参数设置、日志管理，

其中：1)用户管理：“用户管理”完成用户的添加、修改密码、删除等操作。另外还处理用户和角色之间的对应关系。每个使用软件的用户可以选择多个操作角色。每一用户至少要被授予一个角色，否则该用户将不具备任何权限，供用户对以往访问、操作、数据修改等日志进行查询，

2)角色管理：角色为权限的集合，也是用户身份的表示。角色分配及增加角色、修改角色、删除角色的权力仅属于拥有系统管理员权限的人员，系统将各个功能模块划分成多种角色，“角色管理”完成角色和各个功能细节匹配对应的工作，

3)参数设置：根据实际工作需要设置均衡指标、可比价基准年等参数。

本发明具有如下特点：

(1)全面而丰富的预测模型方法库的设计，预测方法库中既包括了被电力系统预测人员所经常采用的常规方法，也包括了一些比较新颖的预测方法，如灰色系统法、人工神经网络法等。软件提供了基于用电结构分析的负荷曲线预测方法，提出了预测月度数据的月间相关法和总量配比法，并对预测所用的历史序列进行不良数据的检测与辨识，有效地提高了精度，如图3所示；

(2)功能强大的电力需求综合数据管理平台，系统全面支持用户个性化的信息组织，以实现对信息的全面管理和控制。并辅之以查询、检索、图形曲线、信息下载等功能，全面支持用户个性化的信息组织，以实现对信息的全面管理和控制；

(3)适合于电力规划的电力需求预测方法研究，对于年度电量预测，将分别采用GNP综合电耗法、人均用电法、弹性系数法等方法预测全社会用电量，对于各产业电量，利用产值单耗法进行预测；对于最大负荷，利用最大负荷利用小时数法进行预测。对于年负荷曲线的预测，考虑到我国电力部门对历史资料的积累情况，利用基于用电结构分析的两步建模法进行负荷曲线的预测；

(4)面向专家经验应用的预测过程控制技术，用户可以自定义预测模型中的负荷相关因素，可修改各种预测模型的参数，调节相关因素映射库中的映射数值，可定义各种模型的结构，可自定义不同的预测策略，核实模型预测过程中的计算过程，如图2所示；

(5)基于虚拟预测技术的预测决策技术，预测决策采用“虚拟预测策略”，即通过对近期已知数据的虚拟预测，考察该预测系统在数据条件变化下的预测结果稳定性、拟合精度和虚拟预测精度等指标，并通过模糊决策系统，得到预测模型的预测精度等级；

(6)全面体现预测专家经验，实现软件的开放性，负荷预测系统的设计中，所有预测方法和预测策略和预测过程都是对用户开放的。用户可以自定义预测模型中的负荷相关因素，可修改各种预测模型的参数，调节相关因素映射库中的映射数值，可定义各种模型的结构，可自定义不同的预测策略，核实模型预测过程中的计算过程。这些都为用户提供了充分的空间，将专家经验与预测系统有机结合，从而提高和保证了预测精度。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种电力规划技术协作与动态智能管理系统，其特征在于：具有如下由如下9个系统模块组成：数据管理模块、电网现状分析模块、电力市场分析模块、电力市场预测模块、项目管理模块、电网规划监督模块、电源规划管理模块、电网规划管理模块和系统管理模块，其中：

基础数据管理模块记录有电网元件信息、电网结构信息、国民经济信息、气象信息、能源信息、电量信息、大用户情况信息和负荷信息；

电网现状分析模块集成有容载比总体分析、变电站负载率分析、变电站负荷概率分布、变电站持续负荷曲线、变电站负载率历年对比内容、变电站最大负荷表、线路负载率分析、线损电量各地对比分析、线损率各地对比分析、电厂发电量分析以及负荷密度各地对比分析各模块；

电力市场分析模块集成有电量分析、负荷分析、国民经济分析、能源分析、综合指标分析、气象环境分析和风电综合信息管理分析各模块；

电力市场预测模块所采用预测分析过程顺次为：策略选择、分析参考、预测期限、综合模型、置信分析，最后形成信息文件，同时顺次通过反推速度、循环跳转、计算机控制自定义逆向调节相关因素映射库中的映射数值；

项目管理模块的步骤依次为：规划阶段、可研阶段、前期阶段、文件管理、查询汇总、统计分析；

电网规划监督模块具有上报时间质量考核、监督指标分析跟踪两个模块；

电源规划管理模块建立规划电厂信息库和规划机组信息库共两个库，其中所述规划电厂的信息库包括：所属电网、电厂名称、所属发电公司、电厂类型、上网电压等级和规划类型，所述规划机组信息库是为规划好的电厂添加机组，所述机组的信息包括：所属电厂、机组名称、机组类型、容量、最大抽水/发电电量、电价、最小出力、规划投资、回收期、强迫停运率、厂用电率、启停费用、固定运行费用、可变运行费用、投产日期、退役日期和接入变电站信息；

电网规划管理模块主要对不能确定的规划变电站和线路通过生成电网规划方案的方式来管理和评估；

系统管理模块主要包括用户管理、角色管理、参数设置、日志管理。

2.如权利要求1所述的一种电力规划技术协作与动态智能管理系统，其特征在于：所述电网规划监督模块中的上报时间质量考核具有月度报表、季度报表和年度报表，对于月度报表和季度报表，系统要自动提取报表的上报时间，通过查询获取需要查找到的各个月份的上报数据并能够打印和导出，而年度报表直接由用户按照划分的权限等级自行填写，

所述电网规划监督模块中的监督指标分析跟踪包括技术监督综合评分和单位排名两个子模块，技术监督综合评分由基础管理和技术监督考核指标两部分组成，其中基础管理权重为70％，技术监督考核指标权重为30％。

3.如权利要求1所述的一种电力规划技术协作与动态智能管理系统，其特征在于：所述电源规划管理模块通过对电源规划方案的管理达到对规划电厂和规划机组的管理，规划电厂信息库和规划机组信息库是规划的公共信息，电源规划方案是不确定的规划信息，每个规划方案根据规划决策不同包含不同的规划内容，在操作中，选择某一个规划方案就表示选中了电源历史数据、电源规划库数据和本规划方案数据。