CN104268328A - 基于实时数据的电磁合环导电操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于实时数据的电磁合环导电操作系统，包括数据层模块和应用层模块，所述数据层模块包括图形建模、实时数据和数据管理，所述应用层模块包括潮流计算和电磁合环计算。本发明的电磁合环倒电操作系统建立在SCADA潮流计算的基础上，基于图形界面、面向用户需求开发，特别适合地县级调度系统使用，借助本发明可以极大提高计算工作的自动化水平，规范专业管理工作的管理水平，不仅减少了手动建模的工作量，还保证了数据的正确性和一致性，是一套具有很强实用价值的电磁合环导电操作系统，对于决策运行方式和提高电网管理水平上具有巨大的意义。

Description

基于实时数据的电磁合环导电操作系统

技术领域：

本发明涉及一种基于实时数据的电磁合环导电操作系统，属于电力系统供电方式技术领域。

背景技术：

随着电力系统的发展，用户对供电可靠性的要求越来越高。短时停电的倒电方式已经不再适合当今的电网，合环操作成为电力系统运行操作中必不可少的环节，选择适当的供电路径进行合环操作可以提高配电网运行的经济性和可靠性。为了避免资源浪费，利用系统之间的数据交换研发了本发明的基于SCADA实时数据的电磁合环导电操作系统，国内外对电磁合环倒电操作分析研究较少，通常以严格的规章制度来规范配网电磁环网倒电操作的每一个环节，如计算、核相、流程、统计等；以快速准确的计算结果为理论依据；以符合实际的现场

核相为操作条件，确保每一次配网电磁合环倒电操作安全顺利。

本发明基于SCADA（实时）数据的电磁合环倒电操作系统建立在SCADA潮流计算的基础上，基于图形界面、面向用户需求开发，特别适合地县级调度系统使用。借助该系统可以极大提高计算工作的自动化水平，规范专业管理工作的管理水平，对于决策运行方式和提高电网管理水平上具有巨大的意义。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于实时数据的电磁合环导电操作系统，可以极大提高计算工作的自动化水平。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种基于实时数据的电磁合环导电操作系统，包括数据层模块和应用层模块，其特征在于：所述数据层模块包括图形建模、实时数据和数据管理，所述应用层模块包括潮流计算和电磁合环计算；

①图形建模：系统在图形建模模块可以绘制电网模型的所有电气元件，通过元件之间的系统接线构成整个电网的物理模型；可以实现元件的参数输入、参数修改和参数保存等功能；可以使所有软件使用者共同维护同一电网模型，并在其上开展计算工作，保障数据交互的实时性；

②实时数据：具有先进的传感量测技术和信息通信技术，完善的数据采集与实时监视控制系统，能够通过数据交互从实时系统获取潮流计算所需的实时数据，同时通过对实时数据的处理获取潮流、电磁合环所需要的数据；

A、实时数据获取：实时系统数据库中存放了大量电力设备的模型和拓扑关系，数据的可重复利用性很强，将实时系统的数据文件放入公共交换区，电磁合环倒电操作系统通过读取公共交换区的实时数据文件，并通过对遥信量、遥测量文件解析获取到电磁合环系统所需的实时数据；

B、实时状态修正：由于遥信设备故障等问题，遥信开关获取的实时运行状态并非完全正确，为了保证计算准确性需要对这些开关状态进行修正；系统对遥测量开关状态为开以及对于遥测量无值而遥测量开关状态为合的状态可疑的开关，程序做出了统计并给出了建议的开关状态，用户可以根据实际的开关运行状态进行检查修正；

C、实时数据效验：对应于遥信数据的不完全正确性，遥测量同样不能保证完全；对于开关上获取负荷可疑的数据以及变压器的档位投入等数据，系统也给出了统计和修改的方案，用户可根据实际情况进行数据的修正；

D、数据保存：为了提高系统的实用性和灵活性，系统进行了多套负荷方案和多种运行方式设计，通过数据交互获取的SCADA实时数据，可以将负荷方案和开关状态分别存储与系统设计的某一种方案中，潮流计算时可以选取保存的方案进行计算；

③潮流计算：为了解决配网存在的R/X比值较大、潮流计算程序不收敛的问题，改进了潮流计算算法，改进后的算法用于高压输电网的潮流解算、低压配电网的潮流解算以及二者混合计算的潮流问题，处理多平衡节点问题，只需输入各平衡节点的电压幅值和相位角，计算出的系统不平衡功率部分将自动在各平衡节点间进行分摊；同时解算相互解列的几个子系统的潮流问题，甚至某些子系统退化成孤立节点也不会影响其他子系统潮流解算多配电馈线的潮流问题，而无需一个馈线一个馈线地分别计算；

④电磁合环计算：电磁合环计算在图形建模的基础上，通过获取SCADA实时数据，以潮流计算为基础计算出不同运行方式下电磁环网前两条线路在合环点两侧的相角差和电压差，合环瞬间的冲击电流计算以及环网内所有设备是否过载及继电保护是否满足要求，各级母线电压是否在合规范围之内等条件给出合环指导意见；对于不具备电磁环网电操作条件的线路能够智能提示应如何改变相应运行方式或参数；合环完毕自动生成合环报告，同时系统还给出电磁合环前后的潮流分布、有功和无功分布且以电子表格展示以供分析评价；

⑤数据管理：潮流、电磁合环计算涉及到下列数据：输入数据、中间数据、输出数据；为了方便地管理和查询这些数据，系统采用ADO数据访问方式分类，设计大量的数据库表单进行数据存取，采用资源方式树进行查询。

本发明的积极有益效果如下：

1、本发明电网图形模型建立以后，电网图形按照电网结构建立电网资源树，资源树和电网图形动态连接，实现资源树导航和定位等功能；电网根据其实际运行状态建立运行方式树，每种运行方式都可以对应其唯一的电网运行状态，便于不同方式的运算切换，实用性较强；图形分层分区展示，操作简单、界面友好；区域树、属性框和接线图三种方式完整的展现了电网图形模型，该系统的图形建模功能为用户提供了简单实用的建模平台。

2、本发明的潮流计算具有以下功能：

①计算模型自动生成功能：自动分析电网链接关系，自动分析电网的网络拓扑关系，生成潮流计算所需的数学模型；

②提供计算控制变量的输入接口，可人工控制干预计算的精度和潮流迭代的精度；

③提供各母线节点的电压幅值、电压相角发电机有功、发电机无功、负荷有功和负荷无功；提供线路和变压器功率损耗以及传输功率；提供线路、变压器的过载安全提示；提供系统各区域网损以及系统总网损等所有朝流计算所需的数据；

④多种方式展示潮流计算数据：可以图形化显示计算结果；可以按Excel格式和纯文本格式输出计算结果；可以右键菜单显示计算结果，还可有条形图直观展示结果，同时，可以自动生成潮流计算报告结果；

⑤能够自动记录PF的使用过程及自动保存相关断面；

⑥支持多份相互独立的潮流计算；

⑦可根据需要任意设置运行方式，操作应灵活方便，能很快进入新的运行状态中。

3、本发明基于实时数据的电磁合环倒电操作系统建立在SCADA潮流计算的基础上，基于图形界面、面向用户需求开发，特别适合地县级调度系统使用。借助该系统可以极大提高计算工作的自动化水平，规范专业管理工作的管理水平，对于决策运行方式和提高电网管理水平上具有巨大的意义。

附图说明：

图1为本发明的系统功能模块结构示意图；

图2为本发明中实时数据获取的流程示意图；

图3为本发明中电磁合环计算的流程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的解释和说明：

参见图1、图2和图3，一种基于实时数据的电磁合环导电操作系统，包括数据层模块和应用层模块，数据层模块包括图形建模、实时数据和数据管理，应用层模块包括潮流计算和电磁合环计算；

①图形建模：系统在图形建模模块可以绘制电网模型的所有电气元件，通过元件之间的系统接线构成整个电网的物理模型；可以实现元件的参数输入、参数修改和参数保存等功能；可以使所有软件使用者共同维护同一电网模型，并在其上开展计算工作，保障数据交互的实时性；

②实时数据：具有先进的传感量测技术和信息通信技术，完善的数据采集与实时监视控制系统，能够通过数据交互从实时系统获取潮流计算所需的实时数据，同时通过对实时数据的处理获取潮流、电磁合环所需要的数据；

A、实时数据获取：实时系统数据库中存放了大量电力设备的模型和拓扑关系，数据的可重复利用性很强，将实时系统的数据文件放入公共交换区，电磁合环倒电操作系统通过读取公共交换区的实时数据文件，并通过对遥信量、遥测量文件解析获取到电磁合环系统所需的实时数据；

B、实时状态修正：由于遥信设备故障等问题，遥信开关获取的实时运行状态并非完全正确，为了保证计算准确性需要对这些开关状态进行修正；系统对遥测量开关状态为开以及对于遥测量无值而遥测量开关状态为合的状态可疑的开关，程序做出了统计并给出了建议的开关状态，用户可以根据实际的开关运行状态进行检查修正；

C、实时数据效验：对应于遥信数据的不完全正确性，遥测量同样不能保证完全；对于开关上获取负荷可疑的数据以及变压器的档位投入等数据，系统也给出了统计和修改的方案，用户可根据实际情况进行数据的修正；

D、数据保存：为了提高系统的实用性和灵活性，系统进行了多套负荷方案和多种运行方式设计，通过数据交互获取的SCADA实时数据，可以将负荷方案和开关状态分别存储与系统设计的某一种方案中，潮流计算时可以选取保存的方案进行计算；

③潮流计算：为了解决配网存在的R/X比值较大、潮流计算程序不收敛的问题，改进了潮流计算算法，改进后的算法用于高压输电网的潮流解算、低压配电网的潮流解算以及二者混合计算的潮流问题，处理多平衡节点问题，只需输入各平衡节点的电压幅值和相位角，计算出的系统不平衡功率部分将自动在各平衡节点间进行分摊；同时解算相互解列的几个子系统的潮流问题，甚至某些子系统退化成孤立节点也不会影响其他子系统潮流解算多配电馈线的潮流问题，而无需一个馈线一个馈线地分别计算；

④电磁合环计算：电磁合环计算在图形建模的基础上，通过获取SCADA实时数据，以潮流计算为基础计算出不同运行方式下电磁环网前两条线路在合环点两侧的相角差和电压差，合环瞬间的冲击电流计算以及环网内所有设备是否过载及继电保护是否满足要求，各级母线电压是否在合规范围之内等条件给出合环指导意见；对于不具备电磁环网电操作条件的线路能够智能提示应如何改变相应运行方式或参数；合环完毕自动生成合环报告，同时系统还给出电磁合环前后的潮流分布、有功和无功分布且以电子表格展示以供分析评价；

⑤数据管理：潮流、电磁合环计算涉及到下列数据：输入数据、中间数据、输出数据；为了方便地管理和查询这些数据，系统采用ADO数据访问方式分类，设计大量的数据库表单进行数据存取，采用资源方式树进行查询。

本发明基于实时数据的电磁合环倒电操作系统建立在SCADA潮流计算的基础上，基于图形界面、面向用户需求开发，特别适合地县级调度系统使用。借助该系统可以极大提高计算工作的自动化水平，规范专业管理工作的管理水平，对于决策运行方式和提高电网管理水平上具有巨大的意义。

Claims (1)

1.一种基于实时数据的电磁合环导电操作系统，包括数据层模块和应用层模块，其特征在于：所述数据层模块包括图形建模、实时数据和数据管理，所述应用层模块包括潮流计算和电磁合环计算；

①图形建模：系统在图形建模模块可以绘制电网模型的所有电气元件，通过元件之间的系统接线构成整个电网的物理模型；可以实现元件的参数输入、参数修改和参数保存等功能；可以使所有软件使用者共同维护同一电网模型，并在其上开展计算工作，保障数据交互的实时性；

②实时数据：具有先进的传感量测技术和信息通信技术，完善的数据采集与实时监视控制系统，能够通过数据交互从实时系统获取潮流计算所需的实时数据，同时通过对实时数据的处理获取潮流、电磁合环所需要的数据；

A、实时数据获取：实时系统数据库中存放了大量电力设备的模型和拓扑关系，数据的可重复利用性很强，将实时系统的数据文件放入公共交换区，电磁合环倒电操作系统通过读取公共交换区的实时数据文件，并通过对遥信量、遥测量文件解析获取到电磁合环系统所需的实时数据；

B、实时状态修正：由于遥信设备故障等问题，遥信开关获取的实时运行状态并非完全正确，为了保证计算准确性需要对这些开关状态进行修正；系统对遥测量开关状态为开以及对于遥测量无值而遥测量开关状态为合的状态可疑的开关，程序做出了统计并给出了建议的开关状态，用户可以根据实际的开关运行状态进行检查修正；

C、实时数据效验：对应于遥信数据的不完全正确性，遥测量同样不能保证完全；对于开关上获取负荷可疑的数据以及变压器的档位投入等数据，系统也给出了统计和修改的方案，用户可根据实际情况进行数据的修正；

D、数据保存：为了提高系统的实用性和灵活性，系统进行了多套负荷方案和多种运行方式设计，通过数据交互获取的SCADA实时数据，可以将负荷方案和开关状态分别存储与系统设计的某一种方案中，潮流计算时可以选取保存的方案进行计算；

③潮流计算：为了解决配网存在的R/X比值较大、潮流计算程序不收敛的问题，改进了潮流计算算法，改进后的算法用于高压输电网的潮流解算、低压配电网的潮流解算以及二者混合计算的潮流问题，处理多平衡节点问题，只需输入各平衡节点的电压幅值和相位角，计算出的系统不平衡功率部分将自动在各平衡节点间进行分摊；同时解算相互解列的几个子系统的潮流问题，甚至某些子系统退化成孤立节点也不会影响其他子系统潮流解算多配电馈线的潮流问题，而无需一个馈线一个馈线地分别计算；

④电磁合环计算：电磁合环计算在图形建模的基础上，通过获取SCADA实时数据，以潮流计算为基础计算出不同运行方式下电磁环网前两条线路在合环点两侧的相角差和电压差，合环瞬间的冲击电流计算以及环网内所有设备是否过载及继电保护是否满足要求，各级母线电压是否在合规范围之内等条件给出合环指导意见；对于不具备电磁环网电操作条件的线路能够智能提示应如何改变相应运行方式或参数；合环完毕自动生成合环报告，同时系统还给出电磁合环前后的潮流分布、有功和无功分布且以电子表格展示以供分析评价；

⑤数据管理：潮流、电磁合环计算涉及到下列数据：输入数据、中间数据、输出数据；为了方便地管理和查询这些数据，系统采用ADO数据访问方式分类，设计大量的数据库表单进行数据存取，采用资源方式树进行查询。