CN113344741A - 一种电力系统理论线损云计算系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力系统理论线损云计算系统及方法，其中系统包括：理论线损云计算平台和云数据库；理论线损云计算平台包括：图形模块、采集模块、数据维护模块、理论计算模块、分析模块、控制中心模块；图形模块用于绘制电网拓扑结构图，采集模块用于实时获取实际电网信息数据；数据维护模块用于将实际电网信息数据配置到电网拓扑结构图中；理论计算模块用于对拓扑结构图的理论线损进行分级计算；分析模块用于将分级计算的结果进行汇总，生成报表，控制中心模块用于对各分级电网的账户、服务器及数据的集中管理；本发明具有理论线损计算便捷、建设成本低、可扩展性强等特点，还能够实现多用户、多数据、多资源的集中式管理。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统理论线损计算分析领域，特别是涉及一种电力系统理论线损云计算系统及方法。
背景技术
线损是电能传输过程中产生的电能损耗，线损率是衡量电网运行管理水平的指标，也是智能电网规划、建设中的重要参考依据。理论线损计算能够综合地反映电网规划设计水平、电网建设水平、技术进步水平，以及生产运行和经营管理水平，也是供电企业的一项重要技术管理手段。随着电网规模的扩大，理论线损计算的重要性日益凸显，如何精确计算当前电网网络的损耗情况，如何采取有效的措施降低线损成为节能减排工作中的重点。但是线损管理较其它工作存在一定特殊性，维护期的数据采集和信息维护要求连续不中断，工作量均匀分布在整个时间轴上，同时还存在损耗计算和结果分析工作量较大的计算期，即存在显著的大规模突发计算量，尤其是大规模电网表现更加突出。现有的理论线损计算系统主要存在以下不足：
(1)现有的理论线损计算系统往往采用独立设计、独立建设、自行维护的模式，存在建设周期长，建设成本高，维护不到位，拓展不灵活等问题；
(2)多个分管部门的计算结果汇总困难，不能做出及时全面的分析，另外还存在计算标准不统一、不规范的情况；
(3)此外，负荷实测和线损理论计算对数据的同时性、准确性等要求较高，目前采用的离线计算等方式在一定程度上影响实测的精度和计算精度；
(4)目前理论线损计算系统的建设方案没有很好地应用新的技术，不可实现计算、存储、网络资源等的弹性伸缩，会造成硬件资源的重复建设和投资的浪费，建设成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种电力系统理论线损云计算系统及实现方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够解决现有的电力系统理论线损计算建设成本高、扩展不灵活、计算标准不统一、不规范、实时性低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种电力系统理论线损云计算系统及方法，包括：
一种电力系统理论线损云计算系统，包括：理论线损云计算平台和云数据库，其特征在于,所述理论线损云计算平台包括：图形模块、采集模块、数据维护模块、理论计算模块、分析模块、控制中心模块；
所述图形模块用于绘制电网拓扑结构图；
所述采集模块用于实时获取实际电网信息数据；
所述数据维护模块用于将所述实际电网信息数据配置到所述图形模块绘制的电网拓扑结构图中；
所述理论计算模块用于对完成配置的电网拓扑结构图的理论线损进行分级计算；
所述分析模块用于将所述理论计算模块分级计算的结果进行汇总，并生成报表；
所述控制中心模块用于对各分级电网的账户、服务器及数据的集中管理；还用于对整个所述理论线损云计算平台的待处理任务进行配置、管理和调度；
所述云数据库用于存储所述理论分析模块的分级计算结果和所述分析模块的汇总结果及报表。
优选地，所述图形模块包括图像编辑子模块和网络拓扑分析子模块；
所述图像编辑子模块通过电力系统图形符号绘制电网拓扑结构图；
所述网络拓扑分析子模块根据电力系统的刀闸开关状态自动更新所述电网拓扑结构图连接关系。
优选地，所述采集模块包括对时子模块和接口子模块；
所述对时子模块用于与GPS时钟同步，并与电表对时；
所述接口子模块用于实时获取实际电网信息数据。
优选地，所述数据维护模块包括若干维护子模块，若干所述维护子模块分别用于对电力系统各分管单位用户的所述电网拓扑结构图进行实时更新。
优选地，所述理论计算模块采用分压、分区、分线和分台区的方式对理论线损进行计算。
优选地，所述分析模块包括汇总子模块和统计报表子模块；
所述汇总子模块用于将所述理论计算模块分级计算的结果进行汇总；
所述统计报表子模块用于对所述汇总子模块的汇总结果生成报表。
优选地，所述控制中心模块包括若干计算节点虚拟机，通过自动增开或减少计算节点虚拟机的数量控制运行资源的伸缩。
一种电力系统理论线损云计算方法，包括：
获取用户的访问请求；
基于用户的访问请求绘制电网拓扑结构图；
基于用户的访问请求采集实时电网信息数据；
基于采集到的所述实时电网信息数据配置所述电网拓扑结构图，得到带有电网信息的主接线图；
对所述主接线图的理论线损进行分级计算，得到分级计算结果；
对所述分级计算结果进行汇总，并生成报表。
本申请的技术方案的有益效果：本发明提供的电力系统理论线损云计算系统及方法，通过图形模块在线实现主接线图的绘制，并能够将绘制的图形以文件的形式保存到本地计算机，解决了绘图版本不一致等诸多单机版绘图软件的缺点；通过采集模块与GPS时钟同步，与电表对时，并且采集模块直接从具有与GPS对时的SCADA、GIS、计量自动化系统获取数据，保证了数据的实时性与统一性；通过理论计算模块按时计算分压、分区、分线和分台区的理论线损值，明确指定线路、元件或区域的线损合理范围，并通过控制中心模块能够实现多用户、多数据、多资源的集中式管理，为大规模电力网络的优化设计、电力系统运行的经济性及供电质量的提高提供强有力的支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的理论线损云计算系统的架构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种电力系统理论线损云计算系统，包括：部署在虚拟私有云中的理论线损云计算平台和云数据库；
理论线损云计算平台包括：图形模块、采集模块、数据维护模块、理论计算模块、分析模块、控制中心模块；
其中图形模块包括图像编辑子模块和网络拓扑分析子模块；图像编辑子模块中包含电力系统图形符号，如：发电机、变压器、开关等；并且图像编辑子模块还可以对不同的电压等级进行不同颜色的标识；还可以对单个或者多个图形进行复制粘贴，也可以通过数据维护模块将电力系统的电网接线图直接导入，转换为电网拓扑结构图。
并且，通过图像编辑子模块绘制的电网拓扑结构图能够以文件的形式保存至本地计算机。
网络拓扑分析子模块基于电力系统的刀闸开关状态，对图像编辑子模块绘制的电网拓扑结构图进行网络结构分析，对电网拓扑结构图进行节点-支路的判断，自动完成线路、节点、变压器等的编号，并将支路电流、节点电压、有功功率、无功功率、有功电量、无功电量等参数与电网拓扑结构图的节点或支路进行联接。
采集模块包括对时子模块和接口子模块；
对时子模块与GSP时钟同步，再与电表对时，同时还与采集装置对时，采集装置为外部设备，具体为SCADA系统、GIS系统、计量自动化系统；
接口子模块为CIM数据接口，通过CIM数据接口从SCADA系统、GIS系统、计量自动化系统获取电网主接线图、元件参数以及支路电流、节点电压、有功功率、无功功率、有功电量、无功电量等实际电网信息数据。
并且，通过从SCADA系统、GIS系统、计量自动化系统获取的数据能够直接用于理论线损计算。
数据维护模块包括若干维护子模块；电力系统中各分管单位用户通过各自的维护子模块根据实际电网信息数据对电网拓扑结构图进行实时更新，能够完成各分管单位管辖范围内的网架数据的管理。
理论计算模块采用分压、分区、分线和分台区的方式对理论线损进行计算，并且理论计算模块是对各分管单位用户管辖范围内的理论线损的计算。
分析模块包括汇总子模块和统计报表子模块；
汇总子模块能够对理论计算模块分级计算的结果进行汇总；还能够对各分管单位的电网拓扑结构图中网架数据进行拼接，还能够对各分管单位用户管辖范围内理论线损的计算数据和计算结果进行拼接；
统计报表子模块将汇总子模块拼接汇总的结果进行统计，并生成报表。
控制中心模块采用虚拟化技术，控制中心模块还包括若干计算节点虚拟机，通过自动增开或减少计算集结点虚拟机的数量实现运行资源的快速伸缩，用于能够适应理论线损计算的突发性计算量。
理论线损云计算平台和云数据库部署在私有云中，能够实现云服务器性能和云数据库存储的弹性；
云数据库存储理论分析模块的分级计算结果和分析模块的汇总结果及报表。
基于上述的电力系统理论线损云计算系统来实现的一种电力系统理论线损云计算方法，包括：
S1：获取用户的访问请求；
用户通过授权的终端在浏览器上访问理论线损云计算系统，控制中心模块接收到请求后，根据用户需求控制相应模块开启，如用户需要绘制电网拓扑结构图，则开启图形模块。
S2：基于用户的访问请求绘制电网拓扑结构图；
图形模块根据用户的需求绘制电网拓扑结构图，其中通过图像编辑子模块将主网、配网的网络拓扑结构和各元件参数在图上绘制出来，再通过网络拓扑分析子模块基于电力系统的刀闸开关状态，对图像编辑子模块绘制的电网拓扑结构图进行网络结构分析，对电网拓扑结构图进行节点-支路的判断，自动完成线路、节点、变压器等的编号，并将支路电流、节点电压、有功功率、无功功率、有功电量、无功电量等参数与电网拓扑结构图的节点或支路进行联接。
S3：基于用户的访问请求采集实时电网信息数据；
基于用户的访问请求，对时子模块与GSP时钟同步，再与电表对时，同时还与SCADA系统、GIS系统、计量自动化系统进行对时，对时完成后，通过CIM数据接口从SCADA系统、GIS系统、计量自动化系统获取电网主接线图、元件参数以及支路电流、节点电压、有功功率、无功功率、有功电量、无功电量等实际电网信息数据。
S4：基于采集到的所述实时电网信息数据配置所述电网拓扑结构图，得到带有电网信息的主接线图；
用户通过各自的维护子模块根据实际电网信息数据对电网拓扑结构图进行实时更新，得到带有电网信息的主接线图。
S5：对所述主接线图的理论线损进行分级计算，得到分级计算结果；
理论计算模块采用分压、分区、分线和分台区的方式对带有电网信息的主接线图理论线损进行计算。
S6：对所述分级计算结果进行汇总，并生成报表。
分析模块中的汇总子模块对理论线损分级计算结果进行拼接，统计报表子模块对汇总子模块拼接的结果进行统计，并生成报表。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种电力系统理论线损云计算系统，包括理论线损云计算平台和云数据库，其特征在于,所述理论线损云计算平台包括：图形模块、采集模块、数据维护模块、理论计算模块、分析模块、控制中心模块；
所述图形模块用于绘制电网拓扑结构图；
所述采集模块用于实时获取实际电网信息数据；
所述数据维护模块用于将所述实际电网信息数据配置到所述图形模块绘制的电网拓扑结构图中；
所述理论计算模块用于对完成配置的所述电网拓扑结构图的理论线损进行分级计算；
所述分析模块用于将所述理论计算模块分级计算的结果进行汇总，并生成报表；
所述控制中心模块用于对各分级电网的账户、服务器及数据的集中管理；还用于对整个所述理论线损云计算平台的待处理任务进行配置、管理和调度；
所述云数据库用于存储所述理论分析模块的分级计算结果和所述分析模块的汇总结果及报表。
2.根据权利要求1所述的一种电力系统理论线损云计算系统，其特征在于：
所述图形模块包括图像编辑子模块和网络拓扑分析子模块；
所述图像编辑子模块通过电力系统图形符号绘制所述电网拓扑结构图；
所述网络拓扑分析子模块根据电力系统的刀闸开关状态自动更新所述电网拓扑结构图连接关系。
3.根据权利要求1所述的一种电力系统理论线损云计算系统，其特征在于：
所述采集模块包括对时子模块和接口子模块；
所述对时子模块用于与GPS时钟同步，并与电表对时；
所述接口子模块用于实时获取所述实际电网信息数据。
4.根据权利要求1所述的一种电力系统理论线损云计算系统，其特征在于：
所述数据维护模块包括若干维护子模块，若干所述维护子模块分别用于对电力系统各分管单位用户的所述电网拓扑结构图进行实时更新。
5.根据权利要求1所述的一种电力系统理论线损云计算系统，其特征在于：
所述理论计算模块采用分压、分区、分线和分台区的方式对理论线损进行计算。
6.根据权利要求1所述的一种电力系统理论线损云计算系统，其特征在于：
所述分析模块包括汇总子模块和统计报表子模块；
所述汇总子模块用于将所述理论计算模块分级计算的结果进行汇总；
所述统计报表子模块用于对所述汇总子模块的汇总结果生成报表。
7.根据权利要求1所述的一种电力系统理论线损云计算系统，其特征在于：
所述控制中心模块包括若干计算节点虚拟机，通过自动增开或减少所述计算节点虚拟机的数量控制运行资源的伸缩。
8.一种电力系统理论线损云计算方法，其特征在于：包括：
获取用户的访问请求；
基于用户的访问请求绘制电网拓扑结构图；
基于用户的访问请求采集实时电网信息数据；
基于采集到的所述实时电网信息数据配置所述电网拓扑结构图，得到带有电网信息的主接线图；
对所述主接线图的理论线损进行分级计算，得到分级计算结果；
对所述分级计算结果进行汇总，并生成报表。
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