CN114172146B - 一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，该发明通过数据导入模块、电气计算模块、电力市场分析与预测模块、模拟调度模块、业务需求规划决策模块、差异化规划模块及系统项目管理模块的协同运作，对收集的数据信息进行智能化分析，并通过GIS软件将发电厂、变电站以及输电线路的电气模型、数学模型及地理位置信息实时的显示在系统平台上，在当今大数据时代，解决了现有的电网业务决策系统中收集信息笼统、片面的情况。并且加入的模拟调度功能可以对电网的输电线路、站点变更进行模拟运行，将不同的规划方案进行比对考量，得到电网业务规划方案的最优解。适宜作为一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统应用。

Description

一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统
技术领域
本发明涉及一种电力技术领域电网业务规划辅助系统，特别涉及一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统。
背景技术
电网的发展水平不仅影响着居民的用电质量，更影响着国家能源的消耗水平，为响应“碳达峰”及“碳中和”的国家战略方向。所以合理的对电网进行规划，可以最大程度的保障居民的日常用电质量、降低电网的运营及维护成本。提高电网的安全可靠性。在获得最大经济效益的同时也实现了可持续发展的目标。
但是现有的电网业务基本上只收集电网的运行负荷、用电及售电相关的数据，对发电厂，输电线路以及变电站等地理位置信息和地区经济发展等数据并未收集，这将导致决策系统权衡指标不够全面，在大数据时代，将数据挖掘技术融入到辅助决策系统中，可以提高系统的科学性、准确性以及时效性。
发明内容
为了解决现有的业务需求决策平台难以建立数学模型、电气模型和完整的电网管线资源规划管理的功能的问题，本发明提出了一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，该发明通过数据导入模块、电气计算模块、电力市场分析与预测模块、模拟调度模块、业务需求规划决策模块、差异化规划模块及系统项目管理模块的协同运作，对收集的数据信息进行智能化分析，解决网业务需求合理规划智能决策的技术问题。
本发明解决技术问题所采用的方案是：
一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，包括数据导入模块、电气计算模块、电力市场分析与预测模块、模拟调度模块、业务需求规划决策模块、差异化规划模块及系统项目管理模块，所述数据导入模块，将系统对电网中各划分区域的用户产生的用电量、应缴电费、用电习惯的相关数据信息导入，以及将电网中各级变电站、主变压器、电路走线的地理位置信息的导入、可查询和并实时更新，所述数据导入模块导入的信息供电气计算模块、电力市场分析与预测模块、模拟调度模块、业务需求规划决策模块、差异化规划模块及系统项目管理模块取用及分析；所述电气计算模块，将对数据导入模块导入的数据进行负荷分类、负荷曲线预测及空间负荷预测，并可对采集到的变电站和线路的负荷数据进行潮流计算和无功优化；所述电力市场分析与预测模块，通过数据挖掘技术，对用电负荷、用电习惯、国民经济进行多角度、全方位、多层面的数据分析，并通过现有的数据对后续的走势进行一个系统性的预测，使用户能够了解电力市场的现状及未来需求；所述模拟调度模块，即用户在系统中建立虚拟电网接线方案或不同种类电源如风能、太阳能系列新能源并网的方案，在设置的模拟调度期内对电网电压的稳定情况、机组的出力情况、及安全可靠指标的信息数据进行计算，进而使用户能够对不同的电网规划进行合理性、经济性多方面的比较考虑，同时也减小了不合理接线及安全隐患问题的发生；所述业务需求规划决策模块，利用电网的损耗、短路、N-1校验的技术参数，以及环保性、经济性、安全性及可靠性的多角度考虑，既包含同一地区不同时间的纵向对比，又包含同一地区同一年份不同规划方案之间的横向对比，对不同的电网规划方案进行多层次、多维度的比对分析，进而得出最佳的规划方案，减轻规划职员的工作量，增强规划的科学性；所述差异化规划模块，即满足不同地理环境因素、保障电网正常运营的差异化电网组成结构，根据不同的环境地理情况在满足经济性的基础上选用适配的绝缘子、电缆、独立耐张段的电网连接组成部分；所述实时可视化模块，即建立了一套基于GIS的实时可视化展示操作平台，用户可借助该平台实时的观测发电站、变电站、及输电线路的电气连接图及地理连接图两种交互式的展示方法；并可通过电气计算模块将采集的数据进行潮流计算及无功优化电气计算，将计算结果展示在实时可视化交互展示操作平台上，使规划人员可以动态实时的知道电网的运营现状；所述系统项目管理模块，即将项目从审批到规划，从进行到结项全程跟踪管理，实时监控项目的进展情况，并可将项目的规划及进行结果自动生成文字报告，减轻规划人员的工作压力，规划人员也可通过该模块对操作系统进行升级和维护。
积极效果，电网的业务经过该系统的科学整理，能够有效的提高规划工作的时效性、实用性、以及科学全面性，通过GIS软件将发电厂、变电站以及输电线路的电气模型、数学模型及地理位置信息实时的显示在系统平台上，在当今大数据时代，解决了现有的电网业务决策系统中收集信息笼统、片面的情况。并且加入的模拟调度功能可以对电网的输电线路、站点变更进行模拟运行，将不同的规划方案进行比对考量，得到电网业务规划方案的最优解。提高电网业务需求规划工作的科学性及合理性。适宜作为一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统应用。
附图说明
图1为本发明的系统结构图。
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。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。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。
据图所示，一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，包括数据导入模块、电气计算模块、电力市场分析与预测模块、模拟调度模块、业务需求规划决策模块、差异化规划模块及系统项目管理模块，所述数据导入模块，将系统对电网中各划分区域的用户产生的用电量、应缴电费、用电习惯的相关数据信息导入，以及将电网中各级变电站、主变压器、电路走线的地理位置信息的导入、可查询和并实时更新，所述数据导入模块导入的信息供电气计算模块、电力市场分析与预测模块、模拟调度模块、业务需求规划决策模块、差异化规划模块及系统项目管理模块取用及分析；
所述电气计算模块，将对数据导入模块导入的数据进行负荷分类、负荷曲线预测及空间负荷预测，并可对采集到的变电站和线路的负荷数据进行潮流计算和无功优化；
所述电力市场分析与预测模块，通过数据挖掘技术，对用电负荷、用电习惯、国民经济进行多角度、全方位、多层面的数据分析，并通过现有的数据对后续的走势进行一个系统性的预测，使用户能够了解电力市场的现状及未来需求；
所述模拟调度模块，即用户在系统中建立虚拟电网接线方案或不同种类电源如风能、太阳能系列新能源并网的方案，在设置的模拟调度期内对电网电压的稳定情况、机组的出力情况、及安全可靠指标的信息数据进行计算，进而使用户能够对不同的电网规划进行合理性、经济性多方面的比较考虑，同时也减小了不合理接线及安全隐患问题的发生；
所述业务需求规划决策模块，利用电网的损耗、短路、N-1校验的技术参数，以及环保性、经济性、安全性及可靠性的多角度考虑，既包含同一地区不同时间的纵向对比，又包含同一地区同一年份不同规划方案之间的横向对比，对不同的电网规划方案进行多层次、多维度的比对分析，进而得出最佳的规划方案，减轻规划职员的工作量，增强规划的科学性；
所述差异化规划模块，即满足不同地理环境因素、保障电网正常运营的差异化电网组成结构，根据不同的环境地理情况在满足经济性的基础上选用适配的绝缘子、电缆、独立耐张段的电网连接组成部分；
所述实时可视化模块，即建立了一套基于GIS的实时可视化展示操作平台，用户可借助该平台实时的观测发电站、变电站、及输电线路的电气连接图及地理连接图两种交互式的展示方法；
并可通过电气计算模块将采集的数据进行潮流计算及无功优化电气计算，将计算结果展示在实时可视化交互展示操作平台上，使规划人员可以动态实时的知道电网的运营现状；
所述系统项目管理模块，即将项目从审批到规划，从进行到结项全程跟踪管理，实时监控项目的进展情况，并可将项目的规划及进行结果自动生成文字报告，减轻规划人员的工作压力，规划人员也可通过该模块对操作系统进行升级和维护。
进一步的，所述数据导入模块通过通讯常用接口CIM/SHAPE/SVG，将能量管理系统EMS、电力系统分析综合程序PSASP和地理信息系统GIS进行对接通讯，形成一条完整的电网数据链。
进一步的，所述电气计算模块通过灰色预测模型、弹性系数法以及多元回归法以上多种预测方法进行电网的负荷预测，采用规则的网格分区或者以单元小区面积为基础的非规则分区对空间负荷预测进行分析，采用线性拟合预测方法或者神经网络预测方法对负荷曲线预测进行分析，并对采集到的变电站及线路负荷数据进行潮流计算，并可对计算结果进行无功优化。
进一步的，所述电力市场分析与预测模块，通过数据挖掘技术，对采集到的数据进行基态潮流、过负荷支路信息以及经济费用进行多方面的分析，对电力市场进行一个全面的分析掌控，通过预测结果对电力需求量增多的地区增设输送电装置。
进一步的，所述模拟调度模块，即通过在系统的模拟调度功能中建立规划方案的仿真模型，包括输电线路和变电站以及发电厂的电气元件模型，每个模型都包含着图形数据以及规划计算数据，对该模型进行统计、分析与计算，可实现不同方案之间或者同一方案不同负荷水平下的经济性、安全合理性对比。
进一步的，所述业务需求规划决策模块，其N-1校验即是将电力系统中的任一电子元件从电网中断开，电力系统的稳定性不受影响，电压不会崩溃式的下跌或上升，电网能够正常向用户提供电力。
进一步的，所述差异化规划模块，即电力系统应该能够满足不同自然环境下的稳定输电要求，对于冰区所在的电网，其所在的线路应该提高5~15毫米的覆冰设防标准，增加线路覆冰的实时在线监控装置，采用V型串和增加绝缘子串长的防冰措施，对核心骨干网架上的变电站，应该至少设置一条回出线；对重要的用电设施应该设置为重要负荷供电线路，用户在系统项目管理中通过人机交互可以设置或者了解电力系统中的差异化规划线路的位置。
进一步的，所述系统项目管理模块，用户可在GIS实时可视化展示操作平台上调出电网项目的规划、可研设计及前期准备的项目文件，并且能在操作界面上对项目的进行程度进行追踪与调整，并且可以对电网的地理连接图和电气连接图、数据模块计算出的结果报表、电力负荷分析与预测模块的输出结果自动生成打印文件，节省了规划人员的时间。
本发明有益之处在于电网的业务经过该系统的科学整理，能够有效的提高规划工作的时效性、实用性、以及科学全面性，通过GIS软件将发电厂、变电站以及输电线路的电气模型、数学模型及地理位置信息实时的显示在系统平台上，在当今大数据时代，解决了现有的电网业务决策系统中收集信息笼统、片面的情况。并且加入的模拟调度功能可以对电网的输电线路、站点变更进行模拟运行，将不同的规划方案进行比对考量，得到电网业务规划方案的最优解。提高电网业务需求规划工作的科学性及合理性。适宜作为一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统应用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，包括数据导入模块、电气计算模块、电力市场分析与预测模块、模拟调度模块、业务需求规划决策模块、差异化规划模块及系统项目管理模块，其特征在于：
所述数据导入模块，将系统对电网中各划分区域的用户产生的用电量、应缴电费、用电习惯的相关数据信息导入，以及将电网中各级变电站、主变压器、电路走线的地理位置信息的导入、可查询和并实时更新，所述数据导入模块导入的信息供电气计算模块、电力市场分析与预测模块、模拟调度模块、业务需求规划决策模块、差异化规划模块及系统项目管理模块取用及分析；
所述电气计算模块，将对数据导入模块导入的数据进行负荷分类、负荷曲线预测及空间负荷预测，并可对采集到的变电站和线路的负荷数据进行潮流计算和无功优化；
所述电力市场分析与预测模块，通过数据挖掘技术，对用电负荷、用电习惯、国民经济进行多角度、全方位、多层面的数据分析，并通过现有的数据对后续的走势进行一个系统性的预测，使用户能够了解电力市场的现状及未来需求；
所述模拟调度模块，即用户在系统中建立虚拟电网接线方案或不同种类电源如风能、太阳能系列新能源并网的方案，在设置的模拟调度期内对电网电压的稳定情况、机组的出力情况、及安全可靠指标的信息数据进行计算，进而使用户能够对不同的电网规划进行合理性、经济性多方面的比较考虑，同时也减小了不合理接线及安全隐患问题的发生；
所述业务需求规划决策模块，利用电网的损耗、短路、N-1校验的技术参数，以及环保性、经济性、安全性及可靠性的多角度考虑，既包含同一地区不同时间的纵向对比，又包含同一地区同一年份不同规划方案之间的横向对比，对不同的电网规划方案进行多层次、多维度的比对分析，进而得出最佳的规划方案，减轻规划职员的工作量，增强规划的科学性；
所述差异化规划模块，即满足不同地理环境因素、保障电网正常运营的差异化电网组成结构，根据不同的环境地理情况在满足经济性的基础上选用适配的绝缘子、电缆、独立耐张段的电网连接组成部分；
所述实时可视化模块，即建立了一套基于GIS的实时可视化展示操作平台，用户可借助该平台实时的观测发电站、变电站、及输电线路的电气连接图及地理连接图两种交互式的展示方法；
并可通过电气计算模块将采集的数据进行潮流计算及无功优化电气计算，将计算结果展示在实时可视化交互展示操作平台上，使规划人员可以动态实时的知道电网的运营现状；
所述系统项目管理模块，即将项目从审批到规划，从进行到结项全程跟踪管理，实时监控项目的进展情况，并可将项目的规划及进行结果自动生成文字报告，减轻规划人员的工作压力，规划人员也可通过该模块对操作系统进行升级和维护。
2.根据权利要求1所述的一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，其特征在于：
所述数据导入模块通过通讯常用接口CIM/SHAPE/SVG，将能量管理系统EMS、电力系统分析综合程序PSASP和地理信息系统GIS进行对接通讯，形成一条完整的电网数据链。
3.根据权利要求1所述的一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，其特征在于：
所述电气计算模块通过灰色预测模型、弹性系数法以及多元回归法以上多种预测方法进行电网的负荷预测，采用规则的网格分区或者以单元小区面积为基础的非规则分区对空间负荷预测进行分析，采用线性拟合预测方法或者神经网络预测方法对负荷曲线预测进行分析，并对采集到的变电站及线路负荷数据进行潮流计算，并可对计算结果进行无功优化。
4.根据权利要求1所述的一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，其特征在于：
所述电力市场分析与预测模块，通过数据挖掘技术，对采集到的数据进行基态潮流、过负荷支路信息以及经济费用进行多方面的分析，对电力市场进行一个全面的分析掌控，通过预测结果对电力需求量增多的地区增设输送电装置。
5.根据权利要求1所述的一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，其特征在于：
所述模拟调度模块，即通过在系统的模拟调度功能中建立规划方案的仿真模型，包括输电线路和变电站以及发电厂的电气元件模型，每个模型都包含着图形数据以及规划计算数据，对该模型进行统计、分析与计算，可实现不同方案之间或者同一方案不同负荷水平下的经济性、安全合理性对比。
6.根据权利要求1所述的一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，其特征在于：
所述业务需求规划决策模块，其N-1校验即是将电力系统中的任一电子元件从电网中断开，电力系统的稳定性不受影响，电压不会崩溃式的下跌或上升，电网能够正常向用户提供电力。
7.根据权利要求1所述的一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，其特征在于：
所述差异化规划模块，即电力系统应该能够满足不同自然环境下的稳定输电要求，对于冰区所在的电网，其所在的线路应该提高5~15毫米的覆冰设防标准，增加线路覆冰的实时在线监控装置，采用V型串和增加绝缘子串长的防冰措施，对核心骨干网架上的变电站，应该至少设置一条回出线；对重要的用电设施应该设置为重要负荷供电线路，用户在系统项目管理中通过人机交互可以设置或者了解电力系统中的差异化规划线路的位置。
8.根据权利要求1所述的一种实时可视化电网业务需求规划智能辅助决策系统，其特征在于：
所述系统项目管理模块，用户可在GIS实时可视化展示操作平台上调出电网项目的规划、可研设计及前期准备的项目文件，并且能在操作界面上对项目的进行程度进行追踪与调整，并且可以对电网的地理连接图和电气连接图、数据模块计算出的结果报表、电力负荷分析与预测模块的输出结果自动生成打印文件，节省了规划人员的时间。
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