基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)層模塊和應用層模塊，所述數(shù)據(jù)層模塊包括圖形建模、實時數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理，所述應用層模塊包括潮流計算和電磁合環(huán)計算。本發(fā)明的電磁合環(huán)倒電操作系統(tǒng)建立在SCADA潮流計算的基礎上，基于圖形界面、面向用戶需求開發(fā)，特別適合地縣級調(diào)度系統(tǒng)使用，借助本發(fā)明可以極大提高計算工作的自動化水平，規(guī)范專業(yè)管理工作的管理水平，不僅減少了手動建模的工作量，還保證了數(shù)據(jù)的正確性和一致性，是一套具有很強實用價值的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)，對于決策運行方式和提高電網(wǎng)管理水平上具有巨大的意義。
【專利說明】 基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)
[0001]【技術領域】:
本發(fā)明涉及一種基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)供電方式【技術領域】。
[0002]【背景技術】:
隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，用戶對供電可靠性的要求越來越高。短時停電的倒電方式已經(jīng)不再適合當今的電網(wǎng)，合環(huán)操作成為電力系統(tǒng)運行操作中必不可少的環(huán)節(jié)，選擇適當?shù)墓╇娐窂竭M行合環(huán)操作可以提高配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性和可靠性。為了避免資源浪費，利用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換研發(fā)了本發(fā)明的基于SCADA實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)，國內(nèi)外對電磁合環(huán)倒電操作分析研究較少，通常以嚴格的規(guī)章制度來規(guī)范配網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)倒電操作的每一個環(huán)節(jié)，如計算、核相、流程、統(tǒng)計等；以快速準確的計算結果為理論依據(jù)；以符合實際的現(xiàn)場
核相為操作條件，確保每一次配網(wǎng)電磁合環(huán)倒電操作安全順利。
[0003]本發(fā)明基于SCADA (實時)數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)倒電操作系統(tǒng)建立在SCADA潮流計算的基礎上，基于圖形界面、面向用戶需求開發(fā)，特別適合地縣級調(diào)度系統(tǒng)使用。借助該系統(tǒng)可以極大提高計算工作的自動化水平，規(guī)范專業(yè)管理工作的管理水平，對于決策運行方式和提高電網(wǎng)管理水平上具有巨大的意義。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)，可以極大提高計算工作的自動化水平。
[0005]本發(fā)明為解決技術問題所采取的技術方案是:
一種基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)層模塊和應用層模塊，其特征在于:所述數(shù)據(jù)層模塊包括圖形建模、實時數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理，所述應用層模塊包括潮流計算和電磁合環(huán)計算；
①圖形建模:系統(tǒng)在圖形建模模塊可以繪制電網(wǎng)模型的所有電氣元件，通過元件之間的系統(tǒng)接線構成整個電網(wǎng)的物理模型；可以實現(xiàn)元件的參數(shù)輸入、參數(shù)修改和參數(shù)保存等功能；可以使所有軟件使用者共同維護同一電網(wǎng)模型，并在其上開展計算工作，保障數(shù)據(jù)交互的實時性；
②實時數(shù)據(jù):具有先進的傳感量測技術和信息通信技術，完善的數(shù)據(jù)采集與實時監(jiān)視控制系統(tǒng)，能夠通過數(shù)據(jù)交互從實時系統(tǒng)獲取潮流計算所需的實時數(shù)據(jù)，同時通過對實時數(shù)據(jù)的處理獲取潮流、電磁合環(huán)所需要的數(shù)據(jù)；
A、實時數(shù)據(jù)獲取:實時系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存放了大量電力設備的模型和拓撲關系,數(shù)據(jù)的可重復利用性很強，將實時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件放入公共交換區(qū)，電磁合環(huán)倒電操作系統(tǒng)通過讀取公共交換區(qū)的實時數(shù)據(jù)文件，并通過對遙信量、遙測量文件解析獲取到電磁合環(huán)系統(tǒng)所需的實時數(shù)據(jù)；
B、實時狀態(tài)修正:由于遙信設備故障等問題，遙信開關獲取的實時運行狀態(tài)并非完全正確，為了保證計算準確性需要對這些開關狀態(tài)進行修正；系統(tǒng)對遙測量開關狀態(tài)為開以及對于遙測量無值而遙測量開關狀態(tài)為合的狀態(tài)可疑的開關，程序做出了統(tǒng)計并給出了建議的開關狀態(tài)，用戶可以根據(jù)實際的開關運行狀態(tài)進行檢查修正；
C、實時數(shù)據(jù)效驗:對應于遙信數(shù)據(jù)的不完全正確性，遙測量同樣不能保證完全；對于開關上獲取負荷可疑的數(shù)據(jù)以及變壓器的檔位投入等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)也給出了統(tǒng)計和修改的方案，用戶可根據(jù)實際情況進行數(shù)據(jù)的修正；
D、數(shù)據(jù)保存:為了提高系統(tǒng)的實用性和靈活性，系統(tǒng)進行了多套負荷方案和多種運行方式設計，通過數(shù)據(jù)交互獲取的SCADA實時數(shù)據(jù)，可以將負荷方案和開關狀態(tài)分別存儲與系統(tǒng)設計的某一種方案中，潮流計算時可以選取保存的方案進行計算；
③潮流計算:為了解決配網(wǎng)存在的R/X比值較大、潮流計算程序不收斂的問題，改進了潮流計算算法，改進后的算法用于高壓輸電網(wǎng)的潮流解算、低壓配電網(wǎng)的潮流解算以及二者混合計算的潮流問題，處理多平衡節(jié)點問題，只需輸入各平衡節(jié)點的電壓幅值和相位角，計算出的系統(tǒng)不平衡功率部分將自動在各平衡節(jié)點間進行分攤；同時解算相互解列的幾個子系統(tǒng)的潮流問題，甚至某些子系統(tǒng)退化成孤立節(jié)點也不會影響其他子系統(tǒng)潮流解算多配電饋線的潮流問題，而無需一個饋線一個饋線地分別計算；
④電磁合環(huán)計算:電磁合環(huán)計算在圖形建模的基礎上，通過獲取SCADA實時數(shù)據(jù)，以潮流計算為基礎計算出不同運行方式下電磁環(huán)網(wǎng)前兩條線路在合環(huán)點兩側的相角差和電壓差，合環(huán)瞬間的沖擊電流計算以及環(huán)網(wǎng)內(nèi)所有設備是否過載及繼電保護是否滿足要求，各級母線電壓是否在合規(guī)范圍之內(nèi)等條件給出合環(huán)指導意見；對于不具備電磁環(huán)網(wǎng)電操作條件的線路能夠智能提示應如何改變相應運行方式或參數(shù)；合環(huán)完畢自動生成合環(huán)報告，同時系統(tǒng)還給出電磁合環(huán)前后的潮流分布、有功和無功分布且以電子表格展示以供分析評價；
⑤數(shù)據(jù)管理:潮流、電磁合環(huán)計算涉及到下列數(shù)據(jù):輸入數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)；為了方便地管理和查詢這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用ADO數(shù)據(jù)訪問方式分類，設計大量的數(shù)據(jù)庫表單進行數(shù)據(jù)存取，采用資源方式樹進行查詢。
[0006]本發(fā)明的積極有益效果如下:
1、本發(fā)明電網(wǎng)圖形模型建立以后，電網(wǎng)圖形按照電網(wǎng)結構建立電網(wǎng)資源樹，資源樹和電網(wǎng)圖形動態(tài)連接，實現(xiàn)資源樹導航和定位等功能；電網(wǎng)根據(jù)其實際運行狀態(tài)建立運行方式樹，每種運行方式都可以對應其唯一的電網(wǎng)運行狀態(tài)，便于不同方式的運算切換，實用性較強；圖形分層分區(qū)展示，操作簡單、界面友好；區(qū)域樹、屬性框和接線圖三種方式完整的展現(xiàn)了電網(wǎng)圖形模型，該系統(tǒng)的圖形建模功能為用戶提供了簡單實用的建模平臺。
[0007]2、本發(fā)明的潮流計算具有以下功能:
①計算模型自動生成功能:自動分析電網(wǎng)鏈接關系，自動分析電網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲關系，生成潮流計算所需的數(shù)學模型；
②提供計算控制變量的輸入接口，可人工控制干預計算的精度和潮流迭代的精度；
③提供各母線節(jié)點的電壓幅值、電壓相角發(fā)電機有功、發(fā)電機無功、負荷有功和負荷無功；提供線路和變壓器功率損耗以及傳輸功率；提供線路、變壓器的過載安全提示；提供系統(tǒng)各區(qū)域網(wǎng)損以及系統(tǒng)總網(wǎng)損等所有朝流計算所需的數(shù)據(jù)；
④多種方式展示潮流計算數(shù)據(jù):可以圖形化顯示計算結果；可以按Excel格式和純文本格式輸出計算結果；可以右鍵菜單顯示計算結果，還可有條形圖直觀展示結果，同時，可以自動生成潮流計算報告結果；
⑤能夠自動記錄PF的使用過程及自動保存相關斷面；
⑥支持多份相互獨立的潮流計算；
⑦可根據(jù)需要任意設置運行方式，操作應靈活方便，能很快進入新的運行狀態(tài)中。
[0008]3、本發(fā)明基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)倒電操作系統(tǒng)建立在SCADA潮流計算的基礎上，基于圖形界面、面向用戶需求開發(fā)，特別適合地縣級調(diào)度系統(tǒng)使用。借助該系統(tǒng)可以極大提高計算工作的自動化水平，規(guī)范專業(yè)管理工作的管理水平，對于決策運行方式和提高電網(wǎng)管理水平上具有巨大的意義。
[0009]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)功能模塊結構示意圖；
圖2為本發(fā)明中實時數(shù)據(jù)獲取的流程示意圖；
圖3為本發(fā)明中電磁合環(huán)計算的流程示意圖。
[0010]【具體實施方式】:
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的解釋和說明:
參見圖1、圖2和圖3，一種基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)層模塊和應用層模塊，數(shù)據(jù)層模塊包括圖形建模、實時數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理，應用層模塊包括潮流計算和電磁合環(huán)計算；
①圖形建模:系統(tǒng)在圖形建模模塊可以繪制電網(wǎng)模型的所有電氣元件，通過元件之間的系統(tǒng)接線構成整個電網(wǎng)的物理模型；可以實現(xiàn)元件的參數(shù)輸入、參數(shù)修改和參數(shù)保存等功能；可以使所有軟件使用者共同維護同一電網(wǎng)模型，并在其上開展計算工作，保障數(shù)據(jù)交互的實時性；
②實時數(shù)據(jù):具有先進的傳感量測技術和信息通信技術，完善的數(shù)據(jù)采集與實時監(jiān)視控制系統(tǒng)，能夠通過數(shù)據(jù)交互從實時系統(tǒng)獲取潮流計算所需的實時數(shù)據(jù)，同時通過對實時數(shù)據(jù)的處理獲取潮流、電磁合環(huán)所需要的數(shù)據(jù)；
A、實時數(shù)據(jù)獲取:實時系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存放了大量電力設備的模型和拓撲關系，數(shù)據(jù)的可重復利用性很強，將實時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件放入公共交換區(qū)，電磁合環(huán)倒電操作系統(tǒng)通過讀取公共交換區(qū)的實時數(shù)據(jù)文件，并通過對遙信量、遙測量文件解析獲取到電磁合環(huán)系統(tǒng)所需的實時數(shù)據(jù)；
B、實時狀態(tài)修正:由于遙信設備故障等問題，遙信開關獲取的實時運行狀態(tài)并非完全正確，為了保證計算準確性需要對這些開關狀態(tài)進行修正；系統(tǒng)對遙測量開關狀態(tài)為開以及對于遙測量無值而遙測量開關狀態(tài)為合的狀態(tài)可疑的開關，程序做出了統(tǒng)計并給出了建議的開關狀態(tài)，用戶可以根據(jù)實際的開關運行狀態(tài)進行檢查修正；
C、實時數(shù)據(jù)效驗:對應于遙信數(shù)據(jù)的不完全正確性，遙測量同樣不能保證完全；對于開關上獲取負荷可疑的數(shù)據(jù)以及變壓器的檔位投入等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)也給出了統(tǒng)計和修改的方案，用戶可根據(jù)實際情況進行數(shù)據(jù)的修正；
D、數(shù)據(jù)保存:為了提高系統(tǒng)的實用性和靈活性，系統(tǒng)進行了多套負荷方案和多種運行方式設計，通過數(shù)據(jù)交互獲取的SCADA實時數(shù)據(jù)，可以將負荷方案和開關狀態(tài)分別存儲與系統(tǒng)設計的某一種方案中，潮流計算時可以選取保存的方案進行計算；
③潮流計算:為了解決配網(wǎng)存在的R/X比值較大、潮流計算程序不收斂的問題，改進了潮流計算算法，改進后的算法用于高壓輸電網(wǎng)的潮流解算、低壓配電網(wǎng)的潮流解算以及二者混合計算的潮流問題，處理多平衡節(jié)點問題，只需輸入各平衡節(jié)點的電壓幅值和相位角，計算出的系統(tǒng)不平衡功率部分將自動在各平衡節(jié)點間進行分攤；同時解算相互解列的幾個子系統(tǒng)的潮流問題，甚至某些子系統(tǒng)退化成孤立節(jié)點也不會影響其他子系統(tǒng)潮流解算多配電饋線的潮流問題，而無需一個饋線一個饋線地分別計算；
④電磁合環(huán)計算:電磁合環(huán)計算在圖形建模的基礎上，通過獲取SCADA實時數(shù)據(jù)，以潮流計算為基礎計算出不同運行方式下電磁環(huán)網(wǎng)前兩條線路在合環(huán)點兩側的相角差和電壓差，合環(huán)瞬間的沖擊電流計算以及環(huán)網(wǎng)內(nèi)所有設備是否過載及繼電保護是否滿足要求，各級母線電壓是否在合規(guī)范圍之內(nèi)等條件給出合環(huán)指導意見；對于不具備電磁環(huán)網(wǎng)電操作條件的線路能夠智能提示應如何改變相應運行方式或參數(shù)；合環(huán)完畢自動生成合環(huán)報告，同時系統(tǒng)還給出電磁合環(huán)前后的潮流分布、有功和無功分布且以電子表格展示以供分析評價；
⑤數(shù)據(jù)管理:潮流、電磁合環(huán)計算涉及到下列數(shù)據(jù):輸入數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)；為了方便地管理和查詢這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用ADO數(shù)據(jù)訪問方式分類，設計大量的數(shù)據(jù)庫表單進行數(shù)據(jù)存取，采用資源方式樹進行查詢。
[0011]本發(fā)明基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)倒電操作系統(tǒng)建立在SCADA潮流計算的基礎上，基于圖形界面、面向用戶需求開發(fā)，特別適合地縣級調(diào)度系統(tǒng)使用。借助該系統(tǒng)可以極大提高計算工作的自動化水平，規(guī)范專業(yè)管理工作的管理水平，對于決策運行方式和提高電網(wǎng)管理水平上具有巨大的意義。
【權利要求】
1.一種基于實時數(shù)據(jù)的電磁合環(huán)導電操作系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)層模塊和應用層模塊，其特征在于:所述數(shù)據(jù)層模塊包括圖形建模、實時數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理，所述應用層模塊包括潮流計算和電磁合環(huán)計算； ①圖形建模:系統(tǒng)在圖形建模模塊可以繪制電網(wǎng)模型的所有電氣元件，通過元件之間的系統(tǒng)接線構成整個電網(wǎng)的物理模型；可以實現(xiàn)元件的參數(shù)輸入、參數(shù)修改和參數(shù)保存等功能；可以使所有軟件使用者共同維護同一電網(wǎng)模型，并在其上開展計算工作，保障數(shù)據(jù)交互的實時性； ②實時數(shù)據(jù):具有先進的傳感量測技術和信息通信技術，完善的數(shù)據(jù)采集與實時監(jiān)視控制系統(tǒng)，能夠通過數(shù)據(jù)交互從實時系統(tǒng)獲取潮流計算所需的實時數(shù)據(jù)，同時通過對實時數(shù)據(jù)的處理獲取潮流、電磁合環(huán)所需要的數(shù)據(jù)； A、實時數(shù)據(jù)獲取:實時系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存放了大量電力設備的模型和拓撲關系,數(shù)據(jù)的可重復利用性很強，將實時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件放入公共交換區(qū)，電磁合環(huán)倒電操作系統(tǒng)通過讀取公共交換區(qū)的實時數(shù)據(jù)文件，并通過對遙信量、遙測量文件解析獲取到電磁合環(huán)系統(tǒng)所需的實時數(shù)據(jù)； B、實時狀態(tài)修正:由于遙信設備故障等問題，遙信開關獲取的實時運行狀態(tài)并非完全正確，為了保證計算準確性需要對這些開關狀態(tài)進行修正；系統(tǒng)對遙測量開關狀態(tài)為開以及對于遙測量無值而遙測量開關狀態(tài)為合的狀態(tài)可疑的開關，程序做出了統(tǒng)計并給出了建議的開關狀態(tài)，用戶可以根據(jù)實際的開關運行狀態(tài)進行檢查修正； C、實時數(shù)據(jù)效驗:對應于遙信數(shù)據(jù)的不完全正確性，遙測量同樣不能保證完全；對于開關上獲取負荷可疑的數(shù)據(jù)以及變壓器的檔位投入等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)也給出了統(tǒng)計和修改的方案，用戶可根據(jù)實際情況進行數(shù)據(jù)的修正； D、數(shù)據(jù)保存:為了提高系統(tǒng)的實用性和靈活性，系統(tǒng)進行了多套負荷方案和多種運行方式設計，通過數(shù)據(jù)交互獲取的SCADA實時數(shù)據(jù)，可以將負荷方案和開關狀態(tài)分別存儲與系統(tǒng)設計的某一種方案中，潮流計算時可以選取保存的方案進行計算； ③潮流計算:為了解決配網(wǎng)存在的R/X比值較大、潮流計算程序不收斂的問題，改進了潮流計算算法，改進后的算法用于高壓輸電網(wǎng)的潮流解算、低壓配電網(wǎng)的潮流解算以及二者混合計算的潮流問題，處理多平衡節(jié)點問題，只需輸入各平衡節(jié)點的電壓幅值和相位角，計算出的系統(tǒng)不平衡功率部分將自動在各平衡節(jié)點間進行分攤；同時解算相互解列的幾個子系統(tǒng)的潮流問題，甚至某些子系統(tǒng)退化成孤立節(jié)點也不會影響其他子系統(tǒng)潮流解算多配電饋線的潮流問題，而無需一個饋線一個饋線地分別計算； ④電磁合環(huán)計算:電磁合環(huán)計算在圖形建模的基礎上，通過獲取SCADA實時數(shù)據(jù)，以潮流計算為基礎計算出不同運行方式下電磁環(huán)網(wǎng)前兩條線路在合環(huán)點兩側的相角差和電壓差，合環(huán)瞬間的沖擊電流計算以及環(huán)網(wǎng)內(nèi)所有設備是否過載及繼電保護是否滿足要求，各級母線電壓是否在合規(guī)范圍之內(nèi)等條件給出合環(huán)指導意見；對于不具備電磁環(huán)網(wǎng)電操作條件的線路能夠智能提示應如何改變相應運行方式或參數(shù)；合環(huán)完畢自動生成合環(huán)報告，同時系統(tǒng)還給出電磁合環(huán)前后的潮流分布、有功和無功分布且以電子表格展示以供分析評價； ⑤數(shù)據(jù)管理:潮流、電磁合環(huán)計算涉及到下列數(shù)據(jù):輸入數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)；為了方便地管理和查詢這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用ADO數(shù)據(jù)訪問方式分類，設計大量的數(shù)據(jù)庫表單進行數(shù)據(jù)存取，采用資源方式樹進行查詢。
【文檔編號】G06F17/50GK104268328SQ201410481477
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月21日 優(yōu)先權日:2014年9月21日
【發(fā)明者】鄭陽, 馬磊, 張慧, 王雪, 吳越人, 邢瑞 申請人:國家電網(wǎng)公司, 鄭州華力信息技術有限公司, 國網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司