電網信息化管理開發及關鍵性技術研究

劉 欣

（呼倫貝爾供電公司，內蒙古 呼倫貝爾021000）

地區電網規劃信息化管理系統軟件是電網規劃設計人員的一款輔助工具，它使電網規劃更具科學性和可操作性，為電網建設能夠起到先導的作用。

目前，已有不少成熟的電網規劃商業軟件應用于電網規劃設計領域。國內的電網規劃信息化管理軟件側重于研究電網規劃中的某個功能，如：負荷預測。這些軟件在提高電網規劃設計水平，減輕規劃人員勞動強度方面發揮了很大作用。但是，隨著現代計算機軟硬件技術和Internet的飛速發展，電力系統新技術、新設備的應用，目前的電網規劃信息化管理軟件開始顯露出一些局限性：1）不能很好地與其他軟件集成；2）不能很好地支持多用戶協同工作；3）缺乏功能強大的圖形平臺支持；4）不能很好地對規劃數據進行管理；5）自動化和智能化程度較低；6）結果輸出形式單一；7）不具備良好的擴展性。

下面對基于統一數據平臺的電網規劃信息化管理軟件總體設計、關鍵技術、軟件特點等進行介紹。

1 總體設計

城市電網規劃信息化管理系統針對地（市）級供電公司電網規劃部門的工作特點，能夠將電網規劃輔助決策系統與管理信息化系統融合一體。它的特點能夠實現：功能強大、圖形界面友好，操作靈便。能夠面向未來城市電網的發展，全面實現電網規劃管理的科學化和信息化。

1.1 軟件結構

基于統一數據平臺的電網規劃信息化管理軟件采用C/S、B/S模式。其中，數據服務器分為主數據服務器和備份數據服務器，主數據服務器承擔平時的所有數據管理工作，備份數據服務器保持與主數據服務器的數據同步，在主數據服務器出現故障時可以立即投入使用。客戶機負責處理主要的正常業務，實現人機交互的界面。電網規劃信息化管理軟件采用C／S、B/S模式，促進了數據共享，加強了數據的統一管理。其功能結構涵蓋了地市級供電公司電網規劃流程。

1.2 主要功能模塊

電網規劃信息化管理軟件主要功能模塊有現狀資料、負荷預測、電力平衡、電網規劃、潮流計算、經濟評價、規劃編制、系統管理等。分別介紹如下：

1）現狀資料模塊。現狀資料內有文本資料、輸變電設備情況、歷年銅陵地區經濟和電力發展實績、電網基礎數據、典型負荷日等歷史數據，為規劃水平年的負荷、電量、網絡提供具有支持性的歷史依據，確保數據同一性和準確性。

2）電力預測模塊。通過取歷史數據，采用年增長率法、移動平均法、灰色模型法、線性回歸法、指數增長法、指數平滑法等方法預測電量和負荷，也可以采用人工干預指定年增長率的專家預測結果，使預測更貼近實際，滿足外部環境突變不可測因素的影響。各種預測結果并能以圖表的形式直觀反映出來。

3）電力平衡模塊。根據負荷預測結果，進行本地區電力平衡，設置好各級電壓容載比，進行變電容量平衡。

根據變電容量平衡中的各電壓等級變電容量盈虧，合理安排規劃期內項目。

4）電網規劃模塊。

（1）地理信息：采用1∶50000矢量電子地圖做為背景，也可自定義地理信息。選擇不同的比例尺時，屏幕上顯示的信息會發生變化。比例尺越大，顯示的內容越詳細。也可三維化顯示。

（2）城市規劃：根據地區土地利用總體規劃，在地理信息圖上繪制地塊，能夠自動計算地塊面積。預先設置好負荷密度參數，自動計算出地塊負荷。也可以對計算出的面積、負荷值進行手工校正。地塊屬性中加入需用系數和容積率，自定義設置，使計算出的負荷值更加貼近實際。

（3）電網規劃：電網規劃借助于圖形平臺集成的供電區域信息，可以查看區域內現有變電站供電能力與地塊負荷、電力盈虧、點負荷信息（大用戶負荷信息）、區域內包含的地塊信息，據此給出輔助決策，合理布置變電站和線路廊道走向。變電站和線路圖的繪制利用強大的圖形平臺作支持。變電站通過圖元顏色和形狀區分出不同電壓等級的變電站。繪制線路時，系統自動計算出線路長度，并支持經緯度坐標精確定位，線路的顏色、線條樣式可以根據所屬的線路電壓等級和線路屬性（運行、規劃）自動生成。可以將地理位置接線圖直接輸出到打印機上，也可以將城市規劃圖及電網地理位置接線圖導出成CAD格式。

5）電氣計算模塊。根據電網拓撲圖的連接關系及用戶設置的參數可計算潮流分布和無功電壓。計算結果自動標注在圖形上，形成電網潮流分布圖。

6）系統管理模塊。基礎數據維護：主要維護地塊負荷密度與線路參數。用戶管理：對用戶進行分組，設置不同權限。日志管理：跟蹤人員操作。

2 關鍵技術

下面對城市電網規劃信息化管理軟件所涉及的負荷分布預測、輔助決策、圖形平臺三大關鍵技術進行介紹。

2.1 負荷分布預測

用城市總體規劃劃分的諸多功能小區負荷密度法。該方法首先是根據城市總體規劃，結合負荷特性將城市劃為諸多功能小區。通過大量、廣泛地收集國內外功能小區負荷密度值，按照歷史和規劃的不同發展階段的功能小區負荷密度進行統計處理，建立起符合本地區的功能小區負荷密度數據。再根據國內外同等城市相應小區主要歷史階段而推導出來的負荷密度（kW/m2），分別測算出小區負荷，匯總整個地區的供電負荷。該軟件緊密結合城市總體規劃劃分為如下幾種區塊：工業區、商貿區、住宅區、綠地等。為使負荷預測接近未來的實際，增設了人工修正，使負荷預測在外部環境變化時能夠得到及時糾正，增添了負荷預測的靈活性。

2.2 輔助決策

根據事先設置好的不同功能地塊的負荷密度，自動計算出各地塊的負荷，在城市規劃圖中任意框選一區域，將顯示該區域屬性，從區域屬性內可以查看到區域類型（地塊性質）、區域面積、區域負荷、區域平均負荷密度指標，根據區域已有供電能力，對該區域進行輔助決策。

2.3 圖形平臺

強大的圖形平臺工具，給電網規劃圖形展示以及網絡查詢提供了方便。圖形平臺實現了以下功能：根據規劃布點，在地區電子地圖上進行網絡繪制，已運行的變電站和線路可通過輸變電地理信息數據（變電站、桿塔GPS的經緯度）自動生成電網圖，可以看出真實的電網接線網架圖；實現了分層管理，可以生成不同年份、不同電壓等級網絡圖；實現了進入投運的變電站內三維圖形展示功能；實現了將圖形保存到網頁瀏覽文件夾中，方便各終端用戶利用網絡瀏覽器查詢各種電網規劃圖形。