基于BPA的電網融冰序列實時智能校驗的實現

貴州電網有限責任公司電力調度控制中心 曹 杰

基于BPA的電網融冰序列實時智能校驗的實現

貴州電網有限責任公司電力調度控制中心 曹 杰

冰災時期通過人工或計算機生成了大量復雜的融冰序列，為保障融冰序列執行的安全性，需要在序列執行前進行安全校驗，為保障校驗的高效及準確，我們采用了基于BPA的安全實時校核，通過實際的應用表明，基于BPA校驗，不僅大大降低了校驗的復雜度和所需時間，同時也提高了校驗的準確性，極大地提高了電網應對線路覆冰進行的融冰響應速度，降低了電網融冰風險，減輕了冰災對電網的影響和減少了停電時間，保障了社會用電。

融冰序列；效驗；探討

0 引言

自2008年以來，冰災給國內電網造成了巨大的損失，尤其對南方區域影響較為嚴重，喀斯特地帶因為受冰期與間冰期氣候的影響，天氣差異卻非常明顯，貴州也就成為了南方電網區域內遭受冰災最為嚴重、冰災覆蓋最廣的省份，也成為了抗擊冰災的重點地區，2008年以后，貴州電網公司引入了一系列電網融冰新技術和融冰裝置，并在2010年的冰災中取得了良好的效果，保護了電網設備，保障了電力供應。

然而，融冰作為一種特殊的運行方式，在融冰技術和裝置的大量引入后，給電網運行調度帶來了極大的挑戰，也提出了更高的要求，尤其是對融冰而言，是守住電網安全的最后底線。面對大量通過計算機和人工編制的復雜融冰序列，往往需要提前進行大量的安全校核，尤其地處喀斯特地區的貴州省，氣象和電網受災發生變化快，相關調整工作更為復雜和耗時，必須保障融冰序列的安全性、合理性和準確性，避免給電網造成不必要的損失，同時避免由于融冰序列的頻繁調整造成的時間浪費，進而加重冰災的影響。

由于專門針對融冰序列校驗的軟件幾乎沒有，當前進行融冰序列的校驗主要采用人工方式進行，通過人工將序列的執行步驟拆解后，采用模擬盤結合查看電能量系統進行離線推演，其準備工作量大、操作復雜，計算多憑借人工經驗，不僅效率低，且準確率低，同時也無法考慮多融冰裝置串接情況下的電網安全校核等等多種特殊因素。

為此，我們在國內首次提出了基于BPA的計算程序建立融冰序列智能實時校核系統，實現了自動、實時的融冰序列校核及結果的可視化展現。

1 介紹

基于BPA的電網融冰序列實時智能校驗的研究主要是為了解決在冰災情況下，由于融冰設備激增、電網結構復雜、相關理論研究缺乏、相關融冰經驗缺乏導致融冰序列校驗工作量大、傳統融冰序列安全性、準確性較低以及由此造成的融冰序列通過性低而影響融冰效率、導致融冰停電范圍擴大等問題。而通過集成BPA計算程序不僅避免了重新設計復雜計算算法，也保證了計算結果的準確性。首先將融冰序列、電網運行數據及拓撲數據實時注入BPA計算模塊即可實現自動、智能的實時校驗；最后通過系統進行圖形化展示即可快速、直觀展示校驗結果。從而實現自動化、可視化、智能化的快速融冰序列校驗。

2 智能融冰校驗軟件的實現

2.1 總體設計思路

智能融冰校驗需通過兩種方式進行，一是建立基本融冰規則庫，通過靜態的方式進行校驗，確保融冰序列滿足融冰規則；二是，接入實時運行數據通過BPA計算程序進行實時的校核，包括潮流、N-1及其他的校核。最后將校核結果通過拓撲圖和告警信息進行可視化展現。

2.2 難點分析

要實現自動化的快速可視化智能的融冰序列校驗，需要解決多個復雜的技術難題，分別如下：

融冰規則來源與多個零散文件，規則庫的建立較為繁瑣；

BPA計算程序具有一定封閉性，現成的集成方法幾乎沒有，集成難度較高；

BPA導入文件結構復雜且說明較少，生成導入文件較難；

BPA生成的結果為半結構化的文本，解析難度較高；

電網實時運行數據及拓撲的獲取、解析；

校驗結果的圖形化展示。

2.3 技術實現過程

針對以上技術難題，我們運用如下手段進行了系統的技術實現：

通過剖析融冰保底方案內的約束條件，結合網絡拓撲約束條件形成了融冰校驗的約束規則庫；

通過對BPA客戶端程序的解析，基于C/S架構實現了與BPA的集成；

通過對已有的BPA文件進行了剖析，對其結構進行分解，形成了針對電網拓撲、實時數據注入BPA相關卡片的方法；

通過模糊匹配算法實現了對BPA生成的結果的解析；

通過分析EMS的數據結構實現了對CIM模型以及E格式文件讀取及解析；

通過導入SVG圖形結合圖形控件實現了圖形的展示，引入校核結果進行可視化展現。

2.4 系統實現

我們通過對以上技術難點問題的解決，基于J2EE架構，通過B/S與C/S的有效結合，實現了智能融冰校驗軟件的研發。

通過手工或從融冰序列生成系統輸入待校核的融冰序列，首先根據融冰校驗的約束規則進行規則校驗，若通過則進行實時校驗，通過從EMS獲取歷史和實時的潮流信息、電網CIM模型注入BPA計算程序，并發送相關指令進行逐項序列的校驗，然后對生成的校驗結果進行解析，并將結果實時呈現在可視化界面上和進行告警提示。

系統主要包含數據采集與處理、融冰約束規則庫管理、實時運行數據及模型數據管理、BPA集成及數據文件解析、規則校驗及實時校驗、圖形化顯示及告警等功能。

3 應用情況

目前，系統已在貴州電網36個單位使用，通過融冰智能校核，能夠將現有的校核時間縮短到四分之一(包括數據輸入及人工校核)，能夠大大提高各級結構的決策速度，降低了由于人工校核的準確性和可靠性較低帶來的停電范圍和停電時間，降低災害帶來的直接和間接經濟損失。

4 結語

電網融冰序列智能校驗的研究實現了國內首次基于BPA結合融冰規則庫進行復雜電網下動態融冰序列的實時校驗，有效提升了融冰工作的效率及安全性，該研究成果具有較大的推廣應用價值，實施成功后，可在南方電網公司所屬的廣東、廣西、云南和貴州電網地區進行推廣實施，包括其下屬的地調縣調，推廣單位可達數百家，更可在國內其他電網的融冰管理中應用，有效提高電網在冰災期間的運行穩定性。

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