基于Excel管理PSD—BPA潮流數據

摘 要：潮流計算是電網規劃的重要組成部分，其PSD-BPA潮流數據目前一般通過PSD-BPA軟件自帶的電力系統集成分析環境（PSAW）對潮流數據進行管理，這樣不僅工作量大且經常出現錯漏。本文介紹一種通過Excel電子表格軟件管理潮流數據方法，可實現快速批量管理潮流數據和降低錯漏幾率。該方法在地區中長期方式研究分析中取得良好效果，工作效率明顯提高。

關鍵詞：Excel；PSD-BPA；潮流數據

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.148

0 引言

PSD-BPA潮流及暫態穩定程序是由中國電力科學研究院系統所在（1990年版）BPA程序的基礎上，進一步開發和完善的電力系統分析軟件，是“PSD電力系統軟件工具”的重要組成部分[1]。廣東省中調、廣東電網發展研究院和設計院等相關單位使用的潮流計算仿真分析軟件主要為PSD-BPA，該潮流程序文件格式為DAT，存儲數據的形式為數據卡，數據卡設定每一類型電網參數只能填寫在規定字段范圍。

地區電網每年需要對電網規劃進行滾動修編和增加必要的新建項目，同時對應的潮流數據也需要根據電網的修編變化進行調整。變電站的主要調整類型有：新建、改擴建和退運；線路的主要調整類型有：新建、解口、T接、改造和改接；上述各種電網元件的調整類型均需調整潮流數據。

在電力系統集成分析環境（PSAW）界面進入數據卡修改電網元件參數，十分容易出現數據卡字段范圍不對，從而導致程序出錯；同時這樣修改的步驟繁瑣且工作效率低。因此，本文介紹通過Excel電子表格軟件批量管理電網元件數據，再批量寫入PSD-BPA的DAT潮流程序文件的方法，工作效率明顯提高。

1 廠站命名規則

PSD-BPA規定母線名最多不超過8個字母。南方電網的數據一般采用漢字的拼音或拼音首字母+標識電壓信息的數字（字母）作為母線名[2]。以某地市電網數據為例，曲江站500kV母線命名為“QUJIANG=”，220kV側母線命名為“QUJIANG”，主變低壓側和中性點母線則取廠站名第1個大寫字母，分別為“QJ31”和“QJ1”，其中1代表第1臺主變；界牌嶺站由于其拼音超過了8個字符，所以要舍棄尾部的字母，220kV母線命名為“JIEPAILI”，110kV側母線命名為“JIEPAIL1”，10kV側和中性點母線分別命名為“JIEPAIL2”和“JIEPAIL0”。這種命名方法降低了同名廠站混淆的概率，但是DAT文件的可讀性大大降低。

考慮到地區電網存在同名廠站的可能性較低，本文直接采用不超過4個漢字命名廠站，提高DAT文件的直接可讀性。以某地市電網數據為例，曲江站500kV母線命名為“曲江”，220kV側母線命名為“曲江2”，主變低壓側和中性點母線則取廠站名分別為“曲江31”和“曲江N1”，其中1代表第1臺主變；界牌嶺站220kV母線命名為“界牌嶺”，110kV側母線命名為“界牌嶺2”，10kV側和中性點母線分別命名為“界牌嶺3”和“界牌嶺0”。

2 電網數據錄入格式

為方便潮流數據的管理和存儲，采用通用的Excel電子表格軟件對潮流數據進行管理。定義Excel工作表5個，分別為：基礎參數表、母線節點數據表，線路節點數據表，變壓器數據表。

2.1 基礎參數表

基礎參數表用于存放電網典型電氣數值和設備參數。PSD-BPA要求錄入的電氣參數均為標幺值，如果在錄入的過程中再進行標幺值轉化，過程十分繁瑣且容易出錯，所以為提高數據錄入的效率和準確性，將典型參數和轉化成標幺值的公式錄入基礎參數表，形成同類設備的參數庫，在后續的錄入中可以直接利用函數公式引用相關參數，避免計算。同時在錄入過程中遇到新的元件，再將新的元件參數和標幺值計算公式加入基礎數據表即可。

基礎參數表主要內容有：（1）電壓等級：可在后續表格設置數據有效性序列，避免填寫出錯，方便匯總校驗填寫的潮流負荷數據是否正確。（2）功率因數：根據功率因數轉化成有功數據可以相乘的無功功率正切系數。（3）典型導線參數：在后續的線路數據表出現的線路參數，包括：導線截面、單位正序電阻、單位正序電抗、單位正序電納、限流值等。（4）典型變壓器參數：在后續的變壓器數據表出現的變壓器參數，包括：額定容量、各繞組額定容量、各繞組額定電壓、等效中性點電壓、短路損耗、短路電壓、空載損耗、空載電流等。（5）典型方式系數：設定各典型方式（如：夏大、夏豐小、冬大等）下不同分區（如：公用負荷、用戶、燃煤火電、熱電聯產電廠、徑流式水電、可調式水電、光伏、風電、生物質電廠）的負荷消納系數與電源出力系數。

2.2 母線節點數據表

母線節點數據表數據包括：節點卡類型（如平衡節點、普通母線節點、T節點）、節點名稱、節點額定電壓（從基礎參數表引用設置數據有效性序列）、分區名（從基礎參數表引用設置數據有效性序列）、負荷數據（通過Excel將平衡后數據填入相應表格；正數為下網負荷，填入負荷區域；負數為上網電源，填入電源區域）。

修改操作流程：（1）新建母線：在同一電源供電區插入母線行，修改屬性信息。（2）臨時隱蔽母線：將數據卡第1占位的“B”換為“·”即可，BPA程序在計算過程中會自動忽略該類型數據卡。（3）刪減母線：刪除該數據行。

2.3 線路節點數據表

線路節點數據表數據包括：線路兩側節點名稱、線路額定電流、電阻標幺值、電抗標幺值、線路對地電納標幺值、線路長度（上述5個線路參數均從基礎參數表引用設置數據有效性序列）。

修改操作流程：（1）新建線路：確認新建線路兩端的母線節點已經存在母線節點數據表內，在同一電源供電區插入線路行，修改屬性信息。（2）臨時隱蔽線路：將數據卡第1占位的“B”換為“·”，BPA程序在計算過程中會自動忽略該類型數據卡。（3）解口線路：確認進入的母線節點已經存在母線節點數據表內；在同一電源供電區插入解口線路行（單接口，插入2行），修改屬性信息；臨時隱蔽被解口線路。（4）T接線路：增加T接母線節點和確認新增站母線節點已經存在母線節點數據表內；在同一電源供電區插入相關T接線路行（單T接，插入3行），修改屬性信息；臨時隱蔽被T接線路。（5）改接線路：確認改接進入的母線節點已經存在母線節點數據表內；在同一電源供電區插入改接線路行，修改屬性信息；臨時隱蔽被改接線路。

2.4 變壓器數據表

變壓器數據表數據包括：變壓器數據卡（從基礎參數表提取此類變壓器屬性參數信息）。

3 潮流計算流程

3.1 寫入DAT數據文件

寫入DAT的順序為母線節點數據表、線路節點數據表和變壓器

數據表。將上述表格保存為文本文件，利用文本軟件將數據復制粘貼入DAT數據文件即可按照正常的潮流計算步驟進行計算。

3.2 修改流程

（1）如果需要修改元件參數，必須回到相應的Excel數據表中進行修改，修改完成后，重新執行寫入DAT數據文件流程。

（2）如果需要修改電網負荷，必須回到相應的Excel數據表中進行修改，修改完成后與電力平衡表數據相匹配后，重新執行寫入DAT數據文件流程。

4 計算應用

某地區電網節點數量約1000個，線路數量約400條。每年因新建、改擴建和退運修改的節點和線路數量超過100處。每個典型方式需要進行調整負荷和出力的節點超過200個，一般會選取3、4個典型方式進行潮流計算分析，每年的調整總數保守估計達到700處。數據量大且繁雜，如果直接在電力系統集成分析環境（PSAW）界面手動修改，如果安排1人專門負責修改，需要3周才能完成，而且錯漏率極高。通過Excel對地區電網潮流數據進行管理，成功將該方法應用在該地區中長期方式研究分析中，將潮流數據修改時間縮短至1周。

5 結論

本文介紹通過Excel電子表格軟件管理潮流數據方法，實現快速批量管理潮流數據和降低錯漏幾率。在地區中長期方式研究分析中取得良好效果，工作效率明顯提高。

參考文獻：

[1]PSD-BPA潮流和暫態穩定程序4.0版用戶手冊[EB/OL].2012-09-10.

[2]PSD-BPA潮流計算數據卡的自動批量生成和修改[J].電力系統自動化，2013，37（10）：124-128.

作者簡介：何亞森（1985-），男，廣東茂名人，本科，工程師，主要從事電力系統規劃與設計工作。