电网运行工况细化诊断分析

电网运行工况细化诊断分析 摘要：目前，国家电网公司的智能电网及“三集五大”工作已进入了全面建设的阶段，本项目的建设成果正是满足智能电网实现需要更精准、更可靠的负荷分析与预测数据支持的需求。同时，随着国家电网信息化建设水平的不断提高，网省内各层级供电公司信息系统的集成的通道都已打通，为数据挖掘技术在负荷预测与分析工作中发挥作用提供了可能。此外，由于电力系统负荷一般可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以及其他负荷等，不同类型的负荷具有不同的特点和规律。本项目针对县级供电企业覆盖城市和农村负荷的特点，接入各类负荷相关数据，融合空间分析技术，基于自定义供电区块的概念，以全新的方式实现了多维度、多因素的电网运行工况细化诊断分析。

关键词：电网运行;细化;诊断 一、建设目标 电力企业的服务宗旨是对各类用户提供经济可靠、合乎标准的电能，以随时满足用户即负荷的要求。电力的负荷受气候变化、产业结构调整、经济发展和人民生活水平的提高不断发生着变化，使得用电的需求存在一定的随机性，而电能无法大量长期存储的现状，使电力系统中发电、供电设备的出力与不断变化的用电负荷保持动态平衡的问题，即电网运行工况分析成为长期以来人们关心和研究的重点。 电网运行工况诊断分析是指在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然条件与社会影响下，以电力负荷为对象，通过研究或利用一套能够系统地处理过去与未来的数学方法进行的一系列预测与推论工作。它是保证电力系统安全稳定运行，实现电网合理规划和逐步商业化运营所必需的重要内容。 二、系统架构 1.总体要求及架构 系统将采用面向服务架构（SOA），遵循IEC61970标准接口和CIM数据标准，集成SCADA、地区局数据交换总线（IEB）、电力营销、气象网站、负控管理等相关系统，采用数据仓库技术，有效解决多源头复杂数据的采集、海量数据之上进行快速准确科学的数据分析的难题，贴近国内供电企业电网运行工况和负荷分析预测人员及电网规划人员日常工作所需的电网运行工况分析管理系统。 1.1设计原则 平台建设遵循如下原则：规范化原则 平台建设的技术标准，必须严格遵循国家标准和行业标准，国家标准和行业标准暂未确定的，参照IEC、ISO、OGC等相关国际标准。同时平台提供按照标准的数据交换格式，以开放式的数据结构保证支持与其他系统的数据集成应用。平台的改造过程中还将逐步明确并制定相关的标准规范体系，包括数据规范、编码规范、平台功能规范、接口规范、管理制度等相关规范。实用性和先进性原则 坚持实用性原则，在确保实用可靠的前提下，尽量采用先进技术和体系架构。要正确处理好信息技术先进性和实用性之间的关系，既不能因循守旧，墨守成规，也不能贪大求全，过分强调技术的先进性，而忽略成熟、稳定性。以保证平台改造的高起点，延长整个平台的生命周期。安全可靠性 系统必须要达到企业级的安全标准，提供良好的安全可靠性策略，支持多种安全可靠性技术手段，制定严格的安全可靠性管理措施。开放性 系统应基于国内外业界开放式标准，进行全国统一规划，为未来的业务发展奠定基础。可扩展性 系统应具备灵活的可扩展性，具备方便适应业务需求的变化、迅速支持新业务的能力。可伸缩性 系统应具备良好的可伸缩性，系统性能及并发处理能力对主机设备具备平滑的扩展能力，支持业务量快速发展的需要。易使用性 系统应易于使用与维护，具备良好的用户操作界面、人性化的管理工具和完备的帮助信息。 在总体技术要求的指导和约束下，系统设计实施核心技术采用组件技术实现，考虑在性能、可靠性、易使用性等质量要素间的综合平衡，保证技术目标的顺利实现。 1.2 技术路线 （1）基于IEC、CIM等标准，建立资源中心，通过IEB企业总线接收来自PMS、ACADA、电力营销、用电采集、气象系统等的多维数据; （2）采用C/A/S三层架构，保证平台的稳定性和时效性; （3）部署上满足大范围推广应用; 1.2集成框架 电网运行工况细化诊断分析平台集成了SCADA、地区局数据交换总线（IEB）、电力营销、气象网站、负控管理等相关系统。集成框架如下，如下图所示： 图：集成框架 2、硬件架构 平台应用发布采用单独的应用服务器独立部署，需要配置相应的软硬件环境。应用服务器通过F5实现均衡负载，当用户增加，已有服务器性能影响用户体验时，通过增加应用服务器的方式提升系统整体性能。逻辑部署视图如下图所示： 图：省公司集中部署物理架构 3、软件架构 电网运行工况细化诊断分析平台将提供6大业务分析功能及3个基础管理功能，共约40个分析子功能项，满足各级负荷分析预测人员的日常工作所要。软件架构如下图： 三、功能设计 1、系统基础功能 1.1权限管理 基于角色控制权限体系，对用户进行权限分配和管理。对系统功能和设备编辑进行适当粒度的权限控制，保障系统的安全性。 1.2图形浏览 实现图形的快速浏览，包括：放大、缩小、漫游、定位、前一视图、后一视图等。 1.3图形编辑 实现点、线、面、文本等图形的移动、缩放、旋转等基本图形编辑操作。 1.4图元管理 提供图元管理和符号配置功能，按国网公司电力设备图元规范自定义设备图元和配置符号。 2、数据接入 由于平台涉及到多个系统的数据，各个系统的开放性和是否具备数据接口功能不同，数据接入分为总线/接口导入和文件导入二种方式。另外由于系统涉及多个厂家，数据交互格式不尽相同，需要各自协调确认。 2.1PMS/GIS数据接入 系统需从PMS中获得配网中压电网图数模信息。本系统对PMS的中压数据要求与配电自动化系统对PMS的数据要求一致，因此，只要PMS开放与配电自动化系统的接口，本系统就能获得相应的中压数据。如果因为各种原因，PMS不开放动态数据接口，则采用导入一次断面的方式。 对于低压数据，PMS目前还在功能推广中，并且数据也不全，本系统第一期不考虑低压数据的接入。 目前平台已具备PMS模型数据接入功能。 2.2营销用户数据接入 目前，PMS和营销系统正在进行营配贯通建设，用户数据营销管辖范围，因此平台需要从营销系统接入配变和户号的关系。 营销不存在配变和户号的直接关系，而平台的分析都是基于区块的大量数据，如果通过接口获取，在分析时实时通过接口获取无法满足效率要求。因此需要同时获取用户的接电点、台区等信息。首次采用一次断面导入方式，如果不提供增量接口，则只能采用定期断面导入。 2.3用电采集信息数据接入 系统将通过与用电信息采集系统进行对接，获取配变的负荷信息，以满足系统对变电站或变压器对负荷分析与预测功能。目前，用电信息采集系统为全省统建，且只有一个实时数据库，为了防止负荷过大对外不提供程序接口。但省公司已在建设统一对外提供数据的用电业务采集数据中心，如果因为各种原因，用电信息采集系统不开放动态数据接口，则采用导入一次断面的方式以使项目研究顺利进行。 2.4配网自动化数据接入 系统需要与SCADA系统相对接，获取配电网中相关线路、配变的运行信息。需要从DSCADA接入实时数据。 2.5PI系统数据接入 系统与PI系统进行对接，PI系统向外提供数据推送的渠道畅通，并且可以根据外部系统的需要进行定制化开发。 2.6气象数据接入 系统为了实现对针对气象等非线性的负荷分析功能，需要对气象系统进行数据接入以得到自定义区块内的历史气象情况。目前地区气象局提供专线接入的方式发布气象信息。如果因为各种原因，用电信息采集系统不开放动态数据接口，则采用导入一次历史数据的方式。 2.7其它数据接入 系统拟采用开发建立相关导入功能，满足支持非结构化数据的手工导入方式实现。 3、负荷信息可视化 通过B/S，以图形可视化的方式，统一展示接入的数据，包括电网网架、采集数据等。 4、供电区块定义 区块是负荷分析的一个维度，通常负荷分析都是围绕某个区块展开。可通过多种方式，实现行政区块、变电站供电区块、环网供电区块、馈线供电区块、开发区、商业区住宅区等区块的定义，并保存供查看。不同类型的区块可交叉重叠，可按区块类型进行区块的切换显示，多维度的展示供电区块，区块可手动编辑，保证区块的全覆盖和连续性，不至于出现空白区域，不同区块间颜色区别，相邻区块用不同颜色着色。如下图：行政区块：通过鼠标轨迹勾画或地图行政区域分析，得到划分后的区块，生成行政区块。变电站供电区块：选择变电站，进行变电站的供电范围分析，变电站所供电的范围构成的多边形区域即为变电站供电区块。环网供电区块：选择变电站或线路，忽略开关的性质和开断状态，通过拓扑分析，获取线路的环网供电范围，即为环网供电区块。馈线供电区块：选择变电站或线路，通过拓扑分析，获取馈线路的供电范围，即为馈线供电区块。开发区、商业住宅区：通过鼠标轨迹勾画或地图分析，得到划分后的区块，生成相应的开发区、商业住宅区区块。 5、区块负荷分析 主要功能包括：最高负荷统计、售电量分析、典型日负荷分析、年8760数据分析、季节性负荷分析等。 以自定义配网区块为基准对区域负荷进行预测，提供负荷密度等相关信息。负荷计算所需数据在系统直接取数的基