电力系统潮流计算组件的实现

文章编号:1000-3673(2000)04-0057-03

电力系统潮流计算组件的实现

杨镜非1,黄家裕1,李　维2

(上海交通大学电力系,上海200240;　2.中国华东电力集团公司,上海200002)

REALIZATION OF POWER FLOW CALCULATION COMPONENT

YANG Jing-fei1,HUANG Jia-yu1,LI Wei2

(1.Dept.Of E.E.,Shanghai Jiaotong University,Shanghai200240,China;

2.East China Power Administration,Shanghai200002,China)

ABSTRACT:This paper represents the r ealizat ion of client/ server-m ode power flow calculation component with ACT IVEX technique.Because the component can be applied in different environment,its generalization is better than the form er power flow calculation programs.The method t hat this paper represents is simple.T he component has good maintainability and can communicate with the users conveniently.

KEY WORDS:component;power flow calculation;client/ server

摘要:应用ACT IVEX技术实现的客户-服务器模式潮流计算组件,可以用在不同的环境中,体现了以往潮流计算无法实现的通用性。该实现方法简单便捷,便于维护,易于交互。关键词:组件;潮流计算;客户;服务器

中图分类号:T M7 文献标识码:A

1　引言

潮流计算对于电力系统分析具有十分重要的意义。无论是在电力系统的实时运行分析中,还是在离线的电力系统规划中,以及在网络的最优运行决策中,潮流计算都起着无法替代的作用。潮流计算是一种基本的电力系统分析工具,已经具有高-塞法、牛顿-拉夫逊法、PQ分解法、直流法等多种成熟的算法。大量的电力系统分析软件需要用到潮流计算的组件,它们一般对算法本身并没有什么超出上述经典算法的要求,因此,若能开发一个通用的潮流计算组件,让使用不同编程语言的程序设计员都能方便地调用,则就可以避免对该组件的重复开发,节约资源,并缩短程序开发周期。目前,虽然有通用潮流软件面市,但都是基于DOS操作系统的,而且需要人工填写数据库,既不能顺应Windows编程主宰计算机世界的局面,又不能满足程序员对数据实时性和系统一体化的要求。利用ACT IVEX技术,编制一个通用的潮流计算组件,则可以解决这样的问题。

2　ACTIVEX技术

在ACT IVEX技术中,每个应用程序可分为若干基本组件(component)。组件是实现某一特定功能的模块,它类似于以往编程中子程序的概念,但比其更具独立性和封装性,每个组件可作为分离的编译单元建立并得到再利用。这样就简化了应用程序的开发、增强和维护。以组件为基础的开发,允许通过一次集中开发组件来帮助程序员管理整套系统。

ACTIVEX技术是建立在组件对象模型(COM,component object model)基础上的并允许组件通过一个或多个接口提供服务。其中,提供服务的组件通常称为服务器,使用服务的组件为客户,它们有这样的关系:客户请求来自一个服务器的对象,服务器被启动,类的新实例被创建,客户调用该对象的输入输出接口可得到所需的信息。在本文所述的问题中,潮流计算组件是一个服务器,而调用该服务器的其它电力系统分析程序则成为客户。

3　应用ACTIVEX技术实现客户和潮流计算组件的交互

为了方便客户程序与潮流计算服务器组件进行交互,本文提出3种交互模式,即数据库控件法、实时数据控件法和浏览器控件法。

3.1　数据库控件法

数据库控件法是以数据库为数据传递媒体的方

第24卷第4期

2000年4月

电　网　技　术

Power System Technology

Vol.24No.4

Apr.　2000

法,其结构图如图1所示。客户在程序中创建一个控件作为潮流计算组件的新实例,将希望计算其潮流的网络初始数据放入初始条件库中,并将该库位置填写到控件的一个输入属性(初始库位置属性)。同时,客户也指定了计算结果库的位置,将其填写到控件的另一个输入属性(结果库位置属性)。当控件接受这两个属性时,它自动激活(Activate)自身的潮流计算事件,开始进行计算,并把结果输出到指定的计算结果库中。对于仅仅要求得到潮流计算结果的用户,只需打开该库中去取数据即可。若客户程序还需对潮流结果进行分析,则可通过结构化查询语言来请求数据作为下一步工作的基础。

客户

数据库位置

传递数据

计算结果库

计算结果

传递数据

请求数据

潮流计算组

件初始条件库修改初始条件

图1　数据库控件法结构图

Fig .1　Str uctur e of data ba se component

3.2　实时数据控件法

对于EMS 、DMS 等实时性要求很强的客户软件,上面的数据库控件法就不能满足其速度上的要求。为了保证实时性,本文提出了实时数据控件法,其结构图如图2所示。潮流计算组件与其它组件相比,其特殊点在于输入输出数据繁多,输入输出参数的数量随系统规模的变化而变化。针对这一特点,本文采用了两种不同的控件接口方案。

潮流计算组件

依据协议或动态追

加数据实时通信

客户

传递数据

分析模块

实时数据模块

图2　实时数据控件法结构图

Fig .1　Str uctur e of r eal time component

3.2.1　文本协议方案

该方法有一个实时数据结构协议,要求客户程序按照潮流服务器所规定的格式填写属性。为了保证用不同语言编写的客户程序都能顺利地填写,本文没有选择集合、指针、数组等某些语言所特有的存储数据的结构,而是采纳了所有语言都使用的文本格式作为填写属性。这样一来,不仅VC 、VB 、DELPHI 等常用的编程语言能够调用该控件,而且连ACCESS 、FOXPRO 等不以编程为主的应用软件的环境都可以方便地使用,体现了极强的通用性。电网支路开合状态作为另一输入属性,这样在计算开断潮流时仅将状态变化的支路名称写入这一属性,而无需重新填写全部的网络状态。潮流计算的结果也以文本的形式作为属性传递给客户程序。由于文本的交换是在RAM 上进行的,故对执行速度没有太大影响。

3.2.2　动态追加数据方案

上述的文本协议方案通用性强,但是文本方式冗长,用户若以非编程的方式进行输入,则可能因输入工作量太大而引起出错。为了弥补这一不足,对于可编程的应用环境,本文提出了动态追加数据方案。其思路是:分别以节点和支路为对象进行网络描述,每描述一个对象后发出一追加命令,服务器接到该命令后在服务器本身的动态数据库中追加该对象的全部参数。在实时运行中,潮流的控制变量(如节点注入功率)是在不断地变动的。针对这个特点,该组件还包含了一个控制变量更新命令,客户发出该命令后,服务器即处于等待新一轮的追加控制变量状态,当客户追加结束并发出计算请求时,服务器便开始新一轮的潮流计算。应用该方案,用户可以非常直观地输入参数,而无需理解复杂的协议规则。对潮流计算的输出,也采用类似的方法,由用户对所需的数据对象进行索取,例如用户需要某一节点的电压相角,只需在“节点号”属性中填写相应的节点号,然后触发“索取电压相角”的事件即可得到。在EMS 实时应用中,客户程序可从SCADA 系统中直接采集数据并通过动态追加传输给服务器,避免了人工填写数据库。本方案也支持支路开断潮流属性。3.3　浏览器控件法

随着internet 的日益发展,浏览交互的方式逐渐为人们所习惯。对于那些希望用一些小系统来验证本组件的正确性而又不希望编程的用户,浏览器模式给他们提供了便利。ACT IVEX 技术的一个非

58Power System Technology

Vol .24No .4