貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心 曹 杰

基于BPA的電網(wǎng)融冰序列實時智能校驗的實現(xiàn)

貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心 曹 杰

冰災(zāi)時期通過人工或計算機生成了大量復(fù)雜的融冰序列，為保障融冰序列執(zhí)行的安全性，需要在序列執(zhí)行前進行安全校驗，為保障校驗的高效及準(zhǔn)確，我們采用了基于BPA的安全實時校核，通過實際的應(yīng)用表明，基于BPA校驗，不僅大大降低了校驗的復(fù)雜度和所需時間，同時也提高了校驗的準(zhǔn)確性，極大地提高了電網(wǎng)應(yīng)對線路覆冰進行的融冰響應(yīng)速度，降低了電網(wǎng)融冰風(fēng)險，減輕了冰災(zāi)對電網(wǎng)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(zāi)給國內(nèi)電網(wǎng)造成了巨大的損失，尤其對南方區(qū)域影響較為嚴(yán)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(wǎng)區(qū)域內(nèi)遭受冰災(zāi)最為嚴(yán)重、冰災(zāi)覆蓋最廣的省份，也成為了抗擊冰災(zāi)的重點地區(qū)，2008年以后，貴州電網(wǎng)公司引入了一系列電網(wǎng)融冰新技術(shù)和融冰裝置，并在2010年的冰災(zāi)中取得了良好的效果，保護了電網(wǎng)設(shè)備，保障了電力供應(yīng)。

然而，融冰作為一種特殊的運行方式，在融冰技術(shù)和裝置的大量引入后，給電網(wǎng)運行調(diào)度帶來了極大的挑戰(zhàn)，也提出了更高的要求，尤其是對融冰而言，是守住電網(wǎng)安全的最后底線。面對大量通過計算機和人工編制的復(fù)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(qū)的貴州省，氣象和電網(wǎng)受災(zāi)發(fā)生變化快，相關(guān)調(diào)整工作更為復(fù)雜和耗時，必須保障融冰序列的安全性、合理性和準(zhǔn)確性，避免給電網(wǎng)造成不必要的損失，同時避免由于融冰序列的頻繁調(diào)整造成的時間浪費，進而加重冰災(zāi)的影響。

由于專門針對融冰序列校驗的軟件幾乎沒有，當(dāng)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(zhí)行步驟拆解后，采用模擬盤結(jié)合查看電能量系統(tǒng)進行離線推演，其準(zhǔn)備工作量大、操作復(fù)雜，計算多憑借人工經(jīng)驗，不僅效率低，且準(zhǔn)確率低，同時也無法考慮多融冰裝置串接情況下的電網(wǎng)安全校核等等多種特殊因素。

為此，我們在國內(nèi)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(tǒng)，實現(xiàn)了自動、實時的融冰序列校核及結(jié)果的可視化展現(xiàn)。

1 介紹

基于BPA的電網(wǎng)融冰序列實時智能校驗的研究主要是為了解決在冰災(zāi)情況下，由于融冰設(shè)備激增、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相關(guān)理論研究缺乏、相關(guān)融冰經(jīng)驗缺乏導(dǎo)致融冰序列校驗工作量大、傳統(tǒng)融冰序列安全性、準(zhǔn)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(dǎo)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(shè)計復(fù)雜計算算法，也保證了計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。首先將融冰序列、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)及拓撲數(shù)據(jù)實時注入BPA計算模塊即可實現(xiàn)自動、智能的實時校驗；最后通過系統(tǒng)進行圖形化展示即可快速、直觀展示校驗結(jié)果。從而實現(xiàn)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(xiàn)

2.1 總體設(shè)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(guī)則庫，通過靜態(tài)的方式進行校驗，確保融冰序列滿足融冰規(guī)則；二是，接入實時運行數(shù)據(jù)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(jié)果通過拓撲圖和告警信息進行可視化展現(xiàn)。

2.2 難點分析

要實現(xiàn)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(fù)雜的技術(shù)難題，分別如下：

融冰規(guī)則來源與多個零散文件，規(guī)則庫的建立較為繁瑣；

BPA計算程序具有一定封閉性，現(xiàn)成的集成方法幾乎沒有，集成難度較高；

BPA導(dǎo)入文件結(jié)構(gòu)復(fù)雜且說明較少，生成導(dǎo)入文件較難；

BPA生成的結(jié)果為半結(jié)構(gòu)化的文本，解析難度較高；

電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)及拓撲的獲取、解析；

校驗結(jié)果的圖形化展示。

2.3 技術(shù)實現(xiàn)過程

針對以上技術(shù)難題，我們運用如下手段進行了系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)：

通過剖析融冰保底方案內(nèi)的約束條件，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓撲約束條件形成了融冰校驗的約束規(guī)則庫；

通過對BPA客戶端程序的解析，基于C/S架構(gòu)實現(xiàn)了與BPA的集成；

通過對已有的BPA文件進行了剖析，對其結(jié)構(gòu)進行分解，形成了針對電網(wǎng)拓撲、實時數(shù)據(jù)注入BPA相關(guān)卡片的方法；

通過模糊匹配算法實現(xiàn)了對BPA生成的結(jié)果的解析；

通過分析EMS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對CIM模型以及E格式文件讀取及解析；

通過導(dǎo)入SVG圖形結(jié)合圖形控件實現(xiàn)了圖形的展示，引入校核結(jié)果進行可視化展現(xiàn)。

2.4 系統(tǒng)實現(xiàn)

我們通過對以上技術(shù)難點問題的解決，基于J2EE架構(gòu)，通過B/S與C/S的有效結(jié)合，實現(xiàn)了智能融冰校驗軟件的研發(fā)。

通過手工或從融冰序列生成系統(tǒng)輸入待校核的融冰序列，首先根據(jù)融冰校驗的約束規(guī)則進行規(guī)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(wǎng)CIM模型注入BPA計算程序，并發(fā)送相關(guān)指令進行逐項序列的校驗，然后對生成的校驗結(jié)果進行解析，并將結(jié)果實時呈現(xiàn)在可視化界面上和進行告警提示。

系統(tǒng)主要包含數(shù)據(jù)采集與處理、融冰約束規(guī)則庫管理、實時運行數(shù)據(jù)及模型數(shù)據(jù)管理、BPA集成及數(shù)據(jù)文件解析、規(guī)則校驗及實時校驗、圖形化顯示及告警等功能。

3 應(yīng)用情況

目前，系統(tǒng)已在貴州電網(wǎng)36個單位使用，通過融冰智能校核，能夠?qū)F(xiàn)有的校核時間縮短到四分之一(包括數(shù)據(jù)輸入及人工校核)，能夠大大提高各級結(jié)構(gòu)的決策速度，降低了由于人工校核的準(zhǔn)確性和可靠性較低帶來的停電范圍和停電時間，降低災(zāi)害帶來的直接和間接經(jīng)濟損失。

4 結(jié)語

電網(wǎng)融冰序列智能校驗的研究實現(xiàn)了國內(nèi)首次基于BPA結(jié)合融冰規(guī)則庫進行復(fù)雜電網(wǎng)下動態(tài)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(yīng)用價值，實施成功后，可在南方電網(wǎng)公司所屬的廣東、廣西、云南和貴州電網(wǎng)地區(qū)進行推廣實施，包括其下屬的地調(diào)縣調(diào)，推廣單位可達數(shù)百家，更可在國內(nèi)其他電網(wǎng)的融冰管理中應(yīng)用，有效提高電網(wǎng)在冰災(zāi)期間的運行穩(wěn)定性。

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