基于PSD-BPA的計算數(shù)據(jù)管理軟件開發(fā)

張家寧 楊斌 張玉躍 劉冬 牟穎

摘要：目前，社會用電需求持續(xù)增加，電網每年都有許多項目投產，相應的規(guī)劃計算數(shù)據(jù)量不斷增大，對于電網規(guī)劃部門而言，需要及時更新計算數(shù)據(jù)，用于日常仿真分析。PSD-BPA由中國電科院引進二次開發(fā)，可以進行暫態(tài)穩(wěn)定計算、電網潮流計算、短路計算等多種仿真計算，廣泛應用于電力規(guī)劃、設計等部門。BPA所使用計算的數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)卡輸入的方式，形式煩瑣且難以管理。為此，開發(fā)了基于PSD-BPA的計算數(shù)據(jù)管理軟件，使BPA的數(shù)據(jù)維護和管理更加高效、直觀，全面提高了電網規(guī)劃工作的效率。

關鍵詞：PSD-BPA;數(shù)據(jù)管理;軟件開發(fā)

1 PSD-BPA軟件簡介

PSD-BPA軟件由中國電科院引進，通過二次開發(fā)，已成為滿足我國大規(guī)模電力系統(tǒng)仿真計算要求的軟件。該軟件可以針對大規(guī)模交直流系統(tǒng)，進行暫態(tài)穩(wěn)定計算或者潮流、短路計算。PSD-BPA的計算數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)卡進行儲存。

PSD-BPA通過其專用的控制語句，對潮流程序的輸入、計算和輸出內容進行設置，從而實現(xiàn)選擇和改變控制功能、計算數(shù)據(jù)修改等;網絡數(shù)據(jù)通常另存于潮流庫文件中，由程序控制語句調用[1]，也可以緊跟在程序控制語句后面輸入。

導入電網的潮流數(shù)據(jù)，在PSD環(huán)境中完成BPA模塊的啟動路徑配置，就可以輸出潮流計算結果。潮流計算結果的輸出數(shù)據(jù)包括計算結果、自定義輸出列表和分析報告表等。數(shù)據(jù)儲存在固定列寬的數(shù)據(jù)卡中，當新增電力設備需要更新數(shù)據(jù)時，必須手動進行修改，工作量非常大。同時，對于數(shù)據(jù)中變電站所接帶的負荷，在進行夏季大負荷、冬季大負荷等各類運行方式計算時，也需要進行修改，且容易遺漏[2]。

2 軟件基本功能

本軟件基于PSD-BPA平臺，實現(xiàn)BPA的數(shù)據(jù)管理，主要功能包括：（1）開發(fā)數(shù)據(jù)接口，將目前以人工為主的數(shù)據(jù)管理方式納入軟件維護和管理中。（2）軟件可以對BPA常用的潮流數(shù)據(jù)卡進行分析，形成各類BPA數(shù)據(jù)文件，包括潮流文件、短路和穩(wěn)定文件。（3）分析潮流計算結果，并導出統(tǒng)計圖表。將潮流計算結果輸出到用戶指定格式的表格中，其統(tǒng)計分析結果可輔助工作人員進行網架結構和運行方式的分析等。（4）軟件能自動將數(shù)據(jù)導出為表格，用于后續(xù)分析。

3 軟件架構

3.1? ? Excel平臺

本平臺采用Excel管理輸電線路、無功補償裝置、變壓器等各類設備的相應計算數(shù)據(jù)，并將所需數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中。

3.2? ? 計算分析平臺

本平臺通過搭建并整合數(shù)據(jù)接口、權限管理、數(shù)據(jù)校核等多種功能模塊，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和維護、BPA潮流計算等功能。

（1）數(shù)據(jù)接口。通過分析BPA的潮流數(shù)據(jù)卡，得出潮流數(shù)據(jù)和Excel數(shù)據(jù)的對應關系，進而實現(xiàn)兩者之間的轉換。本軟件可以讀取用戶指定的BPA數(shù)據(jù)，與Excel數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行對比分析，生成新的BPA數(shù)據(jù)文件，節(jié)約了人工維護、修改計算數(shù)據(jù)的時間。

（2）權限管理。通過用戶、日志和權限管理，一方面可以完成對本軟件不同用戶的管理，也可以在修改計算數(shù)據(jù)時，確認用戶權限后才允許修改，從而有效防止各類用戶的錯誤操作引起的數(shù)據(jù)錯誤，進而導致潮流不收斂或者計算結果出現(xiàn)錯誤。

（3）數(shù)據(jù)校核。本軟件通過BPA，使用新生成的數(shù)據(jù)文件計算電網潮流，如果結果無誤，則將計算結果進行解析，將解析為BPA潮流格式的結果和原BPA數(shù)據(jù)文件的潮流結果進行對比。如果所給的BPA數(shù)據(jù)文件潮流不能收斂，則進行數(shù)據(jù)篩查。

（4）數(shù)據(jù)管理和維護?？墒褂帽拒浖苯訉﹄娋W數(shù)據(jù)進行修改、更新，保證數(shù)據(jù)跟隨電網實際變化情況同步更新，提高數(shù)據(jù)處理效率。

3.3? ? 人機交互平臺

本平臺包含人機友好的用戶界面、統(tǒng)計分析表格等可視化窗口。運行BPA潮流計算程序，并分析計算結果，輸出統(tǒng)計圖表，輔助專業(yè)人員對網架結構和運行方式進行分析。

4 軟件應用

（1）用戶登錄。用戶登錄界面如圖1所示，輸入正確的用戶名和密碼即可登錄。

（2）導入DAT文件。登錄本軟件主界面后，進入“數(shù)據(jù)管理”選項卡，點擊界面左上角的“打開DAT”，可以選擇需要導入的數(shù)據(jù)庫或者DAT文件，完成數(shù)據(jù)庫或者DAT文件的導入后，界面如圖2所示。

（3）當用戶把數(shù)據(jù)庫或者DAT數(shù)據(jù)導入軟件后，假如電網網架結構有所變化，本軟件能夠快捷、高效地完成BPA計算數(shù)據(jù)的修改，減輕了人工維護數(shù)據(jù)卡的工作量。BPA數(shù)據(jù)修改界面如圖3所示。

圖3中“數(shù)據(jù)修改”模塊可以把BPA的DAT格式文件以數(shù)據(jù)表或文本形式展示給用戶。在完成數(shù)據(jù)導入后，可將BPA數(shù)據(jù)在人機交互界面中顯示出來，點擊相應按鈕，就可以快捷、高效地增加或者導出線路、變壓器和母線節(jié)點的數(shù)據(jù)，減少了人員修改數(shù)據(jù)所需的時間，并且降低了出錯概率。

（4）進行潮流計算。軟件能夠調用BPA模塊進行潮流計算，計算結果通過表格的形式輸出。

（5）短路電流計算。短路電流計算可以根據(jù)系統(tǒng)實際運行故障數(shù)據(jù)，結合系統(tǒng)故障仿真，實現(xiàn)對電網故障暫態(tài)數(shù)據(jù)的分析。通過精確計算故障清除時間，分析故障清理時間的趨勢，找出故障單元，提高系統(tǒng)運行、規(guī)劃的效率及可靠性。

（6）數(shù)據(jù)報表導出。數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)庫導出生成網頁和xls格式的統(tǒng)計報表，也可以生成DAT文件。

5 結語

本文開發(fā)了基于PSD-BPA的計算數(shù)據(jù)管理軟件，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)計算數(shù)據(jù)的維護功能，可有效、快速地批量管理潮流數(shù)據(jù)，降低錯漏概率，使得基于BPA仿真計算的電力系統(tǒng)規(guī)劃和分析更加方便、快捷，有效減少了工作人員在電網規(guī)劃設計中的計算仿真時間，極大地提高了工作效率。

[參考文獻]

[1] PSD-BPA潮流和暫態(tài)穩(wěn)定程序4.0版用戶手冊[Z].

[2] 易楊，常寶立，李力，等.PSD-BPA潮流計算數(shù)據(jù)卡的自動批量生成和修改[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37（10）：124-128.

收稿日期：2020-07-03

作者簡介：張家寧（1992—），男，山東濟南人，研究生，工程師，從事輸電網規(guī)劃、項目前期工作。