劉 揚(yáng)，葉曉明，唐瑩瑩，何國(guó)杭

（湖州電力局，浙江 湖州 313000）

0 引言

隨著湖州地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷不斷攀升，配電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。目前湖州配電網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)率已達(dá)95.1%，其中80%以上的城網(wǎng)線路具備兩回及兩回以上的聯(lián)絡(luò)路徑，配電網(wǎng)轉(zhuǎn)供方式日趨靈活的同時(shí)，聯(lián)絡(luò)線接線也愈加復(fù)雜。與此同時(shí)，在上級(jí)電網(wǎng)檢修、故障時(shí)，大電網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的依賴愈加明顯。

然而，由于部分10kV聯(lián)絡(luò)線受主變壓器限額、線路線徑、低電壓等因素制約，不能保證每對(duì)聯(lián)絡(luò)線間能滿足N-1且適合轉(zhuǎn)供。目前在配電網(wǎng)檢修方式安排、熱倒負(fù)荷和故障處理時(shí)，主要通過(guò)EMS/GIS查詢并簡(jiǎn)單估算來(lái)選擇合適的負(fù)荷轉(zhuǎn)供路徑。而EMS系統(tǒng)由于其自身的局限性，僅能提供簡(jiǎn)單的負(fù)荷查詢功能，沒(méi)有聯(lián)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的數(shù)據(jù)分析。

因此有必要開(kāi)發(fā)可以提供全面、準(zhǔn)確的配電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)，能夠快捷、方便地查詢線路聯(lián)絡(luò)方式的系統(tǒng)?；赑I數(shù)據(jù)庫(kù)的配電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)視與輔助決策系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。利用本系統(tǒng)，可大大提高配電網(wǎng)管理人員和調(diào)度員安排檢修方式、熱倒負(fù)荷的工作效率，大幅縮短故障處理時(shí)間。同時(shí)為生產(chǎn)管理部門(mén)制訂線路規(guī)劃方案提供負(fù)荷實(shí)時(shí)狀況、網(wǎng)架聯(lián)絡(luò)情況、負(fù)荷變化趨勢(shì)等信息。

PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)作為實(shí)用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可以根據(jù)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，最大程度地滿足使用者的需求。本案例通過(guò)開(kāi)發(fā)配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷疊加趨勢(shì)圖，在系統(tǒng)中建立網(wǎng)架及負(fù)荷數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)的高級(jí)分析，從而大幅縮短了制訂負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案的時(shí)間，提高了供電可靠性。

1 設(shè)計(jì)思路

1.1 主要設(shè)計(jì)思想

編制線路轉(zhuǎn)供方案需要的資料包括：線路輸送限額表、GIS圖（包括單線圖、城網(wǎng)聯(lián)絡(luò)圖或農(nóng)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)圖，用于了解掛接的用戶情況、聯(lián)絡(luò)情況）、EMS（了解歷史及實(shí)時(shí)負(fù)荷情況），本案例要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是將以上信息整合到同一界面。

（1）利用PI的繪圖和數(shù)據(jù)采集功能，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)線路負(fù)荷的集中監(jiān)視。

（2）提供檢修方式安排、熱倒負(fù)荷以及事故處理情況下運(yùn)行方式的快捷、安全、合理調(diào)整，有效利用電網(wǎng)資源，避免負(fù)荷分配不均勻。

（3）為配電網(wǎng)運(yùn)行分析、線路規(guī)劃方案的制定（如新增用戶、急需分流等）提供相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 主要設(shè)計(jì)步驟

（1）采用PI數(shù)據(jù)庫(kù)中10kV線路負(fù)荷的實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)，在PI ProcessBook中建立動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、趨勢(shì)圖及與聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷疊加趨勢(shì)圖。利用PI的運(yùn)算功能對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，將單條10kV線路負(fù)荷趨勢(shì)圖及其對(duì)應(yīng)的聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷疊加趨勢(shì)圖在選定的時(shí)間段內(nèi)以不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)（年、月、日）顯示出來(lái)。

（2）以變電站為單位，繪制10kV線路聯(lián)絡(luò)線Excel表。將所有10kV線路參數(shù)（線路雙重命名、TA變比及線路限額、聯(lián)絡(luò)方式等）導(dǎo)入PB界面。將10kV線路聯(lián)絡(luò)表、線路實(shí)時(shí)電流及聯(lián)絡(luò)線總加實(shí)時(shí)電流、單一線路負(fù)荷趨勢(shì)曲線及其與聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷疊加趨勢(shì)曲線顯示窗口、趨勢(shì)圖時(shí)間控制按鈕、鏈接單線圖按鈕等元素在主界面上進(jìn)行整合，以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)控分析功能。

配電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)控分析流程如圖1所示。

2 主要功能和界面

配電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移輔助決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了線路聯(lián)絡(luò)方式速查分析、線路負(fù)荷查詢、聯(lián)絡(luò)線電流趨勢(shì)圖顯示與對(duì)比等功能。

圖1 配網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)控分析流程圖

2.1 線路聯(lián)絡(luò)方式及實(shí)時(shí)電流查詢

現(xiàn)有的EMS/GIS系統(tǒng)不能方便查詢10kV線路聯(lián)絡(luò)方式，運(yùn)方人員批復(fù)申請(qǐng)及調(diào)度人員開(kāi)操作票時(shí)，只能查閱手工繪制的10kV聯(lián)絡(luò)線正常運(yùn)行方式圖，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本系統(tǒng)則將所有轄區(qū)（包括吳興、南潯兩區(qū)）內(nèi)的10kV線路及其聯(lián)絡(luò)方式全部收錄在內(nèi)，方便查詢?nèi)我痪€路的聯(lián)絡(luò)情況。

如圖2所示，為了能方便快速地檢索線路，界面形式參照EMS，將市級(jí)所轄110/35kV變電站按照實(shí)際地理位置排列，通過(guò)按鈕鏈接，使用起來(lái)非?？旖莘奖?。此外，在該界面分別設(shè)置吳興區(qū)、南潯區(qū)實(shí)時(shí)負(fù)荷監(jiān)控，以及所轄長(zhǎng)和熱電廠出力情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便調(diào)度員隨時(shí)掌握管轄區(qū)域的用電情況。將配電中心7個(gè)線路班管轄的區(qū)域進(jìn)行了大致劃分，可以非常直觀地看到所屬班組管轄的線路。

如圖3所示，通過(guò)按鈕進(jìn)入變電站界面后，可以方便查看10kV線路的TA變比、保護(hù)允許限額、線路冬/夏限額，并且可以快速查詢線路之間的聯(lián)絡(luò)情況。同時(shí)可在此界面查看線路的實(shí)時(shí)負(fù)荷電流、兩條聯(lián)絡(luò)線電流之和以及聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷疊加趨勢(shì)圖。在線路需要熱倒或者轉(zhuǎn)供時(shí)，可以快速確定最佳轉(zhuǎn)供路徑，使轉(zhuǎn)供后的負(fù)荷電流不至超限。

圖2 湖州市級(jí)電網(wǎng)地理位置圖

例如，當(dāng)紫港604線開(kāi)關(guān)或0號(hào)閘刀故障需要全線轉(zhuǎn)供時(shí)，由圖4所示的110kV紫云變電站紫港604線的聯(lián)絡(luò)情況可看出，與其聯(lián)絡(luò)的有陵陽(yáng)A23線、龍港543線、司法A18線和玉皇764線，但陵陽(yáng)A23線、龍港543線轉(zhuǎn)供的電流已接近線路限額，而由司法A18線轉(zhuǎn)供則還有很大裕度，因此可以快速做出判斷，紫港604線的最佳轉(zhuǎn)供路徑是司法A18線。

如果需要查看線路聯(lián)絡(luò)的具體情況，可以點(diǎn)擊線路名稱進(jìn)入線路聯(lián)絡(luò)方式界面，如點(diǎn)擊紫云變電站紫港604線，進(jìn)入圖5所示的界面，可以清楚地看出線路之間的聯(lián)絡(luò)情況以及合環(huán)操作的開(kāi)關(guān)位置。同時(shí)將變電站母線電壓、主變壓器電流、線路電流的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與限額集中在同一界面，可以輔助調(diào)度員快速處理故障、倒出負(fù)荷。由于設(shè)置了母線電壓實(shí)時(shí)監(jiān)控，在熱倒負(fù)荷時(shí)可以看到合環(huán)線路的壓差，便于調(diào)度員通過(guò)EMS調(diào)節(jié)電壓以達(dá)到合環(huán)操作要求。

2.2 聯(lián)絡(luò)線疊加負(fù)荷的實(shí)時(shí)與歷史趨勢(shì)查詢

通過(guò)點(diǎn)擊聯(lián)絡(luò)線實(shí)時(shí)監(jiān)控表中任一線路，可以查詢當(dāng)天的負(fù)荷趨勢(shì)，也可以通過(guò)選擇日期來(lái)查詢線路歷史負(fù)荷趨勢(shì)圖。點(diǎn)擊聯(lián)絡(luò)線電流總和時(shí)顯示的數(shù)據(jù)為兩條線路及其聯(lián)絡(luò)電流總和的實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)圖。

圖6為110kV楊家埠變電站便南674線與110kV飛鷺變電站南潘E21線的負(fù)荷趨勢(shì)及其電流總和趨勢(shì)圖，將這3條趨勢(shì)曲線放在同一圖中便于對(duì)比其負(fù)荷趨勢(shì)，為線路運(yùn)行安排、負(fù)荷轉(zhuǎn)供提供參考和依據(jù)。尤其是當(dāng)只有一回聯(lián)絡(luò)路徑時(shí)，必須掌握準(zhǔn)確的聯(lián)絡(luò)線電流和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，才能保證轉(zhuǎn)供線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

圖3 110kV紫云變電站10kV聯(lián)絡(luò)線路實(shí)時(shí)監(jiān)控表

圖4 10kV紫港604線聯(lián)絡(luò)方式及實(shí)時(shí)監(jiān)控表

圖5 10kV紫港604線單線圖

圖6 10kV便南674與10kV南潘E21線趨勢(shì)圖及聯(lián)絡(luò)線疊加趨勢(shì)圖

2.3 減少制訂轉(zhuǎn)供方案所用時(shí)間

當(dāng)上級(jí)電網(wǎng)因故障使某變電站全站失電，尤其是帶大量城網(wǎng)重要負(fù)荷的變電站全站失電的情況下，必須快速將重要線路甚至全部線路的負(fù)荷通過(guò)10kV聯(lián)絡(luò)線轉(zhuǎn)移出去。

以聞波變電站為例，該變電站地處湖州市中心地段，所供負(fù)荷包括重要醫(yī)療衛(wèi)生單位、新聞媒體、大型商場(chǎng)等，共有20回10kV線路。由于聯(lián)絡(luò)方式復(fù)雜繁瑣，負(fù)荷變化的不確定因素較多，當(dāng)值調(diào)度員確定轉(zhuǎn)供方案需要較長(zhǎng)時(shí)間，一般從事故發(fā)生到負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案的確定至少需要20～30 min，而借助本系統(tǒng)僅需5 min就能實(shí)現(xiàn)合理、快速選擇部分線路由其聯(lián)絡(luò)線直接轉(zhuǎn)供，同時(shí)選擇負(fù)荷最輕的線路由母線轉(zhuǎn)供其他線路，大幅縮短了故障處理時(shí)間，并且確保配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效應(yīng)。

3 結(jié)語(yǔ)

基于PI數(shù)據(jù)庫(kù)的配電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移輔助決策系統(tǒng)適用于電力系統(tǒng)管理運(yùn)行部門(mén)編制運(yùn)行方式、安排檢修方式、制定線路改接方案以及日常調(diào)度運(yùn)行等工作，可以方便地實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)方式的查詢、線路負(fù)荷電流的監(jiān)控與查詢、計(jì)劃工作與故障處理時(shí)的熱倒合環(huán)操作方式的判斷選擇，將配電網(wǎng)中大量數(shù)據(jù)與聯(lián)絡(luò)方式進(jìn)行了匯總與加工，對(duì)于目前復(fù)雜多變、自動(dòng)化程度相對(duì)較低的配電網(wǎng)日常調(diào)度運(yùn)行工作有非常好的輔助作用，同時(shí)為配電網(wǎng)年度方式的分析與總結(jié)、長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的制定等提供了相關(guān)信息。

[1] 李印清.Visual Basic.NET程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.