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(shí)時(shí)智能校驗(yàn)的實(shí)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(shí)期通過(guò)人工或計(jì)算機(jī)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(jìn)行安全校驗(yàn)，為保障校驗(yàn)的高效及準(zhǔn)確，我們采用了基于BPA的安全實(shí)時(shí)校核，通過(guò)實(shí)際的應(yīng)用表明，基于BPA校驗(yàn)，不僅大大降低了校驗(yàn)的復(fù)雜度和所需時(shí)間，同時(shí)也提高了校驗(yàn)的準(zhǔn)確性，極大地提高了電網(wǎng)應(yīng)對(duì)線路覆冰進(jìn)行的融冰響應(yīng)速度，降低了電網(wǎng)融冰風(fēng)險(xiǎn)，減輕了冰災(zāi)對(duì)電網(wǎng)的影響和減少了停電時(shí)間，保障了社會(huì)用電。

融冰序列；效驗(yàn)；探討

0 引言

自2008年以來(lái)，冰災(zāi)給國(guó)內(nèi)電網(wǎng)造成了巨大的損失，尤其對(duì)南方區(qū)域影響較為嚴(yán)重，喀斯特地帶因?yàn)槭鼙谂c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(diǎn)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(hù)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(yùn)行方式，在融冰技術(shù)和裝置的大量引入后，給電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，也提出了更高的要求，尤其是對(duì)融冰而言，是守住電網(wǎng)安全的最后底線。面對(duì)大量通過(guò)計(jì)算機(jī)和人工編制的復(fù)雜融冰序列，往往需要提前進(jìn)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(shí)，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(shí)避免由于融冰序列的頻繁調(diào)整造成的時(shí)間浪費(fèi)，進(jìn)而加重冰災(zāi)的影響。

由于專門針對(duì)融冰序列校驗(yàn)的軟件幾乎沒(méi)有，當(dāng)前進(jìn)行融冰序列的校驗(yàn)主要采用人工方式進(jìn)行，通過(guò)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(jìn)行離線推演，其準(zhǔn)備工作量大、操作復(fù)雜，計(jì)算多憑借人工經(jīng)驗(yàn)，不僅效率低，且準(zhǔn)確率低，同時(shí)也無(wú)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?cè)趪?guó)內(nèi)首次提出了基于BPA的計(jì)算程序建立融冰序列智能實(shí)時(shí)校核系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)、實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)智能校驗(yàn)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(yàn)缺乏導(dǎo)致融冰序列校驗(yàn)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(guò)性低而影響融冰效率、導(dǎo)致融冰停電范圍擴(kuò)大等問(wèn)題。而通過(guò)集成BPA計(jì)算程序不僅避免了重新設(shè)計(jì)復(fù)雜計(jì)算算法，也保證了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。首先將融冰序列、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)及拓?fù)鋽?shù)據(jù)實(shí)時(shí)注入BPA計(jì)算模塊即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、智能的實(shí)時(shí)校驗(yàn)；最后通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行圖形化展示即可快速、直觀展示校驗(yàn)結(jié)果。從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、可視化、智能化的快速融冰序列校驗(yàn)。

2 智能融冰校驗(yàn)軟件的實(shí)現(xiàn)

2.1 總體設(shè)計(jì)思路

智能融冰校驗(yàn)需通過(guò)兩種方式進(jìn)行，一是建立基本融冰規(guī)則庫(kù)，通過(guò)靜態(tài)的方式進(jìn)行校驗(yàn)，確保融冰序列滿足融冰規(guī)則；二是，接入實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)BPA計(jì)算程序進(jìn)行實(shí)時(shí)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(guò)拓?fù)鋱D和告警信息進(jìn)行可視化展現(xiàn)。

2.2 難點(diǎn)分析

要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的快速可視化智能的融冰序列校驗(yàn)，需要解決多個(gè)復(fù)雜的技術(shù)難題，分別如下：

融冰規(guī)則來(lái)源與多個(gè)零散文件，規(guī)則庫(kù)的建立較為繁瑣；

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

BPA導(dǎo)入文件結(jié)構(gòu)復(fù)雜且說(shuō)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(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及拓?fù)涞墨@取、解析；

校驗(yàn)結(jié)果的圖形化展示。

2.3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程

針對(duì)以上技術(shù)難題，我們運(yùn)用如下手段進(jìn)行了系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)：

通過(guò)剖析融冰保底方案內(nèi)的約束條件，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束條件形成了融冰校驗(yàn)的約束規(guī)則庫(kù)；

通過(guò)對(duì)BPA客戶端程序的解析，基于C/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了與BPA的集成；

通過(guò)對(duì)已有的BPA文件進(jìn)行了剖析，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，形成了針對(duì)電網(wǎng)拓?fù)?、?shí)時(shí)數(shù)據(jù)注入BPA相關(guān)卡片的方法；

通過(guò)模糊匹配算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)BPA生成的結(jié)果的解析；

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

通過(guò)導(dǎo)入SVG圖形結(jié)合圖形控件實(shí)現(xiàn)了圖形的展示，引入校核結(jié)果進(jìn)行可視化展現(xiàn)。

2.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

我們通過(guò)對(duì)以上技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題的解決，基于J2EE架構(gòu)，通過(guò)B/S與C/S的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了智能融冰校驗(yàn)軟件的研發(fā)。

通過(guò)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(yàn)的約束規(guī)則進(jìn)行規(guī)則校驗(yàn)，若通過(guò)則進(jìn)行實(shí)時(shí)校驗(yàn)，通過(guò)從EMS獲取歷史和實(shí)時(shí)的潮流信息、電網(wǎng)CIM模型注入BPA計(jì)算程序，并發(fā)送相關(guān)指令進(jìn)行逐項(xiàng)序列的校驗(yàn)，然后對(duì)生成的校驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解析，并將結(jié)果實(shí)時(shí)呈現(xiàn)在可視化界面上和進(jìn)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(kù)管理、實(shí)時(shí)運(yùn)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(yàn)及實(shí)時(shí)校驗(yàn)、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(gè)單位使用，通過(guò)融冰智能校核，能夠?qū)F(xiàn)有的校核時(shí)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(jí)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(lái)的停電范圍和停電時(shí)間，降低災(zāi)害帶來(lái)的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)語(yǔ)

電網(wǎng)融冰序列智能校驗(yàn)的研究實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首次基于BPA結(jié)合融冰規(guī)則庫(kù)進(jìn)行復(fù)雜電網(wǎng)下動(dòng)態(tài)融冰序列的實(shí)時(shí)校驗(yàn)，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(jià)值，實(shí)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(jìn)行推廣實(shí)施，包括其下屬的地調(diào)縣調(diào)，推廣單位可達(dá)數(shù)百家，更可在國(guó)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(yùn)行穩(wěn)定性。

[1]周曉雨,李華強(qiáng),劉沛清,呂歆瑤．考慮電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的融冰序列決策[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2016,36(2)．

[2]阮啟運(yùn),陸佳政,顧雪平．基于文本規(guī)則的電網(wǎng)融冰決策技術(shù)[J]．電力建設(shè),2010,31(11)．

[3]曹凱,陳國(guó)虎,江樺,馬歡．自適應(yīng)引導(dǎo)進(jìn)化遺傳算法[J]．電子與信息學(xué)報(bào),2014,36(8)．