張家寧 楊斌 張玉躍 劉冬 牟穎

摘要：目前，社會(huì)用電需求持續(xù)增加，電網(wǎng)每年都有許多項(xiàng)目投產(chǎn)，相應(yīng)的規(guī)劃計(jì)算數(shù)據(jù)量不斷增大，對(duì)于電網(wǎng)規(guī)劃部門而言，需要及時(shí)更新計(jì)算數(shù)據(jù)，用于日常仿真分析。PSD-BPA由中國(guó)電科院引進(jìn)二次開發(fā)，可以進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算、電網(wǎng)潮流計(jì)算、短路計(jì)算等多種仿真計(jì)算，廣泛應(yīng)用于電力規(guī)劃、設(shè)計(jì)等部門。BPA所使用計(jì)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(jì)算數(shù)據(jù)管理軟件，使BPA的數(shù)據(jù)維護(hù)和管理更加高效、直觀，全面提高了電網(wǎng)規(guī)劃工作的效率。

關(guān)鍵詞：PSD-BPA;數(shù)據(jù)管理;軟件開發(fā)

1 PSD-BPA軟件簡(jiǎn)介

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

PSD-BPA通過其專用的控制語(yǔ)句，對(duì)潮流程序的輸入、計(jì)算和輸出內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)選擇和改變控制功能、計(jì)算數(shù)據(jù)修改等;網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通常另存于潮流庫(kù)文件中，由程序控制語(yǔ)句調(diào)用[1]，也可以緊跟在程序控制語(yǔ)句后面輸入。

導(dǎo)入電網(wǎng)的潮流數(shù)據(jù)，在PSD環(huán)境中完成BPA模塊的啟動(dòng)路徑配置，就可以輸出潮流計(jì)算結(jié)果。潮流計(jì)算結(jié)果的輸出數(shù)據(jù)包括計(jì)算結(jié)果、自定義輸出列表和分析報(bào)告表等。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在固定列寬的數(shù)據(jù)卡中，當(dāng)新增電力設(shè)備需要更新數(shù)據(jù)時(shí)，必須手動(dòng)進(jìn)行修改，工作量非常大。同時(shí)，對(duì)于數(shù)據(jù)中變電站所接帶的負(fù)荷，在進(jìn)行夏季大負(fù)荷、冬季大負(fù)荷等各類運(yùn)行方式計(jì)算時(shí)，也需要進(jìn)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(tái)，實(shí)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(hù)和管理中。（2）軟件可以對(duì)BPA常用的潮流數(shù)據(jù)卡進(jìn)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(jì)算結(jié)果，并導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)圖表。將潮流計(jì)算結(jié)果輸出到用戶指定格式的表格中，其統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可輔助工作人員進(jìn)行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的分析等。（4）軟件能自動(dòng)將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為表格，用于后續(xù)分析。

3 軟件架構(gòu)

3.1? ? Excel平臺(tái)

本平臺(tái)采用Excel管理輸電線路、無功補(bǔ)償裝置、變壓器等各類設(shè)備的相應(yīng)計(jì)算數(shù)據(jù)，并將所需數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3.2? ? 計(jì)算分析平臺(tái)

本平臺(tái)通過搭建并整合數(shù)據(jù)接口、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)校核等多種功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和維護(hù)、BPA潮流計(jì)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(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)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(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，生成新的BPA數(shù)據(jù)文件，節(jié)約了人工維護(hù)、修改計(jì)算數(shù)據(jù)的時(shí)間。

（2）權(quán)限管理。通過用戶、日志和權(quán)限管理，一方面可以完成對(duì)本軟件不同用戶的管理，也可以在修改計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí)，確認(rèn)用戶權(quán)限后才允許修改，從而有效防止各類用戶的錯(cuò)誤操作引起的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，進(jìn)而導(dǎo)致潮流不收斂或者計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)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(jì)算電網(wǎng)潮流，如果結(jié)果無誤，則將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行解析，將解析為BPA潮流格式的結(jié)果和原BPA數(shù)據(jù)文件的潮流結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。如果所給的BPA數(shù)據(jù)文件潮流不能收斂，則進(jìn)行數(shù)據(jù)篩查。

（4）數(shù)據(jù)管理和維護(hù)?？墒褂帽拒浖苯訉?duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、更新，保證數(shù)據(jù)跟隨電網(wǎng)實(shí)際變化情況同步更新，提高數(shù)據(jù)處理效率。

3.3? ? 人機(jī)交互平臺(tái)

本平臺(tái)包含人機(jī)友好的用戶界面、統(tǒng)計(jì)分析表格等可視化窗口。運(yùn)行BPA潮流計(jì)算程序，并分析計(jì)算結(jié)果，輸出統(tǒng)計(jì)圖表，輔助專業(yè)人員對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式進(jìn)行分析。

4 軟件應(yīng)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(dǎo)入DAT文件。登錄本軟件主界面后，進(jìn)入“數(shù)據(jù)管理”選項(xiàng)卡，點(diǎn)擊界面左上角的“打開DAT”，可以選擇需要導(dǎo)入的數(shù)據(jù)庫(kù)或者DAT文件，完成數(shù)據(jù)庫(kù)或者DAT文件的導(dǎo)入后，界面如圖2所示。

（3）當(dāng)用戶把數(shù)據(jù)庫(kù)或者DAT數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件后，假如電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)有所變化，本軟件能夠快捷、高效地完成BPA計(jì)算數(shù)據(jù)的修改，減輕了人工維護(hù)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(dǎo)入后，可將BPA數(shù)據(jù)在人機(jī)交互界面中顯示出來，點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕，就可以快捷、高效地增加或者導(dǎo)出線路、變壓器和母線節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，減少了人員修改數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，并且降低了出錯(cuò)概率。

（4）進(jìn)行潮流計(jì)算。軟件能夠調(diào)用BPA模塊進(jìn)行潮流計(jì)算，計(jì)算結(jié)果通過表格的形式輸出。

（5）短路電流計(jì)算。短路電流計(jì)算可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行故障數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)故障仿真，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)故障暫態(tài)數(shù)據(jù)的分析。通過精確計(jì)算故障清除時(shí)間，分析故障清理時(shí)間的趨勢(shì)，找出故障單元，提高系統(tǒng)運(yùn)行、規(guī)劃的效率及可靠性。

（6）數(shù)據(jù)報(bào)表導(dǎo)出。數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出生成網(wǎng)頁(yè)和xls格式的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，也可以生成DAT文件。

5 結(jié)語(yǔ)

本文開發(fā)了基于PSD-BPA的計(jì)算數(shù)據(jù)管理軟件，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)計(jì)算數(shù)據(jù)的維護(hù)功能，可有效、快速地批量管理潮流數(shù)據(jù)，降低錯(cuò)漏概率，使得基于BPA仿真計(jì)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(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的計(jì)算仿真時(shí)間，極大地提高了工作效率。

[參考文獻(xiàn)]

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

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

收稿日期：2020-07-03

作者簡(jiǎn)介：張家寧（1992—），男，山東濟(jì)南人，研究生，工程師，從事輸電網(wǎng)規(guī)劃、項(xiàng)目前期工作。