专利名称：获取电网在线运行状态的潮流断面数据的方法
技术领域：
本发明涉及一种获取电网在线运行状态的潮流断面数据的方法，适用于省级及 地区级电网。
背景技术：
随着我国电力系统的发展，特别是全国联网和特高压电网建设的逐步实施，各 省一级电网规模将会进一步扩大。目前，各省一级电力公司已具备了良好的调度自动化 基础，EMS高级应用软件功能保持了良好的运行记录。但目前为止，调度中心方式处 仍然采用离线的电力系统分析综合程序(PSASP)作为分析工具，不能直接使用在线数 据。这种情况下由于离线分析程序尚停留在人工输入数据和计算的基础上，数据录入不 但烦琐、量大，而且不能及时反映电网的实际运行工况，致使得出的计算结果与实际情 况有一定差异，其最终结果是影响了调度中心方式处对运行方式的分析效率与正确性。 另一方面，各大网调省调相继开展了在线动态安全分析和预警控制的研究与项目实施， 包括国调中心，因此客观上要求下级调度部门为上级调度部门提供可靠准确、覆盖本地 区电网的在线运行方式。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种获取电网在线运行状态的潮流断面数据 的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案本发明是在电力系统分析综合程序(PSASP)和调度自动化系统的基础上，通过在线 数据接口将实时数据库、网络拓扑分析和引入EMS状态估计后的在线数据引入到PSASP 数据库中，使得PSASP的潮流计算、暂态稳定分析等应用的功能提升到在线水平，实现 PSASP同时在线和离线计算的完美结合。
所述实时数据库的数据一方面来自于SCADA系统的实时数据，另一方面来自于 PSASP的公用数据和模型库；所述网络拓扑分析是指SCADA系统的数据包含了大量的开关和刀闸信息，需进行 网络拓扑分析，消去开关和刀闸，形成可用于电网分析计算的数据。拓扑分析为一公用 模块，由状态估计、潮流等各种计算模块所调用。
所述在线数据接口是指对于没有EMS系统或者没有状态估计运行的地区，需 要直接和SCADA系统进行数据接口 ；对于有EMS并且状态估计运行情况良好的地区， 提供基于IEC61970 CIM/CIS/XML、E格式以及其他格式的在线数据接口功能，以直接 应用EMS数据实现PSASP在线化。
获取电网在线运行状态的潮流断面数据的具体步骤如下(1)自动或手动从EMS调度自动化系统中获取状态估计后的省级电网模型、在线 运行数据断面，导入到电网数字仿真系统的基础数据库中；3(2)基于在线电网模型和运行数据进行拓扑分析和潮流计算，验证在线潮流合理性；(3)进行在线和离线数据整合；(4)自动生成或者按用户指定的间隔生成在线运行方式数据；所述在线和离线数据整合是通过维护和设置，定时合并离线/在线电网数据，形成 一套反映当前/历史电网工况并能进行暂态稳定分析的计算数据，为在线电网数字仿真 提供数据源；所述在线和离线数据整合的方法如下a.以离线数据为基础，用在线运行数据进行修正；使整合后的数据，保留离线数据 原有的网络结构、元件名称；b.建立在线/离线元件名称映射表，通过所述映射表实现在线/离线数据的共用。
本发明的有益效果是应用本发明能够实现数字仿真装置基于在线方式运行，并 具有参数设置管理、历史方式保存，在线方式自动/手动获取的功能。大大提高了省级 调度中心方式处对运行方式的分析效率和准确性；可为上级调度部门提供可靠准确、覆 盖本地区电网的在线运行方式。
图1为电网数据仿真系统与调度自动化系统硬件配置图； 图2为电网离线/在线模型通过映射表共享数据示意图；图3为在线数据接口系统数据整合示意图。
具体实施方式
以河北电网为例，获取河北电网在线运行状态的潮流断面数据的方法如下 在电力系统分析综合程序(PSASP)和调度自动化系统的基础上，通过在线数据接口将实时数据库、网络拓扑分析和引入EMS状态估计后的在线数据引入到PSASP数据库 中，使得PSASP的潮流计算、暂态稳定分析等应用的功能提升到在线水平，实现PSASP 同时在线和离线计算的完美结合。电网数字仿真系统与调度自动化系统在线数据接口的 硬件配置图(见图1)，电网数字仿真系统与调度自动化系统在线数据接口的主要功能包 括(1)实时数据库为了提高电力系统在线分析计算的速度，需开发实时数据库。实时数据库的数据一 方面来自于SCADA系统的实时数据，另一方面来自于PSASP的公用数据和模型库。实 时数据库为PSASP各种在线分析计算所公用。
(2)网络拓扑分析SCADA系统的数据包含了大量的开关和刀闸信息，需进行网络拓扑分析，消去开关 和刀闸，形成可用于电网分析计算的数据。拓扑分析为一公用模块，由状态估计、潮流 等各种计算模块所调用。
(3)在线数据库接口对于没有EMS系统或者没有状态估计运行的地区，需要直接和SCADA系统进行数据接口；对于有EMS并且状态估计运行情况良好的地区，可提供基于IEC61970 CIM/ CIS/XML、E格式以及其他格式的在线数据接口功能，以直接应用EMS数据实现PSASP 在线化。
获取电网在线运行状态的潮流断面数据的具体步骤如下(1)自动或手动从EMS调度自动化系统中获取状态估计后的河北电网模型、在线 运行数据断面，导入到电网数字仿真系统的基础数据库中；(2)基于在线电网模型和运行数据进行拓扑分析和潮流计算，验证在线潮流合理性；(3)在线和离线数据的整合。
(4)自动生成或者按用户指定的间隔生成在线运行方式数据。
上述步骤(3)所述的在线和离线数据整合工作是在线分析计算不可缺少的重 要环节。所谓数据整合，是通过一定的维护和设置，能定时合并离线/在线电网数据， 形成一套结构完整、及时准确反映当前/历史电网工况并能进行暂态稳定分析的计算数 据，为在线电网数字仿真提供数据源。
同一地区的离线和在线电网模型描述的是同一个实际的电力系统网络，但是在 一般情况下，在线模型和离线模型在电网规模、元件连接情况、元件名称和参数等方面 有一定差异，需要考虑如何将在线运行数据反映到离线模型上。
面对上述两套电网模型，首先要分析两套数据的特点，在充分考虑各自的优 势、劣势之后，所做的数据整合才是正确、合理的。
离线数据的特点1)包含了相对完整的输电网数据以及稳定计算所需的大部分系统模型和参数，数据量大。
幻通过大量的计算和调整，经受了实际运行的考验，具有一定的可靠性； 3) 一般无开关、刀闸信息，不同的运行方式对应多套离线数据；在线数据的特点DSCADA系统采集的实时数据、EMS状态估计后的熟数据；2)电网调度人员日常监视、控制电网的主要依据；3)一般情况下，仅包含了高电压等级主网的运行数据，电网规模上只是离线稳态数 据的一部分；4)有开关、刀闸信息，实时变化。
从离线/在线模型的各自的特点出发，确定了模型整合的策略(1)以规模较大的离线数据为基础，用在线运行数据进行修正；(2)整合后的数据，基本保留了离线数据原有的网络结构、元件名称；(3)模型整合的基础建立在线/离线元件名称映射表，通过这个映射表实现在线/ 离线数据的共用。
上述两套模型中的电气元件名称都是相对稳定的，在线数据接口可通过分析厂 站、元件连接关系及元件名称自动生成大部分的映射表内容。少量等值、简化的元件需 要人工映射来完成，还有部分不对应的部分需要对模型本身进行修正。在建立映射表的 过程中，还可以通过对比两套模型之间的差异，相互进行校正，对在线/离线模型的完善都有很大的好处。离线/在线模型通过映射表共享数据，如图2所示。
在线运行数据与离线数据一般来说，不是严格的一个断面；在线运行数据刷新 到离线数据上以后，需要调整离线模型中特有元件的运行数据，才能保证数据一致性， 进行后续分析计算。
获取电网在线运行状态的潮流断面数据采用EMS调度自动化系统状态估计后的 数据，充分利用了现有调度自动化系统的数据和功能资源；采用中间数据文件作为在线 数据交互格式。在线数据文件中至少包含以下内容1)物理母线 母线电压幅值。
2)交流线首端有功、无功、末端有功、无功。
3)并联电容电抗器无功。电容器无功为负值，电抗器无功为正值。
4)两绕组变压器高低压侧有功、无功、抽头位置。
5)三绕组变压器高中低侧有功、无功、抽头位置。
6)发电机 有功、无功、电压。
7)负荷 有功、无功、电压。
8)开关开关状态。1代表合，0代表开。
9)刀闸刀闸状态。1代表合，0代表开。
河北南网在线/离线数据整合的基本要求是将河北省内的离线模型及数据用在 线模型以及实时的在线数据替换掉，保持河北外网离线数据的完整性。使整合后潮流计 算结果和在线状态估计结果尽可能保持一致，为电网数字仿真装置分析提供精确、全面 的数据内容。另外，整合过程中要求接口程序可以自动适应在线或离线模型的增删，并 能反映在线拓扑变化。在线数据接口系统数据整合示意图如图3所示。
基于河北省调提供的离线方式数据(可以基于几套典型数据，不同时间采用不 同典型方式数据)，在线获取河北省调提供的CIM/XML/CIS电网运行数据，进行潮流 整合。在潮流整合的过程中，将不断修正离线方式数据，重点是在离线方式数据中而不 在在线方式数据中的数据。整合的目标是使整合后的在线电网潮流同调度中心提供的状 态估计后运行信息状态基本一致。
在线数据整合功能设计如下 1)在线数据导入功能用户可以从人机界面中选择特定时刻的河北南网的CIM/XML数据文件，导入 PSASP7.0在线数据库中，并能进行纯在线潮流计算。
2)在线/离线设备自动映射功能根据在线/离线设备名称、连接关系、编号、元件参数以及人工定制等信息动态的 形成设备映射表，支持多对多映射，支持不同类型设备之间的映射。
3)拓扑分析功能基于在线开关、刀闸位置，进行拓扑分析，输出基于计算母线的电网数据。
4)在线/离线模型自动替换功能；以厂站为单位，在华北电网离线数据的基础上，以在线河北电网数据替换相应离线 部分，并保留离线的电气设备的零序参数、发电机模型参数等动态数据。
5)外网调整与潮流计算调整离线模型中与在线不一致部分，采用潮流调整算法调整省外发电与负荷出力， 使得合并后的省际联络线潮流与在线运行一致，使整合后的数据与在线运行方式尽量匹 配。
权利要求
1. 一种获取电网在线运行状态的潮流断面数据的方法，，其特征在于其具体步骤如下(1)自动或手动从EMS调度自动化系统中获取状态估计后的省级或地区级电网模 型、在线运行数据断面，导入到电网数字仿真系统的基础数据库中；(2)基于在线电网模型和运行数据进行拓扑分析和潮流计算，验证在线潮流合理性；(3)进行在线和离线数据整合；(4)自动生成或者按用户指定的间隔生成在线运行方式数据；所述在线和离线数据整合是通过维护和设置，定时合并离线/在线电网数据，形成 一套反映当前/历史电网工况并能进行暂态稳定分析的计算数据，为在线电网数字仿真 提供数据源；所述在线和离线数据整合的方法如下a.以离线数据为基础，用在线运行数据进行修正；使整合后的数据，保留离线数据 原有的网络结构、元件名称；b.建立在线/离线元件名称映射表，通过所述映射表实现在线/离线数据的共用。
全文摘要
本发明涉及一种获取电网在线运行状态的潮流断面数据的方法，其具体步骤如下(1)自动或手动从EMS调度自动化系统中获取状态估计后的省级电网模型、在线运行数据断面，导入到电网数字仿真系统的基础数据库中；(2)基于在线电网模型和运行数据进行拓扑分析和潮流计算，验证在线潮流合理性；(3)进行在线和离线数据整合；(4)自动生成或者按用户指定的间隔生成在线运行方式数据。本发明的有益效果是应用本发明能够实现数字仿真装置基于在线方式运行，并具有参数设置管理、历史方式保存，在线方式自动/手动获取的功能。大大提高了省级调度中心方式处对运行方式的分析效率和准确性；可为上级调度部门提供可靠准确、覆盖本地区电网的在线运行方式。
文档编号H02J3/00GK102025151SQ20101055371
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者唐宝峰, 李亚楼, 杨潇, 王晓蔚, 范辉, 黄翠艳 申请人:河北省电力研究院