一种基于电网拓扑的电能统计动态建模和优化控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于电网拓扑的电能统计动态建模和优化控制方法，依赖于电网GIS地理信息服务平台和电能量计量系统两个大的平台，以统计主体为对象(例如发电企业、省辖市)，通过电网拓扑结构和数据信息，围绕该统计主体为中心，寻找统计主体与电网系统相连的n个开关设备信息及每个开关设备上设有的关口计量装置，实现对该统计主体电能的动态建模；进一步提高电能统计的自动化水平，大幅度降低省级电网甚至更大规模电网的电能统计建模工作量；同时，获取关口实时测量数据，实现针对统计主体的电能量实时计算，为购售电业务数据指标的统计提供可靠的方法。
【专利说明】一种基于电网拓扑的电能统计动态建模和优化控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统电网电量统计及自动化【技术领域】，尤其涉及一种基于电网拓 扑的电能统计动态建模和优化控制方法。
【背景技术】
[0002] 电能量不仅作为电网公司购售电业务的核心数据指标，同时也是决策层最为关心 的核心统计数据；通过电能量的统计能够直接反应公司的经营效益和管理效益。各级电能 量的实时计算和统计，能够直接呈现购售电业务的开展情况，及时掌握公司购售电市场变 化情况，同时为公司的经营决策调整提供更好、更快、更准确的供宏观决策的依据。
[0003] 电能统计建模是一个非常复杂的问题，原因有主要以下几个方面：一是，关口计量 装置数量多、分布广、信息收集困难。在电网建设和运营的过程中，针对一个统计主体(省、 省辖市或发电企业）的电能量统计，通常需要涉及众多关口计量装置；二是，建模工作量大， 精准程度低。针对电能量的统计已经很普遍，但大多数业务系统是通过手动梳理结合静态 编程的方式实现的，当面对省级电网（或更大规模电网）数千台甚至数万台电能计量装置， 以及后期当计量装置发生新增和变动时，统计模型的梳理、扩展和维护将是一项非常巨大 的工作，工作量的巨大使得模型的精准度很难得到保证。虽然这些因素的影响使电能统计 建模十分困难，电能统计建模仍然是电力系统中一项重要的研究工作。
[0004] 目前，随着智能电网建设工作的快速推进，电网GIS地理信息服务平台也逐步推 广实施和应用，它实现了电网资源信息的统一汇集，为电网"发、输、变、配、用、调"等环节提 供地理空间信息共享及业务应用集成融合，提供了电网设备的空间地理信息和网络拓扑信 息，这为电网信息化和自动化水平的提高奠定了重要基础。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种基于电网拓扑的电能统计动态建模和优化控制方法， 建立电能统计动态模型，进一步提高电能统计的自动化水平，大幅度降低省级电网甚至更 大规模电网的电能统计建模工作量；同时，获取关口实时测量数据，实现针对统计主体的电 能量实时计算，为购售电业务数据指标的统计提供可靠的方法。
[0006] 本发明采用的技术方案为： 一种基于电网拓扑的电能统计动态建模和优化控制方法，包括以下步骤： A :依据电网GIS地理信息服务平台，获取指定地理区域内的统计主体信息，统计主体 信息包括统计主体的编号和名称； B :首先根据步骤A中获取的统计主体信息建立一个静态电能统计模型； C :以静态电能统计模型中的统计主体为中心，进行电网拓扑分析； 拓扑分析包含以下步骤： C1 :依据电网GIS地理信息服务平台，寻找统计主体与电网系统相连的n个开关设备信 息，开关设备信息包括开关编号b、开关名称m ; C2 :依据电能量计量系统，寻找每个开关设备上设有的N个关口计量装置，关口计量装 置包括关口编号P、关口名称q ; D :以每一个开关设备信息及关口计量装置为基础，分别建立开关设备信息与关口计量 装置之间相互对应的映射关系，再将多组映射关系排列组成开关-关口映射表；上述的开 关设备信息包括开关编号b、开关名称m，关口计量装置包括关口编号p、关口名称q ; E:对开关设备信息中的开关名称m与关口计量装置中的关口名称q进行筛选、判断，如 果开关名称ra与关口名称q -致，则将开关编号b，开关名称tn，关口编号p，关口名称q写 入开关-关口映射表；如果开关名称m与关口名称q不一致，则将开关编号b，开关名称m， 无，无，写入开关-关口映射表；此时，电能统计动态模型建立成功； F:当需要输出针对统计主体的电能统计动态建模的统计数据指标时，若开关设备信息 或关口计量装置信息无变化，则输出步骤E中建立的电能统计动态模型结果；若开关设备 信息或关口计量装置信息发生变化时，即开关设备或关口计量装置增加或者减少时，电能 统计模型通过步骤C自动进行电网拓扑分析； G :再将步骤F中变化的开关设备信息或关口计量装置信息与开关-关口映射表比照， 进行判定；若变化的开关设备信息或关口计量装置信息已经存在于开关-关口映射表中， 则将判定结果暂存；若变化的开关设备信息或关口计量装置信息没有存在于开关-关口映 射表中，则将变化的开关设备信息或关口计量装置信息纳入电能统计动态模型中；此时，电 能统计动态模型的优化完成； Η :再输出针对统计主体的电能统计动态建模的统计数据指标。
[0007]步骤C所述的电网拓扑分析采用深度拓扑方式。
[0008] 本发明依赖于电网GIS地理信息服务平台和电能量计量系统两个大的平台，以统 计主体为对象(例如发电企业、省辖市)，通过电网拓扑结构和数据信息，围绕该统计主体为 中心，寻找统计主体与电网系统相连的η个开关设备信息及每个开关设备上设有的关口计 量装置，实现对该统计主体电能的动态建模；进一步提高电能统计的自动化水平，大幅度降 低省级电网甚至更大规模电网的电能统计建模工作量；同时，获取关口实时测量数据，实现 针对统计主体的电能量实时计算，为购售电业务数据指标的统计提供可靠的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本发明的原理流程框图； 图2为本发明的建立开关-关口映射表流程框图。
【具体实施方式】
[0010] 如图1、和2所示，本发明包括包括以下步骤： A :依据电网GIS地理信息服务平台，获取指定地理区域内的统计主体信息，统计主体 代表指定区域的名称，统计主体信息包括统计主体的编号和名称； B :首先根据步骤A中获取的统计主体信息建立一个静态电能统计模型； C :以静态电能统计模型中的统计主体为中心，进行电网拓扑分析； 拓扑分析包含以下步骤： C1 :依据电网GIS地理信息服务平台，寻找统计主体与电网系统相连的η个开关设备信 息，开关设备信息包括开关编号b、开关名称m ; C2 :依据电能量计量系统，寻找每个开关设备上设有的N个关口计量装置，相应的，关 口计量装置设有N个，关口计量装置清单包括关口编号P、关口名称 D:以每一个开关设备信息{开关编号b，开关名称m}及关口计量装置{关口编号P，关 口名称q}为基础，分别建立开关设备信息与关口计量装置之间相互对应的映射关系，再将 多组映射关系排列组成开关-关口映射表； E :由于电网GIS地理信息服务平台与电能量计量系统对开关设备信息与关口计量装 置的名称不一致性，使得步骤D中所建立的开关-关口映射表存在误差；所以，对开关设备 信息中的开关名称m与关口计量装置中的关口名称q进行筛选、判断，如果开关名称m与关 口名称q-致，则将{:开关编号b，开关名称m，关口编号P，关口名称q }写入开关-关口映 射表；如果开关名称m与关口名称q不一致，则将{开关编号b，开关名称m，无，无}写入开 关-关口映射表；此时，电能统计动态模型建立成功； F :当需要输出针对统计主体的电能统计动态建模的统计数据指标时，若开关设备信息 或关口计量装置信息无变化，则输出步骤E中建立的电能统计动态模型结果；若开关设备 信息或关口计量装置信息发生变化时，即开关设备或关口计量装置增加或者减少时，电能 统计模型通过步骤C自动进行电网拓扑分析； G :再将步骤F中变化的开关设备信息或关口计量装置信息与开关-关口映射表比照， 进行判定；若变化的开关设备信息或关口计量装置信息己经存在于开关-关口映射表中， 则将判定结果暂存；若变化的开关设备信息或关口计量装置信息没有存在于开关-关口映 射表中，则将变化的开关设备信息或关口计量装置信息纳入电能动态统计模型中；此时，电 能统计动态模型的优化完成； Η :再次输出针对统计主体的电能统计动态建模的统计数据指标。
[0011] 下面，结合实际情况详细说明本发明的实施例。
[0012] 电网GIS地理信息服务平台主要是利用地理信息技术来对输变电主千网及子干 网的输配电网设备设施空间分布数据、生产运行数据、电网运行状态等信息进行集中化管 理，对电网的网络关系进行分析，并能集成已有的信息管理系统，形成以地理信息为支撑的 综合电网管理信息系统。以将电网GIS地理信息服务平台作为基础平台，还可集成访问其 他已有电力业务系统的数据，并能通过各种数据接口方便后续集成，确保信息的完整性、准 确性和及时性。该系统能够满足本发明所需的地理信息，保证本发明的有效实施。
[0013] 首先，依据电网GIS地理信息服务平台，获取X省辖市的统计主体信息，包括城市 编号、城市名称，具体如：{ΖΖ，某市};再根据X省辖市的统计主体信息建立一个静态的电 能统计模型，此时，并不存在动态因素，所以，建立的是静态的电能统计模型；在建立的过程 中，可以在存储设备上选择一定的存储空间，用来存放建模过程中产生的信息，称为建模缓 冲区。
[0014] 之后，以静态统计模型中的统计主体为中心，进行电网拓扑分析。电网拓扑分析就 是实时处理电网开关的状态变化，更新网络的拓扑结构，形成设备元件间新的连接关系，是 网络分析各种应用软件的基础，网络拓扑分析方法处理能快速形成原始网络拓扑结构，还 能实时跟踪电网拓扑结构的变化。电网拓扑分析包括深度拓扑分析和广度拓扑分析，本发 明采用深度拓扑的方式开展拓扑分析。
[0015] 电网拓扑分析依据两个现有的大系统展开，一个是电网GIS地理信息服务平台， 另一个是电能量计量系统。其中，电能量计量系统TMR是Tele Meter Reading System,应 用计算机及各种通信和控制技术，实现对电网电能量的远程自动采集、电能量数据处理及 电能量统计分析为一体的综合自动化平台，并通过支持系统实现与其他系统的互联的数据 模型和接口规范，为电力企业的商业化运营提供科学的决策依据的综合自动化平台。
[0016] 首先从电网GIS地理信息服务平台中，寻找X省辖市与电网系统相连的η个开关 设备信息，开关设备信息包括开关编号、开关名称，具体如表1所示： 表1
【权利要求】
1. 一种基于电网拓扑的电能统计动态建模和优化控制方法，其特征在于：包括以下步 骤： A :依据电网GIS地理信息服务平台，获取指定地理区域内的统计主体信息，统计主体 信息包括统计主体的编号和名称； B :首先根据步骤A中获取的统计主体信息建立一个静态电能统计模型； C :以静态电能统计模型中的统计主体为中心，进行电网拓扑分析； 拓扑分析包含以下步骤： C1 :依据电网GIS地理信息服务平台，寻找统计主体与电网系统相连的η个开关设备信 息，开关设备信息包括开关编号b、开关名称m ; C2 :依据电能量计量系统，寻找每个开关设备上设有的N个关口计量装置，关口计量装 置包括关口编号P、关口名称q ; D :以每一个开关设备信息及关口计量装置为基础，分别建立开关设备信息与关口计量 装置之间相互对应的映射关系，再将多组映射关系排列组成开关-关口映射表；上述的开 关设备信息包括开关编号b、开关名称m，关口计量装置包括关口编号p、关口名称q ; E:对开关设备信息中的开关名称m与关口计量装置中的关口名称q进行筛选、判断，如 果开关名称m与关口名称q -致，则将开关编号b，开关名称m，关口编号p，关口名称q写 入开关-关口映射表；如果开关名称m与关口名称q不一致，则将开关编号b，开关名称tn， 无，无，写入开关-关口映射表；此时，电能统计动态模型建立成功； F:当需要输出针对统计主体的电能统计动态建模的统计数据指标时，若开关设备信息 或关口计量装置信息无变化，则输出步骤E中建立的电能统计动态模型结果；若开关设备 信息或关口计量装置信息发生变化时，即开关设备或关口计量装置增加或者减少时，电能 统计模型通过步骤C自动进行电网拓扑分析； G :再将步骤F中变化的开关设备信息或关口计量装置信息与开关-关口映射表比照， 进行判定；若变化的开关设备信息或关口计量装置信息已经存在于开关-关口映射表中， 则将判定结果暂存；若变化的开关设备信息或关口计量装置信息没有存在于开关-关口映 射表中，则将变化的开关设备信息或关口计量装置信息纳入电能统计动态模型中；此时，电 能统计动态模型的优化完成； Η :再输出针对统计主体的电能统计动态建模的统计数据指标。
2. 根据权利要求1所述的基于电网拓扑的电能统计动态建模和优化控制方法，其特征 在于：步骤C所述的电网拓扑分析采用深度拓扑方式。
【文档编号】G06Q50/06GK104217373SQ201410432987
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】张小斐, 李海星, 张宏山, 李晓蕾, 杨磊, 郭志民 申请人:国家电网公司, 国网河南省电力公司电力科学研究院, 国网河南省电力公司