CN102521310B - 一种过网网损综合计算分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电力系统过网网损管理控制技术领域中的过网网损综合计算分析系统。系统包括：基础数据管理模块、过网网损计算模块、过网网损分摊计算模块和结果显示模块；基础数据管理模块具有多数据源，采用离线和实时双重数据接口，连接静态数据库和实时数据库，为过网网损计算模块提供基础数据，过网网损计算模块利用基础数据进行潮流计算，并将计算后的结果提供给过网网损分摊计算模块，过网网损分摊计算模块通过各种网损分摊计算算法计算后，由结果显示模块显示最终分摊结果。本发明根据既定运行方式的离线数据和实时数据进行潮流计算，并在潮流计算结果的基础上计算过网网损分摊结果，解决了现有过网网损分摊计算方法计算结果不准确的问题。

Description

一种过网网损综合计算分析系统

技术领域

本发明属于电力系统过网网损管理控制技术领域，尤其涉及一种过网网损综合计算分析系统。

背景技术

在区域电力市场中，交易主体(市场成员)是各省电力公司和直接进入区域电网的独立发电公司。各市场成员通过市场载体一省网及网间联络线进行交易。当售、购电双方电网不相邻时，处于两电网间的省电力公司为其提供转运服务。在电力市场环境下，市场成员间的关系是经济利益关系，因此，相邻两省的电力交易以及有中间电网间隔的转运交易对电能输出省份以及提供转运服务电网造成的输电损耗，即过网损耗成为市场成员普遍关心的问题之一。

在这种模式下，电网公司成为独立核算的经营实体，必然要分析输电环节的成本构成，制定出公平合理的输电成本分摊办法及相应的价格体系，争取政府部门和社会各界的认同，消除用户对输电成本合理性的疑虑，通过合理的成本分摊和分析，达到降低电能成本，提高优质服务，优化资源配置等综合社会效益和经济效益。

电力市场建立后，公平竞争将成为电力市场最重要和基本的原则。虽然在电力场交易中，输电网的损耗之占全部成本很小的一部分，但是对具体的交易和电网户却可能有很大的影响。英国电力市场的运行实践表明，不同的网损分摊方案可对交易电价的影响高达10％。因此，科学、公平、合理的确定网损分摊，是当前电力市场改革的重要问题。

现有的过网网损综合计算分析系统中都采用稳态离线模型，而运行中的电网，其网损是由负荷大小，潮流分布等因素决定而随时间变化的。因此静态的功率损耗不能准确的反应真实的损耗，用一个固定的功率损耗作为网损分摊的依据显然不够准确。并且传统的系统程序设计过程将应用程序分割成文件，模块或类。然后将它们编译并链接成一单模应用程序，系统的提供及升级者仅局限于软件开发者。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种过网网损综合计算分析系统，用于解决现有系统存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种过网网损综合计算分析系统，通过采集静态数据库和实时数据库的数据，计算电网中各节点的过网网损指标，其特征是所述系统包括：基础数据管理模块、过网网损计算模块、过网网损分摊计算模块和结果显示模块；

基础数据管理模块分别与静态数据库和实时数据库相连；过网网损计算模块分别与静态数据库和实时数据库相连；过网网损分摊计算模块分别与静态数据库和实时数据库相连；结果显示模块分别与静态数据库和实时数据库相连；

所述静态数据库用于存储离线数据，实时数据库用于存储实时数据；所述离线数据为区域电网的基础运行方式数据，所述实时数据来源于能量管理系统；

所述基础数据管理模块用于导入离线数据和实时数据，还用于选择导入的离线数据和实时数据，并将所选择的离线数据和实时数据分别存储到静态数据库和实时数据库供过网网损计算模块、过网网损分摊计算模块和结果显示模块使用；

所述过网网损计算模块用于提取静态数据库和实时数据库中存储的经过基础数据管理模块选择的离线数据和实时数据，并利用所述选择的离线数据或实时数据进行潮流计算和过网网损计算；还用于将潮流计算结果和过网网损计算结果分别存储到静态数据库和实时数据库中，供过网网损分摊计算模块和结果显示模块使用；

所述过网网损分摊计算模块用于提取静态数据库和实时数据库中存储的潮流计算结果、过网网损计算结果以及基础数据管理模块选择的离线数据和实时数据，并利用潮流计算结果、过网网损计算结果以及基础数据管理模块选择的离线数据和实时数据的电网结构参数数据，按照设定的网损分摊计算算法，计算得到电网中各节点的过网网损指标，并将各节点的过网网损指标存储到静态数据库和实时数据库中，供结果显示模块使用；

所述结果显示模块用于从静态数据库和实时数据库中提取基础数据管理模块选择的离线数据和实时数据、过网网损计算模块进行潮流计算得到的潮流计算结果和过网网损计算结果以及过网网损分摊计算模块计算得到电网中各节点的过网网损指标，并显示所述选择的离线数据和实时数据、潮流计算结果、过网网损计算结果以及电网中各节点的过网网损指标。

所述基础数据管理模块还用于在导入离线数据和实时数据前，识别待导入的离线数据和实时数据的数据格式是否为PSASP数据包或者E文本全数据格式，若待导入的离线数据和实时数据的数据格式是PSASP数据包或者E文本全数据格式，则将PSASP数据包或E文本全数据转换为过网网损综合计算分析系统所需的数据格式；否则，提示用户输入正确的数据格式。

所述过网网损计算模块还用于在潮流计算后，根据潮流计算结果判定潮流分布是否合理，并在判定潮流分布不合理时，提示用户执行编辑数据指令。

所述基础数据管理模块还用于在用户执行编辑数据指令时，修改或者刷新经过选择的离线数据或实时数据。

所述网损分摊计算算法包括平均网损系数法、边际网损系数法、逆序潮流追踪法和网络结构法。

所述过网网损指标包括网损分摊结果、转供电网各相邻省级电网过网网损分摊结果、转供电网网损率和转供电网中各节点的有功无功分摊因子。

本发明采用模块化设计，每个模块都可以单独开发；另外，本发明根据既定运行方式的离线数据和实时数据进行潮流计算，并在潮流计算结果的基础上计算过网网损分摊结果，解决了只使用静态数据计算过网网损分摊结果导致的计算结果不准确的问题。

附图说明

图1是本发明提供的过网网损计算分析系统层次图；

图2是本发明提供的过网网损计算分析系统结构图；

图3是本发明提供的过网网损计算分析系统事物处理流程图；

图4是过网网损分摊计算模块计算功能流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图1是本发明提供的过网网损计算分析系统层次图。图1中，本发明提供的过网网损计算分析系统是具有多数据源和模块技术的过网网损综合计算分析系统，它采用三层结构。表现层提供用户操作界面，包括图形界面程序和报表显示程序，由结果显示模块构成。数据层由静态数据库和实时数据库构成，静态数据库是区域电网的基础运行方式数据，实时数据库中的实时数据来源于能量管理系统(EMS)。综合计算分析层是系统的核心，实现了过网网损综合计算分析绝大多数的业务规则，是整个系统设计成败的关键，由基础数据管理模块、过网网损计算模块、过网网损分摊计算模块构成。

图2是本发明提供的过网网损计算分析系统结构图。图2中，基础数据管理模块分别与静态数据库和实时数据库相连；过网网损计算模块分别与静态数据库和实时数据库相连；过网网损分摊计算模块分别与静态数据库和实时数据库相连；结果显示模块分别与静态数据库和实时数据库相连。

图3是本发明提供的过网网损计算分析系统事物处理流程图。图3中，基础数据管理模块具有多数据源，采用离线和实时双重数据接口，连接静态数据库和实时数据库，为过网网损计算模块提供基础数据，过网网损计算模块利用基础数据进行潮流计算，并将计算后的结果提供给过网网损分摊计算模块，过网网损分摊计算模块通过各种网损分摊计算算法计算后，由结果显示模块显示最终分摊结果。

基础数据管理模块：该模块实现了过网网损综合计算分析系统所需源数据的导入、显示及编辑功能。该模块管理的数据库包括静态数据库和实时数据库，静态数据库中是区域电网的基础运行方式数据，即离线数据；实时数据库中的实时数据来源于能量管理系统。在基础数据管理模块，通过离线数据或实时数据，选择要进行网损计算和分摊计算的数据包，这些数据包是已经由基础数据管理模块导入的静态数据库和实时数据库中的数据。数据选择包括数据类型选择、数据包选择和数据项选择，数据类型分为离线和实时两种，选择数据后可以对显示数据进行编辑。

基础数据管理模块在数据导入后，具有数据格式识别功能，能够自动识别PSASP数据包和E文本两种数据格式。如果不是PSASP数据包和E文本全数据格式的数据，该模块会提示用户输入正确的数据格式；如果导入的数据是这两种数据格式，该模块则开始进行数据转换，将PSASP数据包或E文本全数据转换为过网网损综合计算分析系统所需的静态或实时数据格式。

过网网损计算模块：该模块包括数据选择和网损计算，网损计算前需选择确定数据包。在网损计算模块中，先根据选择的数据进行潮流计算，然后进行网损计算，网损计算结束后，重要的网损参数包括全网网损(此处指某区域电网)、线路损耗、变压器损耗和联络线损耗通过结果显示模块显示给用户，以便对选定方式下网损水平形成粗略的了解，详细的网损信息可以通过增加的过网网损信息管理模块中查询到。如果在进行潮流计算过程中，遇到潮流分布不合理的情况，网损计算模块会要求用户调整数据。过网网损计算模块通过向基础数据管理模块发出编辑数据指令，要求用户调整数据。用户调整数据的方式有两种，一种是数据修改，另一种是数据刷新。

修改数据操作在基础数据管理模块中进行。启动该模块后，基础数据管理模块的显示界面将显示过网网损综合计算下选择的数据，并且该数据并不会因为用户的选择而改变，即用户在该模式下的基础数据管理模块中，只能对过网网损综合计算中选择的数据包内的数据进行修改，无法操作其他数据包的数据，防止了用户的误操作带来的数据管理混乱问题。

数据刷新操作是用基础数据来刷新计算数据，使得计算数据恢复至基础数据状态，重新进行数据调整。

调整数据后再次进行网损计算，直到潮流合理，准确计算出网损为止。

过网网损分摊计算模块：该模块计算功能流程图如图4所示，该模块根据网损计算模块提供的潮流数据及基础信息管理模块提供的电网结构参数数据(选择的离线数据和实时数据中都包括了电网结构参数数据)，按照不同的网损分摊思路和网损分摊计算模型(即不同的网损分摊计算算法)，计算得到电网中各节点的网损分摊结果、转供电网各相邻省级电网过网网损分摊结果、转供电网网损率、转供电网中各节点的有功无功分摊因子等一系列过网网损指标。网损分摊计算算法包括平均网损系数方法、边际网损系数法、逆序潮流追踪算法和网络结构法。

平均网损系数方法根据用户所用电能大小比例来分摊网损，它不考虑输电网的结构、输电线路的距离和电源负荷的分布情况，在全网范围内按相同的网损系数进行分配。

边际网损系数法是一种灵敏度分析方法，电网网损受各节点注入有功、无功的影响，故该方法按照某节点注入功率的单位变化引起全网网损量的大小对各节点上的负荷或发电机进行分摊网损。

逆序潮流追踪算法依据比例分配原则，认为线路连接点是输入功率的“混合器”，输出支路的潮流由各输入支路的潮流混合而成，且其比例与输入支路潮流占总输入潮流的比例相同。逆序潮流追踪算法假设已将总网损分配到各负荷节点，这时电力网络变为一无损网络，对应的节点负荷亦有所改变，而节点发电保持不变。保持发电机节点送出的潮流不变，通过计算负荷节点潮流，得到该负荷节点所分摊的系统网损。

网络结构法利用阻抗矩阵和节点注入电流以及网损的计算公式将系统损耗自然分配到各个节点。

$L_k=\mathrm{Re}\left\{I_k^{*}\left(\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{kj}}{I}_j\right)\right\}---\left(1\right)$

式(1)中，L_k为分摊到任一节点k的网损，I_k为节点k的注入电流，

为I_k的共轭复数，R_kj为节点阻抗矩阵Z中实部部分电阻R矩阵第k行第j列的元素，I_j为节点j的注入电流。从式(1)中可以看出，网损被分摊给每一个独立的节点k。

结果显示模块：该模块不仅能以列表和饼图等可视化形式来显示电网损耗分布、大小和区域电网内各省级电网过网网损分摊结果，同时该模块可提供简单的分析对比功能，包括：

●同一运行方式下，不同分摊算法分摊结果的对比；

●同一算法下，不同运行方式下分摊结果的对比分析；

●不同运行方式下，电网网损组成对比。

离线数据库中的运行方式包括冬季大负荷运行方式、冬季小负荷运行方式、夏季大负荷运行方式和夏季小负荷运行方式等典型运行方式数据。实时数据库中是某一时刻下的电网的运行方式数据。

除此之外，该模块还可以将数据导出，生成excel文件供工作人员查看。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种过网网损综合计算分析系统，通过采集静态数据库和实时数据库的数据，计算电网中各节点的过网网损指标，其特征是所述系统包括：基础数据管理模块、过网网损计算模块、过网网损分摊计算模块和结果显示模块；

基础数据管理模块分别与静态数据库和实时数据库相连；过网网损计算模块分别与静态数据库和实时数据库相连；过网网损分摊计算模块分别与静态数据库和实时数据库相连；结果显示模块分别与静态数据库和实时数据库相连；

所述静态数据库用于存储离线数据，实时数据库用于存储实时数据；所述离线数据为区域电网的基础运行方式数据，所述实时数据来源于能量管理系统；

所述基础数据管理模块用于导入离线数据和实时数据，还用于选择导入的离线数据和实时数据，并将所选择的离线数据和实时数据分别存储到静态数据库和实时数据库供过网网损计算模块、过网网损分摊计算模块和结果显示模块使用；

所述基础数据管理模块还用于在导入离线数据和实时数据前，识别待导入的离线数据和实时数据的数据格式是否为PSASP数据包或者E文本全数据格式，若待导入的离线数据和实时数据的数据格式是PSASP数据包或者E文本全数据格式，则将PSASP数据包或E文本全数据转换为过网网损综合计算分析系统所需的数据格式；否则，提示用户输入正确的数据格式；

所述过网网损计算模块用于提取静态数据库和实时数据库中存储的经过基础数据管理模块选择的离线数据和实时数据，并利用所述选择的离线数据或实时数据进行潮流计算和过网网损计算；还用于将潮流计算结果和过网网损计算结果分别存储到静态数据库和实时数据库中，供过网网损分摊计算模块和结果显示模块使用；

所述过网网损计算模块还用于在潮流计算后，根据潮流计算结果判定潮流分布是否合理，并在判定潮流分布不合理时，提示用户执行编辑数据指令；所述基础数据管理模块还用于在用户执行编辑数据指令时，修改或者刷新经过选择的离线数据或实时数据；

所述过网网损分摊计算模块用于提取静态数据库和实时数据库中存储的潮流计算结果、过网网损计算结果以及基础数据管理模块选择的离线数据和实时数据，并利用潮流计算结果、过网网损计算结果以及基础数据管理模块选择的离线数据和实时数据的电网结构参数数据，按照设定的网损分摊计算算法，计算得到电网中各节点的过网网损指标，并将各节点的过网网损指标存储到静态数据库和实时数据库中，供结果显示模块使用；

所述结果显示模块用于从静态数据库和实时数据库中提取基础数据管理模块选择的离线数据和实时数据、过网网损计算模块进行潮流计算得到的潮流计算结果和过网网损计算结果以及过网网损分摊计算模块计算得到电网中各节点的过网网损指标，并显示所述选择的离线数据和实时数据、潮流计算结果、过网网损计算结果以及电网中各节点的过网网损指标。

2.根据权利要求1所述的过网网损综合计算分析系统，其特征是所述网损分摊计算算法包括平均网损系数法、边际网损系数法、逆序潮流追踪法和网络结构法。

3.根据权利要求1所述的过网网损综合计算分析系统，其特征是所述过网网损指标包括网损分摊结果、转供电网各相邻省级电网过网网损分摊结果、转供电网网损率和转供电网中各节点的有功无功分摊因子。

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