基于PI数据库的配电网负荷转移辅助决策系统

浙江电力　

２０１１年第８期　

ＺＨＥＪＩＡＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　４７　

基于ＰＩ数据库的配电网负荷转移辅助决策系统　

刘　扬，叶晓明，唐莹莹，何国杭　

（湖州电力局，浙江

摘

湖卅Ｉ　３１３０００）　

要：利用ＰＩ数据库与ＶＢ编程语言，结合湖州电力局配电网日常调度运行及紧急事故处理中遇到　

的问题．开发了配电网负荷快速转移辅助决策系统。该系统利用Ｅｘｃｅｌ建立１０　ｋＶ线路联络方式及线　

路限额情况，并利用ＰＩ数据库中的实时数据显示与历史趋势图查询功能，集中了负荷转移所需的各种　

因素．并提供查询相关联络线路的叠加负荷历史趋势图功能。利用本系统可以大幅缩短调度业务中制　

定方案的时间，提高了工作效率，有利于配电网安全、稳定运行。　

关键词：配电网；负荷；转供方式；辅助决策　

中图分类号：ＴＰ３１１．１３２＋ＴＭ７１５　．１　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００７—１８８１（２０１１）０８—００４７—０３　

Ｌｏａｄ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｂａｓｅｄ　

ｏｎ　Ｐｌａｎｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄａｔａｂａｓｅ　

ＬＩＵ　Ｙａｎｇ，ＹＩＥ　Ｘｉａｏ—ｍｉｎｇ，ＴＡＮＧ　Ｙｉｎｇ－ｙｉｎｇ，ＨＥ　Ｇｕｏ—ｈａｎｇ　

（Ｈｕｚｈｏｕ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｈｕｚｈｏｕ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３　１　３０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄａｉｌｙ　ｄｉｓｐａｔｃｈ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　

ｎｅｔｗｏｒｋ　ｏｆ　Ｈｕｚｈｏｕ　Ｅｌｅｃｔｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｂｕｒｅａｕ，ｔｈｅ　ｆａｓｔ　ｌｏａｄ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｓｕｐｐｏｒｔｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｄｉｓｔｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔ—　ｒ

ｗｏｒｋｓ　ｉｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｔ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＰＩ）ｄａｔａｂａｓｅ　ａｎｄ　ｖｉｓｕａｌ　ｂａｓｉｃ（ＶＢ）ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　ｌａｎｇｕａｇｅ．　

Ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂｕｉｌｄｓ　１０　ｋＶ　ｌｉｎｅ　ｃｏｎｔａｃｔｓ　ａｎｄ　ｌｉｎｅ　ｌｉｍｉｔｓ　ｉｎ　Ｅｘｃｅｌ　ａｎｄ　ｕｓｅｓ　ＰＩ　ｒｅａｌ—－ｔｉｍｅ　ｄａｔａ　ｄｉｓｐｌａｙ　ａｎｄ　ｈｉｓｔｏｒｉ－－　

ｃａｌ　ｔｒｅｎｄ　ｇｒａｐｈ　ｉｎｑｕｉｒｙ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ｇａｔｈｅｒ　ａｌｌ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ｆｏｒ　ｌｏａｄ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔ－　

ｗｏｒｋ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｉｎｑｕｉｒｙ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｌｏａｄ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ｔｒｅｎｄ　ｇｒａｐｈ　ｏｆ　ｔｉｅ・ｌｉｎｅ．Ｔｈｅ　

ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ｉｎ　ｄｉｓｐａｔｃｈ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋ—　

ｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｌｏａｄ；ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｍｏｄｅ；ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｓｕｐｐｏ￣　

Ｏ引言　

随着湖州地区经济建设的快速发展，用电负　

荷不断攀升，配电网规模迅速扩大。目前湖州配　

电网线路联络率已达９５．１％，其中８０％以上的城　

网线路具备两回及两回以上的联络路径，配电网　

转供方式日趋灵活的同时。联络线接线也愈加复　

通过ＥＭＳ／ＧＩＳ查询并简单估算来选择合适的负　

荷转供路径。而ＥＭＳ系统由于其自身的局限性，　

仅能提供简单的负荷查询功能，没有联络拓扑数　

据，无法实现更高级的数据分析。　

因此有必要开发可以提供全面、准确的配电　

网负荷数据，能够快捷、方便地查询线路联络方　

式的系统　基于ＰＩ数据库的配电网负荷监视与　

辅助决策系统应运而生。利用本系统，可大大提　

高配电网管理人员和调度员安排检修方式、热倒　

杂。与此同时，在上级电网检修、故障时，大电网　

对配电网的依赖愈加明显。　

然而．由于部分１０　ｋＶ联络线受主变压器限　

额、线路线径、低电压等因素制约，不能保证每　

对联络线间能满足Ｎ一１且适合转供。目前在配电　

负荷的工作效率，大幅缩短故障处理时间。同时　

为生产管理部门制订线路规划方案提供负荷实时　

网检修方式安排、热倒负荷和故障处理时，主要　

状况、网架联络情况、负荷变化趋势等信息。　

ＰＩ实时数据库系统作为实用的开发平台，可　

４８　浙江电力　２０１１年第８期　

以根据需要对数据进行加工处理，最大程度地满　

启动程序　

足使用者的需求。本案例通过开发配电网联络线　

负荷叠加趋势图，在系统中建立网架及负荷数　

据，实现配电网负荷数据的高级分析，从而大幅　

缩短了制订负荷转移方案的时间，提高了供电可　

Ｐｌ采集　

实时数据　

靠性。　

１设计思路　

１－１主要设计思想　

编制线路转供方案需要的资料包括：线路输　

送限额表、ＧＩＳ图（包括单线图、城网联络图或农　

网联络图，用于了解挂接的用户情况、联络情　

况）、ＥＭＳ（了解历史及实时负荷情况），本案例要　

实现的目标是将以上信息整合到同一界面。　

（１）利用ＰＩ的绘图和数据采集功能，实现配　

电网线路负荷的集中监视。　

（２）提供检修方式安排、热倒负荷以及事故　

处理情况下运行方式的快捷、安全、合理调整，　

有效利用电网资源，避免负荷分配不均匀。　

（３）为配电网运行分析、线路规划方案的制　

定（如新增用户、急需分流等）提供相关数据。　

１．２主要设计步骤　

（１）采用Ｈ数据库中１０　ｋＶ线路负荷的实时、　

历史数据，在ＰＩ　ＰｒｏｃｅｓｓＢｏｏｋ中建立动态实时数　

据、趋势图及与联络线负荷叠加趋势图。利用ＰＩ　

的运算功能对历史数据进行运算，将单条１０　ｋＶ　

线路负荷趋势图及其对应的联络线负荷叠加趋势　

图在选定的时间段内以不同的时间节点（年、月、　

日）显示出来。　

（２）以变电站为单位，绘制１０　ｋＶ线路联络线　

Ｅｘｃｅｌ表。将所有１０　ｋＶ线路参数（线路双重命名、　

ＴＡ变比及线路限额、联络方式等）导人ＰＢ界面。　

将１０　ｋＶ线路联络表、线路实时电流及联络线总　

加实时电流、单一线路负荷趋势曲线及其与联络　

线负荷叠加趋势曲线显示窗口、趋势图时问控制　

按钮、链接单线图按钮等元素在主界面上进行整　

合，以实现配电网负荷监控分析功能。　

配电网负荷监控分析流程如图１所示。　

２主要功能和界面　

配电网负荷转移辅助决策系统实现了线路联　

络方式速查分析、线路负荷查询、联络线电流趋　

ｌ０　ｋＶ联络线负荷　

实时监控表　

选定不同的时　

间接点计算最　

二二工二　

大值、最小　

选定线路　

值、平均值　

负荷实时趋势图　Ｉ　Ｉ与联络线叠加趋势图　

络线叠　

趋势图　

图１　配网负荷监控分析流程图　

势图显示与对比等功能。　

２．１线路联络方式及实时电流查询　

现有的ＥＭＳ／ＧＩＳ系统不能方便查询１Ｏ　ｋＶ线　

路联络方式，运方人员批复申请及调度人员开操　

作票时，只能查阅手工绘制的１０　ｋＶ联络线正常　

运行方式图，比较费时费力。本系统则将所有辖　

区（包括吴兴、南浔两区）内的１０　ｋＶ线路及其联　

络方式全部收录在内，方便查询任一线路的联络　

情况。　

如图２所示。为了能方便快速地检索线路．　

界面形式参照ＥＭＳ．将市级所辖１１０／３５　ｋＶ变电　

站按照实际地理位置排列．通过按钮链接．使用　

起来非常快捷方便。此外，在该界面分别设置吴　

兴区、南浔区实时负荷监控，以及所辖长和热电　

厂出力情况的实时监控。方便调度员随时掌握管　

辖区域的用电情况。将配电中心７个线路班管辖　

的区域进行了大致划分．可以非常直观地看到所　

属班组管辖的线路。　

如图３所示，通过按钮进入变电站界面后．　

可以方便查看１０　ｋＶ线路的ＴＡ变比、保护允许　

限额、线路冬，夏限额，并且可以快速查询线路　

之间的联络情况。同时可在此界面查看线路的实　

时负荷电流、两条联络线电流之和以及联络线负　

荷叠加趋势图。在线路需要热倒或者转供时．可　

以快速确定最佳转供路径。使转供后的负荷电流　

２０１１年第８期　刘扬，等：　基于ＰＩ数据库的配电网负荷转移辅助决策系统　４９　

配电网负荷转移辅助决策系统　＊一４９．９９　

最佳转供路径是司法Ａ１８线。　

如果需要查看线路联络的具体情况．可以点　

击线路名称进入线路联络方式界面，如点击紫云　

变电站紫港６０４线，进入图５所示的界面，可以　

清楚地看出线路之间的联络情况以及合环操作的　

开关位置。同时将变电站母线电压、主变压器电　

流、线路电流的实时数据与限额集中在同一界　

面．可以辅助调度员快速处理故障、倒出负荷。　

由于设置了母线电压实时监控，在热倒负荷时可　

以看到合环线路的压差．便于调度员通过ＥＭＳ调　

图２湖州市级电网地理位置图　

节电压以达到合环操作要求。　

２．２联络线叠加负荷的实时与历史趋势查询　

通过点击联络线实时监控表中任一线路，可　

以查询当天的负荷趋势．也可以通过选择日期来　

查询线路历史负荷趋势图。点击联络线电流总和　

时显示的数据为两条线路及其联络电流总和的实　

时／历史趋势图。　

图６为ｌ１０　ｋＶ杨家埠变电站便南６７４线与　

不至超限。　

例如。当紫港６０４线开关或０号闸刀故障需　

要全线转供时，由图４所示的１１０　ｋＶ紫云变电　

站紫港６ｏ４线的联络情况可看出。与其联络的有　

陵阳Ａ２３线、龙港５４３线、司法Ａ１８线和玉皇　

７６４线，但陵阳Ａ２３线、龙港５４３线转供的电流　

已接近线路限额，而由司法Ａ１８线转供则还有很　

大裕度，因此可以快速做出判断，紫港６０４线的　

紫云变电站　

ｌｌ０　ｋＶ飞鹭变电站南潘Ｅ２１线的负荷趋势及其　

电流总和趋势图，将这３条趋势曲线放在同一图　

飘　翻　嚣ｌ　两　溺　黼　蠢耍　矗　

戮　豳　缀　豳　隧　

ｆ缎潞名　称　￣篓ｌ　ｎｒ／ｃ．１ｔＦ　俏　鞭叛　线路电　流　变电所　缎璐名称　－　袭ｔＰ　鞭颇　线路电　职绍线惠溯．＇ｔＬ＇－￣　流　脚　

燕煳　习警毒６ｏ１　６００／４５０　４０５￣４　１Ｏ。２０　

．

，０　４５（Ｖ４４０　２３４．６１　案Ｌ丢　Ｊ．ｃ￣１ｖａＯ６１８　６００／４５０　４　，懿　１３２．ｌ２５　霸　瞥甸６ｌ８　３６６　８６　

霆　謇　霾　霾　霾　

冀　

鱼；鹈０２　６００１４５０　４２０　２２　５３．１１　紫暑寝　５ｔ：ＣＹ｝￣５１９　６００／４５０　４３５／３８５　２２．５１　鱼　

：１ｂ，－ｔ￣．６ｏ３　６００／４５０　４５０瞎ｓ５　６３　３１　

／＇３￣Ｔ－，６１９　７５．６２　

鄣日Ａ２３　３１７．６２　

瞧瓠ｌ８　２１２．　Ｏ　

民泰晒２　４Ｏ８．９５　

ｌ２０１’一７—６　，　

紫　　ｌ６００／４５０　‘ｌ，Ｓ８ｊ５　１８３．６１　风厦变　陵　６ｏｏ／４５ｏ　４５ｏ／４５ｏ　１３４．０１　

１８３．６１　龙溪变　ｌ３　４．００／４０Ｏ　＿ｌ（脚５　６９．８８　觜　笛ｏ４　粒４３　２０３．８９　

８３．６１　冈厦变　司法Ａｌ８　６０ｏ／４５ｏ　４．５＇０／４５０　２８ｌ４９　紫　

ｌ８３　６１　龙溪变　银稿５２　４ＯＯ／４ＯＯ　４暖ｌ｜蕊．６　２２Ｓ．３４　紫港６　

嗣为０５　６００／４－０　４３Ｓ　３５５　５Ｓ　６３　封　新Ｅｌｓｏｚ　６Ｏ０／４００　

１８３．６１　闻激变　玉壹　６４　４ＯＯ／４０Ｏ　４ＯＯ／３３５　２８．４９　紫　笛Ｏｔ启建　６４　２１２　１Ｏ　

｜嚣５　０．Ｏ０　紫曩ｌ硒／新ＥＩＳｏ＇，＂　５６．６３　

．

聋　＿螂　６００／４５０　《　１４３　５１　额ｌ　

１４３。５１　

确譬５ｌ３　４ｏｏ／４ｏｏ　４∞∞５　１０８　６５　华肆取）６／ｉ自嘻５ｌ３　２５２

１６　

３０５　３１　

２ｏ　１４８

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１４３　５１　颧华变　￣Ｌ＇２－：５：０８　４．ｏ／４０．ｏ　４００脚５　１６１．８０　媾辛　］６　

Ｉ云变　ｆｉＴｔ￣２０　蠖　盥５０　４．３５／３３５　４．５７　华车６ｏ６糯

翠　６∞　Ｏ　４３｛Ｉ／贽５　１２Ｏ．６４　棼殿　自　５１ｌ　６００／４０　￣３５５／３３５　１４．８．０８　髯　南断／臼箭ｌ１　２６８　７２　

‘云变　静巷６０４　ｌｏ辫５０　４３５／３３５　１３４　０１　机堋０８　酪　ｏ４　２０５

０６　

。

ｔＴｄ；￣ｏｏ８　６００／４５０　４３ｌ　３３５　７１　ＯＳ　

益　∞　６００／４５０　４袋　，３３５　８２．６６　华变　￣，１Ｔ５２ｏ　４．０ｏ／４．ｏｏ　４００／３３５　１３８。３５　益民∞９　亍５２。　２２１　０１　

图３　ｌ１０　ｋＶ紫云变电站１０　ｋＶ联络线路实时监控表　

游５ｏ　６００／４５０　４３５／３３　凤凰变；　ｊ日Ａ２３　６ＯＯ／４５Ｏ￣￣／４５ｏ　１３４．０１　屑即日Ａ２３　３１７．６２　

燃　龙德　，ｔ００／ｔ００　４００／３３５　６９．８８辫　

风凰变看髂　８；６ｏｏ／￣５ｏ　４￣／４５０　２８．４９崂　

图４　１０　ｋＶ紫港６０４线联络方式及实时监控表　

２０３．８９　

／鄙孰１８　２１２。１０　

浙江电力　２０１１年第８期　

龙溪变　

茎鐾寰嚣　主变负荷：　１加３　５９　／２２　Ｖ００　ｌ糸。　ｏ　

工商局　

紫港０号　

０２号　

母线电压：１０．１３　ｋＶ　

主变负荷：１８Ｏ，２２００　

龙港５４３　

冕．　７卜　

关　—●Ｉ＿．．．…１　

站　９４７５　ｌ　

８９１　

司法Ａ１８■３５．９／４４０　Ｋ３■Ｋ１　

凤凰变　

Ｋ２　陵阳Ａ２３●６　／４５０　

ｆ　凤凰变　

３７．０，３３５■玉皇７６４　

Ｉ　闻波变　

母线电压：１Ｏ．１５　ｋＶ　

主变负荷：４８１／２２００　

Ｉ母线电压：】Ｏ．１１　ｋｖ　

ｌ主变负荷：８８１１２２００　

Ｉ母线电压：１０．１５　ｋＶ　

ｌ主变负荷：４８１／２２００　

图５　１０　ｋＶ紫港６０４线单线图　

２Ｏ～３０　ｒａｉｎ，而借助本系统仅需５　ｍｉｎ就能实现合　

理、快速选择部分线路由其联络线直接转供，同　

时选择负荷最轻的线路由母线转供其他线路。大　

幅缩短了故障处理时间，并且确保配电网安全、　

稳定运行。具有良好的经济、社会效应。　

３　结语　

基于ＰＩ数据库的配电网负荷转移辅助决策　

系统适用于电力系统管理运行部门编制运行方　

图６　１０　ｋＶ便南６７４与ｌ０　ｋＶ南潘Ｅ２１线趋势图　

及联络线叠加趋势图　

式、安排检修方式、制定线路改接方案以及日常　

调度运行等工作，可以方便地实现联络方式的查　

询、线路负荷电流的监控与查询、计划工作与故　

障处理时的热倒合环操作方式的判断选择，将配　

电网中大量数据与联络方式进行了汇总与加工，　

对于目前复杂多变、自动化程度相对较低的配电　

网日常调度运行工作有非常好的辅助作用，同时　

为配电网年度方式的分析与总结、长远规划的制　

中便于对比其负荷趋势，为线路运行安排、负荷　

转供提供参考和依据。尤其是当只有一回联络路　

径时，必须掌握准确的联络线电流和实时数据．　

才能保证转供线路的安全、稳定运行。　

２．３减少制订转供方案所用时间　

定等提供了相关信息。　

当上级电网因故障使某变电站全站失电，尤　

其是带大量城网重要负荷的变电站全站失电的情　

况下，必须快速将重要线路甚至全部线路的负荷　

通过１Ｏ　ｋＶ联络线转移出去。　

参考文献：　

［１】李印清．Ｖｉｓｕａｌ　Ｂａｓｉｃ．ＮＥＴ程序设计实用教程【Ｍ】．北京：　

清华大学出版社．２００６．　

以闻波变电站为例，该变电站地处湖州市中　

心地段，所供负荷包括重要医疗卫生单位、新闻　

媒体、大型商场等，共有２Ｏ回１０　ｋＶ线路。由于　

联络方式复杂繁琐，负荷变化的不确定因素较　

多，当值调度员确定转供方案需要较长时间．一　

般从事故发生到负荷转移方案的确定至少需要　

收稿日期：２０１１—３—２０　

作者简介：刘　扬（１９８６一），男，湖北襄樊人，硕士，从事配　

电网调度运行工作。　

（本文编辑：徐晗）