電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)

電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)V3.0

開發(fā)背景

改革開放三十年以來，我國(guó)的電力事業(yè)蓬勃發(fā)展，各地市中力負(fù)荷大幅增長(zhǎng)，中網(wǎng)規(guī)模

不停擴(kuò)大，都市電網(wǎng)規(guī)劃對(duì)都市電力建設(shè)的指導(dǎo)意義也日益顯現(xiàn)。因此，國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)、南

方電網(wǎng)企業(yè)、各網(wǎng)企業(yè)、省企業(yè)及各地市供電企業(yè)對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)，中、長(zhǎng)期電網(wǎng)規(guī)劃越來越重

視。根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃編制工作H勺統(tǒng)一布署，各地市供電企業(yè)每年需進(jìn)行滾動(dòng)修編，深度規(guī)定較

高，技術(shù)性較強(qiáng)。

老式的電網(wǎng)規(guī)劃缺乏一定的理論指導(dǎo)，規(guī)劃決策依托領(lǐng)導(dǎo)“拍腦袋”決定。此外，搜集

客觀、精確、全面的數(shù)據(jù)是科學(xué)電網(wǎng)規(guī)劃決策面臨的一大瓶頸。目前國(guó)外存在的某些電網(wǎng)規(guī)

劃軟件，盡管功能齊全，但不符合中國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃人員U勺使用習(xí)慣和實(shí)際需求，且價(jià)格昂貴，

直接引進(jìn)有一定U勺困難。

在這種形勢(shì)卜，為增強(qiáng)規(guī)劃對(duì)電網(wǎng)建設(shè)H勺指導(dǎo)性，提高滾動(dòng)修編H勺工作效率，節(jié)省人力、

物力，各供電企業(yè)迫切需要一套專業(yè)高效、切合實(shí)際、簡(jiǎn)樸易用、便于管理的電網(wǎng)規(guī)劃輔助

決策系統(tǒng)，重要處理電網(wǎng)規(guī)劃過程中碰到臥J數(shù)據(jù)管理、圖形維護(hù)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、電力電最平衡、

規(guī)劃方案輔助決策、投資估算、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等常見問題.

通力軟件電網(wǎng)規(guī)劃V2.0版本，已很好地處理了電網(wǎng)規(guī)劃信息管理、圖形維護(hù)等基本功

能，但分析計(jì)算能力相對(duì)偏弱。通力企業(yè)在電力規(guī)劃專家H勺指導(dǎo)下，通過八年來不停的研究

與探索，針對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃工作中各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)際需求，與華中科技大學(xué)聯(lián)合研發(fā)出了一套功能

強(qiáng)大的電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)V3.0o

系統(tǒng)簡(jiǎn)介

電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)V3.0是一套專業(yè)、可靠、有效、易用的功能強(qiáng)大軟件系

統(tǒng)。該系統(tǒng)先后在東北電網(wǎng)企業(yè)、華北電網(wǎng)企業(yè)、華東電網(wǎng)企業(yè)、南方電網(wǎng)企業(yè)獲得了良好

的應(yīng)用效果,獲得了廣大頤客的好評(píng)c

通力電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)致力于面向未來都市電網(wǎng)的發(fā)展，以構(gòu)建都市電網(wǎng)規(guī)

劃信息化平臺(tái)為目的，結(jié)合規(guī)劃工作的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃管理的科學(xué)化和信息化。系

統(tǒng)針對(duì)地（市）級(jí)供電企業(yè)目網(wǎng)規(guī)劃部門的工作特點(diǎn)，結(jié)合供電企業(yè)的實(shí)際管理模式，招電網(wǎng)

規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)融合??體，功能強(qiáng)大、計(jì)算精度高，界面友好，只需通過

簡(jiǎn)樸培訓(xùn)就可以純熟使用，是電網(wǎng)規(guī)劃的一種高效、強(qiáng)有力的輔助工具。

設(shè)計(jì)目的

專業(yè)：軟件由專業(yè)的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員使用，用于電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)項(xiàng)目的專用軟件；

可靠：軟件由專業(yè)的電網(wǎng)規(guī)劃團(tuán)體設(shè)計(jì)，資深的軟件設(shè)計(jì)人員完畢，規(guī)劃成果值得顧客信賴;

有效：軟件從顧客角度出發(fā)最大程度的運(yùn)用計(jì)算機(jī)口勺高速計(jì)算功能，減少顧客不必要的操作

流程，提高使用者的工作效率、可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)流程；

易用：軟件以直觀圖形為重要人機(jī)交互模式，人機(jī)交互采用軟件積極型。軟件使用措施簡(jiǎn)樸

輕易掌握，減少使用者的培訓(xùn)學(xué)習(xí)時(shí)間：

獨(dú)立：軟件重要功能模塊內(nèi)運(yùn)行獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件環(huán)境，歷史數(shù)據(jù)采用特定格式獨(dú)“.存

儲(chǔ)，可長(zhǎng)期使用。

系統(tǒng)

強(qiáng)大的圖形平臺(tái)：基于自主研發(fā)《JPowerNei電力專業(yè)圖形平臺(tái)，充足吸取GIS口勺精髓，開

發(fā)出規(guī)劃工作所需要的圖形平臺(tái)，系統(tǒng)提供基于地理信息和都市規(guī)劃信息基礎(chǔ)上的電網(wǎng)規(guī)劃

圖形管理功能，變電站選升和線路走廊的制定均在圖形平臺(tái)卜進(jìn)行.規(guī)劃過程愈加清晰和百

觀；

信息化管理平臺(tái)：將電網(wǎng)規(guī)劃的數(shù)據(jù)分門別類進(jìn)行管理，防止由機(jī)構(gòu)調(diào)整、人員變動(dòng)或存儲(chǔ)

媒介損壞等所導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、不持續(xù)，整頓不規(guī)范的問題，處理規(guī)劃編制或規(guī)劃滾動(dòng)修編搜

集數(shù)據(jù)難的瓶頸，提高工作效率和管理水平；

兼容AutoCAD：系統(tǒng)可以導(dǎo)入和導(dǎo)出AutoCAD圖形文檔，并可打印電網(wǎng)地理信息圖等原

則工程圖紙；

強(qiáng)大的計(jì)算和分析功能：系統(tǒng)集成多種科學(xué)預(yù)測(cè)措施對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)、電力平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)計(jì)

算和分析，并可對(duì)分析過程和成果進(jìn)行專家干預(yù)，以保證規(guī)劃制定成果的科學(xué)性、對(duì)的性、

合理性；

全面的評(píng)估和優(yōu)化工具：在時(shí)尚計(jì)算和短路計(jì)算的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)H勺線損分析、電壓質(zhì)

量評(píng)估、供電可靠性分析、供電能力分析、開斷能力校核、變電站選址優(yōu)化、線路走廊優(yōu)化、

網(wǎng)架優(yōu)化、無功優(yōu)化等功能，對(duì)規(guī)劃年網(wǎng)架的可靠性進(jìn)行校驗(yàn)；

靈活的報(bào)表處理實(shí)現(xiàn)：靈活調(diào)用電網(wǎng)有關(guān)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)分析計(jì)算成果，形成多種圖形和報(bào)表,

并可根據(jù)顧客需求進(jìn)行定制開發(fā)：

規(guī)劃書編制管理:系統(tǒng)內(nèi)置規(guī)劃書模板，可迅速導(dǎo)入各功能模塊內(nèi)容到規(guī)劃書日勺對(duì)?應(yīng)章節(jié)中，

形成規(guī)劃方案或規(guī)劃書關(guān)健內(nèi)容，具有Word和Excel文檔或數(shù)據(jù)迅速導(dǎo)入、導(dǎo)出功能，模

板可根據(jù)顧客需求調(diào)整;

接口靈活：通過開放的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，保證數(shù)據(jù)的實(shí)效性，減少規(guī)

劃工作人員的工作量，提高工作效率，如通過與電力調(diào)度系統(tǒng)、營(yíng)銷系統(tǒng)等接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)電

網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，建立信息化平臺(tái)。

數(shù)據(jù)流程

功能構(gòu)造圖

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系統(tǒng)功能

1.地理信息

都市地圖

采用電子地圖作為背景,可以顯示出鐵路、公路、河流、行政村等信息：可以自定義地

理信息；提供多種比例尺；地理信息可根據(jù)比例尺的縮放自動(dòng)地、選擇性地顯示、隱藏；

三維化顯示方式，更清晰直觀。

都市規(guī)劃

不一樣顏色代表不一樣類型的地塊，具有不一樣的負(fù)荷密度；自動(dòng)計(jì)算地塊面積；根

據(jù)負(fù)荷密度參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算地塊負(fù)荷；可以對(duì)計(jì)算出的I面積、負(fù)荷值進(jìn)行手工修改；地塊

屬性中加入同步率和容積率，可自定義設(shè)置，使計(jì)算H勺負(fù)荷值愈加合理。

電網(wǎng)拓?fù)?/p>

實(shí)現(xiàn)了線路經(jīng)緯度坐標(biāo)精確定位，自動(dòng)計(jì)算規(guī)劃線路的險(xiǎn)度：根據(jù)線路類型自動(dòng)生成

線路的電壓等級(jí)、電氣參數(shù)、線條顏色、樣式，大大減少規(guī)劃人員的工作量；在原有線路

改造時(shí)，可通過線路的截?cái)?、延長(zhǎng)、合并等功能提高效率；以都市規(guī)劃道路作為線路出線

的參照信息，大大減少規(guī)劃人員日勺工作量；加入測(cè)距功能。

2.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)的電子化管理，為電網(wǎng)輔助決策提供數(shù)據(jù)根據(jù)：現(xiàn)實(shí)狀況管理中涵

蓋用電量、供電量、日最大負(fù)荷、月最大負(fù)荷、年最大負(fù)荷、GDP、人口、單產(chǎn)耗能、變電

站狀況、線路狀況等歷史數(shù)據(jù)信息管理電網(wǎng)拓?fù)浠A(chǔ)數(shù)據(jù)，為顧客進(jìn)行變電站現(xiàn)實(shí)狀況分

析、線路分析、時(shí)尚計(jì)算、短路電流計(jì)算提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ).

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3.負(fù)荷預(yù)測(cè)

電力需求預(yù)測(cè)是電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)。根據(jù)電力發(fā)展歷史數(shù)據(jù)和已知的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r,

采用科學(xué)合理H勺計(jì)算措施進(jìn)行電力預(yù)測(cè)。本軟件提供了8種可靠實(shí)用的負(fù)荷預(yù)測(cè)措施可供選

擇，可以實(shí)現(xiàn)短期（卜5年）、中期（5~23年）、長(zhǎng)期（15~23年以上）電力需求預(yù)測(cè)。綜合

比較多種措施預(yù)測(cè)成果，可以制定高、中、低方案，為分析、決策提供參照，從而確定一種

合理的規(guī)劃建設(shè)方案。

加入了人機(jī)交互功能，老式負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件中，由于歷史數(shù)據(jù)的不確定性和某些大顧客負(fù)

荷導(dǎo)致電量數(shù)據(jù)突增或突減，導(dǎo)致不一樣算法的計(jì)算成果之間偏差較大，甚至存在較大誤差。

系統(tǒng)可針對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中的異常狀況,將影響預(yù)測(cè)成果的“壞數(shù)據(jù)點(diǎn)”挑出，保證成果的精確性。

同步，運(yùn)算過程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完畢，規(guī)劃人員不理解算法日勺計(jì)算過程，在進(jìn)行文字描述時(shí)導(dǎo)

致了很大的困擾。人機(jī)交互功能有效處理了上述問題。

預(yù)測(cè)措施包括年增長(zhǎng)率法、有關(guān)法、專家決策法、外推法、指數(shù)平滑法、彈性系數(shù)法、

灰色模型法。針對(duì)預(yù)測(cè)措施H勺多樣性，可采用定權(quán)組合系數(shù)H勺預(yù)測(cè)措施，根據(jù)預(yù)測(cè)措施H勺權(quán)

重來分派所占比例，最終決定負(fù)荷預(yù)測(cè)圖形走向。集多種預(yù)測(cè)措施的長(zhǎng)處于一體，使預(yù)測(cè)成

果更符合實(shí)際負(fù)荷增長(zhǎng)趨勢(shì)。

不一樣年限區(qū)間的負(fù)荷增長(zhǎng)規(guī)律也許不一樣，合用的算法也不一樣。同一種預(yù)測(cè)方案日勺

不一樣年限區(qū)間,便用不一樣日勺算法進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)在不一樣年限區(qū)間內(nèi)都具有較高的擬合

精度。

通過從現(xiàn)實(shí)狀況資料中調(diào)入歷史數(shù)據(jù)，采用不一樣算法的預(yù)測(cè)成果應(yīng)進(jìn)行分析對(duì)比，互

相校驗(yàn)，選擇出最可信11勺預(yù)測(cè)成果，也可以采用指定年增長(zhǎng)率的專家方案算法預(yù)測(cè)成果，預(yù)

測(cè)成果可直接導(dǎo)出為Excel文檔

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4電力平衡

電力平衡是以負(fù)荷預(yù)測(cè)的成果為基礎(chǔ)，為系統(tǒng)可以提供應(yīng)顧客的最大即時(shí)性負(fù)荷需求,

以及長(zhǎng)期口勺電量需求（體現(xiàn)為長(zhǎng)期E向枳累性效應(yīng)）而做的對(duì)既有電網(wǎng)改造及電網(wǎng)建設(shè)的方案

設(shè)計(jì)。電網(wǎng)規(guī)劃中的電力電量平衡，其重點(diǎn)在于可以滿足負(fù)荷對(duì)?系統(tǒng)的供電能力的規(guī)定，即

目前的或經(jīng)設(shè)計(jì)改造，新是后日勺電網(wǎng)能否通過不一樣的開機(jī)運(yùn)行方式來到達(dá)電力電最平衡日勺

目的，總體上體現(xiàn)為系統(tǒng)對(duì)于年最大負(fù)荷的平衡能力問題。系統(tǒng)重要功能包括：

管理電力平衡表、電量平衡表、變電容量平衡表、無功平衡表等；

可以記錄出電力盈虧、枯水期電力盈虧、電量盈虧、無功負(fù)荷、需安裝容量、無功平衡

等數(shù)據(jù)信息；

查看當(dāng)?shù)貐^(qū)電力富裕度。

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5.電氣計(jì)算

時(shí)尚計(jì)算

o根據(jù)負(fù)荷參數(shù)、電廠出力、電網(wǎng)拓?fù)淇删_計(jì)算電網(wǎng)時(shí)尚分布，計(jì)算速度快、

收斂性好：

。提供4種不?樣的算法以供選擇：牛頓?拉夫遜法、PQ分解法、高斯-賽德爾

迭代法、最優(yōu)乘子法；

?？梢愿鶕?jù)地理位置接線圖自動(dòng)生成電網(wǎng)拓?fù)鋱D；

?？梢栽诘乩砦恢媒泳€圖上直接進(jìn)行時(shí)尚計(jì)算；

o以圖形或EXCEL表格的形式導(dǎo)出計(jì)算成果。

短路計(jì)算

?根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)?、發(fā)電機(jī)等參數(shù)設(shè)置，可精確計(jì)算單相接地，兩相接地，兩相短路,

三相短路等多種故障形式下兩短路電流。

?計(jì)算成果可自動(dòng)標(biāo)注在電網(wǎng)拓?fù)鋱D上，或?qū)С鲋罞xcel格式文檔。

6.電網(wǎng)評(píng)估

現(xiàn)實(shí)狀況網(wǎng)評(píng)估對(duì)電網(wǎng)的建設(shè)和改造具有重要的指導(dǎo)意義。通過現(xiàn)實(shí)狀況網(wǎng)評(píng)估，找到

既有電網(wǎng)日勺微弱環(huán)節(jié)，為深入的電網(wǎng)規(guī)劃和改造指導(dǎo)方向。既有H勺措施側(cè)重「對(duì)電網(wǎng)感愛好

的單個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)如線損分析、電壓質(zhì)量、供電可靠性、斷路器校核、供電能力等。在

電網(wǎng)評(píng)估中結(jié)合了層次分析的措施，建立了高、中壓配電網(wǎng)的評(píng)價(jià)體系,著重分析和研究同一

層次中各指標(biāo)的權(quán)重求解問題。在權(quán)重求解的過程中，考慮多方意見根據(jù)實(shí)際狀況對(duì)電網(wǎng)優(yōu)

化進(jìn)行合理的評(píng)估。建立的評(píng)價(jià)體系能比很好地運(yùn)用到都市電網(wǎng)評(píng)估中，具有很好的理論和

現(xiàn)實(shí)意義。詳細(xì)簡(jiǎn)介見《電氣計(jì)算與電網(wǎng)評(píng)估軟件》中線損分析，電壓質(zhì)量評(píng)估，供電可

靠性，斷路器校核，供電能力等。

7.電網(wǎng)優(yōu)化

無功優(yōu)化

。無功優(yōu)化處理了高壓配網(wǎng)無功賠償計(jì)算長(zhǎng)期沿用經(jīng)驗(yàn)公式而帶來的）配置不

合理日勺問題：

。有效減少網(wǎng)損、提高電壓合格率、減少投資、改善電網(wǎng)的穩(wěn)定性；

?？梢栽诘乩砦恢媒泳€圖上直接進(jìn)行無功優(yōu)化；

以圖形或EXCEL表格H勺形式導(dǎo)出計(jì)算成果。

變電站選址

在實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃中，對(duì)變電站11勺選址有著很高II勺規(guī)定。本系統(tǒng)將變電站按區(qū)域進(jìn)行劃分,

在各分區(qū)內(nèi)對(duì)變電站進(jìn)行模擬選址，綜合考慮地質(zhì)、環(huán)境等多種原因進(jìn)行評(píng)分判斷，然后擇

優(yōu)選擇

。選擇規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行站址初選，對(duì)初選站址進(jìn)行在線評(píng)分，然后計(jì)算出優(yōu)化成

果。

線路走廊優(yōu)化

線路走廊優(yōu)化是在確定線路起始點(diǎn)、必經(jīng)點(diǎn)、終點(diǎn)的前提下，在多種線路走向方案中,

綜合氣象、水文、地質(zhì)、地形等自然環(huán)境以及交通運(yùn)送、居民點(diǎn)等周圍環(huán)境，及其與城鎮(zhèn)建

設(shè)、文物保護(hù)、資源開發(fā)等方面的關(guān)系，遵照國(guó)家現(xiàn)行法令、政策，進(jìn)行綜合論證比較，對(duì)

多種方案進(jìn)行評(píng)分，選出最佳途徑方案

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網(wǎng)架優(yōu)化

網(wǎng)架優(yōu)化是在保證電氣技術(shù)指標(biāo)規(guī)定H勺前提下，使網(wǎng)架在從目前年到目的年的動(dòng)態(tài)發(fā)展

過程中，總的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用最??；采用啟發(fā)式算法，原理簡(jiǎn)樸、簡(jiǎn)便有效。

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8.投資估算

?系統(tǒng)可以自動(dòng)記錄圖形平臺(tái)中口勺建設(shè)項(xiàng)目，參照國(guó)標(biāo)經(jīng)典設(shè)計(jì)案例，自動(dòng)計(jì)算出規(guī)

劃年建設(shè)項(xiàng)目的投資狀況；

?自動(dòng)列出建設(shè)項(xiàng)目投資估算表，內(nèi)容詳盡、條理清晰;

?可根據(jù)顧客需求，調(diào)整投資估算表模板格式；

可導(dǎo)出至EXCEL格式文

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