電力公司管理系統(tǒng)

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　　電力管理信息系統(tǒng)分析軟件用數(shù)學(xué)模型 和數(shù)值方法對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行 研究, 可用來(lái)確定規(guī)劃設(shè)計(jì)方案、 擬定運(yùn)行方式、 整定自動(dòng)裝置的控 制參數(shù)、 進(jìn)行事故分析和輔助運(yùn)行 人員作出正確的決策。此外, 還可 用于教學(xué)和培訓(xùn)。 現(xiàn)代化的電網(wǎng)迫切需要現(xiàn)代化 的分析手段, 對(duì)軟件的功能、 精 度、 規(guī)模和速度提出了更高的要 求, 期望充分利用計(jì)算機(jī)硬件和軟 件技術(shù)的最新成就分析和處理電網(wǎng) 的實(shí)際問(wèn)題。 目前, 國(guó)際上有多種電力系統(tǒng) 分析軟件包, 在各國(guó)電力系統(tǒng)的實(shí) 踐和研究中發(fā)揮了很大的作用。這 些軟件包可以運(yùn)行在工作站 (如 HP 、 SUN)和 PC 機(jī)等硬件平臺(tái)上, 支持 UNIX 和 Windows 95 等 操作系統(tǒng)。目前在我國(guó)應(yīng)用較為普 遍的電力系統(tǒng)分析軟件包是由電力 科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的電力系統(tǒng)綜合分 析程序 ( PSASP)和引進(jìn)后改進(jìn)的 BPA 程序 (邦維爾電力局開(kāi)發(fā))。 在總結(jié)上述軟件包特點(diǎn)的基礎(chǔ)上, 本文探討了現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析軟件 的發(fā)展趨勢(shì)。

　　一、電力企業(yè)管理系統(tǒng)的友好性和開(kāi)放性

　　1、友好性

　　用戶不僅要求電力系統(tǒng)分析軟件有強(qiáng)大的分析功能和高度的計(jì)算 準(zhǔn)確性, 還要求其界面友好, 容易 使用。

　?、儆押玫娜藱C(jī)界面： 隨著 X -Windows 和 MS Windows 技術(shù)的發(fā)展, 圖形用戶界 面 ( GUI:Graphics User Interface) 已成為當(dāng)今軟件的標(biāo)準(zhǔn)界面, 具有 學(xué)習(xí)容易、 操作簡(jiǎn)單、 可以定制 ( Customization)等優(yōu)點(diǎn)。GUI 允 許用戶以圖形交互方式, 快速而方 便地設(shè)計(jì)各自的過(guò)程模型和建立新 的場(chǎng)景, 實(shí)現(xiàn)交互式的仿真過(guò)程和 結(jié)果分析。 圖形化的輸入方式使人感到親切直觀, 避免了可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)格式 錯(cuò)誤。用戶可以通過(guò) GUI 繪制單線 圖, 輸入或修改算例系統(tǒng)的數(shù)據(jù)?，F(xiàn) 有的軟件包如 NETOMAC、 PSS/E (美國(guó) PTI 公司) 、 PSAPAC、 EUROSTAG 等都具有繪制系統(tǒng)單線圖和 交互式輸入數(shù)據(jù)的功能。 計(jì)算結(jié)果可以形象地表示在圖 上, 豐富的彩圖加深了用戶對(duì)所仿 真的動(dòng)態(tài)過(guò)程的理解。

　?、谲浖褂玫姆奖阈裕?軟件的 “友好” 還體現(xiàn)在其使 用的方便性, 現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析軟 件常常具有一些實(shí)用功能, 以方便 用戶的使用。例如考慮用戶經(jīng)常使 用的操作而增加了自動(dòng)計(jì)算臨界切 除時(shí)間 ( CCT)、 n -1 靜態(tài)安全分 析等實(shí)用功能。批處理功能把用戶 的一系列操作記錄下來(lái), 以簡(jiǎn)化重 復(fù)的工作。 值得一提的是數(shù)據(jù)預(yù)處理模 塊, 它提供了多種輸入數(shù)據(jù)的校驗(yàn) 功能, 對(duì)輸入數(shù)據(jù)文件中系統(tǒng)的拓 撲結(jié)構(gòu)、 母線、 支路、 變壓器等數(shù) 據(jù)的合理性進(jìn)行檢查:這項(xiàng)校驗(yàn)功 能, 通?？梢园l(fā)現(xiàn)用戶錄入數(shù)據(jù)過(guò) 程中的疏漏, 保證原始數(shù)據(jù)的質(zhì) 量, 方便調(diào)試, 有效地提高仿真計(jì) 算的準(zhǔn)確率。 軟件使用的方便性也表現(xiàn)它的 后處理功能, 例如定制分析報(bào)告、 組合所需形式和內(nèi)容的輸出表格; 對(duì)仿真波形進(jìn)行標(biāo)度變換或縮放以 更清楚地觀察曲線的局部細(xì)節(jié);自 如地從計(jì)算結(jié)果中提取所需的信息 等。

　　2、開(kāi)放性

　　隨著電力系統(tǒng)的互聯(lián)、 電力市 場(chǎng)的發(fā)展以及新技術(shù)新裝置的應(yīng) 用, 要求電力系統(tǒng)仿真軟件能夠提 供靈活開(kāi)放的接口, 以提高應(yīng)用的 靈活性, 具體表現(xiàn)在以下 3 個(gè)方 面。

　?、僭Ｐ蛶?kù)的開(kāi)放性： 傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)中各種固定 結(jié)構(gòu)和參數(shù)的典型模型 (如 IEEE 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng), 原動(dòng)機(jī)的調(diào)速 系統(tǒng)、 原動(dòng)機(jī)的模型等)常常不能 滿足計(jì)算和仿真的需要。為提高程 序的適用性和靈活性, 現(xiàn)代電力系 統(tǒng)分析軟件允許用戶自定義或修改 元件模型。用特別開(kāi)發(fā)的仿真語(yǔ)言 作為用戶自定義新模型的支持語(yǔ) 言。程序能自動(dòng)生成相應(yīng)的公式并 插入程序, 省去了編程和可能出現(xiàn) 的錯(cuò)誤。 用戶也可藉助人機(jī)交互圖形界 面, 方便而清楚地組合各種基本功 能模塊 (放大、 微分等) , 自行組 建一些特殊的元件模型, 也可根據(jù) 需要直接在屏幕上進(jìn)行修改。

　　②輸入輸出數(shù)據(jù)的開(kāi)放性： 由于歷史原因, 現(xiàn)有的電力系 統(tǒng)分析軟件的輸入數(shù)據(jù)格式不統(tǒng) 一, 各軟件包之間的互通性很差, 給用戶帶來(lái)不便。經(jīng)過(guò) IEEE 和 CIGRE 工作組的不斷努力, 現(xiàn)已 推出 IEEE 交換數(shù)據(jù)格式。 一些電力系統(tǒng)分析軟件包都具 有格式轉(zhuǎn)換功能, 例如 PSAPAC[ 4] 支持 IEEE , BPA , EPRI, PTI 等機(jī) 構(gòu)和公司的潮流數(shù)據(jù)格式, 并支持IEEE , PTI, BPA/WSCC/EPRI, BPA/WSCC ( NEW)等機(jī)構(gòu)和公 司的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)格式。 輸出數(shù)據(jù)的開(kāi)放性表現(xiàn)在計(jì)算 結(jié)果 能夠 輸出 到其 它軟 件 (如 MATLAB 、 EXCEL)作有關(guān)處理。

　?、酃δ苌系拈_(kāi)放性： 現(xiàn)代電力系統(tǒng)軟件包具有開(kāi)放 式的結(jié)構(gòu), 用戶可以通過(guò)接口嵌入 自己的程序, 使軟件的應(yīng)用更加靈 活。開(kāi)放的平臺(tái)使新一代的電力系 統(tǒng)軟件包可以與外部程序相耦合, 在保持各自完整性的基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié) 作計(jì)算。

　　二、電力企業(yè)管理系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)調(diào)度第一線

　　電力系統(tǒng)分析軟件正逐漸向電力系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度的第一線滲 透。 EUROSTAG 已被用于法國(guó)和比利 時(shí)的國(guó)家系統(tǒng)控制中心的 EMS 系 統(tǒng), 根據(jù) SCADA 提供的實(shí)時(shí)狀態(tài) 數(shù)據(jù), 進(jìn)行離線安全分析, 評(píng)估系 統(tǒng)的安全裕度, 為運(yùn)行調(diào)度人員制 定運(yùn) 行策 略提 供 依據(jù)。比利 時(shí) Tractebel 公司借鑒 EUROSTAG 開(kāi) 發(fā)了調(diào)度員培訓(xùn)仿真器 (DTS)。 加拿大 開(kāi)發(fā) 的實(shí)時(shí) 數(shù)字 仿真 器 ( RTDS)能將系統(tǒng)的運(yùn)算結(jié)果回放 并經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后通過(guò)高性能的電 壓、 電流放大器輸出, 用來(lái)測(cè)試?yán)^ 電保護(hù)和自動(dòng)裝置, 保證了科研項(xiàng) 目的順利完成。我國(guó)與加拿大合作 開(kāi) 發(fā) 的 暫 態(tài) 穩(wěn) 定 評(píng) 估 軟 件 ( FASTEST) , 結(jié)合了 EEAC (擴(kuò) 展等面積準(zhǔn)則)算法速度快的特點(diǎn), 具有在線應(yīng)用的潛力。這標(biāo)志 著電力系統(tǒng)分析軟件正在走向電力 生產(chǎn)調(diào)度的第一線。

　　三、電力企業(yè)管理系統(tǒng)多方擴(kuò)大軟件市場(chǎng)

　　電力系統(tǒng)分析軟件需要走向市 場(chǎng), 和同類產(chǎn)品相競(jìng)爭(zhēng), 接受用戶 的檢驗(yàn)。開(kāi)發(fā)商越來(lái)越注重向用戶 提供全方位的技術(shù)支持。 ○ ETMP/ATP、 PSS/E 、 PSAPAC 和 EU ROSTAG 等軟件的 開(kāi)發(fā)商成立了自己的用戶組織, 定 期召開(kāi)會(huì)議, 交流經(jīng)驗(yàn), 討論如何 更有效率地應(yīng)用軟件, 增強(qiáng)用戶對(duì) 該軟件的信心。 ○出版內(nèi)部刊物 (News Letter) , 把關(guān)于該軟件的最新技術(shù)應(yīng) 用和升級(jí)等信息迅速傳達(dá)給用戶。 ○軟件商在 Internet 網(wǎng)上建立 專門的站點(diǎn), 介紹其開(kāi)發(fā)的電力系 統(tǒng)軟件, 以擴(kuò)大影響面。 ○軟件的銷售也更加靈活。一 些軟件商提供了出租服務(wù)。例如, 租用 EUROSTAG ( PC 版本) , 六 個(gè)月租金為 4 000 美金 ( 1998 年的 報(bào)價(jià))。 現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析軟件包的應(yīng) 用日趨國(guó)際性。一些優(yōu)秀的電力系 統(tǒng)軟件包常常同時(shí)在亞洲、 歐洲和 美洲各地應(yīng)用。在我國(guó)應(yīng)用的有美 國(guó)的 BPA 、 PSS/E 和德國(guó)的 NETOMAC 等軟件包。但不同軟件的 數(shù)據(jù)格式差異問(wèn)題已經(jīng)成為阻礙新 軟件推行的一個(gè)最大的障礙。因 此, 新一代的電力系統(tǒng)分析軟件要 想爭(zhēng)取更多的用戶, 占領(lǐng)市場(chǎng), 就 必須能夠支持多種輸入數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換, 為用戶提供方便。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　在當(dāng)今的信息時(shí)代, 計(jì)算機(jī) 軟、 硬件技術(shù)的發(fā)展日新月異。一 些新思想、 新方法和新技術(shù)正逐步 影響著電力系統(tǒng)分析軟件的發(fā)展。 例如軟件工程的方法和技術(shù)、 面向 對(duì)象的編程方法、 并行算法和數(shù)據(jù) 庫(kù)技術(shù)等等。遵循軟件工業(yè)的國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn) ISO9002 會(huì)使電力系統(tǒng)軟件的 開(kāi)發(fā)進(jìn)一步規(guī)范化、 提高和完 善, 更加高效和實(shí)用, 以適應(yīng)現(xiàn)代 電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。 計(jì)算機(jī)軟、 硬件的更新?lián)Q代和 數(shù)學(xué)方法的進(jìn)步, 必將為電力系統(tǒng) 分析軟件的發(fā)展提供一片嶄新的天 地。