电力网络规划的计算机辅助决策系统

电网规划计算机辅助决策系统V3.0

开发背景

改革开放三十年以来，我国的电力事业蓬勃发展，各地市中力负荷大幅增长，中网规模

不停扩大，都市电网规划对都市电力建设的指导意义也日益显现。因此，国家电网企业、南

方电网企业、各网企业、省企业及各地市供电企业对负荷预测，中、长期电网规划越来越重

视。根据电网规划编制工作H勺统一布署，各地市供电企业每年需进行滚动修编，深度规定较

高，技术性较强。

老式的电网规划缺乏一定的理论指导，规划决策依托领导“拍脑袋”决定。此外，搜集

客观、精确、全面的数据是科学电网规划决策面临的一大瓶颈。目前国外存在的某些电网规

划软件，尽管功能齐全，但不符合中国电网规划人员U勺使用习惯和实际需求，且价格昂贵，

直接引进有一定U勺困难。

在这种形势卜，为增强规划对电网建设H勺指导性，提高滚动修编H勺工作效率，节省人力、

物力，各供电企业迫切需要一套专业高效、切合实际、简朴易用、便于管理的电网规划辅助

决策系统，重要处理电网规划过程中碰到卧J数据管理、图形维护、负荷预测、电力电最平衡、

规划方案辅助决策、投资估算、经济评价等常见问题.

通力软件电网规划V2.0版本，已很好地处理了电网规划信息管理、图形维护等基本功

能，但分析计算能力相对偏弱。通力企业在电力规划专家H勺指导下，通过八年来不停的研究

与探索，针对电网规划工作中各个环节的实际需求，与华中科技大学联合研发出了一套功能

强大的电网规划计算机辅助决策系统V3.0o

系统简介

电网规划计算机辅助决策系统V3.0是一套专业、可靠、有效、易用的功能强大软件系

统。该系统先后在东北电网企业、华北电网企业、华东电网企业、南方电网企业获得了良好

的应用效果,获得了广大颐客的好评c

通力电网规划计算机辅助决策系统致力于面向未来都市电网的发展，以构建都市电网规

划信息化平台为目的，结合规划工作的实际需求，实现电网规划管理的科学化和信息化。系

统针对地（市）级供电企业目网规划部门的工作特点，结合供电企业的实际管理模式，招电网

规划辅助决策系统与信息管理系统融合••体，功能强大、计算精度高，界面友好，只需通过

简朴培训就可以纯熟使用，是电网规划的一种高效、强有力的辅助工具。

设计目的

专业：软件由专业的电网规划设计人员使用，用于电网规划设计项目的专用软件；

可靠：软件由专业的电网规划团体设计，资深的软件设计人员完毕，规划成果值得顾客信赖;

有效：软件从顾客角度出发最大程度的运用计算机口勺高速计算功能，减少顾客不必要的操作

流程，提高使用者的工作效率、可以实现高质量的电网规划设计流程；

易用：软件以直观图形为重要人机交互模式，人机交互采用软件积极型。软件使用措施简朴

轻易掌握，减少使用者的培训学习时间：

独立：软件重要功能模块内运行独立于操作系统和硬件环境，历史数据采用特定格式独“.存

储，可长期使用。

系统

强大的图形平台：基于自主研发《JPowerNei电力专业图形平台，充足吸取GIS口勺精髓，开

发出规划工作所需要的图形平台，系统提供基于地理信息和都市规划信息基础上的电网规划

图形管理功能，变电站选升和线路走廊的制定均在图形平台卜进行.规划过程愈加清晰和百

观；

信息化管理平台：将电网规划的数据分门别类进行管理，防止由机构调整、人员变动或存储

媒介损坏等所导致数据丢失、不持续，整顿不规范的问题，处理规划编制或规划滚动修编搜

集数据难的瓶颈，提高工作效率和管理水平；

兼容AutoCAD：系统可以导入和导出AutoCAD图形文档，并可打印电网地理信息图等原

则工程图纸；

强大的计算和分析功能：系统集成多种科学预测措施对负荷预测、电力平衡数据进行科学计

算和分析，并可对分析过程和成果进行专家干预，以保证规划制定成果的科学性、对的性、

合理性；

全面的评估和优化工具：在时尚计算和短路计算的基础上，实现对电网H勺线损分析、电压质

量评估、供电可靠性分析、供电能力分析、开断能力校核、变电站选址优化、线路走廊优化、

网架优化、无功优化等功能，对规划年网架的可靠性进行校验；

灵活的报表处理实现：灵活调用电网有关数据及系统分析计算成果，形成多种图形和报表,

并可根据顾客需求进行定制开发：

规划书编制管理:系统内置规划书模板，可迅速导入各功能模块内容到规划书日勺对•应章节中，

形成规划方案或规划书关健内容，具有Word和Excel文档或数据迅速导入、导出功能，模

板可根据顾客需求调整;

接口灵活：通过开放的数据接口进行数据搜集，实现数据共享，保证数据的实效性，减少规

划工作人员的工作量，提高工作效率，如通过与电力调度系统、营销系统等接口，实现对电

网数据的实时处理，建立信息化平台。

数据流程

功能构造图

落总首含口力丝定毫胃

1—

I

LI1—

A

辞

HA己m

lNt

xSz

tMi二

tUstrs

手

占

一ic3E

b

t-

li

・▼T■

s

»9

a史

»"・R

«(»rs・7

・

*»・

▼"d象

不>

•¥3工

+.

系统功能

1.地理信息

都市地图

采用电子地图作为背景,可以显示出铁路、公路、河流、行政村等信息：可以自定义地

理信息；提供多种比例尺；地理信息可根据比例尺的缩放自动地、选择性地显示、隐藏；

三维化显示方式，更清晰直观。

都市规划

不一样颜色代表不一样类型的地块，具有不一样的负荷密度；自动计算地块面积；根

据负荷密度参数，自动计算地块负荷；可以对计算出的I面积、负荷值进行手工修改；地块

属性中加入同步率和容积率，可自定义设置，使计算H勺负荷值愈加合理。

电网拓扑

实现了线路经纬度坐标精确定位，自动计算规划线路的险度：根据线路类型自动生成

线路的电压等级、电气参数、线条颜色、样式，大大减少规划人员的工作量；在原有线路

改造时，可通过线路的截断、延长、合并等功能提高效率；以都市规划道路作为线路出线

的参照信息，大大减少规划人员日勺工作量；加入测距功能。

2.基础数据

实现电网历史数据的电子化管理，为电网辅助决策提供数据根据：现实状况管理中涵

盖用电量、供电量、日最大负荷、月最大负荷、年最大负荷、GDP、人口、单产耗能、变电

站状况、线路状况等历史数据信息管理电网拓扑基础数据，为顾客进行变电站现实状况分

析、线路分析、时尚计算、短路电流计算提供数据基础.

豕即C"

皿・

,..........1.114**•JDK9«•<3XMsax4

WOHD二wu:•lt*TI2NOOK

1MOOJIKmim13X320039000Mtn

■-rxxnJKDSRnoo@6a»MF*130006

■ZPiM4RDZ14*vrmUMMBOCItttWmooam

5«a)mo.nwoo.9%«noMOO

om'

moMDUM)0000PU»xwwuno

■4

KM«IC5fU!lkWCQBvmnOGI1M)9M0DU,l~MR22G

■M

―awwRUDuou»96>0«MUXMUKMM21144

1.6wwzc*XMtt■a«W4»

witoo・KMH934MMmsIOSxma

1MQ0MW396W730uwwUFimw7

0404g042Wa”、o«xom5m

oaaOMnu%as力c”aCM)aosM45

ova>atCLM)130X1◎4QXil11M

oomOOIgmWW736RMZQTbOOIO«9m

37ZMA9»9»»*海2173、

MerflVITfKlMi2M,6*w*USMinP>IT.WW,

1

LIAQ(MA)❿MMm驾4<B*MMam九3LG

T

皿mJ626PQKMK1»6

3.负荷预测

电力需求预测是电网规划的基础。根据电力发展历史数据和已知的经济、社会发展状况,

采用科学合理H勺计算措施进行电力预测。本软件提供了8种可靠实用的负荷预测措施可供选

择，可以实现短期（卜5年）、中期（5~23年）、长期（15~23年以上）电力需求预测。综合

比较多种措施预测成果，可以制定高、中、低方案，为分析、决策提供参照，从而确定一种

合理的规划建设方案。

加入了人机交互功能，老式负荷预测软件中，由于历史数据的不确定性和某些大顾客负

荷导致电量数据突增或突减，导致不一样算法的计算成果之间偏差较大，甚至存在较大误差。

系统可针对预测数据中的异常状况,将影响预测成果的“坏数据点”挑出，保证成果的精确性。

同步，运算过程由计算机自动完毕，规划人员不理解算法日勺计算过程，在进行文字描述时导

致了很大的困扰。人机交互功能有效处理了上述问题。

预测措施包括年增长率法、有关法、专家决策法、外推法、指数平滑法、弹性系数法、

灰色模型法。针对预测措施H勺多样性，可采用定权组合系数H勺预测措施，根据预测措施H勺权

重来分派所占比例，最终决定负荷预测图形走向。集多种预测措施的长处于一体，使预测成

果更符合实际负荷增长趋势。

不一样年限区间的负荷增长规律也许不一样，合用的算法也不一样。同一种预测方案日勺

不一样年限区间,便用不一样日勺算法进行预测。预测在不一样年限区间内都具有较高的拟合

精度。

通过从现实状况资料中调入历史数据，采用不一样算法的预测成果应进行分析对比，互

相校验，选择出最可信11勺预测成果，也可以采用指定年增长率的专家方案算法预测成果，预

测成果可直接导出为Excel文档

ElicrmftExcel・%“川

勺muMl«B冬融。包〉1*9BID勒®1:典—•-«

一d二一J二94-/_51・4m】纯

海•上•B/D*闻三国分［二更r.-,"1

.二W，.二；，-j.j

本地区2010~2020磔电1掰或（族J

i

£

一看目次洋3»!i3c埠加？3C4?应加攵瘴3alM或出演加薄①旧3n理23脩2K

rrrrrrrr

4士・，w・・'316’30X6Xfl3132*35.»»3J€07*6。'<0B00T0'O'O

I1-*研讨讨c.....................:'-8f_ifof441

krr

S1Z'Z7.7，'26.17*23J2‘2S.23027*312*0B‘第H555’0'0丁700*

‘M:「：,：F2?~OfOfif

T■IS

rrrr

1龈'泼却射渊却’厘W困7B6—-oo'『b

1^1rF

93M582*sur57^6u!小'./-vrycvr"|

'】0“15国'阳6'】GG’1乂7’20S97*2€89‘旃期‘引"十0’『丁0r寸

FrrrTrrr

n'<3<"于54型5655'8/H»*8Q81000000

r

tt.>u«r'sia'am'q'3黑、08‘血丁'出©'第弘'oo'o'o'『o'

rr

135次'5：£GE、?'b=：'父5'分：;'二父管'匚：k'：：W7:'//3'/

4电力平衡

电力平衡是以负荷预测的成果为基础，为系统可以提供应顾客的最大即时性负荷需求,

以及长期口勺电量需求（体现为长期E向枳累性效应）而做的对既有电网改造及电网建设的方案

设计。电网规划中的电力电量平衡，其重点在于可以满足负荷对•系统的供电能力的规定，即

目前的或经设计改造，新是后日勺电网能否通过不一样的开机运行方式来到达电力电最平衡日勺

目的，总体上体现为系统对于年最大负荷的平衡能力问题。系统重要功能包括：

管理电力平衡表、电量平衡表、变电容量平衡表、无功平衡表等；

可以记录出电力盈亏、枯水期电力盈亏、电量盈亏、无功负荷、需安装容量、无功平衡

等数据信息；

查看当地区电力富裕度。

4・・▼••

0g《二g。*可

T2

H

_RaM-

"・二1ZU*"*i•…—JDIMB

e00o・,0

•••o89u>070

◎S.t,

“x,B，U>◎

oG・oeM01

一0<>2•a40

—0■000O0

•・・■t4?S00

©L・ri9.1,

*♦I，京・03tt14IS0

0Siti>0

13E・・M.1c.■)eJ80

・a・00060

0M・17••0

o♦,L«asS9•

013BJu11.91>0

♦A«0G>QZOJ20，0

0t・>.T14•Q0

a•000•.0

■MMit•K*IfA0

.IM9i1191

：余余・■1，91>191

♦・A・■.00©◎,

IK^FIBO0■，10utKS•

.0000000

•一・0at。・at11』o

0aiaiaiai8oJ

0040iatQl8o

——一y-A_______A-

r1-,.--------d------

5.电气计算

时尚计算

o根据负荷参数、电厂出力、电网拓扑可精确计算电网时尚分布，计算速度快、

收敛性好：

。提供4种不•样的算法以供选择：牛顿•拉夫逊法、PQ分解法、高斯-赛德尔

迭代法、最优乘子法；

。可以根据地理位置接线图自动生成电网拓扑图；

。可以在地理位置接线图上直接进行时尚计算；

o以图形或EXCEL表格的形式导出计算成果。

短路计算

•根据电网拓扑、发电机等参数设置，可精确计算单相接地，两相接地，两相短路,

三相短路等多种故障形式下两短路电流。

•计算成果可自动标注在电网拓扑图上，或导出至Excel格式文档。

6.电网评估

现实状况网评估对电网的建设和改造具有重要的指导意义。通过现实状况网评估，找到

既有电网日勺微弱环节，为深入的电网规划和改造指导方向。既有H勺措施侧重「对电网感爱好

的单个指标进行评价如线损分析、电压质量、供电可靠性、断路器校核、供电能力等。在

电网评估中结合了层次分析的措施，建立了高、中压配电网的评价体系,着重分析和研究同一

层次中各指标的权重求解问题。在权重求解的过程中，考虑多方意见根据实际状况对电网优

化进行合理的评估。建立的评价体系能比很好地运用到都市电网评估中，具有很好的理论和

现实意义。详细简介见《电气计算与电网评估软件》中线损分析，电压质量评估，供电可

靠性，断路器校核，供电能力等。

7.电网优化

无功优化

。无功优化处理了高压配网无功赔偿计算长期沿用经验公式而带来的）配置不

合理日勺问题：

。有效减少网损、提高电压合格率、减少投资、改善电网的稳定性；

。可以在地理位置接线图上直接进行无功优化；

以图形或EXCEL表格H勺形式导出计算成果。

变电站选址

在实际电网规划中，对变电站11勺选址有着很高II勺规定。本系统将变电站按区域进行划分,

在各分区内对变电站进行模拟选址，综合考虑地质、环境等多种原因进行评分判断，然后择

优选择

。选择规划区域进行站址初选，对初选站址进行在线评分，然后计算出优化成

果。

线路走廊优化

线路走廊优化是在确定线路起始点、必经点、终点的前提下，在多种线路走向方案中,

综合气象、水文、地质、地形等自然环境以及交通运送、居民点等周围环境，及其与城镇建

设、文物保护、资源开发等方面的关系，遵照国家现行法令、政策，进行综合论证比较，对

多种方案进行评分，选出最佳途径方案

L.«•BWFB^

13

1C

L1ID

口Q5«JD

j-1so

ia

t«

It

wncMMre*

n

[ITdM

L

r

L

r*■•・

FMB.OMC

2・

—

网架优化

网架优化是在保证电气技术指标规定H勺前提下，使网架在从目前年到目的年的动态发展

过程中，总的建设和运行费用最小；采用启发式算法，原理简朴、简便有效。

•

。

◎

。

。

。

口

目

四

8.投资估算

•系统可以自动记录图形平台中口勺建设项目，参照国标经典设计案例，自动计算出规

划年建设项目的投资状况；

•自动列出建设项目投资估算表，内容详尽、条理清晰;

•可根据顾客需求，调整投资估算表模板格式；

可导出至EXCEL格式文

□zz

'0NVE・0-O*1■

&OTW£MM£WMXiM・

T------------------------------|

1Ca^oono

■8w°

日I4XRtrma

MODg■

■iSMB0

n•0

li。0

■0

»JHBan@

・区”lS10v»0

U9O。

s<eoy0

•■■eo•

盲.JM6w*000

6■0

—gMB■0

ro.0

8im0

6«0Wo

・*MM*9•