黃阮明　黃一超　費(fèi)斐　李亦農(nóng)　龐愛莉　張夢瑤

摘要：PSD-BPA電力系統(tǒng)分析程序，具備電力系統(tǒng)潮流、穩(wěn)定、短路電流、小擾動、無功優(yōu)化、動態(tài)等值等計(jì)算分析功能，其新一代集成操作環(huán)境（PSDEdit平臺）在實(shí)際使用過程中仍然存在一些不足，有必要開發(fā)輔助軟件以提高數(shù)據(jù)維護(hù)效率。文章介紹了輔助功能設(shè)計(jì)和開發(fā)思路，重點(diǎn)就“數(shù)據(jù)雙向處理、典型參數(shù)庫管理、數(shù)據(jù)智能糾錯、自由組合查詢修改、通用批處理、潮流調(diào)整輔助處理”六大功能設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，最后通過應(yīng)用舉例進(jìn)一步驗(yàn)證了輔助軟件的可用性、可靠性和先進(jìn)性。

關(guān)鍵詞：BPA；電網(wǎng)規(guī)劃；軟件；開發(fā)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）36-0231-04

1 背景

PSD-BPA電力系統(tǒng)分析程序（以下簡稱“BPA程序”），是中國電力科學(xué)研究院在引進(jìn)消化原版BPA程序代碼后重新開發(fā)的一款電網(wǎng)仿真計(jì)算軟件，具備電力系統(tǒng)潮流、穩(wěn)定、短路電流、小擾動、無功優(yōu)化、動態(tài)等值等計(jì)算分析功能，其新一代集成操作環(huán)境（PSDEdit平臺）在文件操作、數(shù)據(jù)編輯、參數(shù)維護(hù)、結(jié)果分析、仿真計(jì)算等方面做了大量更新升級，使用更加便捷。

然而，BPA程序在實(shí)際使用過程中仍然存在一些不足，主要體現(xiàn)在計(jì)算數(shù)據(jù)與設(shè)備參數(shù)雙向轉(zhuǎn)換、設(shè)備典型參數(shù)管理、設(shè)備參數(shù)智能糾錯、計(jì)算數(shù)據(jù)自由組合查詢和數(shù)據(jù)修改批處理等方面，難以滿足目前大電網(wǎng)仿真計(jì)算數(shù)據(jù)維護(hù)使用要求。

本文面向BPA軟件平臺，研究開發(fā)具有電網(wǎng)計(jì)算數(shù)據(jù)參數(shù)管理、數(shù)據(jù)查詢和糾錯檢查等功能的智能輔助軟件（以下簡稱“輔助軟件”），以提高仿真數(shù)據(jù)處理效率，降低人工維護(hù)出錯率，對提升電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作水平有積極意義。

2 功能設(shè)計(jì)

BPA程序的數(shù)據(jù)以文本方式管理，數(shù)據(jù)格式定義十分嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)備信息和參數(shù)都隱含在數(shù)萬行的文本數(shù)據(jù)中，難以歸類、查詢、統(tǒng)計(jì)和管理。結(jié)合上海電網(wǎng)規(guī)劃仿真實(shí)際工作需要，本文開發(fā)的輔助軟件主要功能為：1）數(shù)據(jù)雙向處理功能；2）典型參數(shù)管理功能；3）數(shù)據(jù)智能糾錯功能；4）自由組合查改功能；5）通用批處理功能；6）潮流調(diào)制輔助功能。開發(fā)過程中，為確保軟件功能的實(shí)用性和先進(jìn)性，開發(fā)人員與需求方需保持緊密聯(lián)系，隨時開展信息交互和意見反饋（圖1）。

本文輔助軟件是針對BPA格式計(jì)算文件的數(shù)據(jù)處理和電網(wǎng)設(shè)備的參數(shù)管理輔助工具，在專家干預(yù)基礎(chǔ)上形成典型參數(shù)庫，為規(guī)劃數(shù)據(jù)搭建和參數(shù)校核糾錯提供支撐，其數(shù)據(jù)處理流程圖如圖2所示。

3 軟件開發(fā)

BPA智能輔助軟件具備“數(shù)據(jù)雙向處理、典型參數(shù)庫管理、數(shù)據(jù)智能糾錯、自由組合查詢修改、通用批處理、潮流調(diào)整輔助處理”六大類使用功能。從軟件開發(fā)角度看，具備“底層、中間層、用戶層”三級架構(gòu)（圖3），自下而上形成BPA智能輔助軟件面向用戶的最終使用功能。

軟件開發(fā)工具選用Visual Studio 2015，數(shù)據(jù)庫開發(fā)選擇ACCESS 2007，開發(fā)工具界面友好、與EXCEL等常用辦公軟件結(jié)合度高、開發(fā)周期短。本文結(jié)合BPA數(shù)據(jù)格式定義和實(shí)際電網(wǎng)仿真計(jì)算需求，開發(fā)完成六大類功能模塊如下：

1）數(shù)據(jù)雙向處理

目前BPA軟件的數(shù)據(jù)以文本方式存放，電力系統(tǒng)的設(shè)備信息和參數(shù)都隱藏在數(shù)萬行的文本數(shù)據(jù)中，且數(shù)據(jù)交叉存放的情況十分普遍，客觀上造成計(jì)算數(shù)據(jù)中的設(shè)備信息難以統(tǒng)計(jì)和管理。本輔助軟件可以讀入BPA數(shù)據(jù)，識別各類型卡片及字段，提取參數(shù)納入數(shù)據(jù)庫和EXCEL表進(jìn)行集中管理，且具備“提取參數(shù)”和“復(fù)原參數(shù)”雙向?qū)雽?dǎo)出功能，該功能模塊流程圖如圖4。

2）典型參數(shù)庫管理

本功能模塊具備“提取參數(shù)”和“生成參數(shù)”功能，其中“提取參數(shù)”指從仿真計(jì)算數(shù)據(jù)中提取出各種型號的線路、變壓器和發(fā)電機(jī)元件參數(shù)，經(jīng)過專家干預(yù)處理，形成電網(wǎng)仿真計(jì)算的典型參數(shù)庫；“生成參數(shù)”指從典型參數(shù)庫中選配出型號、規(guī)模、來源均合適的元件模型參數(shù)，并同步生成所需要的仿真計(jì)算數(shù)據(jù)卡，該功能模塊流程圖如圖5。

3）數(shù)據(jù)智能糾錯

BPA平臺中數(shù)據(jù)格式要求十分嚴(yán)格，人工維護(hù)數(shù)據(jù)極易出錯。智能糾錯功能可以掃描BPA潮流、穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件，自動校核數(shù)據(jù)格式和參數(shù)取值方面的錯誤，給出存疑數(shù)據(jù)推薦值，具備一鍵式糾錯處理和逐條逐項(xiàng)處理等不同糾錯處理模式，該功能模塊流程圖如圖6。

4）自由組合查詢修改

該功能可實(shí)現(xiàn)對BPA潮流、穩(wěn)定數(shù)據(jù)的模糊查詢、精確查詢和按節(jié)點(diǎn)名查詢，并且可以在查詢結(jié)果中再次進(jìn)行多輪精細(xì)化查詢。對查詢結(jié)果可以進(jìn)行批處理修改操作，如指定字段的部分內(nèi)容替換、指定位置的內(nèi)容替換、指定字段的數(shù)值統(tǒng)計(jì)與調(diào)整，修改后的數(shù)據(jù)可導(dǎo)回原文件保存，該功能模塊流程圖如圖7。

5）通用批處理

該功能可輕松實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷分配、機(jī)組類型設(shè)置、線路型號和線路額定電流填寫、節(jié)點(diǎn)分區(qū)編碼等大批量共性數(shù)據(jù)替換任務(wù)，該功能模塊流程圖如圖8。

6）潮流調(diào)整輔助處理

特大型電網(wǎng)的潮流數(shù)據(jù)在調(diào)制潮流時，收斂性較差，人工手動逐點(diǎn)修改數(shù)據(jù)的工作效率太低。潮流調(diào)制輔助功能，可以根據(jù)分區(qū)信息篩選操作對象，批量調(diào)制發(fā)電機(jī)出力、負(fù)荷值、機(jī)端電壓等關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)，可有效提高大電網(wǎng)潮流調(diào)制的工作效率，該功能模塊流程圖如圖9。

4 運(yùn)行實(shí)例

本軟件的“自由組合查改”功能模塊，提供了“模糊查詢”、“精確查詢”和“按節(jié)點(diǎn)名查詢”三種查詢模式（圖10、圖11），其中模糊查詢模式可實(shí)現(xiàn)多輪次遞進(jìn)式查詢，精確查詢模式則可實(shí)現(xiàn)多達(dá)三組的組合條件約束查詢，按節(jié)點(diǎn)名查詢方式可實(shí)現(xiàn)特定查詢需要。經(jīng)檢驗(yàn)，該功能模塊可滿足目前規(guī)劃仿真計(jì)算時的所有數(shù)據(jù)查詢需求，具有查詢速度快、效率高，數(shù)據(jù)定位準(zhǔn)確等特點(diǎn)，且具備查詢結(jié)果批處理修改功能。

算例的具體操作步驟如下：

1）選擇待處理BPA格式計(jì)算數(shù)據(jù)，潮流數(shù)據(jù)以“*.dat”為后綴，穩(wěn)定數(shù)據(jù)以“*.swi”為后綴，必選項(xiàng)；

2）選擇“模糊查詢”按鈕，填寫查詢關(guān)鍵字，如“南橋”，必選項(xiàng)。若選擇“精確查詢”按鈕，可采取“AND”、“OR”策略，自由組合最多三組查詢條件；

3）點(diǎn)擊“刷新查詢”按鈕，第一次查詢或重新查詢使用，查詢結(jié)果顯示在右側(cè)“查詢處理結(jié)果”文本框區(qū)域中；

4）選擇待處理數(shù)據(jù)卡片類型，如“B”，必選項(xiàng)；

5）選擇批處理策略（共四種：“字段替換”、“字段全覆蓋”、“字段數(shù)值調(diào)整”和“任意位置替換”），選擇待處理字段名稱，填寫待處理字段的篩選閾值和目標(biāo)值，必選項(xiàng)；

6）點(diǎn)擊“執(zhí)行按鈕”，批處理結(jié)果即可在“查詢處理結(jié)果”文本框區(qū)域更新顯示，處理過程信息在“執(zhí)行”按鈕下方的文本框中顯示；

7）點(diǎn)擊“導(dǎo)回原文件”按鈕，將所有處理結(jié)果全部導(dǎo)回到左側(cè)的原文件中更新顯示；

8）點(diǎn)擊“另存為”或“保存”按鈕，將所有處理結(jié)果保存到源文件中；

9）點(diǎn)擊“調(diào)用計(jì)算程序”，可直接調(diào)用默認(rèn)BPA主程序打開保存后的計(jì)算數(shù)據(jù)；

10）雙擊右側(cè)“查詢處理結(jié)果”文本框中任意一行數(shù)據(jù)，激活“參數(shù)校核”按鈕，對選中數(shù)據(jù)行開展進(jìn)一步參數(shù)校核處理；

1）選擇待校核數(shù)據(jù)卡的典型參數(shù)篩選字段，如線路數(shù)據(jù)卡的“類別”、“線型”、“電壓”和“來源”，必選項(xiàng)；

2）填寫待校核閾值參數(shù)，如線路數(shù)據(jù)卡的“長度”參數(shù)，本軟件可自動折算出所需典型參數(shù)數(shù)據(jù)，必選項(xiàng)；

3）勾選待替換字段，點(diǎn)擊“替換”按鈕，將本軟件自動生成的典型參數(shù)替換到原始數(shù)據(jù)卡中；

4）點(diǎn)擊“保存”按鈕，將參數(shù)校核后的原始數(shù)據(jù)卡保存到查詢結(jié)果文件中；

5）在查詢主界面中，點(diǎn)擊“更新”按鈕，可將步驟“14”中保存的數(shù)據(jù)卡更新至“查詢處理結(jié)果”區(qū)域，進(jìn)一步點(diǎn)擊“導(dǎo)回原文件”、“保存”或“另存為”按鈕，可將參數(shù)校核結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)回并保存到BPA源文件中。

5 結(jié)束語

面向BPA的電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助軟件，立足需求、積極創(chuàng)新，具備數(shù)據(jù)雙向處理、典型參數(shù)管理、數(shù)據(jù)智能糾錯、自由組合查改、通用批處理和潮流調(diào)制輔助等六大主體功能，已能滿足電網(wǎng)規(guī)劃仿真計(jì)算數(shù)據(jù)處理基本需求。經(jīng)過大量的軟件功能測試和電網(wǎng)規(guī)劃仿真計(jì)算實(shí)際應(yīng)用，全面檢驗(yàn)了BPA智能輔助軟件的先進(jìn)性、可用性和可靠性。項(xiàng)目成果的應(yīng)用，提高了仿真計(jì)算數(shù)據(jù)維護(hù)的工作效率，降低了數(shù)據(jù)處理出錯概率，加快了潮流調(diào)制收斂的工作速度，具有較好的推廣應(yīng)用價值。

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