電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) (2).pdf

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1、萬方數(shù)據(jù)第37卷第3期2013年2月10日電力系統(tǒng)自動化AutomationofElectricPowerSystemsV01．37No．3Feb．10，2013DOI：10．7500／AEPS201202158電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)周鯤鵬1，方仍存1，顏炯1，康重慶2～，林海英4，劉秀坤5(1．湖北省電力公司電力科學(xué)研究院，湖北省武漢市430077；2．電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備控制和仿真國家重點(diǎn)實(shí)驗室，清華大學(xué)，北京市100084；3．清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系，北京市100084；4．北京清軟創(chuàng)新科技有限公司，北京市100192；5．湖北省地圖院，湖北省武漢市43007

2、1)摘要：為有效應(yīng)對電網(wǎng)規(guī)劃面臨的數(shù)據(jù)量大、決策復(fù)雜、技術(shù)手段匱乏的局面，文中設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一種基于平臺化設(shè)計、具有可視化及高級決策支持功能的電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策系統(tǒng)。該系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)(GIS)密切融合，內(nèi)嵌一體化數(shù)據(jù)庫，具有適應(yīng)性評估、投資優(yōu)先級決策、差異化規(guī)劃及電網(wǎng)仿真軟件數(shù)據(jù)接口等功能。在輔助決策過程中，通過電網(wǎng)調(diào)度模擬實(shí)現(xiàn)電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)評估，仿照靜態(tài)安全分析的原理確定項目投資優(yōu)先級，利用圖論算法識別電網(wǎng)骨干網(wǎng)架，借助新開發(fā)的仿真軟件數(shù)據(jù)接口從規(guī)劃方案提取數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)渲貥?gòu)及模型數(shù)據(jù)初始化。系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)立足于工程實(shí)踐，軟件成果在湖北電網(wǎng)的初步應(yīng)用驗證了文中的設(shè)計思路和實(shí)現(xiàn)方法。關(guān)

3、鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃；智能輔助決策；電網(wǎng)調(diào)度模擬；電力系統(tǒng)仿真；地理信息系統(tǒng)0引言電力系統(tǒng)規(guī)劃是電力系統(tǒng)建設(shè)中一項重要且復(fù)雜的前期工作，規(guī)劃質(zhì)量直接影響電網(wǎng)投資效益及電網(wǎng)運(yùn)行安全[1]。目前，中國電網(wǎng)建設(shè)正朝堅強(qiáng)智能電網(wǎng)方向前進(jìn)[2]，這對電網(wǎng)規(guī)劃提出了更高要求。迄今為止，電網(wǎng)規(guī)劃方面的研究多集中于探討數(shù)學(xué)模型，規(guī)劃問題傳統(tǒng)上可歸結(jié)為一定約束條件下的優(yōu)化問題，如考慮電網(wǎng)脆弱性口]、發(fā)電備用容量[4]、安全穩(wěn)定性[53等約束條件的優(yōu)化問題。由于電網(wǎng)規(guī)劃需要協(xié)調(diào)多種關(guān)系，可能呈現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化的特點(diǎn)[3]，因此，其模型屬于高維、非線性的混合整數(shù)規(guī)劃范疇，可應(yīng)用各類進(jìn)化優(yōu)化算法[6]。新時期電網(wǎng)規(guī)劃工作

4、面臨以下主要問題：①電源電網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調(diào)問題[7]，需要研究如何從整體上把握和協(xié)調(diào)電源規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃，確保電網(wǎng)建設(shè)和電源建設(shè)的協(xié)調(diào)同步發(fā)展；②差異化電網(wǎng)規(guī)劃問題[8]，需要在電網(wǎng)規(guī)劃巾有重點(diǎn)地提高針對特大災(zāi)害的電網(wǎng)抗災(zāi)能力；③電網(wǎng)規(guī)劃方案評估指標(biāo)體系不完善問題[9。?，電網(wǎng)規(guī)劃必須關(guān)注電網(wǎng)的可靠性與安全性，而電力市場環(huán)境下更多關(guān)注方案的經(jīng)濟(jì)性，智能電網(wǎng)的發(fā)展要求評估規(guī)劃方案的環(huán)保特性等；④電網(wǎng)規(guī)劃信息化、智能化支持嚴(yán)重不足問題，目前電網(wǎng)規(guī)劃缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺支持[11】，數(shù)據(jù)收集耗時較收稿日期：2012—02—24；修回日期：2012—06—18。長。地理信息系統(tǒng)(GIS)[12-13]等可

5、視化技術(shù)應(yīng)用有限。電網(wǎng)規(guī)劃與電網(wǎng)仿真之間數(shù)據(jù)無自動交互，除城市配電網(wǎng)規(guī)劃外，缺乏對電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策的技術(shù)支持[12。1“。鑒于以上幾個方面，本文設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一種新的電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策系統(tǒng)，將計算機(jī)技術(shù)、GIS技術(shù)、電力規(guī)劃領(lǐng)域的最新研究成果引入電網(wǎng)規(guī)劃，提供涵蓋規(guī)劃全過程的決策支持。該軟件系統(tǒng)已在湖北電網(wǎng)規(guī)劃部門得到實(shí)際應(yīng)用。1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策系統(tǒng)采用c／s與B／S混合架構(gòu)，分為5個層次：數(shù)據(jù)層、分析層、應(yīng)用層、評價層和決策層，如圖1所示。1)數(shù)據(jù)層：采用Oracle數(shù)據(jù)庫，完成與能量管理系統(tǒng)(EMS)，GIS和電力系統(tǒng)分析綜合程序(PSASP)等系統(tǒng)和程序接口，形

6、成規(guī)劃數(shù)據(jù)平臺。2)分析層：完成對數(shù)據(jù)深入挖掘和分析，提取電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵信息。3)應(yīng)用層：輔助完成基本型和差異化電網(wǎng)規(guī)劃方案設(shè)計。4)評價層：對電網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行安全、可靠、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的全面與綜合評價。5)決策層：根據(jù)評估指標(biāo)選擇電網(wǎng)規(guī)劃方案。一77—萬方數(shù)據(jù)2013，37(3)電力系統(tǒng)自動代圖1電網(wǎng)規(guī)劃智能輔助決策系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig．1Structureofpowergridplanningintelligentauxiliarydecision-makingsystem層2系統(tǒng)主要特色本文提出的系統(tǒng)具有先進(jìn)性和智能化的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。2．1完備的電網(wǎng)規(guī)劃平臺該系統(tǒng)整合了電力

7、系統(tǒng)計算分析軟件、GIS、中長期負(fù)荷預(yù)測等核心功能，采用以業(yè)務(wù)流程為導(dǎo)向的集成化設(shè)計理念，提供基于平臺設(shè)計的規(guī)劃決策業(yè)務(wù)解決方案，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成管理與網(wǎng)絡(luò)化科學(xué)計算高度一體化，為電力系統(tǒng)規(guī)劃提供強(qiáng)大、靈活的決策支持平臺。2．2基于GIS可視化電氣計算GIS是計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)地圖制圖、測量與遙感、數(shù)字圖像處理和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。電力GIS可方便地對電力系統(tǒng)廠(站)與線路等空間要素進(jìn)行瀏覽、查詢、統(tǒng)計、分析，可建立其與作為