浅议地区电网规划信息化管理系统的开发与应用

       论文摘要：电网规划信息化管理系统软件采用Microsoft Visual Studio 2005、VC＋＋、SQLServer等通用工具开发。软件采用C／S、B/S两种模式，支持多用户协同工作，且将现状资料、电力预测、图形平台、潮流计算、经济评价集成于统一数据平台上。软件具有图形化操作界面和数据库管理功能，功能全面，操作灵便，能够大大提高电网规划工作效率。

　　论文关键词：电网规划；统一数据平台；C／S；B/S

　　
　　地区电网规划信息化管理系统软件是电网规划设计人员的一款辅助工具，它使电网规划更具科学性和可操作性，为电网建设能够起到先导的作用。
　　目前，已有不少成熟的电网规划商业软件应用于电网规划设计领域。国内的电网规划信息化管理软件侧重于研究电网规划中的某个功能，如：负荷预测。这些软件在提高电网规划设计水平，减轻规划人员劳动强度方面发挥了很大作用。但是，随着现代计算机软硬件技术和Internet的飞速发展，电力系统新技术、新设备的应用，目前的电网规划信息化管理软件开始显露出一些局限性：

（1）不能很好地与其他软件集成；

（2）不能很好地支持多用户协同工作；

（3）缺乏功能强大的图形平台支持；

（4）不能很好地对规划数据进行管理；

（5）自动化和智能化程度较低；

（6）结果输出形式单一；

（7）不具备良好的扩展性。

　　近些年来，随着网络技术、数据库技术、可视化技术、面向对象的编程技术、三维技术等新兴计算机软件技术的发展给软件开发带来了新气象。借助于这些软件新技术，充分考虑电网规划的流程及规划人员使用的方便，开发了一个结构合理、界面友好、处理灵活、功能齐全的基于统一数据平台的电网规划信息化管理软件。
　　下面对基于统一数据平台的电网规划信息化管理软件总体设计、关键技术、软件特点等进行介绍。

　　一、总体设计
　　城市电网规划信息化管理系统针对地（市）级供电公司电网规划部门的工作特点，能够将电网规划辅助决策系统与管理信息化系统融合一体。它的特点能够实现：功能强大、图形界面友好，操作灵便。能够面向未来城市电网的发展，全面实现电网规划管理的科学化和信息化。

　　1.软件结构
　　基于统一数据平台的电网规划信息化管理软件采用C/S、B/S模式。其中，数据服务器分为主数据服务器和备份数据服务器，主数据服务器承担平时的所有数据管理工作，备份数据服务器保持与主数据服务器的数据同步，在主数据服务器出现故障时可以立即投入使用。客户机负责处理主要的正常业务，实现人机交互的界面。电网规划信息化管理软件采用C／S、B/S模式，促进了数据共享，加强了数据的统一管理。其功能结构涵盖了地市级供电公司电网规划流程。

　　2.主要功能模块
　　电网规划信息化管理软件主要功能模块有现状资料、负荷预测、电力平衡、电网规划、潮流计算、经济评价、规划编制、系统管理等。分别介绍如下：

　　（1）现状资料模块。现状资料内有文本资料、输变电设备情况、历年铜陵地区经济和电力发展实绩、电网基础数据、典型负荷日等历史数据，为规划水平年的负荷、电量、网络提供具有支持性的历史依据，确保数据同一性和准确性。

　　（2）电力预测模块。通过取历史数据，采用年增长率法、移动平均法、灰色模型法、线性回归法、指数增长法、指数平滑法等方法预测电量和负荷，也可以采用人工干预指定年增长率的专家预测结果，使预测更贴近实际，满足外部环境突变不可测因素的影响。各种预测结果并能以图表的形式直观反映出来。

　　（3）电力平衡模块。根据负荷预测结果，进行本地区电力平衡，设置好各级电压容载比，进行变电容量平衡。
　　根据变电容量平衡中的各电压等级变电容量盈亏，合理安排规划期内项目。

　　（4）电网规划模块。

　　1）地理信息：采用1∶50000矢量电子地图做为背景，也可自定义地理信息。选择不同的比例尺时，屏幕上显示的信息会发生变化。比例尺越大，显示的内容越详细。也可三维化显示。

　　2）城市规划：根据地区土地利用总体规划，在地理信息图上绘制地块，能够自动计算地块面积。预先设置好负荷密度参数，自动计算出地块负荷。也可以对计算出的面积、负荷值进行手工校正。地块属性中加入需用系数和容积率，自定义设置，使计算出的负荷值更加贴近实际。

　　3）电网规划：电网规划借助于图形平台集成的供电区域信息，可以查看区域内现有变电站供电能力与地块负荷、电力盈亏、点负荷信息（大用户负荷信息）、区域内包含的地块信息，据此给出辅助决策，合理布置变电站和线路廊道走向。变电站和线路图的绘制利用强大的图形平台作支持。变电站通过图元颜色和形状区分出不同电压等级的变电站。绘制线路时，系统自动计算出线路长度，并支持经纬度坐标精确定位，线路的颜色、线条样式可以根据所属的线路电压等级和线路属性（运行、规划）自动生成。可以将地理位置接线图直接输出到打印机上，也可以将城市规划图及电网地理位置接线图导出成CAD格式。

　　（5）电气计算模块。根据电网拓扑图的连接关系及用户设置的参数可计算潮流分布和无功电压。计算结果自动标注在图形上，形成电网潮流分布图。

　　（6）经济评价模块。可以调用已有模块中的电量预测、项目分年度资金需求汇总表中的数据。通过设置好经济评价参数（如：还贷期、贷款年利率等），系统将自动生成筹措表、还本付息表、成本费用表、全投资、资本金、损益表、一览表等。

　（7）规划编制模块。电网规划最终要形成规划报告，在编制规划报告过程中需要大量的文字材料描述和表格数据资料，用户可以自定义章节和目录名称，Word格式操作界面。可以很方便地调用“现状资料”、“电力预测”、“电力平衡”、“电网规划”、“经济评价”、“规划编制”各模块中的数据表、图表、图形等资料，加入到规划文档中，极大地方便了编制，提高了文字描述与图表、图形的一致性和准确性，提供了编制质量，节省了时间。

　　（8）系统管理模块。基础数据维护：主要维护地块负荷密度与线路参数。用户管理：对用户进行分组，设置不同权限。日志管理：跟踪人员操作。

　　二、关键技术

　　下面对城市电网规划信息化管理软件所涉及的负荷分布预测、辅助决策、图形平台三大关键技术进行介绍。
　　1.负荷分布预测
　　用城市总体规划划分的诸多功能小区负荷密度法。该方法首先是根据城市总体规划，结合负荷特性将城市划为诸多功能小区。通过大量、广泛地收集国内外功能小区负荷密度值，按照历史和规划的不同发展阶段的功能小区负荷密度进行统计处理，建立起符合本地区的功能小区负荷密度数据。再根据国内外同等城市相应小区主要历史阶段而推导出来的负荷密度（kW/m2），分别测算出小区负荷，汇总整个地区的供电负荷。该软件紧密结合城市总体规划划分为如下几种区块：工业区、商贸区、住宅区、绿地等。为使负荷预测接近未来的实际，增设了人工修正，使负荷预测在外部环境变化时能够得到及时纠正，增添了负荷预测的灵活性。

　　2.辅助决策
　　根据事先设置好的不同功能地块的负荷密度，自动计算出各地块的负荷，在城市规划图中任意框选一区域，将显示该区域属性，从区域属性内可以查看到区域类型（地块性质）、区域面积、区域负荷、区域平均负荷密度指标，根据区域已有供电能力，对该区域进行辅助决策。

　　3.图形平台
　　强大的图形平台工具，给电网规划图形展示以及网络查询提供了方便。图形平台实现了以下功能：根据规划布点，在地区电子地图上进行网络绘制，已运行的变电站和线路可通过输变电地理信息数据（变电站、杆塔GPS的经纬度）自动生成电网图，可以看出真实的电网接线网架图；实现了分层管理，可以生成不同年份、不同电压等级网络图；实现了进入投运的变电站内三维图形展示功能；实现了将图形保存到网页浏览文件夹中，方便各终端用户利用网络浏览器查询各种电网规划图形。

　　三、软件特点
　　电网规划信息化管理软件主要有以下特点：
　　可以很好地与其他软件兼容。如：excel、word、autoCAD；还提供自身数据接口，方便与其他软件集成，或者调用其他软件数据。
　　可以很好地支持多用户协同工作。电网规划是一个系统工程，迫切需要多人协作。电网规划信息化管理软件采用C／S模式，使用SQLServer商用数据库统一管理规划数据，可以供规划小组人员在统一平台上协同工作。它改变了以往规划人员的单人单机工作模式，同时，电网规划信息化管理软件对用户认证、数据共享、数据安全性等方面作了充分考虑。
　　提供功能强大的图形平台支持。电网规划设计工作是与现有变电站和线路空间位置密切联系的工作，直观易用、功能强大的图形平台支持使规划设计更加合理可行。电网规划信息化管理软件图形平台集成了地理信息和城市规划信息图，突出了电网规划紧密与城市规划结合，给规划人员对规划的变电站落点和线路廊道走向提供了参考。
　　通过B/S网页浏览，能够实现：查询浏览现状地理位置实际接线图、规划期内不同年份电网规划地理位置接线示意图、规划期内不同年份负荷预测表和输变电项目建设表。

　　四、结语
　　将网络技术、数据库技术、可视化技术、三维技术、面向对象编程技术等软件新技术应用于城市电网规划信息化管理软件，并且将电网规划信息化管理软件各功能模块集成于统一数据平台上，能够加强管理部门对电网规划信息的掌握，由助于规划数据的积累，给电网规划工作带来了很大方便，大大提高了电网规划工作效率和工作质量，取得了良好的效果。