关于电网规划智能辅助决策系统设计的探讨

关于电网规划智能辅助决策系统设计的探讨

张枢

张枢

广东电网有限责任公司茂名高州供电局广东，高州525200

摘要：当前阶段我国电网规划面临着数据量大、决策复杂、技术手段匮乏的局面,给我国电网规划及运行工作带来了一定阻碍。未来的电网发展方向应是向智能电网发展,电网规划智能辅助决策系统的设计和实现,对提升电网规划工作的整体决策效率和科学水平有着重要的帮助作用。

关键词：电网规划；决策；

1.建立电网规划智能辅助决策系统的意义

对城市电网的科学规划,要求工作人员不仅要了解和掌握负载和负载分布的现状,也要清楚知道负载和负载分布的相关历史数据。同时还要掌握这一地区的近年来数据,包括土地面积、人口数量和分布、大型企业分布、城市主干道路情况等。在掌握第一手数据后,要利用计算机等工具对上述数据资料进行分析整理推衍，得出相关分析结果的报表。虽然使用的计算机,但仍然仅仅停留在手工操作阶段。方法传统,需要大量的人力物力和财力支撑。分析的方式也是依靠以往经验和相关数据的人工比较完成的。对于这个复杂、多变、多因素的电网规划问题,现有的方式方法亟待改善。因此就需要建立一个电网规划的智能辅助决策系统。替代传统方式,解放出大量人力物力。利用该系统得出的数据,经相关专家进行分析整理得出更加科学高效的电网规划方案。这是摆在工作人员面前的重要课题。

鉴于此,研发电网规划辅助决策系统,就可以有效地摆脱能传统手工方式的繁杂工作。利用系统得出的分析数据,合理地规划设计,充分利用资源。使我国电网得到快速高效地发展,适应经济和社会发展的需要。

2.我国电网规划发展现状

2.1我国电网规划的现状及存在问题

我国的电力市场改革才刚刚起步,当前我国的电力产业厂网已经彻底实现了分离,但零售环节仍然与输配电网络捆绑在一起。综观西方发达国家电力工业的市场化改革,无一例外地都引入用户对电力供应商的自由选择权,在发电市场和零售市场两个市场上同时引入竞争。通过公平竞争,用市场手段优化电力资源配置,从而提高整个电力工业的效率,降低电价。当前我国正在深化电力改革,应该认真分析研究其他国家成功的电力改革进程经验和应对问题的解决策略,为我国的电力市场改革进一步构建完整的竞争性零售市场提供有益的借鉴。如今,我国电网规划主要存在如下问题:一是规划不协调,配置混乱,导致部分地区供电不足,事故频发;二是需要健全分析和评估机制。

2.2电网规划系统层级分析

电网规划辅助决策系统采用混合架构,并大致分为多个层级,多个层级分别为数据、分析、应用、评价等。数据层一般采用大型数据库建立而成,完成与电力系统的程序接口,建立数据平台;分析层会对数据层进行数据挖掘,并将关键信息提取出来;应用层则是根据分析结果辅助完成方案设计;评价层是对电网规划方案进行全方位的综合评价;决策层会根据相应的评估指标来选择最优化的规划方案。到目前为止,我国的电网工作正在以飞快的速度前进,这就对电网规划提出了全新的要求,同时随着我国电网规划的不断深入,也使得传统的规划方式得到了改进,目前,主要讨论的问题主要包含了电网脆弱性、稳定性等,并对这些问题予以解决,从而帮助电力规划打下基础。随着电网的发展,如今我国电网已经进入了大电厂、远距离输电的新时代。面对这样一个超、特高压的特大电网,如何保证系统的稳定运行就成为了我们面前的重大课题。

3.智能辅助决策系统的建立及主要特点

3.1电网规划智能辅助决策平台的建立

建立了基于GIS的电网规划平台。借助GIS平台,系统能够同时实现按时间和方式规划的展示信息,建立满足不同层次,不同分析的结果数据,由此来满足日常规划工作的需求。该文所提出的电网规划智能辅助决策平台,是将计算机分析软件、复合预算等多种功能进行整合,以“智能化”设计理念作为业务流程的导向,并提供以平台设计为基础的解决方案,将科学计算和数据集成进行一体化,建立电网规划智能辅助决策平台,从而使电力系统可以得到强大的平台支持。

3.2利用决策系统实现电气计算的可视化

GIS是计算机图形学、测量与遥感等多种技术的结合产物。决策系统将充分发挥GIS平台强大的图形展示功能,可提供丰富的视图展示手段,为规划人员提供了一套可视化的认知和操作平台。该系统对同一套规划数据提供地理接线图与电气接线图两种可视化交互展示模式,并实现了由地理接线图自动生成电气接线图的功能,支持地理接线图、电气接线图的双视图显示以及同步操作。此外,针对规划所需变电站内部连接情况辅助以站内主接线图进行展示,能够满足规划领域不同层面分析决策以及规划日常化工作的需求。

3.3电网规划方案更加可靠

建立更加细致全面的电网规划评估体系,电网规划分析完成后,GIS会生成大量的报表和规划文本。并对最终的规划结果进行汇总管理,并打印出相应的文本。此外,系统还提供了多种形式的自定义报表功能,都由设备直接更新和生成。只需操作计算机就可实现所有信息的导入和导出及信息的更新,使规划人员摆脱了日常工作中最繁琐部分。使得电网规划数据更加可靠。

3.4电网适应性更加智能

电网规划工作的开展,是在分析电网现状了解电网拥塞、分配不均等现象的基础上,进行分析整理,得出改善电网结构的结果,以增强适应性,使其更加智能。以经济性为准则,能够在一定负荷与装机容量基础上,对电网输送能力进行智能评估,促进电网的有序快速发展。

3.5实现了电网规划的有效决策

不同的规划方案对于电网的经济性都有着不同程度的影响。当存在资金瓶颈时,应先确定项目投资的顺序,这是电网企业的首要问题。智能辅助决策系统,引入投资优先级,能够为项目的安全和经济效益考虑,从而实现有效条件下的投资排序。

4.电网规划智能辅助决策系统的功能

4.1预测功能

系统建立了平均、综合预测等多种预测模型。可以对某地区每年或者每个月的最大电量进行预测,并提供可信的数据,使得用户可以对模型进行筛选,并形成预测报告。

4.2投资优先级决策功能

在已有基础上,建立投资优先级决策模型,对规划项目进行分析,了解负荷情况,计算各个项目故障情况及对系统的影响度,影响度大的则投资优先。

4.3多种电网规划方案对比功能

不同规划方案的对比是比较不同方案的技术,经济,客观条件下的优缺点和可行性。比较内容包括技术参数、规模,预算等等。而电网规划方案本身非常复杂,并具有不确定性,因此方案的对比也是非常复杂的。不仅需要做地区之间的比较,而且要做不同年份,不同情况下的比较,即横向和纵向的比较。不同方案的可行性和必要性比较由为重要,然后在从设计上比较不同方案的优缺点。该系统可以代替人工决策,减轻规划人员工作量,进一步增强了规划的科学可信度。

4.4智能化全方位评估功能

这个功能的原理是基于电网基础,考虑线路输送极限以及不考虑线路输送极限的两种情况下,分别计算发电机组的处理,比较两种情况,潮流变化率大的效益则较高,反之效益较低。适应性评估模型中包含有两个模型,分别为火电机组处理优化模型以及潮流评估模型。前者采用逐台投入的方式,确定最经济的处理情况,直到全部满足为止。

在电网的建设过程中,可以将能够反应规划方案特性的指标进行组合,并建立包括线路与电量分析等大数据在内的评估体系,例如,在电网建设中,可以再评价体系当中加入环保指数,这就可以体现当前电网建设中低碳的要求。

5.电网规划智能辅助决策系统的功能实现

决策系统覆盖电网规划工作的全过程,可以在系统中完成规划,同时具有对电网的适应性进行决策的功能。可进行投资优先级决策,可视化电气计算项目管理等。是面向电网规划人员的智能辅助决策系统,根据电力规划流程的需要,工作人员将系统设计为以下模块,并就主要模块进行阐述。

其中基础信息模块为这种系统对电网中线路、机组等设备,以及电量、经济等信息进行导入和维护。现状分析模块为通过与GIS结合,展示电网负载率等相关指标,同时给用户提供适应性功能。对电量、国民经济等多方面进行多层面分析,帮助用户了解市场状况,实现对电力市场的分析。市场预测部分为以完备的预测方法为基础,对电力电量实现多时间的预测,并可根据需要,选择预测的方式,对多级电网的预测进行有效地平衡与协调。电源规划为对指定的年份进行电力平衡计算,充分考虑水电特性,以确定系统是否满足需求。这种功能模块有效的提高了工作效率。电网规划部分为直接获取电力预测结果,分电压等级进行决策,并根据GIS上发电厂情况进行网络规划,实行不同方案的分别管理。

工作人员也可以实现无电源规划方案、多种电网接线方案的调度模拟。可以得到系统检修计划、可靠性指标以及环保型指标等计算结果。可以实现不同电源规划方案的多种组合,可以实现不同方案之间的比较及对不同符合水平的敏感校核等。如今，人工智能已经用于各个领域当中,但电力系统复杂庞大,如何有效的利用人工智能功能,增强系统的智能型,依然十分的漫长。但在研究初期,可以尝试针对某一时间,比对系统给出的方案和实际的调整方案,修正结论。

参考文献

[1]周鲲鹏,方仍存,颜炯,等.电网规划智能辅助决策系统的设计与实现[J].电力系统自动化，2013(03)：77-82.

[2]黄映,李扬,翁蓓蓓,等.考虑电网脆弱性的多目标电网规划[J].电力系统自动化，2010(23)：36-41.

[3]电力工业部电力规划设计总院.电力系统设计手册[M].北京:中国电力出版社,1998.