摘要：随着经济和电力行业的快速发展，针对电网规划工作中数据维护与管理水平不高、电力系统仿真手段不足、规划及仿真过程难以重现等问题，提出建设电网规划全过程信息化支撑系统。通过信息化手段来统一管理各类电网规划基础数据，深度集成目前主流的电力系统仿真软件PSD-BPA、PSASP和PSS/E用于电网分析计算和仿真验证，并形成完善的电网规划业务流管理，从而全面实现了计算机辅助电网规划，提高电网规划工作水平。
关键词：电网规划；仿真分析；软件集成；可视化；并行计算；业务流管理
引言
电网规划是电网建设和运行管理中的一个重要环节，其工作量大、复杂性突出、涉及面广且需要与时俱进。近年来，随着计算机网络技术以及数据库技术的发展，出现了各类电网规划信息系统。但目前多数电网规划信息系统主要侧重于数据管理和辅助规划决策功能的开发，实现了规划数据的统一管控以及负荷预测、电力平衡等多种辅助决策功能；少数规划系统实现了较完善的工作流管理，实现对规划人员工作过程的管控；总体来看，目前各规划系统难以有效实现对电网规划全过程的支撑。在仿真计算方面，多数规划系统仅集成了单个电力系统仿真软件，仿真手段和深度均不足，仅能实现简单调用目前主流的电力系统仿真软件PSD-BPA、PSASP或PSS/E进行电力系统潮流和稳定计算并读取结果，未实现对以上仿真软件的深度集成，从而难以实现基于统一图形界面的各仿真软件的调用、仿真参数设置、仿真结果对比以及仿真过程重现等。
1总体架构
该系统采用B/S与C/S相结合的模式，采用基于J2EE平台的MVC架构设计。在物理上，系统主要由数据服务器、地图服务器、并行计算服务器、存储服务器组成。电网公司规划及相关管理人员可通过内网访问系统，设计单位等外部用户通过VPN技术通过外网访问系统。
2功能模块
根据电网仿真分析管理系统的业务模型分析，结合电网规划工作实际需求情况，将系统的功能分为三大部分，即数据管理模块、仿真分析模块、业务管理模块。
2.1数据管理模块
数据管理模块是电网规划的前提和基础，实现了对基础数据、方式数据、GIS地图以及文档资料的安全可靠维护和管理。目前多数系统已实现了基础数据和文档资料的管理功能，本文不再赘述。下面主要介绍方式数据管理和GIS地图管理功能。
2.1.1方式数据管理
方式数据管理用于管理电力系统运行方式，并形成应用于仿真分析的计算数据。针对具体设备具有不同运行状态的特点，对设备数据和运行方式数据分别管理和存储。当需要形成计算数据时，首先通过运行方式发生的时间段到设备库中提取设备参数，结合方式库中设备的运行状态，形成计算分析数据。
2.1.2GIS地图管理
GIS地图管理以电子地图为背景，通过抽取基础数据中的电网设备数据形成电网地理接线图，并通过不同颜色以及线型来区分运行方式中电网设备的投退情况，构建电网GIS地图管理子系统，实现对基础数据和方式数据的图形展示和可视化管理，即图模一体化交互。用户可通过直接在GIS地图上操作来实现对基础数据以及方式数据的管理和维护。
2.2规划及仿真模块
规划及仿真模块是本系统的核心模块，主要实现辅助规划决策和仿真管理及计算功能。其中，国内现有规划信息系统已较好实现了辅助规划决策功能，下面主要介绍仿真管理及计算功能，主要包括仿真管理、仿真计算、仿真结果展示、可视化仿真以及并行计算等。
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2.2.1仿真管理
实现对系统集成的各仿真软件（PSD-BPA、PSASP和PSS/E）计算数据的管理、仿真参数的设置以及仿真方案的设置；实现各仿真软件对应的计算数据在系统中的提取、调用等操作，用户可根据需要在系统上调用各仿真软件的各功能模块；各仿真软件在功能上仍保持其完整性，用户可根据需要选择某个仿真软件进行仿真分析，也可选择多个仿真软件进行仿真对比等。
2.2.2仿真计算
满足电网规划仿真计算需求，主要包括：潮流计算、稳定计算（暂态稳定、小干扰稳定、静稳极限）、短路电流计算、系统等值、故障批处理计算等；后续还将实现无功优化、电磁暂态仿真、机电混合仿真和中长期动态仿真等。
2.2.3仿真结果管理
主要实现仿真结果的输出、展示、保存和下载等功能。仿真结果既可以由对应的仿真软件以其特有的形式进行输出，也可以根据需要进行设置，以图表化形式进行输出、展示和对比等。
2.2.4可视化仿真
主要指仿真管理、仿真计算、仿真结果管理的可视化。实现不同仿真计算软件所需计算数据在统一图形化界面的提取、编辑、修改以及转换调整等操作，同时，实现了统一图形化界面下的计算任务设置（包括流程设置、仿真工具选取以及相关参数配置等）以及计算结果的图形化展示功能。
2.2.5并行计算
该功能是系统中较独立的功能模块，通过Web的SOAP服务模式发布服务，供用户调用，用户可根据需要把耗时的仿真计算任务转移到并行计算服务器上。并行计算平台可以把一个电力系统仿真计算任务分解到一群服务器中进行并行计算，并负责各服务器负载均衡，从而充分发挥硬件性能，提高计算效率，满足电力系统大规模仿真计算的需求。
2.3业务管理模块
业务管理模块主要包括权限管理、成果管理、业务管理、业务流管理和仿真培训系统。这里主要介绍权限管理和业务流管理。
2.3.1权限管理
合理的权限管理对系统的正常运行至关重要。本系统以模块化操作来定义各用户的权限，并通过统一的身份认证机制实现身份认证和权限控制，根据用户岗位、所属单位的不同，授予对各种数据、系统功能相应的访问、处理权限，实现数据、功能的分层、分单位管理，以及上级对下级单位的数据查询和管理等，为实现异地协同办公提供了基础。
2.3.2业务流管理
业务流管理包括内部业务流管理和外部业务流管理，内部业务流管理实现对内网用户基于本系统开展规划工作和仿真计算工作的流程的管理；外部业务流管理实现对外部用户向本平台提交仿真计算申请、内部用户处理申请、通过系统返回仿真分析结果的流程管理；业务流管理具备回溯查询功能，从而实现对规划工作、仿真计算过程的检查和重现等。
结语
1）研究并开发了服务于电网规划和仿真计算的电网仿真分析管理系统，实现了数据管理、仿真分析和业务管理三大功能模块，对电网规划工作全过程进行支撑。2）建设信息化系统实现对电网规划数据的统一化管理，有效避免数据重复建模，数据版本冲突等问题；实现了图模一体化交互功能，通过在GIS地图上操作对电网设备数据及计算方式数据进行维护和管理。3）深度集成了主流的电力系统仿真软件PSD-BPA、PSASP和PSS/E用于电网仿真分析，实现了在统一图形化界面调用各仿真软件进行仿真计算和仿真对比；提供了一种快速直流潮流算法，分析无功平衡情况，为潮流调试提供指导；开发了并行计算功能，提高仿真计算效率，为进行大规模电力系统仿真计算提供了基础；提供了丰富的辅助规划功能，为规划工作开展提供了参考。4）配置了一套支持协调合作的统一用户权限管理系统，为实现异地协同办公提供了基础；开发了业务流程管理，实现了规划工作过程以及仿真计算的重现，较好实现了精细化管理。
参考文献：
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[2]彭波，陈旭，徐乾耀等.面向新能源消纳的电网规划方法初探[J].电网技术，2013，37（12）：3386-3391.
论文作者:王淑婷,王俊达,陈晓芳,蒋红音
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/15
标签：电网论文; 数据论文; 流管论文; 业务论文; 功能论文; 系统论文; 电力系统论文; 《基层建设》2019年第21期论文;