电网规划预测系统的数据分析与设计

郝玉东

摘要：该文基于作者多年从事JAVA程序设计和电网规划的相关工作经验，分析设计了电网规划预测系统的数据分类及数据库表结构，并用JAVA技术实现了电网规划指标数据的录入与处理，对将来实现电网规划大数据预测打下了基础。

关键词：电网规划;数据处理;预测系统;JAVA

中图分类号：TP399       文献标识码：A      文章编号：1009-3044（2018）31-0004-02

电网规划又称输电系统规划，以负荷预测和电源规划为基础。电网规划确定在何时、何地投建何种类型的输电线路及其回路数，以达到规划周期内所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下使输电系统的费用最小。电网的发展速度日新月异，人们对供电需求和供电质量要求越来越高，为了满足人们对用电的需求，必须对电网规划提前预测设计，才能跟上时代的要求。要对电网进行预测必须在大量的电网数据基础上才行，电网运行数据量要大而且准才能使电网规划更接近未来的需求。

1 电网数据分析

指标分析主要采用定量分析与定性分析相结合，定量为主，定性为辅的方法。以各系统采集数据和统计数据为基础，多维度多层级地对各项指标开展量化分析，确定影响指标趋优或趋劣的关键因素。主要分析方法可参考：

参照法：依据相关技术导则，确定指标诊断标准。

趋势分析法：纵向上，分析2006-2017年期间电网指标变化情况，分析发展趋势，确定诊断标准和目前发展水平。横向上，对比各省电网指标水平的差异。

对比分析法：基于大量历史数据进行统计分析，寻找指标发展规律，选取指标参考值。

根据分析电网规划预测系统主要用到如下电网指标：电网规模、电网结构、安全可靠性、利用效率和电网资源裕度。

其中，电网规模中包括以下子指标：220kV、110kV和35kV的变电站座数（座）、主变台数（台）、变电容量（10MVA）、线路条数（条）和线路长度（km）;10（20）kV的公变台数（台）、公变容量（10MVA）、线路条数（条）和线路长度（km）等指标。

电网结构中包括以下子指标：220kV、110kV和35kV的变电容载比;220kV和110kV的线路容载比;220kV、110kV和35kV的电网连接度;220kV平均单回线路长度（km/回）;110kV和35kV的平均单条线路长度（km/条）等指标。

安全可靠性中包括以下子指标：220kV短路电流、电压薄弱环节（个）、市级综合电压合格率（%）、县级综合电压合格率（%）、低电压比例（%）和10kV互联率（%）等指标。

利用效率中包括以下子指标：220kV和110kV的线路等效平均负载率、220kV和110kV的主变等效平均负载率和变电站土地利用率等指标。

电网资源裕度中包括以下子指标：220kV、110kV和35kV的变电站土地资源裕度（可扩建主变容量占比）、线路走廊土地资源裕度、电源装机容量、全社会用电量（亿千瓦时）、统调最大负荷和碳排放量等指标。

2 数据表设计

根据数据分析可知，电网运行数据指标非常多，这些数据可以是全国的、也可以是一个省的、也可以是一个市区的、也可以是一个市县的，数据量非常大，要存储这些指标数据必须使用先进高性能的数据库系统，Oracle Database，又名Oracle RDBMS，或简称Oracle，是甲骨文公司的一款关系数据库管理系统。它是在数据库领域中一直处于领先地位的产品，可以说Oracle数据库系统是目前世界上比较流行的关系数据库管理系统，系统可移植性好、使用方便、功能强，适用于各类大、中、小、微机环境。它是一种高效率、可靠性好的适应高吞吐量的数据库解决方案。因此，用Oracle来存储电网运行的各种指标数据是完全没有问题的。Oracle数据库迁移方便，可以通过数据泵工具expdp/impdp方式导出/导入，有关该工具的使用方法在此就不赘述了。电网规划预测系统中的数据库表主要有上述分析的五大类数据对应的五个数据库表，分别是电网规模表、电网结构表、安全可靠性表、利用效率表和电网资源裕度表。还有一些附属表，如用户表、电压等级表、省市表等。其中，电网结构表的字段有：USERID（用户身份ID号）、RATIOCAPLOAD220kV（220kV的变电容载比）、RATIOCAPLOAD110kV、RATIOCAPLOAD35kV、RATIOLINELOAD220kV（220kV的线路容载比）、RATIOLINELOAD110kV、CONDEGREE220kV（220kV的电网连接度）、CONDEGREE110kV、CONDEGREE35kV、SINGLELINE220kV（220kV的平均单回线路长度）、SINGLELINE110kV（110kV的平均单条线路长度）、SINGLELINE35kV（35kV的平均单条线路长度）、NUMBEROFYEAR（年份）、DATEOFCREATE（本条记录录入时间）和PVS（本条记录是不是预测值标志）;用户表的字段有：USERNAME（用戶名）、PASSWORD（口令）、TELEPHONE（联系电话）、ADDRESS（联系地址）、ZIPCODE（邮编）、EMAILSTR（电邮）、USERID（用户ID号）和AREANAME（省地市县名字）。其他有关的数据库表中字段设计，不再赘述。

3 软件设计

本系统的数据录入软件设计是采用B/S的架构，可以按年度录入各种数据，也可用Excel文件批量导入数据。数据库服务器采用的是Oracle数据库，Web应用服务器采用Tomcat，它是一个免费的开放源代码的Web应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP程序的首选。当在一台机器（即物理服务器，也就是物理机）上配置好Apache服务器，可利用它响应HTML页面的访问请求。实际上Tomcat是Apache 服务器的扩展，但运行时它是独立运行的，所以当你运行tomcat 时，它实际上作为一个与Apache 独立的进程单独运行的，Tomcat 实际上运行JSP 页面和Servlet;Tomcat和IIS等Web服务器一样，具有处理HTML页面的功能，另外它还是一个Servlet和JSP容器，独立的Servlet容器是Tomcat的默认模式。

安装好Oracle和Tomcat服务器就可以使用MyEclipse或者Eclipse开发工具开发自己的Web应用程序了，Web包括：Web服务器和Web客户端两部分。Java在最早Web客户端的应用有java applet程序，不过这种技术在很久之前就已经被淘汰了。Java在服务器端的应用非常丰富，比如Servlet，jsp和第三方框架等等。我们主要开发了用户登录模块、用户管理模块、数据录入模块（包括电网规模、电网结构、安全可靠性、利用效率和电网资源裕度）和数据查询编辑模块等。有关软件的代码和运行界面，由于篇幅的限制，在此不一一展示了。

4 结论

本系统录入软件设计在实际中已经运行，证明是可靠安全的，得到了用户的好评，还有一些功能需要进一步地完善，如电网规划预测功能还没有加上，下一步要集中精力完成这部分功能，这样该系统才算完整。