试析基于水平年时态的电网规划网架数据模型设计

张乐，袁健华，马骏

（国网江苏省电力有限公司南通供电分公司，江苏 南通 226006）

电网规划规划是国家电网工作的一个重点研究内容，主要牵涉到大规模的水平年的电网规划计划。电网规划是电力工程的开展的前提保障，根据国家指导方针、年度发展方向、社会效应等多方面的因素进行电站平台的建设与更新。其中，网架数据模型是一切变动更新的基础，根据电网网架设备的新增与退出、属性的更改，以年为单位，进行短期与长期的水平年时态的电网规划。这种规划模式有利于保证数据模型的时态性、交互性与衔接性，涉及广泛的规划目标与内容，做到规划的系统数据与工程的设计、基建、生产、调度等各阶段的衔接，达到短、长期计划目标的建设与实现，保证电网网架处于相对流动性的更新状态。

1 电网规划网架的更新过程

电网规划工作主要围绕水平年的基础理论进行展开，设置水平年的选取范围宜与国民经济划分的年份相一致，电力系统的设计水平年依照规划区域范围而定，一般取5～10年，远景水平年一般取10～15年。电网规划网架的更新与水平年中短期规划与工程计划管理相衔接，即电网网架演变需要分解为工程个体，有阶段性地进行建设。在建设电网网架时，主要考虑的时态、版本与有效衔接3方面因子进行电网规划网架的数据模型设计。

3个因子中，时态与版本需要保证一致性，如在短期水平年中，以五年的时间段划分，前5年的规划要求与后5年的电网状态需要相对保持一致，存在设备对象变更与设备属性变更两种形式。一种形式主要指设备对象变更中，元件的更替；另一种形式是指设备属性的更变中，元件的属性相应发生改变，从而改变整个电网网架的设备属性。每个时间段中，设备元件存在由新到旧的形态与功能的变化，新旧交替的年份划分为投产年与退役年，到了最后的年份时，将会进行新一轮的更新，以保证电网网架的时效性。版本一致性通常是指属性变更后的规划网架数据的一致性。通常参照基准电网作为版本的主线，将电网规划业务流程做出滚动更新的点，对各个部分的支线做出改动。这种主支分级包括区域电网规划，省网规划，对应的规划项目有电网规划、输电系统规划与输电工程规划，参与规划改动工程项目包括网架、部位元件等基础设施设备。其中，所有的更新规划以网架为基础进行开展，旧的网架为参照物，建设新的数学模型，经过多点试验，完成规划，结束本年的电网规划设计，下一个水平年则以上一年的网架模型为参照，依次循环。循环过程中电站的设备的元件与属性的增减与更换保证了时态、版本的一致性，这样的更换体系保证了水平年规划的衔接性，做到实时更新与阶段更新的双方结合，保证电网网架处于相对变化的状态，更好地服务于社会。

2 电网规划网架数据模型的总体框架

电网规划的总体框架以网架数据模型为中心，将规划过程中牵涉到的各个模型向外次第排开，形成一个圆形的数据组织方式。其中包括了负荷数据模型、电气设备模型、故障模型、工程数据模型四个次级模型，外围根据空间地理信息气相地质数据、经济类数据、调度运行统计、规划成果管理信息与生产统计作为网架数据模型调整与更改的数据支持，从设备、工程、能源、经济等多个方面构建电网规划平台，统筹各个方面，从而实现规划的开放性、严密性与统一性。

规划网架数据模型的基本结构包括站点、线路、变压器、原动机、发动机、电容电抗器、负荷模型等多个元件设备，这些设备按照一定的排列方式组合，形成一个综合计算、数据显示与工程项目管理的电网规划网架数据平台，通过这个平台可以进行各项负荷预测、数据生成、模拟操作的智能化电网终端。这个平台包括了各个水平年更替的网架数据、电器计算、工程项目管理、规模和投资统计分析等规划数据库，通过加密的编程处理保护模型的外部抵御结构，持有密钥的管理者可以直接访问数据库，建立工程文件，组织成工程规划的对象信息，更改参数，重新建立模型。

3 网架数据模型的设计

根据电网网架总体框架与历年更新过程，水平年时态的规划网架数据模型为电力工程的设计建设提供了理论与数据上的参照，考虑到其他环节的衔接，数据模型需要进行相应的更改，才能适应的新的电力工程项目的研发建设。

3.1 电站的规划更改

电站的规划更改主要是电站线路的更改与线路改接。依据水平年的电网网架规划的模型，在某一个或是不同的水平年建立的电站或线路进行更改或换新的具体工程的开展中，对更改或新建的电站检查时，特别注意设备的新旧状态与新建线路的各部位连接。电站中不同年份的设备应当重新检测工作的状态，以保证长时间的正常运转。在增加水平年的电站联络线路时，对多条线路及主控设备的电压进行监测，保持电压稳定在既定范围内。在线路的改接工作中，阻断停运的老旧线路、连接新的线路后，测试电站间的连接状态，以保证电网网架的正常工作运行。常用的改接方法为π接与T接。在π接中，重新建设电站，将保留的电站与新建电站相连接，形成新的线路，拆除的老旧线路依然存在整体规划网架数据模型一部分中，但在系统中不再显示，也无法进行远程操控。在T接中，在电站间已有的线路中，截断某点，采用接入的方法，将其作为第三个电站与原有电站的连接点，这种改接方法不会出现电站废弃情况，但系统中都能进行操控。这种线路改接的方法并未运用在电网数据模型中，主要的原因是并入新的电站导致原油的数据统计出现较大的偏差，无法很好地控制电站间的设备参数与计算参数，可能会导致电压不能稳定的传送，同时长短不均的线路引起电流的阻塞，加大耗费量。

3.2 电站的改造与扩建

电站的改造与扩建主要对增加内部设备及改建线路类型。在更新某一个水平年的电站时，对已有的电站内部网络设备进行勘察后，确定改动的设备线路之间的切入点，进行设备的增设与删减。更改完成后，对设备、母线与变压器的线路进行检测，记录改动工作，及时更新系统的线路数据。电站的扩建过程中，记录设备与线路的属性的变更与各水平年中对象属性的变化情况，依照记录的数据更新到平台的数据库中，对系统信息进行更新，保证数据的实时传送与记录。

3.3 电站运行的更改

电站运行的更改设计到线路初期的降压运行与后期的升压变动。这个变化设计到电站内部的各个设备，在改动设备属性参数的时候，不能忽略不同水平年间的设备时态一致性的问题，核对往年的属性变更表，确定设备是否满足降压与升压的条件。对相对较新的设备，记录变动描述，更新到系统数据库中；对于老旧的设备需要更换，将各个水平年的数据备份到移动终端上，再进行更换，记录相应变动，最后依据设备与线路进行参数的调整。电站运行更改后，必须对电网网架数据模型进行更新，同步各个变动的参数，上传数据记录，确保系统平台的正常运行。

4 结语

水平年时态的电网规划网架数据模型的设计牵涉到电站中各个设备与线路的配置，依照制定的规划方案对电站内部结构与数据模型调整，完成每一个水平年的规定计划，保证电力工程建设的时效性。完成每一处电站的改建与扩展工程与电站运行更改后，及时更新系统后台的数据，使网架数据模型能够支撑各个电站的数据记录、计算、预测，保证电网网架系统持续运行，为下一个水平年的电网规划做好准备工作。