基于PI數據庫的中壓配網線路負荷分析軟件的應用

石 宏

（湖州電力局，浙江 湖州 313000）

傳統的中壓配網10 kV線路負荷分析主要借助SCADA等電網監控系統，面對當前中壓配網智能化的發展趨勢，傳統電網監控系統功能相對簡單、手動操作工作量較大，數據讀寫速度較慢、查詢數據結果無法導出，二次開發功能較差，這些都大大增加了配網管理人員進行中壓配網輔助分析的工作量。

PI數據庫是大型的實時歷史數據庫，并在此基礎上開發了一系列用于采集、儲存和顯示信息的服務器端和客戶端的軟件程序，processbook和datalink就是PI系統中的2個主要客戶端應用程序。雖然利用這2個工具可以便捷地讀取10 kV線路的負荷值并通過曲線、棒圖等形式直觀地展示和形成相關報表，但是中壓配網10 kV線路負荷分析的重點是對PI數據庫中的海量線路負荷信息進行匯總、查詢、計算、比較、排序，processbook和datalink并不是針對這些功能進行開發的。因此僅依靠這2個客戶端程序并不能滿足配網管理人員的要求，需要做進一步的開發。

1 設計思路

基于PI數據庫的中壓配網線路負荷分析軟件的開發，主要源于中壓配網管理工作中遇到的實際問題。例如城網工程的項目可行性研究或配網規劃的滾動修改都需要進行相應的中壓配網10 kV線路負荷分析。現有的SCADA系統和PI系統的客戶端工具均無法實現對所有10 kV線路負荷數據進行快速、準確的匯總分析。PI數據庫提供了一套常規的程序接口（API），通過使用API庫中的函數完全可以根據自身的需求進行客戶端軟件的二次開發，從而制定出類似processbook的滿足專業管理要求的其它客戶端程序。

要基于PI數據庫進行中壓配網10 kV線路負荷分析軟件的開發，實用性、針對性是開發中的重點。軟件首先要能滿足專業人員對所有10 kV線路負荷水平的快速查詢，其次要能實現對10 kV線路負荷的再度深入分析，最后還要求軟件便于管理人員使用和對分析結果的引用。

2 主要功能

結合中壓配網10 kV線路負荷分析工作的實際需求，針對目前利用SCADA系統進行中壓配網輔助分析中存在的不足，10 kV線路負荷分析軟件主要實現了以下功能。

2.1 10 kV線路負荷最大值排序分析

目前SCADA系統中查詢10 kV線路的最大值一次只能查詢一個月，而且所有的10 kV線路分成多張頁面，手工操作量太大，非常不方便，且無法進行匯總排序。軟件將所有10 kV線路每月的最大值進行匯總，點擊表頭就可以進行正負序的排序（如圖1所示），并且數據可以導出。單擊每條記錄，則跳出該條10 kV線路最大值的詳細信息，包括最大值發生的時間及前后3天的負荷值，并采用曲線形式直觀地表示，如圖2所示。

2.2 10 kV線路利用率分析

圖1 10 kV線路負荷最大值的排序

圖2 10 kV線路負荷最大值的進一步查詢

由于10 kV線路負荷取值過程中存在信號干擾和熱倒操作的影響，僅以10 kV線路的最大值并不能完全衡量線路的負載水平。軟件提取每條線路的電流在3個檔位的時間 （以s為單位）。3個檔位分別為：小于100 A；大于100 A且小于200 A；大于200 A。最終用大于100 A的時間來體現10 kV線路的利用效率，雙擊每條記錄則用餅圖顯示，如圖3所示。由于同樣支持排序功能，所以可以非常便捷地得出幾百條線路的實際負載情況，在項目可行性研究和配網規劃的現狀分析中極大地提高了分析的準確率。

圖3 線路利用率分析

2.3 10 kV線路N-1校驗

傳統的線路N-1校驗采用最大值疊加的方法，要對幾百條線路的負荷最大值進行疊加，工作量非常大，而且由于最大值并不是在同一時刻出現，所以傳統的N-1校驗方法并不合理。采用PI系統的processbook客戶端程序，雖然可以用趨勢圖直觀地顯示10 kV線路的負荷疊加并進行N-1校驗，但是面對幾百條10 kV線路仍然無法進行快速查詢和篩選。

軟件以每對10 kV聯絡線在同一時刻的電流之和是否超過10 kV線路的限額為衡量標準，進行線路的N-1校驗。在配置文件中，根據網架的現狀對每一對10 kV聯絡線路進行 “配對”及限額的設置，配置文件可以通過配網GIS系統導出，軟件通過讀取配置文件得到相關配對信息及限額，從而進行 “N-1”校驗。對校驗結果可以通過單擊表頭進行篩選。同時為了減少數據毛刺對校驗結果的影響，引入 “不滿足N-1校驗的小時數”作為參考，極大地提高了10 kV線路N-1校驗的準確性。

2.4 其它功能

（1）為了使用方便，軟件還具有10 kV線路雙重命名的查詢定位功能，在眾多10 kV線路中實現所要查詢線路的快速定位。

（2）具有數據更新備份功能，對所有10 kV線路的負荷數據可隨時更新并對相關的結果進行備份，同時提高了軟件的運行速度。

（3）具有數據導出功能，將匯總分析的結果以EXCEL表格形式導出。

（4）具有免安裝功能，只需拷貝程序文件夾到任何目錄即可，方便使用。

3 實際效果及應用前景

10 kV線路負荷分析軟件通過對全面掌握的各類實時歷史數據的匯總分析，幫助配網管理人員迅速準確地做出決策，從而實現配網管理的智能化。目前已經成功應用于用戶業務擴展工程的接入方案審查、中壓配網的城網項目可行性研究、配網規劃的現狀分析等實際工作中，大大減輕了在10 kV線路負荷分析工作中的人工工作量，實現了對中壓配網10 kV線路負荷的快速、準確查詢，達到了用PI數據庫進行輔助分析的預期效果。

隨著用電現場管理系統中配變實時信息逐步接入PI實時系統，該軟件可繼續進行功能擴展，實現對10 kV配變負荷匯總分析排序的功能。通過開發配網單線圖界面，還可使應用分析更加直觀，更好地為配網規劃提供輔助分析功能。

[1] 蔣建杰，沈根強.淺談PI實時系統在配網運行管理中的應用[J].浙江電力，2006，25（6）：38-40.