配電網預警系統設計與實現

李新輝，王 成，王 暉，趙 亮

（1 國網四平供電公司，吉林 四平 136000 2：長春工程學院 ；3 國網吉林省電力有限公司，長春 130000）

配電網預警系統設計與實現

李新輝1，王 成1，王 暉2，趙 亮3

（1 國網四平供電公司，吉林 四平 136000 2：長春工程學院 ；3 國網吉林省電力有限公司，長春 130000）

針對配電網安全性及脆弱性問題，研究了配電網預警系統，首先對系統進行了需求分析和總體設計，設計功能主要包括預警控制功能、繪圖功能、線路信息、指標優化功能、短路計算功能、潮流計算、監控分析功能等，最后使用VB語言、MATLAB軟件和Microsoft Office Access數據庫開發軟件研發了此系統，為運行人員提供輔助決策。

配電網；安全性；預警系統

1 引言

近年來，國內外電力系統先后發生了多次重大停電事故，不僅造成了巨大的經濟損失，同時也嚴重影響了人民的生活秩序。配電網是電力系統中的重要組成部分，但目前配電系統還是一個脆弱的系統，一旦發生大面積停電事故，后果是嚴重的，甚至是災難性的。因此，為了防止大面積停電，提高電力系統的安全性和可靠性，有必要對城市配電網預警系統進行研究[1]。

城市配電網預警系統是一個復雜的軟件系統，涉及到配電系統、數據庫管理和信息通信等多個專業領域。本文對系統進行了需求分析、總體設計，最后研發了此系統，為運行人員提供輔助決策。

2 系統需求分析

系統需求分析是系統開發之前至關重要的步驟，它決定系統開發工作的成功與否，需求說明的任務是發現、規范的過程，有利于提高系統開發過程中的能見度，便于對系統開發過程中的控制與管理，便于采用系統工程的方法進行開發，提高系統的質量，便于開發人員、維護人員、管理人員之間的交流、協作，并作為工作成果的原始依據，并且向潛在用戶傳遞系統功能、性能需求，使其能夠判斷該系統是否與自己的需求相關[2]。

在本系統的開發中，城市配電網結構復雜、線路繁多，要對配電網進行全面的實時控制是很難達到的，因此，城市配電網預警系統是以預防為主，將配電網中潛在的安全隱患預報給操作人員，使操作人員提前準備。通過對預警指標和預警模型的研究，以及對系統的實際應用分析，系統需要具備以下功能[3]：（1）能對預警指標集進行優化，剔除其指標集中的冗余指標；（2）可以對配電線路圖進行繪制，為操作人員提供參照；（3）能根據提供的預警指標數據進行預警，并給出警度；（4）可將預警結果直觀的展現給操作人員；（5）支持定時和手動執行的運行方式；（6）具有強大的查詢功能，操作人員可以根據需要進行相應的查詢；（7）提供外程序接口，方便以后的擴展。

同時，系統還需要具備可獨立運行和高效運行的特點，加強系統的應用性和靈活性。

3 系統設計

配電網預警系統采用客戶機/服務器（C/S）結構。系統通過對配電網脆弱性與安全性因素進行分析，全面考慮人、機、管理諸因索對評價結果的影響，建立預警指標體系，利用信息技術實現德惠線路運行監察的全面管理，對采集到的信息進行識別診斷，引入定性與定量相結合的預警模型，以評價配電網運行狀況，據此進行警情的識別、診斷，輔助操作人員做出決策并采取相應的控制措施。

根據需求分析和系統的實際應用情況，系統的功能模塊應有：指標優化、配電網線路、預警控制、線路信息、短路計算、潮流計算、監控分析、系統報表、決策庫管理功能模塊。

（1）預警控制功能模塊 對預測數據進行警度分析后，警度需要用指示燈表現出來，讓預警結果更直觀的展現在運行人員的眼前。同時，運行人員想進一步了解各個節點的具體數據時，系統能提供具體數據查詢功能。運行人員可以根據警度和具體數據對配電網未來運行趨勢進行分析，并做出決策。（2）繪圖功能 本系統具有自制的繪圖功能，繪制配電網的每條線路，并對檢測點進行標記，從而為操作人員提供監測網絡的直觀圖。（3）線路信息 主要是給出配電網絡的每條線路的連接情況。（4）指標優化功能模塊 在初步建立的指標體系中，可能存在冗余指標，需要通過該功能對指標優化，從而選取具有代表性的指標進行預警。（5）短路計算功能 對配電網線路的短路節點進行計算。（6）潮流計算功能 潮流計算是用來計算配電網節點的相關電壓、電流值。（7）監控分析 主要是對配電網的負荷曲線進行監測分析。（8）系統報表功能 可自動生成各類信息的統計分析報表，并能查詢、打印報表。（9）決策庫管理功能 在平常預警操作時，需要記錄預警的具體情況，而且操作人員根據每天發的警情應該有詳細的分析和記錄，并把這些記錄信息放入決策庫中，為以后發生同樣的案例做參考。同時，為以后采用案例推理法實現配電網預警提供可能。決策庫有查看、添加、刪除、打開數據庫等功能。

4 系統實現

本系統進行五級警度，在預警信息界面對應五顏色的指示燈，讓運行人員可以直觀的了解配電網所處于的警度級別，如下表所示。

警度與指示燈對應表

在預警操作上，配電網的每個節點都有各自的警度燈，而且整個配網有一個綜合的警度燈來代表整個網絡的警度。同時設有提示框，如果某個的警度燈為紅色時，則在提示框里將有“注意：節點X需要查看”提示，操作人員單擊“節點X”就會顯示出節點的具體數據。系統界面如下圖所示，可以對配網進行準確的預警。

預警控制界面

5 結論

本文在系統分析基礎之上，應用VB開發語言及ACCESS數據庫技術，開發實現了配電網預警系統，系統可以為運行人員提供了城市配電網的警度，并可以對配電網警情進行統計分析。該系統的研究和實現可對電網調度的安全性起到相當的輔助決策作用，為提高配電網供電可靠性提供了可能。

[1]王月，王濤.電網安全預警與應急體系建設[J].電力安全技術，2007（12）：28-30.

[2]徐精求.配電網抗災變形分析及大面積斷電快速恢復：[博士學位論文[J].西安：西安科技大學，2008：13-15.

[3]楊強，徐武祥，蔡葆銳等.云南省調度安全預警系統的開發與設計[J].電力系統自動化，2005（24）：87-89.

[4]張瑚，向鐵元，樂良才等.基于GSM技術的低電壓配電網綜合預警裝置設計[J].電力科學與工程，2007（03）：55-57.

李新輝，男，工程師，吉林四平人，主要研究配電自動化。