電網(wǎng)規(guī)劃預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析與設(shè)計(jì)

郝玉東

摘要：該文基于作者多年從事JAVA程序設(shè)計(jì)和電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，分析設(shè)計(jì)了電網(wǎng)規(guī)劃預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分類及數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)，并用JAVA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)規(guī)劃指標(biāo)數(shù)據(jù)的錄入與處理，對將來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃大數(shù)據(jù)預(yù)測打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃;數(shù)據(jù)處理;預(yù)測系統(tǒng);JAVA

中圖分類號：TP399? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）31-0004-02

電網(wǎng)規(guī)劃又稱輸電系統(tǒng)規(guī)劃，以負(fù)荷預(yù)測和電源規(guī)劃為基礎(chǔ)。電網(wǎng)規(guī)劃確定在何時、何地投建何種類型的輸電線路及其回路數(shù)，以達(dá)到規(guī)劃周期內(nèi)所需要的輸電能力，在滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的前提下使輸電系統(tǒng)的費(fèi)用最小。電網(wǎng)的發(fā)展速度日新月異，人們對供電需求和供電質(zhì)量要求越來越高，為了滿足人們對用電的需求，必須對電網(wǎng)規(guī)劃提前預(yù)測設(shè)計(jì)，才能跟上時代的要求。要對電網(wǎng)進(jìn)行預(yù)測必須在大量的電網(wǎng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上才行，電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)量要大而且準(zhǔn)才能使電網(wǎng)規(guī)劃更接近未來的需求。

1 電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析

指標(biāo)分析主要采用定量分析與定性分析相結(jié)合，定量為主，定性為輔的方法。以各系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，多維度多層級地對各項(xiàng)指標(biāo)開展量化分析，確定影響指標(biāo)趨優(yōu)或趨劣的關(guān)鍵因素。主要分析方法可參考：

參照法：依據(jù)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則，確定指標(biāo)診斷標(biāo)準(zhǔn)。

趨勢分析法：縱向上，分析2006-2017年期間電網(wǎng)指標(biāo)變化情況，分析發(fā)展趨勢，確定診斷標(biāo)準(zhǔn)和目前發(fā)展水平。橫向上，對比各省電網(wǎng)指標(biāo)水平的差異。

對比分析法：基于大量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，尋找指標(biāo)發(fā)展規(guī)律，選取指標(biāo)參考值。

根據(jù)分析電網(wǎng)規(guī)劃預(yù)測系統(tǒng)主要用到如下電網(wǎng)指標(biāo)：電網(wǎng)規(guī)模、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、安全可靠性、利用效率和電網(wǎng)資源裕度。

其中，電網(wǎng)規(guī)模中包括以下子指標(biāo)：220kV、110kV和35kV的變電站座數(shù)（座）、主變臺數(shù)（臺）、變電容量（10MVA）、線路條數(shù)（條）和線路長度（km）;10（20）kV的公變臺數(shù)（臺）、公變?nèi)萘浚?0MVA）、線路條數(shù)（條）和線路長度（km）等指標(biāo)。

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中包括以下子指標(biāo)：220kV、110kV和35kV的變電容載比;220kV和110kV的線路容載比;220kV、110kV和35kV的電網(wǎng)連接度;220kV平均單回線路長度（km/回）;110kV和35kV的平均單條線路長度（km/條）等指標(biāo)。

安全可靠性中包括以下子指標(biāo)：220kV短路電流、電壓薄弱環(huán)節(jié)（個）、市級綜合電壓合格率（%）、縣級綜合電壓合格率（%）、低電壓比例（%）和10kV互聯(lián)率（%）等指標(biāo)。

利用效率中包括以下子指標(biāo)：220kV和110kV的線路等效平均負(fù)載率、220kV和110kV的主變等效平均負(fù)載率和變電站土地利用率等指標(biāo)。

電網(wǎng)資源裕度中包括以下子指標(biāo)：220kV、110kV和35kV的變電站土地資源裕度（可擴(kuò)建主變?nèi)萘空急龋⒕€路走廊土地資源裕度、電源裝機(jī)容量、全社會用電量（億千瓦時）、統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷和碳排放量等指標(biāo)。

2 數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

根據(jù)數(shù)據(jù)分析可知，電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)指標(biāo)非常多，這些數(shù)據(jù)可以是全國的、也可以是一個省的、也可以是一個市區(qū)的、也可以是一個市縣的，數(shù)據(jù)量非常大，要存儲這些指標(biāo)數(shù)據(jù)必須使用先進(jìn)高性能的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，Oracle Database，又名Oracle RDBMS，或簡稱Oracle，是甲骨文公司的一款關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它是在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中一直處于領(lǐng)先地位的產(chǎn)品，可以說Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是目前世界上比較流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，系統(tǒng)可移植性好、使用方便、功能強(qiáng)，適用于各類大、中、小、微機(jī)環(huán)境。它是一種高效率、可靠性好的適應(yīng)高吞吐量的數(shù)據(jù)庫解決方案。因此，用Oracle來存儲電網(wǎng)運(yùn)行的各種指標(biāo)數(shù)據(jù)是完全沒有問題的。Oracle數(shù)據(jù)庫遷移方便，可以通過數(shù)據(jù)泵工具expdp/impdp方式導(dǎo)出/導(dǎo)入，有關(guān)該工具的使用方法在此就不贅述了。電網(wǎng)規(guī)劃預(yù)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫表主要有上述分析的五大類數(shù)據(jù)對應(yīng)的五個數(shù)據(jù)庫表，分別是電網(wǎng)規(guī)模表、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)表、安全可靠性表、利用效率表和電網(wǎng)資源裕度表。還有一些附屬表，如用戶表、電壓等級表、省市表等。其中，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)表的字段有：USERID（用戶身份ID號）、RATIOCAPLOAD220kV（220kV的變電容載比）、RATIOCAPLOAD110kV、RATIOCAPLOAD35kV、RATIOLINELOAD220kV（220kV的線路容載比）、RATIOLINELOAD110kV、CONDEGREE220kV（220kV的電網(wǎng)連接度）、CONDEGREE110kV、CONDEGREE35kV、SINGLELINE220kV（220kV的平均單回線路長度）、SINGLELINE110kV（110kV的平均單條線路長度）、SINGLELINE35kV（35kV的平均單條線路長度）、NUMBEROFYEAR（年份）、DATEOFCREATE（本條記錄錄入時間）和PVS（本條記錄是不是預(yù)測值標(biāo)志）;用戶表的字段有：USERNAME（用戶名）、PASSWORD（口令）、TELEPHONE（聯(lián)系電話）、ADDRESS（聯(lián)系地址）、ZIPCODE（郵編）、EMAILSTR（電郵）、USERID（用戶ID號）和AREANAME（省地市縣名字）。其他有關(guān)的數(shù)據(jù)庫表中字段設(shè)計(jì)，不再贅述。

3 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)錄入軟件設(shè)計(jì)是采用B/S的架構(gòu)，可以按年度錄入各種數(shù)據(jù)，也可用Excel文件批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用的是Oracle數(shù)據(jù)庫，Web應(yīng)用服務(wù)器采用Tomcat，它是一個免費(fèi)的開放源代碼的Web應(yīng)用服務(wù)器，屬于輕量級應(yīng)用服務(wù)器，在中小型系統(tǒng)和并發(fā)訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用，是開發(fā)和調(diào)試JSP程序的首選。當(dāng)在一臺機(jī)器（即物理服務(wù)器，也就是物理機(jī)）上配置好Apache服務(wù)器，可利用它響應(yīng)HTML頁面的訪問請求。實(shí)際上Tomcat是Apache 服務(wù)器的擴(kuò)展，但運(yùn)行時它是獨(dú)立運(yùn)行的，所以當(dāng)你運(yùn)行tomcat 時，它實(shí)際上作為一個與Apache 獨(dú)立的進(jìn)程單獨(dú)運(yùn)行的，Tomcat 實(shí)際上運(yùn)行JSP 頁面和Servlet;Tomcat和IIS等Web服務(wù)器一樣，具有處理HTML頁面的功能，另外它還是一個Servlet和JSP容器，獨(dú)立的Servlet容器是Tomcat的默認(rèn)模式。

安裝好Oracle和Tomcat服務(wù)器就可以使用MyEclipse或者Eclipse開發(fā)工具開發(fā)自己的Web應(yīng)用程序了，Web包括：Web服務(wù)器和Web客戶端兩部分。Java在最早Web客戶端的應(yīng)用有java applet程序，不過這種技術(shù)在很久之前就已經(jīng)被淘汰了。Java在服務(wù)器端的應(yīng)用非常豐富，比如Servlet，jsp和第三方框架等等。我們主要開發(fā)了用戶登錄模塊、用戶管理模塊、數(shù)據(jù)錄入模塊（包括電網(wǎng)規(guī)模、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、安全可靠性、利用效率和電網(wǎng)資源裕度）和數(shù)據(jù)查詢編輯模塊等。有關(guān)軟件的代碼和運(yùn)行界面，由于篇幅的限制，在此不一一展示了。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)錄入軟件設(shè)計(jì)在實(shí)際中已經(jīng)運(yùn)行，證明是可靠安全的，得到了用戶的好評，還有一些功能需要進(jìn)一步地完善，如電網(wǎng)規(guī)劃預(yù)測功能還沒有加上，下一步要集中精力完成這部分功能，這樣該系統(tǒng)才算完整。