基于PSD-BPA的計算數據管理軟件開發

張家寧 楊斌 張玉躍 劉冬 牟穎

摘要：目前，社會用電需求持續增加，電網每年都有許多項目投產，相應的規劃計算數據量不斷增大，對于電網規劃部門而言，需要及時更新計算數據，用于日常仿真分析。PSD-BPA由中國電科院引進二次開發，可以進行暫態穩定計算、電網潮流計算、短路計算等多種仿真計算，廣泛應用于電力規劃、設計等部門。BPA所使用計算的數據采用數據卡輸入的方式，形式煩瑣且難以管理。為此，開發了基于PSD-BPA的計算數據管理軟件，使BPA的數據維護和管理更加高效、直觀，全面提高了電網規劃工作的效率。

關鍵詞：PSD-BPA;數據管理;軟件開發

1 PSD-BPA軟件簡介

PSD-BPA軟件由中國電科院引進，通過二次開發，已成為滿足我國大規模電力系統仿真計算要求的軟件。該軟件可以針對大規模交直流系統，進行暫態穩定計算或者潮流、短路計算。PSD-BPA的計算數據通過數據卡進行儲存。

PSD-BPA通過其專用的控制語句，對潮流程序的輸入、計算和輸出內容進行設置，從而實現選擇和改變控制功能、計算數據修改等;網絡數據通常另存于潮流庫文件中，由程序控制語句調用[1]，也可以緊跟在程序控制語句后面輸入。

導入電網的潮流數據，在PSD環境中完成BPA模塊的啟動路徑配置，就可以輸出潮流計算結果。潮流計算結果的輸出數據包括計算結果、自定義輸出列表和分析報告表等。數據儲存在固定列寬的數據卡中，當新增電力設備需要更新數據時，必須手動進行修改，工作量非常大。同時，對于數據中變電站所接帶的負荷，在進行夏季大負荷、冬季大負荷等各類運行方式計算時，也需要進行修改，且容易遺漏[2]。

2 軟件基本功能

本軟件基于PSD-BPA平臺，實現BPA的數據管理，主要功能包括：（1）開發數據接口，將目前以人工為主的數據管理方式納入軟件維護和管理中。（2）軟件可以對BPA常用的潮流數據卡進行分析，形成各類BPA數據文件，包括潮流文件、短路和穩定文件。（3）分析潮流計算結果，并導出統計圖表。將潮流計算結果輸出到用戶指定格式的表格中，其統計分析結果可輔助工作人員進行網架結構和運行方式的分析等。（4）軟件能自動將數據導出為表格，用于后續分析。

3 軟件架構

3.1? ? Excel平臺

本平臺采用Excel管理輸電線路、無功補償裝置、變壓器等各類設備的相應計算數據，并將所需數據保存在數據庫中。

3.2? ? 計算分析平臺

本平臺通過搭建并整合數據接口、權限管理、數據校核等多種功能模塊，可以實現數據分析和維護、BPA潮流計算等功能。

（1）數據接口。通過分析BPA的潮流數據卡，得出潮流數據和Excel數據的對應關系，進而實現兩者之間的轉換。本軟件可以讀取用戶指定的BPA數據，與Excel數據庫中的數據進行對比分析，生成新的BPA數據文件，節約了人工維護、修改計算數據的時間。

（2）權限管理。通過用戶、日志和權限管理，一方面可以完成對本軟件不同用戶的管理，也可以在修改計算數據時，確認用戶權限后才允許修改，從而有效防止各類用戶的錯誤操作引起的數據錯誤，進而導致潮流不收斂或者計算結果出現錯誤。

（3）數據校核。本軟件通過BPA，使用新生成的數據文件計算電網潮流，如果結果無誤，則將計算結果進行解析，將解析為BPA潮流格式的結果和原BPA數據文件的潮流結果進行對比。如果所給的BPA數據文件潮流不能收斂，則進行數據篩查。

（4）數據管理和維護。可使用本軟件直接對電網數據進行修改、更新，保證數據跟隨電網實際變化情況同步更新，提高數據處理效率。

3.3? ? 人機交互平臺

本平臺包含人機友好的用戶界面、統計分析表格等可視化窗口。運行BPA潮流計算程序，并分析計算結果，輸出統計圖表，輔助專業人員對網架結構和運行方式進行分析。

4 軟件應用

（1）用戶登錄。用戶登錄界面如圖1所示，輸入正確的用戶名和密碼即可登錄。

（2）導入DAT文件。登錄本軟件主界面后，進入“數據管理”選項卡，點擊界面左上角的“打開DAT”，可以選擇需要導入的數據庫或者DAT文件，完成數據庫或者DAT文件的導入后，界面如圖2所示。

（3）當用戶把數據庫或者DAT數據導入軟件后，假如電網網架結構有所變化，本軟件能夠快捷、高效地完成BPA計算數據的修改，減輕了人工維護數據卡的工作量。BPA數據修改界面如圖3所示。

圖3中“數據修改”模塊可以把BPA的DAT格式文件以數據表或文本形式展示給用戶。在完成數據導入后，可將BPA數據在人機交互界面中顯示出來，點擊相應按鈕，就可以快捷、高效地增加或者導出線路、變壓器和母線節點的數據，減少了人員修改數據所需的時間，并且降低了出錯概率。

（4）進行潮流計算。軟件能夠調用BPA模塊進行潮流計算，計算結果通過表格的形式輸出。

（5）短路電流計算。短路電流計算可以根據系統實際運行故障數據，結合系統故障仿真，實現對電網故障暫態數據的分析。通過精確計算故障清除時間，分析故障清理時間的趨勢，找出故障單元，提高系統運行、規劃的效率及可靠性。

（6）數據報表導出。數據可以通過數據庫導出生成網頁和xls格式的統計報表，也可以生成DAT文件。

5 結語

本文開發了基于PSD-BPA的計算數據管理軟件，實現了電力系統計算數據的維護功能，可有效、快速地批量管理潮流數據，降低錯漏概率，使得基于BPA仿真計算的電力系統規劃和分析更加方便、快捷，有效減少了工作人員在電網規劃設計中的計算仿真時間，極大地提高了工作效率。

[參考文獻]

[1] PSD-BPA潮流和暫態穩定程序4.0版用戶手冊[Z].

[2] 易楊，常寶立，李力，等.PSD-BPA潮流計算數據卡的自動批量生成和修改[J].電力系統自動化，2013，37（10）：124-128.

收稿日期：2020-07-03

作者簡介：張家寧（1992—），男，山東濟南人，研究生，工程師，從事輸電網規劃、項目前期工作。