电力系统中长期规划设计同步仿真平台及其构建方法

技术领域

本申请涉及电力系统规划设计及仿真计算领域，尤其涉及一种电力系统中长期规划设计同步仿真平台及其构建方法。

背景技术

电力系统规划设计过程和仿真计算过程是并行交叉的，特别是在主网规划设计，在规划阶段和可行性研究阶段需要大量的计算数据来支撑决策；且随着碳中和目标的提出，大规模新能源接入电网的需求下伴随大量新能源基地的规划决策及大量计算过程，为电力系统规划设计提出新的挑战。

随着电力系统设计需求的不断提升，及相关科研工作的开展，在电力系统规划设计过程中，设计过程及报告编制的数据处理、电气数据的第三方软件计算与维护使用的是同一部分电网数据。但是，该数据在规划咨询数据处理过程及第三方电气计算软件中的数据存储形式、表达方式、关联方式均有跟大的不同，以至于在规划咨询设计过程中存在数据形式转换的繁复过程，导致规划咨询数据与电气计算软件间往往采用手动数据同步，工作量大，需要设计人员进行逐条数据的录入和确认，两个过程中存在大量数据编辑和处理的重复工作，同时规划设计数据利用第三方软件进行数据处理的需求越来越大，加剧数据编辑重复；导致数据编辑容易错位、参数错录等问题，难以检查，造成在计算过程中才反应出数据编辑的错误，增加无必要的工作量。

发明内容

本申请提供了一种电力系统中长期规划设计同步仿真平台及其构建方法，以解决规划咨询数据和第三方电气计算软件实施联合数据处理和跨多个软件的通用数据仿真的技术问题。

为了达到上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种电力系统中长期规划设计同步仿真平台，所述仿真平台包括通信连接的中长期规划设计数据接口单元、仿真数据同步单元和通用存储数据处理算法单元；

所述中长期规划设计数据接口单元，用于获取和解析电力系统中长期规划设计数据文件，以及构建面向对象通用存储数据；

所述通用存储数据处理算法单元，用于根据预设算法对所述面向对象通用存储数据进行数据预处理，获得仿真数据暂存表；

所述仿真数据同步单元，用于获取所述仿真数据暂存表，以及将所述仿真数据暂存表中的数据字段整合为仿真数据，并同步更新仿真软件数据文件。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述中长期规划设计数据接口单元包括：

中长期规划设计数据解析模块，用于获取和解析所述电力系统中长期规划设计数据文件；

数据类构建及存储模块，用于根据解析后的所述电力系统中长期规划设计数据文件中的规划设计数据和数据源类的结构，构建面向对象通用存储数据的数据源对象。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述数据类构建及存储模块包括：

第一构建子模块，用于根据电力系统中长期规划设计数据文件和元件类的结构，构建母线对象、发电机组对象、变压器对象、换流阀及换流变对象、可控元件对象、线路对象，其中，所述元件类包括母线子类、发电机组子类、变压器子类、换流阀及换流变子类、可控元件子类、线路子类；

第二构建子模块，用于根据电力系统中长期规划设计数据文件的拓普关系和预设构建方法构建厂站对象、供电区对象、主网拓扑对象；

第三构建子模块，通过电力系统中长期规划设计数据文件的规划设计数据子文件的变电站有功负荷、功率因数、典型方式负荷率、母线负荷分配系数构建和存储至数据源对象。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述预设构建方法为层次聚类法。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述层次聚类法包括：

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述通用存储数据处理算法单元包括：

预设边界条件获取模块，用于获取预设边界条件，包括水平年、最低电压等级；

判断模块，用于获取所述面向对象通用存储数据中厂站对象、线路对象、供电区对象、主网拓扑对象中投运时间符合水平年且电压等级不低于最低电压等级的对象，读取数据源对象中符合预设边界条件的厂站对象中的数据，写入厂站对象；否则，舍弃不符合的对象；

仿真数据暂存表生成模块，用于利用筛选后对象生成仿真数据暂存表。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述仿真数据同步单元包括：

仿真数据暂存表解析模块，用于根据预设字段将仿真数据暂存表整合为仿真数据；

仿真数据字段判断模块，用于根据仿真数据暂存表整合得到的仿真数据，判断仿真数据中的字段是否存在重复字段，判断仿真软件数据文件中的字段是否存在冗余字段，以及判断仿真软件数据文件中的字段是否存在新增加字段；

仿真数据同步写入模块，若仿真数据中的字段是存在重复字段，更新所述重复字段；若仿真软件数据文件中的字段存在冗余字段，删除所述冗余字段；若仿真数据中的字段是存在新增加字段，创建所述新增加字段。

第二方面，本申请实施例提供一种电力系统中长期规划设计同步仿真平台的构建方法，所述方法包括如下步骤：

基于电力系统中长期规划设计数据文件，构建面向对象通用存储数据；

基于预设算法对所述面向对象通用存储数据进行数据预处理，获得仿真数据暂存表；

将所述仿真数据暂存表中的数据字段整合为仿真数据，更新仿真软件数据文件。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行发明内容中电力系统中长期规划设计同步仿真平台的构建方法的步骤。

本申请提供的电力系统中长期规划设计同步仿真平台及其构建方法，包括通信连接的中长期规划设计数据接口单元、仿真数据同步单元和通用存储数据处理算法单元；所述中长期规划设计数据接口单元，用于获取和解析电力系统中长期规划设计数据文件，以及构建面向对象通用存储数据；所述通用存储数据处理算法单元，用于根据预设算法对所述面向对象通用存储数据进行数据预处理，获得仿真数据暂存表；所述仿真数据同步单元，用于获取所述仿真数据暂存表，以及将所述仿真数据暂存表中的数据字段整合为仿真数据，并同步更新仿真软件数据文件。

本申请使用Excel软件和电气计算使用PSD-BPA软件等两个过程的数据录入和分析，统一在Excel平台实现，减少了设计论证过程和计算过程中的重复手动录入数据，极大地降低了重复工作，很大程度上降低了编辑错位、参数错录的概率。同时，Excel软件中的设计咨询标准化数据表经过电气计算的直接反馈，可以直接用在咨询报告成果中，提高设计效率。通过本发明可对Excel软件中的数据进行自定义数据处理，减少采用其他软件的数据录存和编程过程，提升科研工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一种电力系统中长期规划设计同步仿真平台的结构示意图；

图2为本申请实施例一种电力系统中长期规划设计同步仿真平台构建方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本申请做进一步详细描述：

本申请实施例提供一种电力系统中长期规划设计同步仿真平台，如图1所示，仿真平台包括通信连接的中长期规划设计数据接口单元、仿真数据同步单元和通用存储数据处理算法单元。

其中，中长期规划设计数据接口单元，用于获取和解析电力系统中长期规划设计数据文件，以及构建面向对象通用存储数据。

电力系统中长期规划设计数据文件包括规划设计数据文件、电力系统数据文件。

其中，规划设计数据文件包括变电站中长期负荷预测数据表，各类型电厂中长期装机预测数据表、供电区中长期电力平衡表；变电站中长期负荷预测数据表，包括变电站母线名、变电站所属区域、逐年最大有功负荷、逐年典型功率因数、逐年典型方式负荷率、逐年母线负荷分配系数、逐年无功配置；电厂中长期装机预测数据表，包括电厂母线名、电厂所属区域、逐年装机容量、逐年最大有功出力、逐年最大无功出力、逐年调峰率；

电力系统数据文件包括变电站数据表、输电线路数据表、发电厂数据表；变电站数据表包括变电站调度名、变压器号、变压器型号、变压器容量、变压器形式、额定电压及分档、无功补偿装置台数、无功补偿装置容量、投运及退出时间；输电线路数据表线路调度名、两侧母线名、电压等级、线路型号、线路长度、投运及退出时间。

面向对象通用存储数据是基于面向对象通用存储结构的，通用存储结构包括元件类，厂站类，供电区类，主网拓扑类、数据源类。

在一些实施例中，元件类包括母线子类、发电机组子类、变压器子类、换流阀及换流变子类、可控元件子类、线路子类。

厂站类的属性包括厂站调度名、厂站电压等级、厂站投运时间、厂站退出时间，其子类包括母线类、发电机组类、变压器类、换流阀及换流变类、可控元件类。

供电区类的属性包括供电区调度名、供电区电压等级、供电区投运时间、供电区退出时间、供电区等效有功出力、供电区等效无功出力、供电区等效有功负荷、供电区等效无功负荷，其子类包括厂站类、线路类、供电区类(子供电区)。

主网拓扑类的属性包括主网名、主网电压等级，其子类包括供电区类、线路类。

数据源类的属性包括母线名(厂站名)、数据水平年、各水平年数据表。

具体的，母线子类的属性包括母线名、电压等级、有功负荷、无功负荷。

发电机组子类的属性包括发电机名、发电机组类型(煤电、水电、风电、光伏、汽电)、电压等级、控制参数表、有功出力、无功出力、自用有功负荷、自用无功负荷。

变压器子类的属性包括变压器名、两侧母线/发电机名、两侧母线/发电机电压等级、变压器参数表。

换流阀及换流变子类的属性包括换流阀名、母线名(交流侧、直流侧)、母线名电压等级(交流侧、直流侧)、阀控参数表、换流变参数表。

可控元件子类的属性包括元件名、母线名、电压等级、控制参数表、有功出力、无功出力、有功负荷、无功负荷。

线路子类的属性包括两侧母线名、两侧母线电压等级、线路投运时间、线路退出时间、线路参数表。

如图1所示，通用存储数据处理算法单元，用于根据预设算法对面向对象通用存储数据进行数据预处理，获得仿真数据暂存表。

如图1所示，仿真数据同步单元，用于获取仿真数据暂存表，以及将仿真数据暂存表中的数据字段整合为仿真数据，并同步更新仿真软件数据文件。

在一些实施例中，仿真软件数据文件可以是DAT文件，也可以是SWI文件，还可以是DAT文件和SWI文件，以及用于记录仿真软件数据的文件

在一些实施例中，中长期规划设计数据接口单元包括：

中长期规划设计数据解析模块，用于获取和解析电力系统中长期规划设计数据文件；

数据类构建及存储模块，用于根据解析后的电力系统中长期规划设计数据文件中的规划设计数据和数据源类的结构，构建面向对象通用存储数据的数据源对象。

在一些实施例中，数据类构建及存储模块包括：

第一构建子模块，用于根据电力系统中长期规划设计数据文件和元件类的结构，构建母线对象、发电机组对象、变压器对象、换流阀及换流变对象、可控元件对象、线路对象，其中，元件类包括母线子类、发电机组子类、变压器子类、换流阀及换流变子类、可控元件子类、线路子类；

第二构建子模块，用于根据电力系统中长期规划设计数据文件的拓扑关系和预设构建方法构建厂站对象、供电区对象、主网拓扑对象；

第三构建子模块，通过电力系统中长期规划设计数据文件的规划设计数据子文件的变电站有功负荷、功率因数、典型方式负荷率、母线负荷分配系数构建和存储至数据源对象。

在一些实施例中，预设构建方法为层次聚类法。

其中，层次聚类法以子类数据拓扑联络和数据属性构建类与类之间的距离，并保留最近最近构建对象簇。

在一些实施例中，通用存储数据处理算法单元包括：

预设边界条件获取模块，用于获取预设边界条件，包括水平年、最低电压等级；

判断模块，用于获取面向对象通用存储数据中厂站对象、线路对象、供电区对象、主网拓扑对象中投运时间符合水平年且电压等级不低于最低电压等级的对象，读取数据源对象中符合预设边界条件的厂站对象中的数据，写入厂站对象；否则，舍弃不符合的对象；

仿真数据暂存表生成模块，用于利用筛选后对象生成仿真数据暂存表。

在一些实施例中，仿真数据同步单元包括：

仿真数据暂存表解析模块，用于根据预设字段将仿真数据暂存表整合为仿真数据；

仿真数据字段判断模块，用于根据仿真数据暂存表整合得到的仿真数据，判断仿真数据中的字段是否存在重复字段，判断仿真软件数据文件中的字段是否存在冗余字段，以及判断仿真软件数据文件中的字段是否存在新增加字段；

仿真数据同步写入模块，若仿真数据中的字段是存在重复字段，更新重复字段；若仿真软件数据文件中的字段存在冗余字段，删除冗余字段；若仿真数据中的字段是存在新增加字段，创建新增加字段。

本申请提供的电力系统中长期规划设计同步仿真平台及其构建方法，包括通信连接的中长期规划设计数据接口单元、仿真数据同步单元和通用存储数据处理算法单元；所述中长期规划设计数据接口单元，用于获取和解析电力系统中长期规划设计数据文件，以及构建面向对象通用存储数据；所述通用存储数据处理算法单元，用于根据预设算法对所述面向对象通用存储数据进行数据预处理，获得仿真数据暂存表；所述仿真数据同步单元，用于获取所述仿真数据暂存表，以及将所述仿真数据暂存表中的数据字段整合为仿真数据，并同步更新仿真软件数据文件。

本申请实施例提供一种电力系统中长期规划设计同步仿真平台的构建方法，如图2所示，所述构建方法包括如下步骤：

S101、基于电力系统中长期规划设计数据文件，构建面向对象通用存储数据。

S102、基于预设算法对面向对象通用存储数据进行数据预处理，获得仿真数据暂存表。

S103、将仿真数据暂存表中的数据字段整合为仿真数据，更新仿真软件数据文件。

其中，通过构建面向对象通用存储数据，实现规划咨询数据和第三方电气计算软件实施联合数据的统筹管理，通过对对象通用存储数据进行数据预处理，实现跨多个软件的通用数据仿真，避免了数据编辑重复导致数据编辑容易错位、参数错录等问题，优化了数据处理流程，减小了作业人员的工作量及工作强度，并实时更新数据，以确保数据的时效性。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行发明内容中电力系统中长期规划设计同步仿真平台的构建方法的步骤。

以上内容仅为说明本申请的技术思想，不能以此限定本申请的保护范围，凡是按照本申请提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本申请权利要求书的保护范围之内。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。