基于PI数据库的中压配网线路负荷分析软件的应用

石 宏

（湖州电力局，浙江 湖州 313000）

传统的中压配网10 kV线路负荷分析主要借助SCADA等电网监控系统，面对当前中压配网智能化的发展趋势，传统电网监控系统功能相对简单、手动操作工作量较大，数据读写速度较慢、查询数据结果无法导出，二次开发功能较差，这些都大大增加了配网管理人员进行中压配网辅助分析的工作量。

PI数据库是大型的实时历史数据库，并在此基础上开发了一系列用于采集、储存和显示信息的服务器端和客户端的软件程序，processbook和datalink就是PI系统中的2个主要客户端应用程序。虽然利用这2个工具可以便捷地读取10 kV线路的负荷值并通过曲线、棒图等形式直观地展示和形成相关报表，但是中压配网10 kV线路负荷分析的重点是对PI数据库中的海量线路负荷信息进行汇总、查询、计算、比较、排序，processbook和datalink并不是针对这些功能进行开发的。因此仅依靠这2个客户端程序并不能满足配网管理人员的要求，需要做进一步的开发。

1 设计思路

基于PI数据库的中压配网线路负荷分析软件的开发，主要源于中压配网管理工作中遇到的实际问题。例如城网工程的项目可行性研究或配网规划的滚动修改都需要进行相应的中压配网10 kV线路负荷分析。现有的SCADA系统和PI系统的客户端工具均无法实现对所有10 kV线路负荷数据进行快速、准确的汇总分析。PI数据库提供了一套常规的程序接口（API），通过使用API库中的函数完全可以根据自身的需求进行客户端软件的二次开发，从而制定出类似processbook的满足专业管理要求的其它客户端程序。

要基于PI数据库进行中压配网10 kV线路负荷分析软件的开发，实用性、针对性是开发中的重点。软件首先要能满足专业人员对所有10 kV线路负荷水平的快速查询，其次要能实现对10 kV线路负荷的再度深入分析，最后还要求软件便于管理人员使用和对分析结果的引用。

2 主要功能

结合中压配网10 kV线路负荷分析工作的实际需求，针对目前利用SCADA系统进行中压配网辅助分析中存在的不足，10 kV线路负荷分析软件主要实现了以下功能。

2.1 10 kV线路负荷最大值排序分析

目前SCADA系统中查询10 kV线路的最大值一次只能查询一个月，而且所有的10 kV线路分成多张页面，手工操作量太大，非常不方便，且无法进行汇总排序。软件将所有10 kV线路每月的最大值进行汇总，点击表头就可以进行正负序的排序（如图1所示），并且数据可以导出。单击每条记录，则跳出该条10 kV线路最大值的详细信息，包括最大值发生的时间及前后3天的负荷值，并采用曲线形式直观地表示，如图2所示。

2.2 10 kV线路利用率分析

图1 10 kV线路负荷最大值的排序

图2 10 kV线路负荷最大值的进一步查询

由于10 kV线路负荷取值过程中存在信号干扰和热倒操作的影响，仅以10 kV线路的最大值并不能完全衡量线路的负载水平。软件提取每条线路的电流在3个档位的时间 （以s为单位）。3个档位分别为：小于100 A；大于100 A且小于200 A；大于200 A。最终用大于100 A的时间来体现10 kV线路的利用效率，双击每条记录则用饼图显示，如图3所示。由于同样支持排序功能，所以可以非常便捷地得出几百条线路的实际负载情况，在项目可行性研究和配网规划的现状分析中极大地提高了分析的准确率。

图3 线路利用率分析

2.3 10 kV线路N-1校验

传统的线路N-1校验采用最大值叠加的方法，要对几百条线路的负荷最大值进行叠加，工作量非常大，而且由于最大值并不是在同一时刻出现，所以传统的N-1校验方法并不合理。采用PI系统的processbook客户端程序，虽然可以用趋势图直观地显示10 kV线路的负荷叠加并进行N-1校验，但是面对几百条10 kV线路仍然无法进行快速查询和筛选。

软件以每对10 kV联络线在同一时刻的电流之和是否超过10 kV线路的限额为衡量标准，进行线路的N-1校验。在配置文件中，根据网架的现状对每一对10 kV联络线路进行 “配对”及限额的设置，配置文件可以通过配网GIS系统导出，软件通过读取配置文件得到相关配对信息及限额，从而进行 “N-1”校验。对校验结果可以通过单击表头进行筛选。同时为了减少数据毛刺对校验结果的影响，引入 “不满足N-1校验的小时数”作为参考，极大地提高了10 kV线路N-1校验的准确性。

2.4 其它功能

（1）为了使用方便，软件还具有10 kV线路双重命名的查询定位功能，在众多10 kV线路中实现所要查询线路的快速定位。

（2）具有数据更新备份功能，对所有10 kV线路的负荷数据可随时更新并对相关的结果进行备份，同时提高了软件的运行速度。

（3）具有数据导出功能，将汇总分析的结果以EXCEL表格形式导出。

（4）具有免安装功能，只需拷贝程序文件夹到任何目录即可，方便使用。

3 实际效果及应用前景

10 kV线路负荷分析软件通过对全面掌握的各类实时历史数据的汇总分析，帮助配网管理人员迅速准确地做出决策，从而实现配网管理的智能化。目前已经成功应用于用户业务扩展工程的接入方案审查、中压配网的城网项目可行性研究、配网规划的现状分析等实际工作中，大大减轻了在10 kV线路负荷分析工作中的人工工作量，实现了对中压配网10 kV线路负荷的快速、准确查询，达到了用PI数据库进行辅助分析的预期效果。

随着用电现场管理系统中配变实时信息逐步接入PI实时系统，该软件可继续进行功能扩展，实现对10 kV配变负荷汇总分析排序的功能。通过开发配网单线图界面，还可使应用分析更加直观，更好地为配网规划提供辅助分析功能。

[1] 蒋建杰，沈根强.浅谈PI实时系统在配网运行管理中的应用[J].浙江电力，2006，25（6）：38-40.