海南电网全景潮流图自动成图研究及应用

姜 文 宋丽珠 吴清玉 顾礼斌 许良斐 刘 悦

（1、海南电网有限责任公司，海南 海口570000 2、北京四方继保股份有限公司，北京100000）

全景潮流图作为大型电网调控中心常用智能化调度工具，能够准确反映大电网潮流流向和设备运行状态，在宏观分析电网运行态势方面、辅助调度员决策、提高系统调控水平等方面的作用越来越明显。海南电网以智能化、可视化为目标，基于自动成图技术，开展基于地市一体化的电网全景潮流图研究和建设，为电网调度员提供良好的辅助决策功能。

1 自动成图技术在南方电网应用情况

最早的自动成图技术起源于大规模电路设计的布线算法，以连接线最短、交叉最少、分布最均匀作为优化目标，构建优化算法进行求解。多种算法被引入到该问题研究中，包括遗传算法[1]、模拟退火算法[2]等。自动成图技术除了要满足连接线最短、交叉最少、分布最均匀等技术问题，还需要能够基于CIM 实现与现有调控系统无缝链接、兼顾地理位置等要求[3-5]。

自动成图技术于2015 年开始在总调110kV 模型拼接系统上进行推广应用，实现全自动生成35kV 以上的全电压等级的电网潮流图、厂站接线图。2016 年起自动成图技术被纳入OS2标准规范中，成为南方电网公司重点推广科技成果，并继续在南方电网总调OCS（运行控制系统）、POC（电网运行驾驶舱）应用，并根据电力监控不同应用场景需求，发展出全景式调度视图、主题式调度视图、预防式调度视图等。

2 省地一体化厂站全景潮流图自动成图

2.1 海南电网总体特征

海南电网主网架为220kV 的环岛环网，包含35kV 及以上变电站300 余座。电网主要电源位于海岛西侧，负荷集中在海岛南北两侧，整体潮流分布呈由西向南和由西向北的流向。

2.2 自动成图总体流程

海南省地一体化备用调度系统（D5000）于2018 年投运，部署于三亚，已接入超过300 个35kV 及以上变电站数据。采用备调系统一方面可以减少对主调的影响，另一方面可以合理利用备调资源，有效验证成图技术的可行性。电网运行全景视图自动生成系统从海南省地一体化备调系统获取需要成图的电网CIM模型，从GIS 系统获取厂站坐标文件，通过拓扑分析建立厂站与厂站之间的电气连接关系及位置关系，在成图工作站自动生成满足地理相对位置的地理潮流图及对应的厂站接线图，通过SVG 文件导入海南省地一体化备调系统应用，如图1 所示。

图1 电网运行全景视图自动生成系统流程

2.3 厂站细节展示

常规调度潮流图中对变电站内部的细节如母线分裂情况表达不够充分。本文提出对厂站细节进行改进，展现更多细节，提高可视化效率。2.3.1 按地理位置排布进出线。依据地理位置对进出线末端延圆周均匀排布，不同电压等级线路以不同颜色画面区分。2.3.2 按电压等级划分内部区域。按照电压等级由高到低，从内到外分片，500kV、220kV、110kV 对应橙色、浅蓝、浅绿圆圈域；2.3.3 排布站内电气结构。同一电压等级内，对母线按照实时计算的电气连通关系分组，每组对应圆圈内的一段圆弧，再根据进出线分布的弧度排序，短的在内，长的在外。同时从母线到线端之间补充连接线（同色），母线和连接线之间交点要形成焊点标识对应进出线开关；2.3.4 组合形成潮流图。将全部电压等级叠加形成完整潮流图。

图2 厂站图多电压等级叠加显示

3 潮流动态更新

自动成图系统从海南省地一体化备调系统获取电网CIM模型、厂站增量文件，电网GIS 系统获取厂站坐标文件，在成图工作站自动生成地理潮流图、厂站接线图等，再转换成标准SVG 文件导入备调系统。

4 应用成效

海南电网实现了海南地区约350 个厂站的潮流图、厂站图自动成图应用，充分利用省地一体化备调系统资源，通过图模的自动上传下载交互，自动生成潮流图SVG 文件，并导入海南省地一体化备调系统应用。其中海南中调主网地理潮流图如图3 所示，对厂站表现方式进行扩展后，效果如图4 所示。通过本文提出的扩展方法，可以有效展现变电站内部细节，赋予潮流图更丰富的信息，更好地为调度员提供辅助决策支持。

图3 海南中调主网地理潮流图

图4 厂站细节扩展展示结果

5 结论

本文研究了海南电网省地一体化厂站全景潮流图自动成图方法，研发形成的自动化软件能够为海南电网调控提供良好的智能化、可视化辅助决策工具，具有良好的应用价值和推广价值。