配电网预警系统设计与实现

李新辉，王 成，王 晖，赵 亮

（1 国网四平供电公司，吉林 四平 136000 2：长春工程学院 ；3 国网吉林省电力有限公司，长春 130000）

配电网预警系统设计与实现

李新辉1，王 成1，王 晖2，赵 亮3

（1 国网四平供电公司，吉林 四平 136000 2：长春工程学院 ；3 国网吉林省电力有限公司，长春 130000）

针对配电网安全性及脆弱性问题，研究了配电网预警系统，首先对系统进行了需求分析和总体设计，设计功能主要包括预警控制功能、绘图功能、线路信息、指标优化功能、短路计算功能、潮流计算、监控分析功能等，最后使用VB语言、MATLAB软件和Microsoft Office Access数据库开发软件研发了此系统，为运行人员提供辅助决策。

配电网；安全性；预警系统

1 引言

近年来，国内外电力系统先后发生了多次重大停电事故，不仅造成了巨大的经济损失，同时也严重影响了人民的生活秩序。配电网是电力系统中的重要组成部分，但目前配电系统还是一个脆弱的系统，一旦发生大面积停电事故，后果是严重的，甚至是灾难性的。因此，为了防止大面积停电，提高电力系统的安全性和可靠性，有必要对城市配电网预警系统进行研究[1]。

城市配电网预警系统是一个复杂的软件系统，涉及到配电系统、数据库管理和信息通信等多个专业领域。本文对系统进行了需求分析、总体设计，最后研发了此系统，为运行人员提供辅助决策。

2 系统需求分析

系统需求分析是系统开发之前至关重要的步骤，它决定系统开发工作的成功与否，需求说明的任务是发现、规范的过程，有利于提高系统开发过程中的能见度，便于对系统开发过程中的控制与管理，便于采用系统工程的方法进行开发，提高系统的质量，便于开发人员、维护人员、管理人员之间的交流、协作，并作为工作成果的原始依据，并且向潜在用户传递系统功能、性能需求，使其能够判断该系统是否与自己的需求相关[2]。

在本系统的开发中，城市配电网结构复杂、线路繁多，要对配电网进行全面的实时控制是很难达到的，因此，城市配电网预警系统是以预防为主，将配电网中潜在的安全隐患预报给操作人员，使操作人员提前准备。通过对预警指标和预警模型的研究，以及对系统的实际应用分析，系统需要具备以下功能[3]：（1）能对预警指标集进行优化，剔除其指标集中的冗余指标；（2）可以对配电线路图进行绘制，为操作人员提供参照；（3）能根据提供的预警指标数据进行预警，并给出警度；（4）可将预警结果直观的展现给操作人员；（5）支持定时和手动执行的运行方式；（6）具有强大的查询功能，操作人员可以根据需要进行相应的查询；（7）提供外程序接口，方便以后的扩展。

同时，系统还需要具备可独立运行和高效运行的特点，加强系统的应用性和灵活性。

3 系统设计

配电网预警系统采用客户机/服务器（C/S）结构。系统通过对配电网脆弱性与安全性因素进行分析，全面考虑人、机、管理诸因索对评价结果的影响，建立预警指标体系，利用信息技术实现德惠线路运行监察的全面管理，对采集到的信息进行识别诊断，引入定性与定量相结合的预警模型，以评价配电网运行状况，据此进行警情的识别、诊断，辅助操作人员做出决策并采取相应的控制措施。

根据需求分析和系统的实际应用情况，系统的功能模块应有：指标优化、配电网线路、预警控制、线路信息、短路计算、潮流计算、监控分析、系统报表、决策库管理功能模块。

（1）预警控制功能模块 对预测数据进行警度分析后，警度需要用指示灯表现出来，让预警结果更直观的展现在运行人员的眼前。同时，运行人员想进一步了解各个节点的具体数据时，系统能提供具体数据查询功能。运行人员可以根据警度和具体数据对配电网未来运行趋势进行分析，并做出决策。（2）绘图功能 本系统具有自制的绘图功能，绘制配电网的每条线路，并对检测点进行标记，从而为操作人员提供监测网络的直观图。（3）线路信息 主要是给出配电网络的每条线路的连接情况。（4）指标优化功能模块 在初步建立的指标体系中，可能存在冗余指标，需要通过该功能对指标优化，从而选取具有代表性的指标进行预警。（5）短路计算功能 对配电网线路的短路节点进行计算。（6）潮流计算功能 潮流计算是用来计算配电网节点的相关电压、电流值。（7）监控分析 主要是对配电网的负荷曲线进行监测分析。（8）系统报表功能 可自动生成各类信息的统计分析报表，并能查询、打印报表。（9）决策库管理功能 在平常预警操作时，需要记录预警的具体情况，而且操作人员根据每天发的警情应该有详细的分析和记录，并把这些记录信息放入决策库中，为以后发生同样的案例做参考。同时，为以后采用案例推理法实现配电网预警提供可能。决策库有查看、添加、删除、打开数据库等功能。

4 系统实现

本系统进行五级警度，在预警信息界面对应五颜色的指示灯，让运行人员可以直观的了解配电网所处于的警度级别，如下表所示。

警度与指示灯对应表

在预警操作上，配电网的每个节点都有各自的警度灯，而且整个配网有一个综合的警度灯来代表整个网络的警度。同时设有提示框，如果某个的警度灯为红色时，则在提示框里将有“注意：节点X需要查看”提示，操作人员单击“节点X”就会显示出节点的具体数据。系统界面如下图所示，可以对配网进行准确的预警。

预警控制界面

5 结论

本文在系统分析基础之上，应用VB开发语言及ACCESS数据库技术，开发实现了配电网预警系统，系统可以为运行人员提供了城市配电网的警度，并可以对配电网警情进行统计分析。该系统的研究和实现可对电网调度的安全性起到相当的辅助决策作用，为提高配电网供电可靠性提供了可能。

[1]王月，王涛.电网安全预警与应急体系建设[J].电力安全技术，2007（12）：28-30.

[2]徐精求.配电网抗灾变形分析及大面积断电快速恢复：[博士学位论文[J].西安：西安科技大学，2008：13-15.

[3]杨强，徐武祥，蔡葆锐等.云南省调度安全预警系统的开发与设计[J].电力系统自动化，2005（24）：87-89.

[4]张瑚，向铁元，乐良才等.基于GSM技术的低电压配电网综合预警装置设计[J].电力科学与工程，2007（03）：55-57.

李新辉，男，工程师，吉林四平人，主要研究配电自动化。