基于PSD-BPA的计算数据管理软件开发

张家宁 杨斌 张玉跃 刘冬 牟颖

摘要：目前，社会用电需求持续增加，电网每年都有许多项目投产，相应的规划计算数据量不断增大，对于电网规划部门而言，需要及时更新计算数据，用于日常仿真分析。PSD-BPA由中国电科院引进二次开发，可以进行暂态稳定计算、电网潮流计算、短路计算等多种仿真计算，广泛应用于电力规划、设计等部门。BPA所使用计算的数据采用数据卡输入的方式，形式烦琐且难以管理。为此，开发了基于PSD-BPA的计算数据管理软件，使BPA的数据维护和管理更加高效、直观，全面提高了电网规划工作的效率。

关键词：PSD-BPA;数据管理;软件开发

1 PSD-BPA软件简介

PSD-BPA软件由中国电科院引进，通过二次开发，已成为满足我国大规模电力系统仿真计算要求的软件。该软件可以针对大规模交直流系统，进行暂态稳定计算或者潮流、短路计算。PSD-BPA的计算数据通过数据卡进行储存。

PSD-BPA通过其专用的控制语句，对潮流程序的输入、计算和输出内容进行设置，从而实现选择和改变控制功能、计算数据修改等;网络数据通常另存于潮流库文件中，由程序控制语句调用[1]，也可以紧跟在程序控制语句后面输入。

导入电网的潮流数据，在PSD环境中完成BPA模块的启动路径配置，就可以输出潮流计算结果。潮流计算结果的输出数据包括计算结果、自定义输出列表和分析报告表等。数据储存在固定列宽的数据卡中，当新增电力设备需要更新数据时，必须手动进行修改，工作量非常大。同时，对于数据中变电站所接带的负荷，在进行夏季大负荷、冬季大负荷等各类运行方式计算时，也需要进行修改，且容易遗漏[2]。

2 软件基本功能

本软件基于PSD-BPA平台，实现BPA的数据管理，主要功能包括：（1）开发数据接口，将目前以人工为主的数据管理方式纳入软件维护和管理中。（2）软件可以对BPA常用的潮流数据卡进行分析，形成各类BPA数据文件，包括潮流文件、短路和稳定文件。（3）分析潮流计算结果，并导出统计图表。将潮流计算结果输出到用户指定格式的表格中，其统计分析结果可辅助工作人员进行网架结构和运行方式的分析等。（4）软件能自动将数据导出为表格，用于后续分析。

3 软件架构

3.1    Excel平臺

本平台采用Excel管理输电线路、无功补偿装置、变压器等各类设备的相应计算数据，并将所需数据保存在数据库中。

3.2    计算分析平台

本平台通过搭建并整合数据接口、权限管理、数据校核等多种功能模块，可以实现数据分析和维护、BPA潮流计算等功能。

（1）数据接口。通过分析BPA的潮流数据卡，得出潮流数据和Excel数据的对应关系，进而实现两者之间的转换。本软件可以读取用户指定的BPA数据，与Excel数据库中的数据进行对比分析，生成新的BPA数据文件，节约了人工维护、修改计算数据的时间。

（2）权限管理。通过用户、日志和权限管理，一方面可以完成对本软件不同用户的管理，也可以在修改计算数据时，确认用户权限后才允许修改，从而有效防止各类用户的错误操作引起的数据错误，进而导致潮流不收敛或者计算结果出现错误。

（3）数据校核。本软件通过BPA，使用新生成的数据文件计算电网潮流，如果结果无误，则将计算结果进行解析，将解析为BPA潮流格式的结果和原BPA数据文件的潮流结果进行对比。如果所给的BPA数据文件潮流不能收敛，则进行数据筛查。

（4）数据管理和维护。可使用本软件直接对电网数据进行修改、更新，保证数据跟随电网实际变化情况同步更新，提高数据处理效率。

3.3    人机交互平台

本平台包含人机友好的用户界面、统计分析表格等可视化窗口。运行BPA潮流计算程序，并分析计算结果，输出统计图表，辅助专业人员对网架结构和运行方式进行分析。

4 软件应用

（1）用户登录。用户登录界面如图1所示，输入正确的用户名和密码即可登录。

（2）导入DAT文件。登录本软件主界面后，进入“数据管理”选项卡，点击界面左上角的“打开DAT”，可以选择需要导入的数据库或者DAT文件，完成数据库或者DAT文件的导入后，界面如图2所示。

（3）当用户把数据库或者DAT数据导入软件后，假如电网网架结构有所变化，本软件能够快捷、高效地完成BPA计算数据的修改，减轻了人工维护数据卡的工作量。BPA数据修改界面如图3所示。

图3中“数据修改”模块可以把BPA的DAT格式文件以数据表或文本形式展示给用户。在完成数据导入后，可将BPA数据在人机交互界面中显示出来，点击相应按钮，就可以快捷、高效地增加或者导出线路、变压器和母线节点的数据，减少了人员修改数据所需的时间，并且降低了出错概率。

（4）进行潮流计算。软件能够调用BPA模块进行潮流计算，计算结果通过表格的形式输出。

（5）短路电流计算。短路电流计算可以根据系统实际运行故障数据，结合系统故障仿真，实现对电网故障暂态数据的分析。通过精确计算故障清除时间，分析故障清理时间的趋势，找出故障单元，提高系统运行、规划的效率及可靠性。

（6）数据报表导出。数据可以通过数据库导出生成网页和xls格式的统计报表，也可以生成DAT文件。

5 结语

本文开发了基于PSD-BPA的计算数据管理软件，实现了电力系统计算数据的维护功能，可有效、快速地批量管理潮流数据，降低错漏概率，使得基于BPA仿真计算的电力系统规划和分析更加方便、快捷，有效减少了工作人员在电网规划设计中的计算仿真时间，极大地提高了工作效率。

[参考文献]

[1] PSD-BPA潮流和暂态稳定程序4.0版用户手册[Z].

[2] 易杨，常宝立，李力，等.PSD-BPA潮流计算数据卡的自动批量生成和修改[J].电力系统自动化，2013，37（10）：124-128.

收稿日期：2020-07-03

作者简介：张家宁（1992—），男，山东济南人，研究生，工程师，从事输电网规划、项目前期工作。