基于BPA数据的黑启动决策支持系统数据准备方法

摘要

一种基于BPA数据的黑启动决策支持系统数据准备方法，包括：创建名称关系对照表；读取和解析BPA潮流文件，创建设备级类实体；根据名称关系对照表创建厂站类实体；将名称关系对照表的数据整合到设备级类实体；将设备级类实体添加到其所属的厂站类实体；读取和解析BPA稳定文件，创建设备级补充类实体；将设备级补充类实体的数据整合到设备级类实体。本发明从BPA数据文件中提取数据，并且引入名称关系对照表，经过数据整合构建黑启动系统的模型数据，解决了BPA数据源无法应用到黑启动系统的技术问题，简化了黑启动系统的电网数据准备工作，减少了调度员手工输入电网数据的工作量，避免了数据输入的错漏情况，提高了黑启动系统的使用效率。

说明书

技术领域

本发明涉及电力网络故障恢复处理技术领域，具体来说是基于BPA数据的黑启动决策支持系统数据准备方法。 

背景技术

黑启动是指整个电力系统因故障停运后，系统全部停电，处于全“黑”状态，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复。黑启动决策支持系统是一种能够辅助调度员制定黑启动方案的计算机软件。BPA软件是我国电力系统规划、调度、生产运行及科研部门广泛应用的一种分析计算软件，从美国BPA公司引进并在其基础上开发形成中国版BPA电力系统分析软件。 

黑启动决策支持系统依赖于大量电网计算数据，特别是针对大网络的恢复问题，调度员将电网的所有运行参数输入到黑启动决策支持系统里是一项非常繁杂且耗时的数据准备工作。由于电网的运行方式每年（或季度）都在改变，黑启动决策支持系统需根据输入不同的运行方式产生相应的黑启动方案，所以新的运行方式里的大量数据需要重新输入，造成了调度员在使用黑启动决策支持系统进行计算之前将耗费大量精力投入到电网数据准备工作中。调度员在使用该系统时人工输入整个电网数据的工程量非常巨大，不仅耗费时间长，而且容易造成数据输入的错漏情况。 

国家电力公司电力科学研究院从美国BPA公司引进并在其基础上开发形成的中国版BPA电力系统分析软件，目前已在我国电力系统规划、调度、生产运行及科研部门得到广泛应用。电网公司按年（或季度）编制运行方式，依据BPA分析软件进行仿真计算，其电网运行方式的大量计算数据及设备参数已包含在BPA输入数据文件中。 

目前国内外还没有相关技术实现将BPA数据源应用于黑启动决策支持系统。 

发明内容

本发明的目的是提供一种基于BPA数据的黑启动决策支持系统数据准备方法。 

实现本发明目的的技术方案如下：一种基于BPA数据的黑启动决策支持系统数据准备方法，包括： 

创建名称关系对照表；

读取和解析BPA潮流文件，创建设备级类实体；

根据名称关系对照表创建厂站类实体；

将名称关系对照表的数据整合到设备级类实体；

将设备级类实体添加到其所属的厂站类实体；

读取和解析BPA稳定文件，创建设备级补充类实体；

将设备级补充类实体的数据整合到设备级类实体。

上述技术方案中，所述读取和解析BPA潮流文件，创建设备级类实体，包括： 

读取BPA潮流文件；

逐行读出数据，识别卡片类型，获取有效卡片；

按照卡片格式切分字符串，得到卡片数据；

根据卡片类型生成设备级类实体，将卡片数据写入设备级类实体的对应数据字段。

上述获取的有效卡片中，有效卡片包括B卡、BQ卡、L卡、T卡和L+卡。 

上述将名称关系对照表的数据整合到设备级类实体，包括： 

根据名称关系对照表中的设备编号字段逐一查找对应的设备级类实体；

将名称关系对照表的数据补充到所述设备级类实体。

上述读取和解析BPA稳定文件，创建设备级补充类实体，包括： 

读取BPA稳定文件；

逐行读出数据，识别卡片类型，获取有效卡片；

按照卡片格式切分字符串，得到卡片数据；

根据卡片类型生成设备级补充类实体，将卡片数据写入设备级补充类实体的对应数据字段。

上述获取有效卡片中，有效卡片包括L0卡和M卡。 

上述将设备级补充类实体的数据整合到设备级类实体，包括： 

逐一提取设备级补充类实体，根据其中的设备编号字段逐一查找对应的设备级类实体；

将设备级补充类实体的数据补充到设备级类实体。

本发明解决的技术问题和取得的有益效果是：从BPA潮流文件和稳定文件中批量提取数据，并且引入名称关系对照表，经过数据整合构建黑启动决策支持系统的模型数据，从而解决了BPA数据源无法应用到黑启动决策支持系统的技术问题，简化了黑启动决策支持系统的电网数据准备工作，减少了调度员手工输入电网数据的工作量，避免了数据输入的错漏情况，提高了黑启动决策支持系统的使用效率。 

附图说明

图1是本发明的流程图。 

图2示出了名称关系对照表的数据格式。 

图3是名称关系对照表数据文件实例。 

图4示出了BPA潮流文件中B卡及BQ卡的数据格式。 

图5示出了BPA潮流文件中L卡的数据格式。 

图6示出了BPA潮流文件中T卡的数据格式。 

图7示出了BPA潮流文件中L+卡的数据格式。 

图8示出了BPA稳定文件中L0卡的数据格式。 

图9示出了BPA稳定文件中M卡的数据格式。 

具体实施方式

本发明的基本原理是： 

1、根据本发明所设计的名称关系对照表格式，由调度员创建并日常维护名称关系对照表，根据读入的名称关系对照表补入BPA数据文件中不包含的参数到设备级类实体中，包括设备中文名称、设备所属厂站及其厂站类型，同时根据名称关系对照表生成厂站类实体，为厂站类实体的包含的设备列表字段添加其所包含的设备级类实体。

2、读取BPA潮流数据文件，解析其中数据项，将5种重要卡片（B卡、BQ卡、T卡、L卡、L+卡）转换成算法模型数据，生成相应的设备级类实体。 

3、读取BPA稳定数据文件，解析其中数据项，将2种重要卡片（L0卡、M卡）转换成算法模型数据，生成相应的设备级补充类实体，根据其设备编号字段逐一查找对应的设备级类实体，将其数据整合到设备级类实体。 

下面结合附图对本发明作进一步的说明。 

步骤一：创建名称关系对照表。名称关系对照表是本发明设计的一种自定义格式txt文本文件，运行人员按要求填写设备信息。名称关系对照表的格式如图2所示：Lplus、BQ、T、L、B代表五种设备类型标识，“相连设备名称”是BPA中对应设备的端节点名称，“设备名称”指BPA中母线节点名称，电压是BPA中设备的节点电压，“回路号”指BPA中对应设备的回路号，第一个“*”号之前出现的字符串代表设备编号，由此可保证每个设备编号的唯一性；“设备中文名称”是运行人员根据日常经验添加的中文名，对于BQ、T、B三种类型的设备，还需要运行人员根据电网实际情况添加所属厂、站的名称及类型。名称关系对照表第一次创建之后，可以重复使用，运行人员只需要根据电网实际情况进行维护，包括修改、添加和删除数据等。图3示出了一个名称关系对照表TXT数据文件的实例。 

步骤二：读取和解析BPA潮流文件，创建设备级类实体。BPA中数据以数据卡片的形式表示，电网中一个设备的数据根据其所属卡片按要求在指定位置填写相应数据。将数据从BPA潮流文件中逐行读出，根据前两位识别所读取的数据所属的卡片类型。本发明使用的数据卡包括B卡、BQ卡、L卡、T卡、L+卡（如图4至图7）。当遇到不可识别的卡片类型，数据被抛弃，读取下一行。当遇到有效卡片，则按照卡片格式切分字符串，得到卡片数据，并且根据卡片类型生成相应的设备级类实体，再将卡片数据写入到设备级类实体的对应数据字段。 

步骤三：根据名称关系对照表创建厂站类实体。读取名称关系对照表，将读进来的数据行进行逐一处理，根据厂站信息创建厂站类实体。虽然在名称关系对照表中，相同的厂站重复出现，但是厂站类实体创建过程中，需判断该厂站实体是否已经创建，如果已创建则跳过，保证每个厂站只创建一个实体。 

步骤四：将名称关系对照表的数据整合到设备级类实体。根据名称关系对照表中的设备编号字段逐一查找对应的设备级类实体，为设备级类实体插入设备中文名称，并标记设备级类实体所属厂站和厂站类型（线路、高抗除外）。 

步骤五：将设备级类实体添加到其所属的厂站类实体。遍历所有已创建的设备级类实体（线路、高抗除外），根据它们的所属厂站信息，将其添加到相应厂站类实体中的包含的设备列表里。 

步骤六：读取和解析BPA稳定文件，创建设备级补充类实体。将数据从BPA稳定文件中逐行读出，根据前两位识别所读取的数据所属卡片类型。本发明使用的数据卡包括L0卡和M卡（如图8、图9）。当遇到不可识别的卡片类型，数据被抛弃，读取下一行。当遇到有效卡片，则按照卡片格式切分字符串，得到卡片数据，并且根据卡片类型生成相应的设备级补充类实体，再将卡片数据写入到设备级补充类实体的对应数据字段。 

步骤七：将设备级补充类实体的数据整合到设备级类实体。将已创建的设备级补充类实体逐个提取出来，以设备编号为关键字，通过遍历搜索设备编号相同的设备级类实体。如果搜索到匹配项目，则将设备级补充类实体中的数据（线路补充类实体的零序电抗、零序电纳、零序电导、零序电阻等；发电机补充类实体的直轴同步电抗、直轴暂态电抗、交轴同步电抗、交轴暂态电抗、转子漏抗、定子漏抗等）写入到设备级类实体中的对应数据字段，进行数据补充；如未搜索到匹配项目则抛弃数据。 

通过以上步骤，最终得到了厂站类实体的数据和设备级类实体的数据，作为黑启动决策支持系统相关算法调用的模型数据。 

本发明使用的数据类如下所示： 

（1）设备级类：

母线类BClass

{

设备名称

设备编号

所属厂站

带电属性

节点

节点电压

有功负荷

无功负荷

母线允许最大电压

母线允许最小电压

此母线所在厂站一级有功负荷

此母线所在厂站二级有功负荷

此母线所在厂站特级有功负荷

给定容量项目，用于50万母线做电源时候启动

}

发电机类BQClass

{

设备名称

设备编号

所属厂站

带电属性

节点

节点电压

有功负荷

无功负荷

有功负荷

无功负荷

最大电压

最小电压

最大有功

实际有功

最大无功

最小无功

直轴同步电抗

直轴暂态电抗

交轴同步电抗

交轴暂态电抗

转子漏抗

定子漏抗

容量

发电机机组类型

辅机部分1

辅机部分2

辅机部分3

辅机部分4

辅机部分5

}

变压器类TClass

{

设备名称

设备编号

所属厂站

带电属性

节点1

节点2

节点1电压

节点2电压

回路号

电抗

电阻

电纳

电导

容量

抽头1

抽头2

}

线路类LClass

{

设备名称

设备编号

带电属性

节点1

节点2

节点1电压

节点2电压

回路号

电抗

电阻

电纳

电导

零序电抗

零序电纳

零序电导

零序电阻

长度

额定电流

}

高抗类LplusClass

{

设备名称

设备编号

带电属性

节点1

节点2

节点1电压

节点2电压

回路号

电抗器前侧容量

电抗器后侧容量

}

（2）设备级补充类：

发电机补充类BQ2Class

{

设备名称

设备编号

节点

直轴同步电抗

直轴暂态电抗

交轴同步电抗

交轴暂态电抗

转子漏抗

定子漏抗

}

线路补充类L2Class

{

设备名称

设备编号

节点1

节点2

零序电抗

零序电纳

零序电导

零序电阻

}

（3）厂站类：厂站类是对现实中的电厂或者电站抽象产生的类，其作用是集合设备类。设备类实体根据其所属电厂或电站信息被划入到一个厂站类实体的包含的设备列表中。

厂站类StationClass 

{

厂站名称

厂站类型

带电属性

分区标志

包含的设备列表

相连的厂站列表

}。