电力系统省地调一体化PAS系统的实现方法

摘要

本发明公开了一种电力系统省级调度机构与地区级调度机构PAS系统的一体化实现方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将省、地调电网模型进行拼接；2)利用集中式分析计算服务方式设置一体化PAS系统，即所述地调PAS系统不再进行建设和部署，所述一体化PAS系统同时具备省调PAS系统和地调PAS系统的全部功能，部署在省调服务器。一体化PAS系统包括前端应用层、应用服务层和模型服务层，省调、地调客户端连接到省调PAS应用服务层，本发明可以提高省、地两级调度中心网络分析计算的准确性与实用性，实现省调PAS系统和地调PAS系统的一体化。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网PAS系统，尤其是涉及一种省、地调一体化PAS系统的实现，属于电力系统调度技术领域。

背景技术

我国采用“统一管理、分级调度”的管理体制，各级调度中心仅对各自管辖范围内电网进行建模，各级调度的数据、图形及模型信息及无法共享的问题在很大程度上制约着各级调度中心网络分析计算的实际效果。对各地调而言，这一问题是造成传统意义上的PAS(电力系统高级应用软件)难以真正实用的主要原因之一。

在线外网等值方法近年来在部分省调得到工程实际应用，在一定程度上提升了地调网络分析计算的效果和应用水平，但鉴于外网等值方法本身所存在的局限性，这种方法总体看来仍有较大提升空间。

模型拼接技术在近年来的迅速发展与成熟应为解决这一问题开辟了新途径。利用这一技术实现省、地调的一体化PAS及DTS，符合电力调度体系“纵向贯通”趋势与方向，是对于近年来出现的多种网省地一体化应用研究的又一探索。

获取包含网省、地调模型的全模型在当前的技术条件下应不再是难题。全电网模型的形成，为PAS计算分析提供了更佳的基础数据源，也为实现省地两级调度的PAS计算功能的统一规划与统一管理提供了绝佳的数据平台。但是，在获取了全模型后，究竟采用什么样的一种方法来实现省地一体化的PAS和DTS，成为一个需要研究与思考的新问题。

为了表述方便，仍使用了传统概念上的“PAS”进行表述。实际上，近年来的高级应用软件早已突破了诸如状态估计、调度员潮流等传统PAS各模块的框架，在出现了不少新应用的同时，也出现了各种真正面向最终需求的综合应用，传统PAS各模块有被屏蔽和后台化的趋势。本发明中论述的内容，同样可以扩展到这些新的网络分析应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电网省、地调一体化PAS系统的实现方法，可以提高各级调度中心网络分析计算的实际效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电力系统省地调一体化PAS系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将省、地调电网模型进行拼接；

2)利用集中式分析计算服务方式设置一体化PAS系统，即所述地调PAS系统不再进行建设和部署，所述一体化PAS系统同时具备省调PAS系统和地调PAS系统的全部功能，部署在省调服务器，所述一体化PAS系统包括前端应用层、应用服务层和模型服务层，省调、地调客户端连接到省调PAS应用服务层，

所述前端应用层由客户端组成，省调、地调用户均通过客户端访问到应用服务层，进行相关PAS分析计算；

应用服务层负责监听客户端的请求，为其提供相应计算服务，同时从模型服务层获取PAS模型服务；

模型服务层用于为应用服务层提供支持其分析计算的电网模型、方式数据以及相关的图形。

前述的电网省地调一体化PAS系统的实现方法，其特征在于：所述应用服务层包括以下三个功能模块：

服务管理器：负责接收客户的远程连接请求，对用户进行身份校验，管理用户的权限，在预先设定的用户访问权限分配计算资源；

计算服务池：用于提供具体的计算服务，包括状态估计、调度员潮流、静态安全分析、短路电流计算、灵敏度分析；

PAS模型服务：是模型服务层提供的服务之一。

前述的电网省地调一体化PAS系统的实现方法，其特征在于：在所述步骤1)中，模型拼接系统从各个数据汇集模型数据，经过模型服务程序分析，进行合并更新最终形成全网模型。

本发明所达到有益效果：

本发明通过三种分析计算服务提供方法，可以提高各级调度中心网络分析计算的实际效果，实现省调PAS系统和地调PAS系统的一体化。

附图说明

图1为模型拼接方法示意图；

图2为集中分析计算服务结构示意图；

图3为两维模型信息示意图；

图4为集中的分析计算服务的动作序列图；

图5为分散分析计算服务结构示意图；

图6为综合式计算服务结构示意图；

图7为基于模型拼接的省地一体化PAS系统硬件部署示意图。

具体实施方式

图1为模型拼接方法示意图。模型拼接系统生成的全网详细模型依赖于空间上分层的各个数据源，包括有省调EMS系统核心模型，总调下发的电网220kV以上电压等级电网，电网各个地调EMS系统模型等。模型拼接系统从各个数据汇集模型数据，经过模型服务程序分析，进行合并更新最终形成全网模型。

图1中，分布式建模系统得到的拼接结果有多种表现形式，为达到实现基于模型拼接的省地一体化PAS系统的目的，本发明提出两种基础方法：一是集中的分析计算服务提供方法；二是分散的分析计算服务提供方法。两种方法各有优劣，对系统的管理、维护、使用也提出了不同的要求。

图1为集中分析计算服务结构示意图，所述集中式分析计算服务提供方法提供统一的分析计算服务，由省调统一管理和维护，并提供灵活的、具备权限管理的统一服务。PAS系统、模型拼接系统及相关分析计算服务均部署在省调，地调侧均不部署，省地调用户均使用部署在省调侧的PAS系统。系统基本架构分为三层，前端应用层、应用服务层和模型服务层，省调、地调用户在前端应用层使用客户端登陆系统，由应用服务层提供统一的PAS计算服务，计算所需的模型由模型服务层提供。

所述前端应用层由客户机组成，省调、地调用户均能够访问到计算服务资源，进行相关计算。前端应用层通过网络连接到应用服务层，可以完成用户登录，厂站图、系统潮流图、计算统计表格信息的显示，相关计算属性的设置和计算的启停。

所述应用服务层作为省地一体化PAS的核心环节，负责监听客户机的请求，为其提供相应服务。从逻辑上讲包括3个功能模块。①服务管理器：负责接收客户的远程连接请求，对用户进行身份校验，管理用户的权限，在预先设定的用户访问权限分配计算资源。服务管理层的核心是实现负载均衡，管理后台多个计算服务器所提供的计算资源池，在考虑服务器的CPU使用率，内存使用率，网络带宽等一系列因素情况下，将客户端连接到指定服务上，这样能够有效的提高计算资源的应用率，对于云南电网而言，众多的使用用户情况下，可以有效配置服务器资源，在一定的硬件投资条件下满足多用户并发使用，减少资源浪费。②计算服务池：用于提供具体的计算服务，如状态估计、调度员潮流、静态安全分析、短路电流计算、灵敏度分析等等。服务创建在后台服务器上，初始启动后会自动建立一定数目的资源。服务池接收服务管理器的统一调度，每个计算服务均能标识其可用状态。每当有新的用户登录，服务管理器会把空闲的服务分配给用户。当用户退出系统或者长时间没有使用计算服务，服务管理器将回收计算服务资源，将其标识为空闲，放置到可分配资源中。如果用户数超过了当前计算服务池能够提供的计算服务，服务管理器将自动创建出新的服务并分配给用户，保证系统具有足够的伸缩性满足不同时刻不同分析计算的需求量。③PAS模型服务：是模型服务层提供的服务之一。

所述模型服务层用于为各应用提供可计算的电网模型、方式数据以及相关的图形。在模型拼接中实现了总调下发的电网模型，省调核心电网模型和各地调电网模型的汇集和实时拼接。模型是广义的概念，包括有电网物理模型、运行方式和图形；从时间维度而言，系统经过长时间运行，可形成历史、实时模型数据，如果需要的话也能够包括未来电网的模型；从空间维度而言，模型有省电网模型、各地调电网模型；可以有灵活的机制为计算提供研究的数据。模型可提供给省地一体化的PAS、一体化DTS系统，而且能够与BPA动态设备的控制模型相结合提供给方式进行电网运行方式的研究、校核。从一体化PAS系统来说，可以从模型服务层获取所需的模型。从PAS对模型的利用上可分为多种，能够在时间维、空间维进行定义。例如省调用户可以使用实时的全省电网模型，进行静态安全分析，校验当前断面条件下系统的安全性；地调用户能够提取本地调模型和省调模型，也可以直接使用全网模型，进行设备开断计算、合环操作前计算等。图3为模型服务提供的时空两维模型数据的示意图。计算服务a使用了未来的省调模型进行研究；计算服务b则使用了实时的全网模型；而服务c使用了历史的地调模型进行分析研究。

从信息流上，省、地调客户端连接到省调PAS计算服务管理器，管理器在完成用户身份和权限的校验后，根据当前计算服务池情况为其分配合适的计算资源；客户端用户可定义计算属性(模型信息)，计算服务通过本层的模型访问接口从模型服务层得到需要的电网物理模型、运行方式和相关图形信息，最终作好开始计算的数据准备。用户能够在此基础上对电网方式进行调整，启动计算，所有操作均提交给计算服务，有计算服务响应操作并返回计算结果，这样用户就能够通过客户端得到所需的计算结果。图4为集中的分析计算服务的动作序列图。

图5为分散分析计算服务结构示意图，所述分散式分析计算服务提供方法，省调部署有PAS系统、相关分析计算服务及模型拼接系统，地调侧部署有PAS系统，无模型拼接系统及相关分析计算服务。在这种方法下，省调PAS系统不向地调用户开放，即地调用户不能够使用省调PAS系统，但可以获得省调拼接形成的时空两维模型。在进行模型拼接时，省调需要导出省调核心模型，地调需要导出地调核心模型并上传至省调，汇集到部署在省调的模型拼接系统上实现全网模型的拼接。在省调、地调均部署有模型拼接系统的客户端，省调和地调用户均通过该客户端获得上文所述时空两维模型。省调PAS系统在所获得的两维模型的基础上对外提供相关分析计算服务，地调PAS系统利用所获得的两维模型进行PAS计算分析。由于地调没有部署相关分析计算服务的提供功能，地调侧PAS系统没有对外提供相关分析计算服务的能力。

下面对两种方法优缺点进行比较：

集中计算服务方法和分散计算服务方法主要区别在于服务提供方式是集中在省调侧提供的还是分散到各调度中心提供的。两种方法在经济性和安全性上各具优劣，表1为两种方法优劣性比较表。

表1

实际上，相比较安全性和经济性，系统建成后采用何种运维模式成了在实际操作时需考虑的更为重要的问题。集中式服务从总体看来需要的人力成本和物理成本较少，维护难度较小，长远看来是趋势和方向。但在目前各方面条件下，也将产生如下难题：一是全网的省、地调PAS系统运行维护压力全部转加到了省调侧，工作量骤增，但对应人力资源由于各种原因往往难以配套，系统运维难以保证；二是地调侧长期脱离PAS运维工作，会在一定程度上造成对省调侧系统依赖，并限制地调人员的应用软件运维与应用水平的提高。

目前看来，更具操作性的是另外一种综合式的计算服务方法，即集中式和分散式计算服务都提供并相互统一的方法。对地调侧而言，其是一种在模型拼接成果共享的基础上，以地调侧PAS的应用与运维为主，以省调侧PAS为辅助参考的一种应用与运维方法。从趋势上讲，综合式的计算服务是一种过渡方法，由其过渡到集中式计算服务是发展方向，但在目前各方面条件下，其具有更好的操作性和更强的生命力。

图6为综合式计算服务结构示意图，所述综合式分析服务提供方法结合前述的集中的分析计算服务方法和分散的分析计算服务方法，构建既统一又分布的省地PAS一体化系统，促进省、地调计算分析水平的协调发展。在这种方法下，省调和地调均部署有PAS系统、相关分析计算服务及模型拼接系统。在这种方法下，地调侧用户既可以选择登录到省调PAS系统使用相关分析计算服务，也可以选择在本地完成模型拼接，直接在地调PAS系统上使用相关分析计算服务。具体来说，省调会建设有计算服务池，为省调用户和地调用户提供可定制模型的分析服务。地调也建设本地计算服务提供给地调用户，对地调用户而言具有更多选择，可以通过客户端连接省调的计算服务池来获取由省调统一提供的计算服务，也可连接本地计算服务进行分析计算。无论是远程服务还是本地服务，均可为地调提供服务，从地调日常使用角度来看，两服务可以互为备用，也能够用于本地服务计算结果的比对，促进地调分析计算服务的完善。

图7为基于模型拼接的省地一体化PAS系统硬件部署示意图，示意了在综合式分析服务提供方法下，省地调的硬件部署方法。按照电力系统安全防护的要求和实际实用需求，模型拼接系统和PAS系统放置在I区。

以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方法，均落在本发明的保护范围之内。