一种电网模型拼接方法和系统与流程

1.本技术涉及电网计算技术领域，具体涉及一种电网模型拼接方法和系统。


背景技术：

2.随着特高压交直流混联大电网快速形成以及现代化生产对电能质量的要求日益严格，电力系统的运行和控制变得越来越复杂。智能电网调度控制系统的网络分析应用的计算结果准确性直接影响电网运行控制和安全水平。
3.目前电网领域内主要以特高压电网为主网架，不同区域电网之间紧密互联，各区域电网模型只包含本区域内直调厂站模型，在缺少相邻区域电网模型的情况下势必会影响到计算结果的准确性，为提升调控人员驾驭大电网的能力，提供数据准确的电网模型尤为重要。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的实施例致力于提供一种电网模型拼接方法和系统，以解决现有技术中不同区域电网模型缺少相邻区域电网模型而导致的计算结果不够准确的问题。
5.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种电网模型拼接方法，包括：
6.获取设定地理范围内的所有区域的电网模型和状态估计断面数据，以及，获取本地所属区域电网模型的数据；
7.根据所述所有区域的电网模型与所述本地所属区域电网模型之间拓扑结构的紧密程度，对所有区域的电网模型进行裁剪，保留与所述本地所属区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的电网模型；
8.将上述裁剪后的电网模型与本地所属区域的电网模型进行拼接，得到拼接模型；
9.对所述拼接模型进行测试，在所述拼接模型的测试结果可用的情况下，将所述拼接模型以服务化方式对外提供。
10.在一实施例中，根据所述所有区域的电网模型与所述本地所属区域电网模型之间拓扑结构的紧密程度，对所有区域的电网模型进行裁剪，包括：
11.将所有区域的电网模型中，与本地所属区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的500kv及以上的厂站模型进行裁剪；
12.将本地所属区域电网模型中220kv及以上的厂站模型进行裁剪。
13.在一实施例中，所述拼接模型以protobuf协议二进制数据流的形式进行保存。
14.在一实施例中，对所述拼接模型进行测试，包括：
15.对裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网模型进行量测映射，并对所述拼接模型进行状态估计计算。
16.在一实施例中，对裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网模型进行量测映射，包括：
17.通过解析所有区域的电网状态估计断面数据对所述裁剪后的所有区域的电网模
型进行量测映射；
18.通过读取数据采集与监视控制系统对本地所属区域电网实时采集到的数据，对本地所属区域电网模型进行量测映射。
19.在一实施例中，对所述拼接模型进行状态估计计算，包括：
20.确定对所述拼接模型进行状态估计计算的计算结果的收敛状态：
21.若状态估计计算的计算结果发散，则停止计算；
22.若状态估计计算的计算结果收敛，则保存当前结果为历史断面。
23.根据本技术实施例的另一个方面，提供了一种电网模型拼接系统，包括：
24.裁剪模块，根据所述所有区域的电网模型与所述本地所属区域电网模型之间拓扑结构的紧密程度，对所有区域的电网模型进行裁剪，保留与所述本地所属区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的电网模型；
25.拼接模块，将上述裁剪后的电网模型与本地所属区域的电网模型进行拼接，得到拼接模型；
26.测试模块，对所述拼接模型进行测试，在所述拼接模型的测试结果可用的情况下，将所述拼接模型以服务化方式对外提供。
27.可选的，所述裁剪模块根据所述所有区域的电网模型与所述本地所属区域电网模型之间拓扑结构的紧密程度，对所有区域的电网模型进行裁剪，包括：
28.对所有区域的电网模型进行裁剪时，将所有区域的电网模型中与本地所属区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的500kv及以上的厂站模型进行裁剪；
29.将本地所属区域电网模型中220kv及以上的厂站模型进行裁剪。
30.可选的，所述测试模块对所述拼接模型进行测试，包括：
31.对裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网模型进行量测映射，并对所述拼接模型进行状态估计计算。
32.可选的，对裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网模型进行量测映射，包括：
33.通过解析所有区域的电网状态估计断面数据对所述裁剪后的所有区域的电网模型进行量测映射；
34.通过读取数据采集与监视控制系统对本地所属区域电网实时采集到的数据，对本地所属区域电网模型进行量测映射；
35.对所述拼接模型进行状态估计计算，包括：
36.确定对所述拼接模型进行状态估计计算的计算结果的收敛状态：
37.若状态估计计算的计算结果发散，则停止计算；
38.若状态估计计算的计算结果收敛，则保存当前结果为历史断面。
39.根据本技术提供的电网模型拼接方法和系统，通过对设定地理范围内的所有区域的电网模型进行裁剪，并与本地所属区域电网模型进行拼接，丰富了本地电网模型的状态数据，拼接后的电网模型结构更加完整，得到的数据更加准确。采用本技术的技术方案，得到的更完整的电网模型，提供了计算结果更加准确的数据，提升相关电网模型的计算结果准确性的同时也提升了调控人员驾驭大电网的能力，保证电网的安全稳定运行。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
41.图1为本技术一实施例所提供的一种电网模型拼接方法的流程示意图。
42.图2为本技术另一实施例所提供的一种电网模型拼接系统的示意图。
具体实施方式
43.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.示例性方法
45.本技术实施例提出一种电网模型拼接方法，该方法应用于电网拼接技术等领域。图1是本技术实施例提供的一种电网模型拼接方法的流程示意图。如图1所示，在本实施例中，提出的电网模型拼接方法包括：
46.s101、获取设定地理范围内所有区域的电网模型和状态估计断面数据以及获取本地所属区域电网模型的数据。
47.可选的，所述设定地理范围内的所有区域中的设定地理范围可以为全国或是某个地区比如华北地区、东北地区等，相应的设定地理范围内的所有区域可以指全国内的所有省份或是全省内的所有城市；所述本地所属区域可以是某个省或者某个市的区域；所述的电网模型指的是可以表征不同区域的电网分布情况及电网关联线路和数据分布的模型图，另外，所述的状态估计断面数据是经过电网数据分析平台开展状态估计计算后产生的状态估计计算结果数据，同时包含符合获取标准的厂站模型信息和量测信息。
48.本步骤中，在对设定地理范围内所有区域的状态估计断面数据的获取时，时间间隔为每5分钟获取一次，本实施例中在对电网模型获取时主要利用了本地所属区域中的电网分析应用平台，也就是本省或者本市自用的电网分析应用。在获取本地所属区域电网模型的数据时，会获取符合标准的厂站信息和量测信息，为后面的模型拼接做准备，另外，所述状态估计断面数据的获取可为静态安全分析和调度员潮流提供基态潮流信息。
49.在上述步骤s101中，获取到的设定地理范围内所有区域的电网模型和状态估计断面数据,采用protobuf协议二进制数据流的形式进行保存。
50.s102、根据所有区域电网模型与本地所属区域电网模型间拓扑结构的紧密程度，对所有区域的电网模型进行裁剪。
51.上述所说的拓扑结构一般指在网络中各种节点与节点之间的相互关系，在本实施例中的拓扑结构表示的就是不同区域内电网模型之间的关联关系。上述步骤在进行裁剪时，要以所有区域电网模型与本地所属区域电网模型的拓扑结构紧密程度为依据，设定一个可以表征紧密程度的关联度阈值，在进行裁剪之前，将获取到的所有区域电网模型的二进制数据进行解析，接下来，以网间联络线为边界，对所有区域的电网模型中，与本地所属
区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的500kv及以上的厂站模型进行裁剪。
52.另外，需要对本地所属区域的电网模型进行裁剪，基于本地所属区域模型在进行数据获取时的便易特性，可对本地所属区域内的电网模型数据进行实时获取，在裁剪时，将本地所属区域电网模型中220kv及以上的厂站模型进行裁剪。
53.s103、将裁剪后的电网模型与本地所属区域的电网模型进行拼接，得到拼接模型。
54.具体的，在对裁剪后的模型进行拼接时，本实施例中主要利用了本地所属区域中的分析应用平台，以本地所属区域电网模型的500kv和1000kv厂站边界线路为边界，对裁剪后的设定地理范围中所有区域电网模型和本地所属区域的电网模型进行拼接，再利用本地所属区域中的分析应用平台对拼接后的模型进行二进制文件解析，并生成拼接模型的protobuf协议二进制数据。本实施例中拼接后的模型主要信息及属性描述如表1所示：
55.表1
56.57.58.59.60.61.62.[0063][0064]
s104、对拼接模型进行测试，在测试结果可用的情况下，将拼接模型以服务化方式对外提供。
[0065]
具体的，本实施例中对拼接模型的测试主要包括：对裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网模型进行量测映射，并对所述拼接模型进行状态估计计算。
[0066]
其中，在对模型进行量测映射时，由于设定地理范围内所有区域的电网模型和本地所属区域的电网模型的数据来源不同，所以，在本步骤的实施例中，分别对上述的所有区域电网模型和本地所属区域的电网模型进行量测映射操作，以便使数据的计算结果准确度更高。
[0067]
在对所有区域的电网模型进行量测映射时，主要利用了本地所属区域中的分析应用平台，对所有区域的电网的状态估计断面数据进行解析来完成该部分电网模型的量测映射。其中，量测数据包括量测信息和状态量信息，所述量测信息包括厂站的电压、电流、有功和无功信息，所述状态量信息包括开关和刀闸信息。
[0068]
另外，在对本地所属区域的电网模型进行量测映射时，主要是通过读取数据采集与监视控制系统对本地所属区域电网实时采集到的数据，来完成本地所属区域电网模型的量测映射，同样的，对本地所属区域进行量测映射时，量测数据包括了量测信息和状态量信息，所述量测信息包括厂站的电压、电流、有功和无功信息，所述状态量信息包括开关和刀闸信息。
[0069]
进一步的，对拼接模型的测试中还包括对所述拼接模型进行状态估计计算，在进行状态估计计算的过程中，主要是对所述拼接模型的状态估计计算结果的收敛状态进行分析，通过对数据计算结果的收敛状态的判断，同时结合数据计算结果的合格率，判断拼接模型的状态估计计算结果的综合可用性。
[0070]
其中，关于收敛状态的结果主要分为两种，若状态估计计算的计算结果发散，则停止计算；若状态估计计算的计算结果收敛，则保存当前结果为历史断面。
[0071]
当状态估计计算结果发散时，说明此时的拼接模型中的有益数据较少，无法为电网模型的分析应用提供有效数据，因此，当计算结果发散时，停止状态估计计算；当状态估计计算结果收敛时，说明此时的电网模型经过状态估计计算的结果可用，因此，计算结果收敛状态下的电网模型中的断面数据可靠性较高，可以为本地所属区域中的分析应用平台提供更加精准的电网模型和断面数据，提高了计算结果的准确性，所以在该步骤中，本地所属区域分析应用平台会对状态估计计算结果为收敛的数据进行保存，将其视为当前电网模型的断面数据，并以服务化方式对外提供。
[0072]
进一步的，经过量测映射操作，同时状态估计计算结果为收敛状态的拼接模型，可
以满足对外提供服务的要求。将符合要求的拼接模型进行封装后，以服务化的方式对外提供可用拼接模型，本实施例中该模型服务还可为在线安全分析、自动电压控制等应用提供电网模型和断面数据。
[0073]
为更好理解本实施例提出的电网模型拼接方法，以河北南部电网为例，总体流程包括：河北省调网络分析应用以服务化方式通过广域服总线从国分调控云平台华东站点分别获取全国电网模型和全国状态估计断面数据，读取新一代调度技术支持系统平台实时库厂站设备信息获取省内的电网模型数据；省调网络分析应用分别对省内电网模型和省外电网模型进行分析、裁剪和拼接；读取省内和省外厂站量测数据进行映射，对拼接后的电网模型开展状态估计计算，计算结果可用时保存当前结果为历史断面，以服务化方式对外提供可用拼接模型。
[0074]
示例性系统
[0075]
图2是根据本技术另一实施例所示出的一种电网模型拼接系统的示意图，如图2所示，在本实施例中提出的电网模型拼接系统主要包括以下模块：
[0076]
获取模块201，该模块主要用于获取设定地理范围内所有区域的电网模型和状态估计断面数据以及获取本地所属区域电网模型的数据。
[0077]
可选的，本实施例中获取模块在工作时，每隔5分钟就会对设定地理范围内所有区域的状态估计断面数据开展获取操作，其中，获取到的状态估计断面数据包括但不限于符合标准的厂站信息和量测信息。获取模块得到的状态估计断面数据为后面电网模型的拼接做好数据准备，同时状态估计断面数据的获取也可为静态安全分析和调度员潮流提供基态潮流信息。
[0078]
获取模块中对获取到的状态估计断面数据以protobuf协议二进制数据流的形式进行保存。
[0079]
裁剪模块202，用于对设定地理范围内所有区域的电网模型中与本地所属电网模型关联度较强的电网模型进行裁剪。
[0080]
可选的，本实施例中裁剪模块的裁剪依据主要是设定地理范围内所有区域的电网模型与本地所属区域电网模型间拓扑结构的紧密程度，拼接系统会根据实际的工作需求，设定一个表征紧密程度的关联度阈值。接下来，所述裁剪模块会以网间联络线为边界，根据上述获取模块获取到的数据，在所有区域的电网模型中，选取与本地所属区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的500kv及以上的厂站模型进行裁剪。
[0081]
另外，该实施例中的裁剪模块，会对本地所属区域电网模型中220kv及以上的厂站模型进行裁剪，使后续拼接模块可以获得更多的数据信息。
[0082]
拼接模块203，用于将上述裁剪模块裁剪好的电网模型进行拼接操作。
[0083]
本实施例中的拼接模块在对裁剪后的模型进行拼接时，结合本地所属区域中的分析应用平台的部分功能，以本地所属区域电网模型的500kv和1000kv厂站边界线路为边界，对经过裁剪模块裁剪后的电网模型进行拼接，然后利用本地所属区域中的分析应用平台对拼接后的电网模型进行二进制文件解析，并生成拼接模型的protobuf协议二进制数据。经过拼接模块得到的拼接模型的主要信息及属性同上述示例性方法中一致。
[0084]
测试模块204，用于对上述拼接模块得到的拼接模型进行测试。本实施例中的测试模块的主要工作包括：对经过裁剪模块裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网
模型进行量测映射，以及对经过所述拼接模块得到的拼接模型进行状态估计计算。测试模块在进行量测映射操作时，为提高数据计算结果的准确性，分别对所有区域和本地所属区域电网模型进行量测映射。
[0085]
本实施例中测试模块在对所有区域电网模型进行量测映射时，主要通过本地所属区域中的分析应用平台对上述所有区域电网模型的数据进行解析，来完成量测映射。其中本实施例中测试模块在进行量测映射时，量测数据包括但不限于以下几种信息，例如量测信息和状态量信息，所述量测信息包括厂站的电压、电流、有功和无功信息，所述状态量信息包括开关和刀闸信息。
[0086]
由于设定地理范围内所有区域的电网模型和本地所属区域的电网模型的数据来源不同，所以测试模块对本地所属区域电网模型的量测映射是通过读取数据采集与监视控制系统实时采集到的数据来完成的。同样的，在对本地所属区域进行量测映射时的量测数据与上述所有区域的量测数据信息一致。
[0087]
另外，本技术实施例中的测试模块的功能还包括对拼接模块得到的拼接模型进行状态估计计算，进行状态估计计算的目的主要是根据状态估计计算结果的收敛状态和数据计算结果的合格率，来判断测试的拼接模型是否符合对外使用的要求。
[0088]
测试模块会将上述所说的状态估计计算结果的收敛状态分为收敛和发散两种，若状态估计计算的计算结果发散，测试模块就停止状态估计计算操作，若状态估计计算的计算结果收敛，测试模块会将当前结果保存为历史断面信息。
[0089]
在通过测试模块的量测映射操作，并且状态估计计算结果为收敛状态的拼接模型，可以为工作人员提供更准确的电网模型和断面数据，提高了电网数据计算的准确性。
[0090]
上述的电网模型拼接系统属于利用机器语言和编程语言来编写而成的计算机程序，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术实施例中所述功能的程序代码，所述编程语言包括但不限于python、java、java script等机器语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
[0091]
所述计算设备的可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0092]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0093]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种电网模型拼接方法，其特征在于，包括：获取设定地理范围内的所有区域的电网模型和状态估计断面数据，以及，获取本地所属区域电网模型的数据；根据所述所有区域的电网模型与所述本地所属区域电网模型之间拓扑结构的紧密程度，对所有区域的电网模型进行裁剪，保留与所述本地所属区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的电网模型；将上述裁剪后的电网模型与本地所属区域的电网模型进行拼接，得到拼接模型；对所述拼接模型进行测试，在所述拼接模型的测试结果可用的情况下，将所述拼接模型以服务化方式对外提供。2.根据权利要求1所述的电网模型拼接方法，其特征在于，根据所述所有区域的电网模型与所述本地所属区域电网模型之间拓扑结构的紧密程度，对所有区域的电网模型进行裁剪，包括：将所有区域的电网模型中，与本地所属区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的500kv及以上的厂站模型进行裁剪；将本地所属区域电网模型中220kv及以上的厂站模型进行裁剪。3.根据权利要求1所述的电网模型拼接方法，其特征在于，所述拼接模型以protobuf协议二进制数据流的形式进行保存。4.根据权利要求1所述的电网模型拼接方法，其特征在于，对所述拼接模型进行测试，包括：对裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网模型进行量测映射，并对所述拼接模型进行状态估计计算。5.根据权利要求4所述的电网模型拼接方法，其特征在于，对裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网模型进行量测映射，包括：通过解析所有区域的电网状态估计断面数据对所述裁剪后的所有区域的电网模型进行量测映射；通过读取数据采集与监视控制系统对本地所属区域电网实时采集到的数据，对本地所属区域电网模型进行量测映射。6.根据权利要求4所述的电网模型拼接方法，其特征在于，对所述拼接模型进行状态估计计算，包括：确定对所述拼接模型进行状态估计计算的计算结果的收敛状态：若状态估计计算的计算结果发散，则停止计算；若状态估计计算的计算结果收敛，则保存当前结果为历史断面。7.一种电网模型拼接系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取设定地理范围内的所有区域的电网模型和状态估计断面数据，以及，获取本地所属区域电网模型的数据；裁剪模块，用于根据所述所有区域的电网模型与所述本地所属区域电网模型之间拓扑结构的紧密程度，对所有区域的电网模型进行裁剪，保留与所述本地所属区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的电网模型；拼接模块，用于将上述裁剪后的电网模型与本地所属区域的电网模型进行拼接，得到拼接模型；测试模块，用于对所述拼接模型进行测试，在
所述拼接模型的测试结果可用的情况下，将所述拼接模型以服务化方式对外提供。8.根据权利要求7所述的电网模型拼接系统，其特征在于，所述裁剪模块根据所述所有区域的电网模型与所述本地所属区域电网模型之间拓扑结构的紧密程度，对所有区域的电网模型进行裁剪，包括：对所有区域的电网模型进行裁剪时，将所有区域的电网模型中与本地所属区域电网模型关联度大于设定关联度阈值的500kv及以上的厂站模型进行裁剪；将本地所属区域电网模型中220kv及以上的厂站模型进行裁剪。9.根据权利要求7所述的电网模型拼接系统，其特征在于，所述测试模块对所述拼接模型进行测试，包括：对裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网模型进行量测映射，并对所述拼接模型进行状态估计计算。10.根据权利要求9所述的电网模型拼接系统，其特征在于，对裁剪后的所有区域的电网模型和本地所属区域电网模型进行量测映射，包括：通过解析所有区域的电网状态估计断面数据对所述裁剪后的所有区域的电网模型进行量测映射；通过读取数据采集与监视控制系统对本地所属区域电网实时采集到的数据，对本地所属区域电网模型进行量测映射；对所述拼接模型进行状态估计计算，包括：确定对所述拼接模型进行状态估计计算的计算结果的收敛状态：若状态估计计算的计算结果发散，则停止计算；若状态估计计算的计算结果收敛，则保存当前结果为历史断面。

技术总结
本申请公开了一种电网模型拼接方法和系统，所述方法包括：获取设定地理范围内的所有区域的电网模型和状态估计断面数据并读取本地所属区域电网模型的数据；根据与本地所属区域电网模型拓扑结构的紧密程度对所有区域的电网模型进行裁剪，并与本地所属区域电网模型进行拼接形成拼接模型；对所述拼接模型进行状态估计计算，当计算结果可用时，将拼接模型以服务化的方式对外提供。本申请通过将设定地理范围内的所有区域电网与本地所属区域电网模型的拼接，提升了状态估计计算结果的合格率，提供了更加精准的电网模型和数据，保障了电网的安全性。的安全性。的安全性。


技术研发人员：王亚军 马斌 孙广辉 李功铭 李娅 袁博 王梦迪 宋博言 王鹏 汤磊 崔波 彭晓博
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/10/15