負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與應(yīng)用

1、負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與應(yīng)用    負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與應(yīng)用李育燕1，魯庭瑞2， 羅建裕2，程穎,1，吳峰1，鞠平1（1 河海大學(xué)電氣工程學(xué)院，2 江蘇省電力公司，江蘇 南京 郵編210098）摘要：用Visual Basic 6.0和SQL Server開發(fā)負(fù)荷建模軟件并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。介紹負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成，說明各種表的結(jié)構(gòu)及其之間的關(guān)系；從負(fù)荷的時(shí)變性出發(fā)，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行各種查詢、調(diào)用，用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析負(fù)荷特性與時(shí)間的關(guān)系。實(shí)踐表明，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立對(duì)負(fù)荷特性實(shí)測(cè)工作有著重要意義，對(duì)電力穩(wěn)定計(jì)算的精度以及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益的提高、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要意義

2、。關(guān)鍵詞：負(fù)荷特性；數(shù)據(jù)庫(kù)；負(fù)荷建模；電力系統(tǒng)Establishment and Application of Load Characteristic DatabaseLI Yu-yan LU Ting-rui LUO Jian-yu CHENG Ying WU Feng JU Ping(1. HOHAI University, 2. JiangSu province electric power Co.JiangSu, Nanjing, 210098,China)Abstract: A software and a database for load modeling are develop

3、ed with Visual Basic 6.0 and SQL Server. This paper introduces the component of load characteristic database and its tables. With kinds of querying and calling the real load parameters in database, it's helpful to analyze the relation of load characteristic and time. Practices have shown that th

4、e establishment of load characteristic database is important for the load analysis and the stability calculation.Keywords: load characteristicdatabaseload modelingpower system0引言電力負(fù)荷是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它作為電能的消耗者對(duì)電力系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與控制有著重要影響。幾十年來，人們提出了大量的負(fù)荷模型，包括靜態(tài)負(fù)荷模型、機(jī)理動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型、非機(jī)理動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型。同時(shí)，也不斷積累了不少實(shí)測(cè)參數(shù)。建立一個(gè)負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)，能

5、夠很方便地對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行各種查詢以及調(diào)用，便于從一個(gè)整體、長(zhǎng)期的范圍來對(duì)負(fù)荷特性進(jìn)行比較、分析、綜合和應(yīng)用。從負(fù)荷建模系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求而言，該負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)必須安全可靠并且易于使用，要求提供大容量的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，支持大容量的數(shù)據(jù)調(diào)用且迅速，另外，在與其它數(shù)據(jù)庫(kù)的連接、操作系統(tǒng)的適應(yīng)上應(yīng)該更具有廣泛性。鑒于此，該軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)分別是用Visual Basic 6.0和SQL Server來進(jìn)行開發(fā)研制的。Visual Basic是一個(gè)可視化、面向?qū)ο蟮目焖賾?yīng)用程序開發(fā)工具，具有強(qiáng)大的圖形、圖像處理功能,擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。SQL Server有著很好的易用性、可伸縮性和可靠性等等，這種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)

6、管理系統(tǒng)能夠滿足各種類型的企業(yè)客戶和獨(dú)立軟件供應(yīng)商構(gòu)建應(yīng)用程序的需要。在江蘇電網(wǎng)以及河南電網(wǎng)的負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和應(yīng)用項(xiàng)目中，通過實(shí)踐證明，該負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)能夠滿足工程要求。1 負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成由于數(shù)據(jù)文件都是以擾動(dòng)發(fā)生時(shí)刻的時(shí)間記錄為名稱的，當(dāng)采集到的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸上來以后，就可以先提取出一些時(shí)間的特性，如季節(jié)、工作日或者是周末、國(guó)定假日等，這些都先被保存在總表中。經(jīng)過程序?qū)?shù)據(jù)文件進(jìn)行電量計(jì)算并做進(jìn)一步判斷后，數(shù)據(jù)文件可分為有效文件和無(wú)效文件。其中有效文件就可進(jìn)行入庫(kù)，保存在實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)表中并進(jìn)行辨識(shí)，有功和無(wú)功的計(jì)算值保存在計(jì)算值數(shù)據(jù)表中，而辨識(shí)得到的參數(shù)結(jié)果則保存在對(duì)應(yīng)模型辨識(shí)的結(jié)果

7、表中。下面將逐一介紹各表的組成成份：1.1總表總表是由整個(gè)負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)辨識(shí)數(shù)據(jù)的一些基礎(chǔ)成分組成，除文件名、模型號(hào)、站名之外，還包括每個(gè)數(shù)據(jù)文件的采樣量測(cè)數(shù)目、間隔時(shí)間、間隔時(shí)間對(duì)應(yīng)的量測(cè)點(diǎn)、季節(jié)、日類型、負(fù)荷、非線性程度等，如圖1。 負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與應(yīng)用    :    1.2實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)表實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表中包含兩類，一類是有效值數(shù)據(jù)表，還有一類就是三相電壓、電流瞬時(shí)值數(shù)據(jù)表。除文件名、量測(cè)數(shù)、站名之外，有效值數(shù)據(jù)表中還包括電壓、頻率、有功、無(wú)功的有效值記錄；而瞬時(shí)值數(shù)據(jù)表中則包括電壓、電流的三相瞬時(shí)值記錄。1.

8、3計(jì)算值數(shù)據(jù)表除文件名、量測(cè)數(shù)、站名之外，計(jì)算值數(shù)據(jù)表還包括了選用的負(fù)荷模型號(hào)以及有功和無(wú)功的各自的計(jì)算值。1.4各種模型辨識(shí)結(jié)果表由于選擇不同模型辨識(shí)會(huì)得到不同的參數(shù)結(jié)果，所以，針對(duì)每一種模型都建立了相應(yīng)的結(jié)果表。在這些表中，除了共同的都記錄了對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)文件的電壓、有功、無(wú)功的最大值、最小值外，還記錄了各自特定的參數(shù)結(jié)果。如圖2為三階感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型結(jié)果表，其中記錄了對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)文件用三階感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行辨識(shí)的各項(xiàng)參數(shù)結(jié)果，如辨識(shí)代數(shù)、誤差、負(fù)荷比例以及參數(shù)Rp、Rq、Pio、Qio、Pv、qv、Pso、Qso、M、T、B、C、Xt、X、r2等。論文負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與應(yīng)用  

9、;  上述四類數(shù)據(jù)表完整的記錄了對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)在對(duì)應(yīng)時(shí)刻的負(fù)荷特性，可見缺一不可，相輔相成。同時(shí)也由于把數(shù)據(jù)文件的不同性質(zhì)分別存儲(chǔ)于不同的表中，該數(shù)據(jù)庫(kù)更具有系統(tǒng)性和整體性。在對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)就應(yīng)該綜合不同表中的信息，完整體現(xiàn)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的負(fù)荷特性，而這些在軟件設(shè)計(jì)中都已經(jīng)很好的實(shí)現(xiàn)了。2 負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用之所以要在總表中存儲(chǔ)有關(guān)時(shí)間的參數(shù)（如季節(jié)、工作日或節(jié)假日等），是為了能夠?qū)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更好的分析與綜合。眾所周知，在工程實(shí)現(xiàn)中積累了大量的有效負(fù)荷擾動(dòng)數(shù)據(jù)并分別進(jìn)行辨識(shí)后，可以得到許多離散的負(fù)荷參數(shù)樣本點(diǎn)。由于實(shí)際的綜合負(fù)荷從系統(tǒng)中所吸收的功率不僅與電壓、頻率有

10、關(guān)，還與季節(jié)、每周的哪一天、一天的不同時(shí)間、氣候以及人們的生活方式有關(guān)，僅僅把負(fù)荷母線電壓、頻率作為負(fù)荷模型的輸入，其他的不確定因素必然使這樣的負(fù)荷模型參數(shù)隨時(shí)間的變化而變化，這就是負(fù)荷的時(shí)變性。負(fù)荷的時(shí)變性對(duì)負(fù)荷特性具有重要的影響，比如夏季的負(fù)荷包含有大量的空調(diào)負(fù)荷，冬季的負(fù)荷包含有大量的電熱負(fù)荷，這樣夏季的負(fù)荷模型動(dòng)態(tài)的成分多，冬季的負(fù)荷特性接近于恒阻抗。要深入研究負(fù)荷的特性，可以在負(fù)荷模型中加入反映負(fù)荷組成的變量，如負(fù)荷水平、季節(jié)、天氣等等，這樣負(fù)荷模型的輸入除了電壓、頻率之外還有負(fù)荷水平、季節(jié)、天氣等，由此將負(fù)荷的時(shí)變性包括進(jìn)去，建立一種所謂的“通用”模型。如果能得到這樣的負(fù)荷模型，其

11、結(jié)果當(dāng)然是很完美的。但是負(fù)荷水平、季節(jié)、天氣等等與負(fù)荷模型的關(guān)系較為復(fù)雜，按目前的建模理論和技術(shù)來說建立描述這種關(guān)系的數(shù)學(xué)模型是不現(xiàn)實(shí)的。所以，我們?cè)诮⒇?fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)加入了一些描述負(fù)荷水平以及季節(jié)、時(shí)段的參數(shù)，這樣在進(jìn)行綜合的時(shí)候更能總結(jié)出一些規(guī)律。同時(shí)，在軟件設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了在數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的多種查詢和調(diào)用，下面將作一些介紹。2.1負(fù)荷比例查詢負(fù)荷比例查詢的目的是獲取各節(jié)點(diǎn)在某個(gè)時(shí)間段的平均負(fù)荷特性，這可以通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各節(jié)點(diǎn)該時(shí)間段的數(shù)據(jù)綜合分析得到。而這個(gè)時(shí)間段可隨不同選擇而改變。在軟件中，供選擇的范圍很廣，可以選擇一年或者是一個(gè)季節(jié)，可以選擇工作日、周末或者是國(guó)定假日，還可以選擇一

12、天內(nèi)的不同時(shí)段，自行設(shè)定起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。其實(shí)質(zhì)在于從所選擇的時(shí)間段出發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，調(diào)用對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，就可以得到所在查詢范圍內(nèi)的負(fù)荷特性參數(shù)。另外，若是三階感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型或是線性輸入輸出模型，還可以把這兩種模型得到的參數(shù)均值轉(zhuǎn)換為PSASP格式的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)和負(fù)荷靜特性參數(shù)，直接運(yùn)用到綜合程序計(jì)算中，且這一過程在軟件中簡(jiǎn)潔快速地實(shí)現(xiàn)。究其實(shí)質(zhì)是兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)交流。即從負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)（SQL Server）調(diào)出查詢范圍內(nèi)的相關(guān)參數(shù)并進(jìn)行綜合后，換算為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或負(fù)荷靜特性參數(shù)的PSASP格式,然后寫入到電力系統(tǒng)分析綜合程序數(shù)據(jù)庫(kù)（Visual FoxPro）公用參數(shù)

13、中的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)表（moto_lib）或負(fù)荷靜特性表(load_lib)中，供穩(wěn)定計(jì)算直接使用。無(wú)論是SQL Server還是Visual FoxPro的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)訪問都可以用Microsoft 的數(shù)據(jù)訪問策略O(shè)LE及其后續(xù)開發(fā)的數(shù)據(jù)訪問編程界面等來方便快速地實(shí)現(xiàn)，這些在VB6.0訪問數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的相關(guān)文獻(xiàn)中都有介紹，此處不再詳述。通過數(shù)據(jù)查詢，可以快速得到負(fù)荷節(jié)點(diǎn)各種時(shí)段的負(fù)荷參數(shù)，如表1、表2： 負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與應(yīng)用    :    2.2負(fù)荷情況查詢負(fù)荷情況查詢的目的則是為了獲取各節(jié)點(diǎn)在某時(shí)間段的高峰、低

14、谷負(fù)荷，以及對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)比例。同樣這個(gè)時(shí)間段可隨不同選擇而改變。軟件應(yīng)用中，可以選擇只查詢一個(gè)節(jié)點(diǎn)或是同時(shí)查詢所有節(jié)點(diǎn)，可以選擇查詢一天、一個(gè)月、一個(gè)季度或者是一年。其實(shí)質(zhì)也是基于數(shù)據(jù)庫(kù)中符合查詢條件數(shù)據(jù)的綜合。這樣，就可以得到對(duì)應(yīng)時(shí)段的高峰負(fù)荷、低谷負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)于此高峰負(fù)荷、低谷負(fù)荷時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)平均比例。從而可以對(duì)負(fù)荷水平高低與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)比例的關(guān)系進(jìn)行分析。從大量的數(shù)據(jù)分析可以看出，高峰負(fù)荷時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)比例相對(duì)于低谷時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)比例要低一些。2.3其它數(shù)據(jù)讀取及入庫(kù)操作由于負(fù)荷模型多種多樣，辨識(shí)得到的參數(shù)也就有著不同類型。通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)調(diào)用，則可以讀取到所有的入庫(kù)參數(shù)結(jié)果。另外，

15、還可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出任意一個(gè)已入庫(kù)的有效值數(shù)據(jù)文件，選擇不同的負(fù)荷模型對(duì)其進(jìn)行重新辨識(shí)，若有必要可以重新進(jìn)行入庫(kù)操作。這里就不再詳述。由上述各項(xiàng)查詢以及讀取入庫(kù)等操作可見，軟件中實(shí)現(xiàn)對(duì)各類數(shù)據(jù)的分析，都是建立在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的基礎(chǔ)之上，也正是因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)用各表記錄了節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的完整信息，才使得負(fù)荷特性分析研究工作得到進(jìn)一步的發(fā)展，更有利于其中規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和總結(jié)。3 結(jié)論隨著采集以及辨識(shí)數(shù)據(jù)的不斷增加，建立一個(gè)完善的數(shù)據(jù)庫(kù)則成為一項(xiàng)不可缺少的工作。要建立生產(chǎn)實(shí)際部門能夠應(yīng)用的負(fù)荷參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，必須對(duì)測(cè)量得到的有一定分散性的負(fù)荷參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類綜合。顯然，負(fù)荷特性的類型與季節(jié)（春、夏、秋、冬）、日類型（工作

16、日、周末、假日）有著密切關(guān)系。因而一方面提取數(shù)據(jù)文件的時(shí)間信息存儲(chǔ)入庫(kù)，并可以在進(jìn)行不同查詢時(shí)再將不同信息提取出來進(jìn)行綜合，另一方面根據(jù)不同的負(fù)荷模型建立不同的參數(shù)表，這樣建立的負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)才更貼近工程實(shí)際，更便于進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算分析。實(shí)踐證明：數(shù)據(jù)積累得越多，對(duì)特定時(shí)段的負(fù)荷綜合精度就越高。為了得到全網(wǎng)更為準(zhǔn)確的負(fù)荷參數(shù)，要在更多的重要負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行負(fù)荷參數(shù)實(shí)測(cè)工作，積累更多的數(shù)據(jù)。參考文獻(xiàn)1 鞠平. 電力系統(tǒng)非線性辨識(shí)M. 南京：河海大學(xué)出版社，1999.Ju Ping. Nonlinear parameter identification of power system M. Nanjing：

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