基于Excel管理PSD—BPA潮流数据

2023.11.27

摘要：潮流计算是电网规划的重要组成部分，其PSD-BPA潮流数据目前一般通过PSD-BPA软件自带的电力系统集成分析环境（PSAW）对潮流数据进行管理，这样不仅工作量大且经常出现错漏。本文介绍一种通过Excel电子表格软件管理潮流数据方法，可实现快速批量管理潮流数据和降低错漏几率。该方法在地区中长期方式研究分析中取得良好效果，工作效率明显提高。

关键词：Excel；PSD-BPA；潮流数据

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.148

0 引言

PSD-BPA潮流及暂态稳定程序是由中国电力科学研究院系统所在（1990年版）BPA程序的基础上，进一步开发和完善的电力系统分析软件，是“PSD电力系统软件工具”的重要组成部分[1]。广东省中调、广东电网发展研究院和设计院等相关单位使用的潮流计算仿真分析软件主要为PSD-BPA，该潮流程序文件格式为DAT，存储数据的形式为数据卡，数据卡设定每一类型电网参数只能填写在规定字段范围。

地区电网每年需要对电网规划进行滚动修编和增加必要的新建项目，同时对应的潮流数据也需要根据电网的修编变化进行调整。变电站的主要调整类型有：新建、改扩建和退运；线路的主要调整类型有：新建、解口、T接、改造和改接；上述各种电网元件的调整类型均需调整潮流数据。

在电力系统集成分析环境（PSAW）界面进入数据卡修改电网元件参数，十分容易出现数据卡字段范围不对，从而导致程序出错；同时这样修改的步骤繁琐且工作效率低。因此，本文介紹通过Excel电子表格软件批量管理电网元件数据，再批量写入PSD-BPA的DAT潮流程序文件的方法，工作效率明显提高。

1 厂站命名规则

PSD-BPA规定母线名最多不超过8个字母。南方电网的数据一般采用汉字的拼音或拼音首字母+标识电压信息的数字（字母）作为母线名[2]。以某地市电网数据为例，曲江站500kV母线命名为“QUJIANG=”，220kV侧母线命名为“QUJIANG”，主变低压侧和中性点母线则取厂站名第1个大写字母，分别为“QJ31”和“QJ1”，其中1代表第1台主变；界牌岭站由于其拼音超过了8个字符，所以要舍弃尾部的字母，220kV母线命名为“JIEPAILI”，110kV侧母线命名为“JIEPAIL1”，10kV侧和中性点母线分别命名为“JIEPAIL2”和“JIEPAIL0”。这种命名方法降低了同名厂站混淆的概率，但是DAT文件的可读性大大降低。

考虑到地区电网存在同名厂站的可能性较低，本文直接采用不超过4个汉字命名厂站，提高DAT文件的直接可读性。以某地市电网数据为例，曲江站500kV母线命名为“曲江”，220kV侧母线命名为“曲江2”，主变低压侧和中性点母线则取厂站名分别为“曲江31”和“曲江N1”，其中1代表第1台主变；界牌岭站220kV母线命名为“界牌岭”，110kV侧母线命名为“界牌岭2”，10kV侧和中性点母线分别命名为“界牌岭3”和“界牌岭0”。

2 电网数据录入格式

为方便潮流数据的管理和存储，采用通用的Excel电子表格软件对潮流数据进行管理。定义Excel工作表5个，分别为：基础参数表、母线节点数据表，线路节点数据表，变压器数据表。

2.1 基础参数表

基础参数表用于存放电网典型电气数值和设备参数。PSD-BPA要求录入的电气参数均为标幺值，如果在录入的过程中再进行标幺值转化，过程十分繁琐且容易出错，所以为提高数据录入的效率和准确性，将典型参数和转化成标幺值的公式录入基础参数表，形成同类设备的参数库，在后续的录入中可以直接利用函数公式引用相关参数，避免计算。同时在录入过程中遇到新的元件，再将新的元件参数和标幺值计算公式加入基础数据表即可。

基础参数表主要内容有：（1）电压等级：可在后续表格设置数据有效性序列，避免填写出错，方便汇总校验填写的潮流负荷数据是否正确。（2）功率因数：根据功率因数转化成有功数据可以相乘的无功功率正切系数。（3）典型导线参数：在后续的线路数据表出现的线路参数，包括：导线截面、单位正序电阻、单位正序电抗、单位正序电纳、限流值等。（4）典型变压器参数：在后续的变压器数据表出现的变压器参数，包括：额定容量、各绕组额定容量、各绕组额定电压、等效中性点电压、短路损耗、短路电压、空载损耗、空载电流等。（5）典型方式系数：设定各典型方式（如：夏大、夏丰小、冬大等）下不同分区（如：公用负荷、用户、燃煤火电、热电联产电厂、径流式水电、可调式水电、光伏、风电、生物质电厂）的负荷消纳系数与电源出力系数。

2.2 母线节点数据表

母线节点数据表数据包括：节点卡类型（如平衡节点、普通母线节点、T节点）、节点名称、节点额定电压（从基础参数表引用设置数据有效性序列）、分区名（从基础参数表引用设置数据有效性序列）、负荷数据（通过Excel将平衡后数据填入相应表格；正数为下网负荷，填入负荷区域；负数为上网电源，填入电源区域）。

修改操作流程：（1）新建母线：在同一电源供电区插入母线行，修改属性信息。（2）临时隐蔽母线：将数据卡第1占位的“B”换为“·”即可，BPA程序在计算过程中会自动忽略该类型数据卡。（3）删减母线：删除该数据行。

2.3 线路节点数据表

线路节点数据表数据包括：线路两侧节点名称、线路额定电流、电阻标幺值、电抗标幺值、线路对地电纳标幺值、线路长度（上述5个线路参数均从基础参数表引用设置数据有效性序列）。

修改操作流程：（1）新建线路：确认新建线路两端的母线节点已经存在母线节点数据表内，在同一电源供电区插入线路行，修改属性信息。（2）临时隐蔽线路：将数据卡第1占位的“B”换为“·”，BPA程序在计算过程中会自动忽略该类型数据卡。（3）解口线路：确认进入的母线节点已经存在母线节点数据表内；在同一电源供电区插入解口线路行（单接口，插入2行），修改属性信息；临时隐蔽被解口线路。（4）T接线路：增加T接母线节点和确认新增站母线节点已经存在母线节点数据表内；在同一电源供电区插入相关T接线路行（单T接，插入3行），修改属性信息；临时隐蔽被T接线路。（5）改接线路：确认改接进入的母线节点已经存在母线节点数据表内；在同一电源供电区插入改接线路行，修改属性信息；临时隐蔽被改接线路。

2.4 变压器数据表

变压器数据表数据包括：变压器数据卡（从基础参数表提取此类变压器属性参数信息）。

3 潮流计算流程

3.1 写入DAT数据文件

写入DAT的顺序为母线节点数据表、线路节点数据表和变压器

数据表。将上述表格保存为文本文件，利用文本软件将数据复制粘贴入DAT数据文件即可按照正常的潮流计算步骤进行计算。

3.2 修改流程

（1）如果需要修改元件参数，必须回到相应的Excel数据表中进行修改，修改完成后，重新执行写入DAT数据文件流程。

（2）如果需要修改电网负荷，必须回到相应的Excel数据表中进行修改，修改完成后与电力平衡表数据相匹配后，重新执行写入DAT数据文件流程。

4 计算应用

某地区电网节点数量约1000个，线路数量约400条。每年因新建、改扩建和退运修改的节点和线路数量超过100处。每个典型方式需要进行调整负荷和出力的节点超过200个，一般会选取3、4个典型方式进行潮流计算分析，每年的调整总数保守估计达到700处。数据量大且繁杂，如果直接在电力系统集成分析环境（PSAW）界面手动修改，如果安排1人专门负责修改，需要3周才能完成，而且错漏率极高。通过Excel对地区电网潮流数据进行管理，成功将该方法应用在该地区中长期方式研究分析中，将潮流数据修改时间缩短至1周。

5 结论

本文介绍通过Excel电子表格软件管理潮流数据方法，实现快速批量管理潮流数据和降低错漏几率。在地区中长期方式研究分析中取得良好效果，工作效率明显提高。

参考文献：

[1]PSD-BPA潮流和暂态稳定程序4.0版用户手册[EB/OL].2012-09-10.

[2]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.

作者简介：何亚森（1985-），男，广东茂名人，本科，工程师，主要从事电力系统规划与设计工作。