互联电网节点阻抗阵实时修改与边界等值化简的并行计算方法

大型互联电网节点阻抗阵的快速修改和边界等值化简是实现自适应协调保护系统的关键.基于机群系统,提出一种电网阻抗阵实时修改与边界等值化简的并行计算方法.该方法通过对阻抗阵修改和边界等值化简过程中任务并行性的研究,提出了基于分块存储和消息传递的阻抗阵并行修改方法.并推导了基于阻抗阵的边界等值化简并行计算公式,提出了一种基于远程存储访问功能的并行算法优化策略,可实现并行计算与处理器间通信的重叠.试验结果表明,相比于传统的串行计算方法,本文所提的并行方法在计算效率方面有明显改善.     

变电站继电保护通用定值交换格式

继电保护定值整定计算及现场校核是电力系统安全运行的重要保证,也是继电保护装置发挥电网安全防护作用的基础.提出了一种基于可扩展置标语言(XML)的通用定值标记语言.通过分析保护内部的配置模型,抽象保护的定值语义描述方法,实现保护设备与自动整定及自动测试系统的定值语义匹配.最后,给出了一个通用定值标记语言应用的实例.     

基于P2P的保护定值在线校核混合并行算法

考虑到大型互联电网规模的逐渐扩大,尤其是"三华"特高压同步电网的顺利投运,传统的集中式计算会遇到硬件计算能力的瓶颈,提出了一种基于P2P的保护定值在线校核混合并行算法。充分利用P2P网络技术的对等通信,实现区域间信息的对等交互,重点介绍了MPI+OpenMP的混合并行编程模型以及算法的设计,对在线校核进行了并行性分析,实现了在线校核进程级与线程级的两级并行。最后,在基于P2P技术的分布式并行计算平台上,对混合并行算法进行了测试比较,结果表明所提出的算法正确且有效。     

电力系统继电保护定值在线安全预警系统

距离保护III段在大潮流下误动是电网发生连锁故障的重要诱因。基于故障信息系统,提出距离III段的定值在线校核模块。模块在调度端的故障信息系统主站完成预想事故计算,将计算得到的节点电压和线路电流的修正量发送给相应的各个变电站中的故障信息系统子站,通过子站召唤保护装置的定值和实时模拟量,与修正量叠加,完成预警性校核。此在线校核模块的优点在于调度端与各厂站交换的信息很少,并实现了全网并行校核。     

基于动态短路电流计算的继电保护定值在线校核系统

基于暂态仿真得到动态短路电流计算方法,比较了动态短路电流计算方法与静态阻抗等值方法对电网模型处理的差异,指出了动态短路电流计算方法的优越性。基于动态短路电流计算方法设计,建立了继电保护定值在线校核系统。通过能量管理系统获得当前电网真实的运行状态,自动进行各类故障情况下的暂态仿真计算,获得系统各处的短路电流,实现了对继电保护定值的实时在线校核计算;与继电保护装置的当前定值进行比对,对存在安全隐患的情况进行预警。阐述了继电保护定值在线校核系统的实现方案和具体功能。介绍了继电保护定值在线校核系统在华北电网的应用情况。     

一种继电保护定值在线校核评估方法

为了使继电保护定值校核工作更加科学有效,提出了基于保护重要度的继电保护定值在线校核新方法。首先建立了元件停运模型;然后利用事件树分析法构造相关停运事件树,从而得到不同的系统状态;最后基于风险理论计算出线路和保护的重要度指标排序,根据保护重要度降序排序可进行在线校核保护定值。通过IEEE 9节点系统的分析,验证了该方法的可行性及正确性。     

一种定值在线校核顺序的优化方法

电力系统运行方式变化时,保护定值可能不适应当前的运行方式,需要校核部分保护的定值。然而大规模复杂电网中,需要校核的保护非常多,校核工作很难在短时间内完成,导致电网存在校核风险。如果能够辨识出那些误动后对系统影响较大的保护予以优先校核和修改定值,显然能够显著降低电网的校核风险。基于此,在充分考虑保护误动对系统结构和状态造成的影响,提出保护的重要度指标,以保护重要度排序结果决定校核顺序。通过IEEE 14节点系统的仿真分析,验证了该方法的可行性和有效性。     

继电保护定值在线校核及预警系统开发与应用

为解决传统继电保护定值整定及管理存在的问题,文中设计和开发了一套继电保护定值在线校核与预警系统。该系统从能量管理系统和故障信息系统中获取电网模型、在线运行状态和保护运行定值,通过数据匹配、模型拼接和信息融合对电网一二次系统进行综合建模,采用综合定值比较和保护范围比较的方法进行校核计算,利用影响域辨识和故障预备量排序实现定值快速预警。该系统可对全网各类保护定值的性能进行校核,并可在当前运行方式的基础上自动进行方式预想和预警,在实际工程应用中取得了良好应用效果。     

企业电网低频减载与马达低压保护优化协调

基于轨迹的时域动态仿真分析方法,分析得出大型工业电网在孤岛运行时低频减载措施与马达低压保护配置间普遍存在的问题,提出了低频减载措施与电动机低压保护协调配合策略。文中以某大型炼化企业电网为例,模拟了严重故障下企业电网孤岛运行全过程,校核了现有企业电网低频减载措施与电动机低压保护定值间的配合情况,采取搜索+校验的方法,结合电压、频率变化轨迹,给出企业电网低频减载与低压保护定值的协调配合方案,确保了企业电网安全稳定运行。     

继电保护定值在线校核及预警系统的研究

研究开发电网保护定值在线校核及预警系统能实时跟踪电网变化,在线计算校核保护定值并进行预警。文中详细介绍了该系统的总体思路、结构、硬件设计及功能。通过实际电网的现场应用表明,该系统具有良好的实用价值。     

基于节点迁移的电力系统并行计算优化分割策略

利用基于拉普拉斯谱划分的递归二分法将电力网络进行支路切割，然后将支路切割转换为节点撕裂。在转换过程中使用了一种优化的支路排序策略，以减小边界块，从而减小协调计算时间，提高并行效率。通过计算迁移节点目标函数，减小了分割的不平衡度。在IEEE标准网络上，用并行潮流算法对分割的网络进行测试计算。结果表明，该优化策略有效减小了边界块，适合电力系统并行计算。     

含大量继保和安自装置的连锁故障并行仿真软件研发

基于MPI实现了一种基于用户自定义建模思想的含有大量继电保护和安全自动装置的连锁故障并行仿真软件。软件首先采用面向对象的用户自定义建模方法,完成大量继电保护和安全自动装置建模;然后采用分网并行和分组并行计算技术,将大规模电网进行网络分割,分配给子网进程;将大量继电保护和安全自动装置模型进行分组划分,分配给外接进程。任务分配后的数据被提交到并行集群上,执行连锁故障的并行仿真。由于子网进程和外接进程由不同的CPU并行计算,程序效率得以提高,能在用户可接受的时间内完成大电网的连锁故障仿真。     

可视化继电保护定值仿真校核系统的研究与开发

针对电力系统继电保护整定计算出的定值无法通过实际故障来验证其选择性和灵敏度的问题,深入研究了继电保护仿真技术,结合定值判断法和逻辑判断法的优点,提出了一种基于故障计算和智能搜索的简化的继电保护定值仿真方法,利用这种仿真算法,结合计算机可视化技术和数据库技术,开发出一种可视化的继电保护定值仿真校核系统。该仿真校核系统快速直观地实现了保护定值的校核和动作行为的仿真,同时实现了图形操作和数据管理的功能,具有很好的实用价值和应用前景,对继电保护在线整定与校核具有一定的参考价值。     

一种电网等值分解及短路计算新方法

近年来我国电网规模及复杂性不断增加,现有继电保护离线整定方法已越来越难满足保护性能的要求。随着广域信息测量及电网通信技术的快速发展,继电保护在线整定无疑是解决上述问题的有效措施,而对大型电力系统网络结构及运行方式进行快速短路计算是在线整定技术发展的一项重要前提。首先提出了一种电力系统扰动域划分方法,在此基础上将复杂大电网等值分解为若干小型子网以简化短路及整定计算求解过程,并进一步基于LDU分解法设计了一种采取并行运算的快速短路计算新方法。基于OPENMP并行计算平台的程序计算结果证明了新方法与传统单核串行计算相比运算速度显著提升,为在线整定技术的发展提供了新的思路及解决方案。     

大型电力系统非全相振荡时任意时刻电气量的计算

提出了一种可快速,精确,方便地计算大型电力系统非全相振荡时任意时刻电气量的实用方法,采用补偿法模拟网络操作和断相口的存在,建立起可适应网络操作的大型电力系统非全相振荡时任意时刻电气量的计算模型,在各序网计算模型断相口分别注入单位电流,求得单位振荡电流产生的任意节点各序电压,基于H型参数的物理意义,在计及电网结构影响的条件下,导出直接利用原网节点阻抗参数计算正序网断相口开路电压的公式,求得断相口各序实际电流,根据线性电路的齐性原理,得到大型电力系统非全相振荡时任意时刻的电气量。这种计算方法具有可自动适应网络操作,可计及电网结构对非全相振荡的影响,互感线路与无互感线路非全相振荡计算方法统一,互感线路非全相振荡计算无需修改故障所在互感组支路导纳矩阵等特点,文中算法已在大电网零序电流保护整定计算软件中实际应用,结果表明,算法在计算速度和精度方面均满足要求。     

继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策

该文详细研究了高压电网继电保护计算机整定计算方法，指出了现有计算方法在非全相振荡时正序网断相口开路电压计算方面、继电保护延时段动作值选择方面、查找电力系统最不利的运行方式方面等存在的问题，提出了解决这些问题的对策，即：(1)基于网络理论计算非全相振荡时正序网断相口的开路电压；(2)直接利用故障时保护测量到的电气量计算继电保护延时段的动作值；(3)根据开断线路所产生的扰动域来确定继电保护的整定计算范围；(4)按开断线路循环安排继电保护整定计算的顺序。这些对策不但可确保继电保护整定计算结果的正确性，而且能进一步提高整定计算的速度和效率。     

电网保护定值在线整定系统的开发与实践

介绍了电网保护定值在线整定系统的功能和结构,该系统采用精确的故障计算模型,不再引入分支系数,提高了计算精度。针对电网局部变化对保护定值的影响,通过采用窗口技术提高了在线整定的计算速度。文章最后介绍了现场应用中遇到的问题及其解决办法,包括变压器中性点接地刀闸的状态维护以及外网模型的建立等。四川宜宾地区电网的实际应用表明,在线整定可以明显提高保护定值的性能。     

小型电站的解列装置

在分析目前小电站解列装置的基础上，提出了将负序功率方向继电器改作正序功率方向继电器使用，以取代三块相间方向继电器；增设了低压解列及振荡解列装置；同时还介绍了解列装置的定值选择和计算方法。并对小电站并网运行的一些特殊问题做了说明。     

基于电力系统支路切割的潮流并行协调算法

在研究基于支路切割的网络分块方法的基础上,提出了一种通过切割支路实现网络分块的新算法。该算法将切割支路的潮流以虚拟负荷的形式作为协调变量对子网络之间的耦合影响进行处理,并有效地将大规模电力系统的潮流计算问题转化为若干个子网络的潮流计算问题,是一种基于电力系统潮流调度概念的准并行算法,可以方便地在PC机群上实现。该算法在IEEE 14节点、IEEE 30节点和IEEE 118 节点网络上的验算结果表明:应用该算法获得的潮流计算结果正确,切割支路的选择对算法性能存在一定影响,划分网络的具体技术措施还有待深入研究。     

大电网继电保护并行整定计算中故障电气量的计算

选择大电网中各大区电网之间的互联线路作为联络线,以联络线为边界将大电网分解成相互间无电磁联系的子系统群,采用分解协调法来计及各子系统之间的相互影响,采用补偿法来模拟各子系统内的网络操作,在不修改原网各子系统数学模型的前提下,提出了一种大电网继电保护整定计算中故障电气量的并行计算方法。该方法既适用于大电网继电保护离线并行整定计算又适用于在线并行整定计算。