基于IP技术的电力系统柔性SCADA研究与应用

新建的高速电力信息网使电力系统原有通信方式发生重大变化,如何有效利用电力信息网为电力系统运行和应用服务成为研究人员关心的问题.在高速电力信息网的基础上,提出了一种柔性SCADA概念.柔性SCADA是在高速的广域电力信息网的基础上,充分利用新增的带宽资源,在原有远动规约上进行扩充,将IP技术应用于电力系统通信,将数据、语音、图像等业务集于一体,组成的灵活交互式信息网络,是现有SCADA系统的全面升级和增强.基于柔性SCADA可以开展多种电力系统的新兴应用,以故障信息系统为例,描述了其功能和结构.故障信息系统是对现有EMS功能的补充和完善,可以支持更多的高级应用,对于提高电网自动化运行水平和电网调度水平具有极其重要的意义.     

信息网受损对电网过载主导型连锁故障的影响

信息网是实现信息系统功能的基础,信息网不同程度受损导致信息系统功能呈现多态性,影响电力系统的灾变应急能力。研究信息网受损对电网连锁故障的影响,是保证现代电网安全运行的重要课题。以信息系统的监视和控制功能为切入点,建立考虑信息网受损影响的电网连锁故障模型;结合信息网结构和信息系统功能受损程度量化指标,分析不同信息网受损程度对电网连锁故障的影响;从失效边群体区域分布和个体重要性角度,对比研究了几种信息边失效方式下,信息网受损对电网连锁故障的影响。对IEEE 30节点系统的仿真表明,信息网受损削弱了系统抑制电网连锁故障传播的能力,导致连锁故障蔓延;当电网处于重负载水平时,信息网受损对电网连锁故障的影响更为显著;不同信息边失效方式下电网连锁故障规模差异明显,信息网结构脆弱性是影响电网连锁故障传播的重要因素。     

电力系统柔性SCADA框架设计及功能分析

在分析和总结原有调度自动化系统SCADA不足的基础上,提出了一种交互式信息共享的柔性SCADA系统,不但解决了各信息孤岛间的数据和应用功能的交互问题,也解决了分布式应用系统不同地点的功能协调和数据交换问题。柔性SCADA是对传统SCADA的扩充和发展,拓宽了系统的数据来源,为高级分析软件丰富了数据基础。在柔性SCADA的数据采集方式中提出了广义数据采集的概念,探讨和设计了柔性SCADA的框架和需要的技术支持手段。以故障决策系统为例阐述了柔性SCADA的应用。     

电力行业产品信息库专栏·4·

南京自动化研究所——南瑞系统控制公司 隶属于电力工业部南京自动化研究所,是国内大型电网调度自动化的主要研制、开发、生产基地。现有职员60余人,其中高中级技术人员占80％以上。主要研究领域是SCADA系统、EMS系统、RISC/UNIX EMS系统;电力系统分析,研究新算法,开发电力系统仿真和分析软件包,承担电力系统规划分析、运行分析和故障分析,EMS系统的计算机局部网、信息网和电力系统实时计算机远程联网的规划和实施;电力系统自动化工程,如电网调度、能     

网络与信息系统无脚本应急演练方法

随着电网规模的不断增长与泛在电力物联网的逐步实施,电力系统的运行环境日趋复杂,电力信息通信系统对电网安全稳定运行的保障要求越来越高。当网络与信息系统遭遇各类突发事件,如何做好应急响应,尽可能提高故障处置效率成为系统运行维护的一项重要工作。本文通过总结网络与信息系统无脚本应急演练过程中的实施要点,梳理演练逻辑,创新了无脚本应急演练方法,可大力提升电力信息通信专业应急管理水平,为有关单位开展网络与信息系统无脚本应急演练提供借鉴。     

河北省南部电网重点实验室

电网实时安全仿真分析实验室“电网实时安全仿真分析实验室”是国家电网公司资助建设的河北省电力公司重点实验室。为了适应特高压电网建设和全国联网背景下,电力系统建模深化研究和稳定分析计算工作的新需要,实验室整合了河北省电力公司调度中心和河北省电力研究院的人才、装备和技术优势,在国内首次实现了电网全数字实时仿真装置与调度EMS/SCADA系统的互联,进行基于电网实际网络拓扑和运行参数的仿真分析,提高电网稳态、暂态以及动态过程的离线和在线分析计算能力。实验室的核心设备是基于PSASP分布式通用计算平台的电力系统全数字实时仿真装置(ADPSS),是世界上首套可模拟大规模复杂交直流电力系统的实时仿真装置,可以进行1000台机组、15000个节点的大系统交直流电力系统机电暂态仿真和机电、电磁暂态混合仿真研究。仿真系统配置了大功率、高精度、多通道的功率放大器,可以进行继电保护及安全自动装置、发电机励磁调节装置、柔性交流输电装置以及风力发电机组的实时仿真测试。河北电力科技信息资源检索中心“河北电力科技信息网”是河北电力科技信息资源检索中心,主要职责是围绕河北省南部电网的电力生产、基建、科研、设计、管理和培训等需求,在网上采编、发...     

基于中间件技术的电力系统数字动态仿真系统

构建了一种基于通信中间件技术的软总线技术框架,实现了电力系统网络拓扑、继电保护仿真、机电暂态并行仿真等功能模块的协调运行,共同完成电力系统全数字动态仿真。该系统拓展了传统仿真程序的应用功能,可以模拟变电站内部详细的接线变化,可以模拟继电保护的动作过程,可以在高性能计算机群上进行大规模交直流电网的全数字动态实时仿真等,其仿真模型和计算精度与电力系统分析综合程序(PSASP)等同,适用于电力企业进行电网分析计算、教学与培训、电力系统故障再现与分析、连锁故障反应研究、模拟电网运行作为电网调度自动化系统模拟数据源等。     

电网行波故障定位信息系统组网方案

在总结现有输电线路行波测距技术应用模式存在问题的基础上,从满足智能电网发展要求的角度,提出具有WEB发布和GIS接口功能的电网行波故障定位信息系统组网方案。该方案以整个电网为监测对象,以运检公司的线路维护人员为直接服务对象,以电力数据网为基础,并且简单、可行,因而比已有的行波测距技术应用模式更能够充分发挥行波测距技术的优势,从而可进一步提高电网公司的输电线路运行维护水平。     

计及通信信息安全预警与决策支持的停电防御系统

随着以特高压互联为骨干网的坚强智能电网的发展,以及能源互联网的兴起,传统的电力系统和通信信息系统融合已成为一种必然。通信信息系统的异常(包括自然故障和恶意攻击)给电网安全稳定运行带来的影响也已显现,而且会越来越大。因而在进行电网的停电防御时,必须计及通信信息安全的影响。文中提出了通信信息三道防线的概念,并实现了能对通信信息风险进行预警、对通信信息故障进行决策支持的通信信息安全防御系统;提出了电力和通信信息融合的电力系统停电防御架构,以及计及通信信息安全预警与决策支持的停电防御系统的实现方法。算例表明,计及通信信息及其风险后,将会提高电网停电防御系统的控制措施的有效性、可靠性及经济性。     

基于统一潮流控制器的短路电流限制技术在浙江电网的应用研究

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)是最全面的柔性交流输电(flexible alternating?current transmission system,FACTS)控制装置,可以独立并快速地调节输电线路中的有功功率和无功功率.随着电网规模及互联水平的不断提高,厂/站之间的电气距离明显缩短,系统阻抗下降,系统中的短路电流水平显著提升,给电力系统安全、稳定运行以及电力系统中各种电气设备提出了更为苛刻的要求.尤其以浙江、江苏等型态日益复杂的受端电网,潮流分布不均、短路电流控制困难等难题已成为制约电力建设和进一步发展的瓶颈.考虑到故障限流器(fault current limiter,FCL)在系统严重故障时能够有效地控制短路电流,本文在UPFC现有拓扑结构的基础上,将FCL通过快速旁路开关与其相结合,既充分发挥UPFC在稳态情况下的优化潮流和系统故障后的紧急功率控制;同时,在系统严重故障时,FCL投入运行降低系统的短路电流.针对本文提出的优化拓扑结构在浙江电网中的规划应用进行了研究,验证了该优化拓扑结构在短路电流控制和潮流柔性调节的有效性.     

含微型同步相量测量的智能配电网信息集成方法

随着分布式电源、柔性负荷、电动汽车的大量接入,配电网呈现出潮流双向化、源荷智能化、网络电力电子化等新特征,为提高智能配电网的可观测性,微型同步相量测量装置等新技术产品得到逐步推广和使用,为智能配电网状态监测和运行控制提供了新方法和新手段。针对大规模分布式电源、柔性负荷、电动汽车接入智能配电网实际情况以及微型同步相量测量信息与已有SCADA数据集成应用需求,提出了多源端系统数据信息集成思路和方法,构建了基于海量数据总线和高速数据总线的硬件架构和软件架构方案,通过采用主动分布式内存库、高速数据总线等技术将微型同步相量量测高密度实时数据与已有自动化、信息化系统实现信息集成和融合共享,为智能配电网高频运行状态估计、小电流故障诊断与定位、动态特性优化协调控制等高级应用提供数据信息支撑。     

基于OPNET的电网SCADA系统通信建模与仿真

为有效分析电网SCADA系统通信网络性能,提出基于OPNET Modeler建立电网SCADA系统通信网络关键对象模型和多场景仿真的方法。根据SCADA系统通信实际情况,在充分分析SCADA系统建模需求的基础上,深入研究SCADA系统通信建模方法,构建符合SCADA系统工程实际的网络性能仿真平台,实现了SCADA系统网络性能的多场景仿真。所提出的基于OPNET的电网SCADA系统通信建模与仿真方法,为SCADA系统通信网络性能分析提供直接而有效的工具,也为SCADA系统事故预演、设备选型、网络规划等提供了有力的分析与参考依据。     

基于配电网系统保护的馈线终端

采用保护方式实现配电自动化具有快速故障隔离的优点.基于配电网系统保护原理,研制了一种新型馈线终端单元(FTU).该终端采用光纤通信,在光调制解调器(Modem)中通过编码将通信功能和电平(即故障标志)传输功能分开,故障标志传输不需要专用的通道.光Modem之间的帧传送是自主的,相邻Modem间能够快速地传送电平信号,实现了点对点的故障信息交换.FTU中的保护功能和监控与数据采集(SCADA)功能形成独立的功能模块.所提出的FTU方案通过了动模实验和2年多的实际运行.     

信息通信设备状态检修系统的研究与应用

阐述了对电力信息通信设备实施状态检修的意义和作用,提出了信息通信状态检修系统的开发思路,制定了系统的工作流程,将状态检修模式的普遍优点与电力信息通信网络实际相结合,实现设备故障预警、信息通信系统事故反思及反事故演习、故障辅助分析、故障辅助排除、信息通信网络及设备状态评价、状态检修计划、检修策略辅助制定和设备风险评价等多项功能,为电力信息通信网络稳定、安全运行提供重要保障。     

深度学习在智能电网中的应用现状分析与展望

深度学习是机器学习研究中的一个新领域,其强大的数据分析、预测、分类能力契合智能电网中大数据应用的需求。文中首先总结了深度学习基本思想,介绍深度学习的5种模型(生成式对抗网络、递归神经网络、卷积神经网络、堆叠自动编码器和深度信念网络)的结构、基本原理、训练方法,概括其应用特征。综述了电力系统中的故障诊断、暂态稳定性分析、负荷及新能源功率预测、运行调控等应用深度学习技术的研究现状。针对深度学习的技术特点,结合电力系统各生产环节,构建深度学习技术在电力系统中的应用框架。最后,从多能源系统运行调控、电力电子化系统安全分析、柔性设备故障诊断、电力信息物理系统的安全防护等方面对深度学习应用进行展望。     

电网故障信息快速集成和智能诊断系统的研究

针对目前电网故障诊断和处理中存在的问题,分析了故障信息的来源和快速集成中要考虑的问题,得出了对电网故障诊断和恢复的要求,提出利用Intranet平台,合理融合远程在线监测的关键数据,组建以保护和录波信息为主的电网重要信息快速集成系统．作为电网实时运行和快速故障分析恢复的参考。讨论了故障诊断数据的选取和信息集成中的问题,详细阐述了系统的网络结构和通信方式,给出了实用的主站和分站的结构图．合理优选了整个系统的通信方式,最后指出了电网故障信息快速集成和智能诊断管理的步骤及系统应具备的功能．     

地区电网警报处理及故障定位专家系统

随着以计算机为中心的电网调度自动化系统的引入,进入地区电网调度中心的信息量发生了巨大的变化,在复杂故障状态下涌入地调的大量信息,大大增加了运行人员判断和处理故障的难度,从而提高了事故扩大的概率。介绍一个用于地区电网调度中心计算机系统的电网警报处理和故障定位专家系统。该系统以ＳＣＡＤＡ系统采集的故障数据为数据基,根据断路器、继电保护、隔离开关的状态,首先进行数据的滤波,然后启动依据规则的专家系统进行     

柔性直流换流阀监视系统关键技术及工程化应用

随着对柔性直流输电工程换流阀及阀控设备可靠性要求的提升,为了更加全面、直观、及时地监视换流阀及阀控设备运行状态,提高换流阀运行安全性,柔性直流换流阀监视系统的作用愈加重要。结合实际工程项目需求,兼顾现场分系统调试、换流阀检修、正常运行维护等不同使用场景,研发了双网双冗余架构的柔性直流换流阀监视系统。采用页面自动布局和参数自动匹配技术并且加以优化,采用“内存＋文件”相结合的数据缓存机制有效解决海量数据量的处理。该系统具备海量数据高速处理、遥信遥测报文显示存储、高频采样故障录波及波形处理功能,能够以微秒级精度实时记录事件,同时具备远程控制、换流阀及阀控设备状态和关键参数的修改功能。该系统已成功应用于张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程,其性能完全满足该工程柔性直流换流阀和阀控设备状态在线监视以及系统调试等需求。     

面向 SCADA 系统的电网故障诊断信息的获取

对在线电网故障诊断系统的信息获取问题进行深入研究,基于目前的 SACDA 信息平台,提出一种故障诊断信息的在线获取方法.该方法采用文中提出的动态事件窗生成技术,先对含有电网故障信息的告警信号进行截获,然后结合故障元件、保护动作和断路器跳闸的关联性,从截获的告警信号中提取电网故障诊断信息.动态事件窗生成技术可有效地克服错误告警信息影响,保证所获取电网故障信息的正确性和完整性.所提方法已经应用于实际电网的故障诊断系统,运行结果表明其是有效且可行的