基于云计算的大电网在线分析计算模式研究

根据我国电网调度自动化系统广域分布、调度信息分层管理的特点及大电网在线分析软件的计算规模、计算性能等需求,以云计算技术及"调度云体系架构"为基础,提出大电网在线分析软件的广域多级分布式并行计算模式及其协调管理服务需求。为了适应云计算环境的可扩展性,简化大电网在线分析软件设计流程,提高软件开发效率,提出了基于面向服务架构(SOA)的大电网在线分析3层服务封装,满足不同用户对大电网在线分析软件的需求。最后以分解协调潮流计算为典型应用,提出了基于广域多级分布式并行计算模式的拓扑分析服务和潮流服务程序设计方案。     

高性能在线分析计算现状与协同计算关键技术

阐述了电力系统高性能计算模式的概念,沿着"离线计算在线协同化"的演进方向,以提高计算实时性、可靠性和计算服务化为目的,将并行计算、分布式计算、云计算等高性能计算模式作为主要分析内容,从分解协调方法、数值计算并行、硬计算架构和软计算模式等方面总结了状态估计、潮流计算、包含暂态稳定计算和静态安全分析功能的在线动态安全分析研究应用现状。阐述了实现在线分析一体化协同计算技术路线图的三个演进阶段,重点探讨了支撑以上业务分析应用在线计算协同化的关键技术,如分配映射机制、分解协调计算服务、模块服务接口化和数据交互规范等。最后在云计算模式下,设计了在线分析业务的协同计算场景和状态估计服务模式,对基于云计算的调度控制系统设计与开发进行了有益探索。     

华中电网在线潮流计算软件的开发及应用

介绍了华中电网在线潮流软件的基本功能、特点及其总的设计思想。概述了在线潮流的基本理论和算法，并用实例对该“应用”进行了考核。该“应用”的投入使用为调度工程师提供了在单线图上直观而方便计算潮流的工具，为潮流专家提供了研究本系统潮流特性和维护潮流软件的灵活手段。     

基于PSS/E27的大型电力系统故障分析平台

PSS/E是美国PTI公司推出的大型电力系统仿真计算软件。PSS/E为用户提供潮流、短路、动态模拟仿真(包括长过程稳定)、优化潮流、线性网络及小干扰信号分析等功能,支持超大规模网络计算,并提供IPLAN二次编程语言,由用户根据实际需要进行二次开发。上海交通大学和华东电力调度通信局在国内首次完成了PSS/E27软件的实用化开发,增加了交互式绘图功能及全中文、图形化的操作界面,实现了一系列高级故障分析功能,大大提高了分析计算的自动化程度。利用该系统,华东总调及"三省一市"正在建立220～500kV高压电网统一     

基于PSS/E 27的大型电力系统故障分析平台

PSS/E是美国PTI公司推出的大型电力系统仿真计算软件.PSS/E为用户提供潮流、短路、动态模拟仿真(包括长过程稳定)、优化潮流、线性网络及小干扰信号分析等功能,支持超大规模网络计算,并提供IPLAN二次编程语言,由用户根据实际需要进行二次开发.上海交通大学和华东电力调度通信局在国内首次完成了PSS/E27软件的实用化开发,增加了交互式绘图功能及全中文、图形化的操作界面,实现了一系列高级故障分析功能,大大提高了分析计算的自动化程度.利用该系统,华东总调及"三省一市"正在建立220～500kV高压电网统一的系统参数、故障分析、整定计算、网络拓扑库、报表输出等计算分析平台     

潮流计算软件开发中的面向对象系统分析

简述了面向对象分析的优点和重要性,并着重介绍了一种面向对象分析方法。在此方法的基础上对潮流计算软件进行了分析,得出了潮流计算所需的各种类及其各自的相互关系,形成了潮流计算软件完整类图。     

基于调控云的网络分析服务架构

为解决网络分析应用在多级调度分级部署、数据共享困难、多用户多需求支撑能力不足和应用计算准确度待提升等问题,提出了基于调控云的网络分析应用服务模式:应用的统一服务和电网数据的全网共享。基于调控云的虚拟资源和公共组件,研究了电网数据信息结构构建、网络分析应用计算服务封装、分布式事务管理的设计方法。以状态估计、调度员潮流和静态安全分析为例,阐述了一套服务多用户按需使用的计算服务流程和应用模式。     

基于电力系统实时数据源的BPA软件接口设计

由于PSD-BPA等电力系统分析软件的广泛使用,并且SCADA几乎覆盖了主网的所有设备,因此可以将SCADA实时数据作为电力系统潮流计算的数据源。这种实时数据源遵循IEC 61970标准中的公共信息模型规范,它为各家应用提供了与平台无关的统一的电力系统逻辑描述,理论上具有优秀的兼容性。但是BPA软件所要求的数据格式与实时数据源提供的格式并不兼容,且在工程实际中经常需要对某个时间断面下的电力系统进行潮流反演,目前一般通过手工方式填写BPA数据文件,工作量巨大。为解决这个困难,从标准入手,对公共信息模型的主要内容做了研究,探讨了CIM/XML、CIM/E与BPA的数据格式,以拓扑分析为技术核心,开发出了一种数据接口程序,可以在不需要人为干预的情况下,将基于CIM的电力系统实时数据快速转换为供BPA潮流软件计算用的数据文件。详细介绍了程序主要模块的原理与工作流程,并利用广西电网实时数据对程序进行测试,将转化出来的数据文件送入BPA进行潮流计算,计算结果收敛,且较接近实际情况。     

基于IEC61850和多代理技术的保护定值在线追踪系统

IEC 61850第1版的保护定值组召唤机制通过请求应答模式的程序调用来获取保护定值信息,不能满足多代理系统在线自适应地获取智能电子设备(IED)启用的最新保护定值的需求。文中利用IEC 61850第2版服务追踪机制实时监视保护定值组控制块属性参数的改变,构建了一种基于多代理技术的保护定值在线追踪系统。其中,变电站IED中的服务追踪功能单元实时在线获取继电保护装置修改和启用的保护定值;保护定值提供者代理为多代理系统在线提供最新的保护定值;转换单元获取最新启用的保护定值,实现IEC 61850标准和智能物理代理基金会(FIPA)标准的协调,解决变电站自动化设备层与计算机管理层多代理系统的协议冲突问题。实例分析结果表明所构建的系统是可行的和有效的。     

含线间潮流控制器的电力系统联合潮流计算

线间潮流控制器(IPFC)能实现线路间的潮流转移和分配,可用于解决电力系统中潮流不均引起的一系列问题,具有较大的应用潜力和价值。为评估IPFC工程应用价值,需实现含IPFC的大系统潮流计算,但目前我国多用于电网规划设计的大型电力系统分析软件中没有开发IPFC模型。为解决上述问题,提出了一种基于Matlab与PSD-BPA的含IPFC电力系统的联合潮流计算方法。首先推导了IPFC功率注入模型的数学表达式,并设计了Matlab与BPA联合潮流计算的计算框架,由Matlab进行IPFC求解计算,BPA进行大电网潮流计算,通过数据交换接口完成两种仿真软件的交互与交替求解。进一步对IPFC功率注入模型进行改进,提出了一种基于PI控制器的变步长潮流迭代策略提高了计算方法的收敛性。以南通西北片电网为例,对提出方法进行了仿真验证,计算结果表明了提出方法的正确性和有效性。     

配电自动化系统中相间短路故障处理策略

为了使配电自动化系统的故障处理功能满足实际应用中遇到的各种复杂场景的需要,面向故障处理对配电网简化模型进行了完善,设计了综合考虑开环和闭环运行方式和分布式电源接入以及非健全故障信息的容错故障定位流程。提出多重故障的可分辨性判据。提出考虑故障修复期间负荷变化的短时供电恢复策略,提出了根据实际需要综合生成短时供电恢复策略、即时供电恢复策略、最小甩负荷供电恢复策略、模式化故障处理策略和区域间两相短路接地供电恢复策略的方法。设计了包含故障定位、隔离、供电恢复策略生成、开关操作步骤生成和遥控障碍修正的相间短路故障处理流程。结合实例对所建议的方法进行了说明,结果表明其可行性和有效性。     

基于Hotelling模型的充电服务费双寡头联盟定价方法

为了减少电动汽车充电负荷大规模接入对电网安全稳定运行的负面影响,针对含有多主体运营商充电站的充电市场竞争定价问题,提出了基于Hotelling模型的充电服务费双寡头联盟定价方法。首先,分析了多元充电市场中电网公司、充电站运营商和电动汽车用户各自的利益追求。其次,利用Hotelling模型刻画了充电需求受价格引导的分布特性,设计了多元活性充电市场中的充电站运营商充电服务费定价方案。最后,通过仿真算例分析,验证了所提充电服务费双寡头联盟定价方法的有效性。     

基于卷积神经网络的非侵入式负荷监测方法

从深度学习与边缘计算的角度,对适用于电力物联网的非侵入式负荷监测方法展开了研究.针对NILM系统在物联网场景下的部署问题,提出了一种新的边缘计算架构,并讨论了各组成部分的任务分配.针对负荷激活在线提取问题,提出了基于离散度和用电行为规律分析的激活判断策略;针对低频采样下的负荷特征问题,提出了一种可自动提取激活特征并识别...     

配电网快速故障点转移熄弧方法的有效性在线辨识研究

针对中性点不接地系统快速故障点转移熄弧方法在故障相母线接地期间无法判断原故障点故障状态的问题,分析了线路重载和轻载两种情况下站内可测电气量的特征差异。当线路重载时,若原故障点故障未消除,两同相接地点间的大地支路将对负荷电流产生分流,推导叠加负荷分量的母线接地点电流表达式。利用幅值和相位偏移度是否超过所设门槛值判断原故障点状态。当线路轻载时,若原故障点故障未消除,两同相接地点使中性点不接地系统零序通路改变。利用对称分量法分别计算一点接地和两点接地时的故障线路零序电流,利用零序电流偏移度判断原故障点状态。设计了故障相母线接地期间原故障点状态辨识及动作流程,并通过ATP仿真软件对提出的方法进行了仿真验证。     

基于弹性分布数据集和有向无环图的潮流优化云计算系统设计研究

随着智能电网数据量的不断增加,现有的电力平台无法满足系统高性能计算的需求。针对这一问题,引入云计算进行分布式电力系统内存计算框架的设计,在分布式文件系统中存储智能电表、电子设备等采集数据。结合内存计算框架Spark和牛顿-拉夫逊法,提出弹性分布数据集(RDD)和有向无环图(DAG)优化的牛顿-拉夫逊法。通过实验分析潮流计算时间、加速比和实验集群规模,验证所提算法具有良好的性能。所做研究工作为国内智能电网发展提供参考和借鉴。     

统一电能质量控制器容量优化设计及控制

为实现统一电能质量控制器(Unified Power Quality Conditioner,UPQC) 容量在串并联单元之间的合理分配,提高UPQC补偿效率,给出了一种UPQC容量优化设计及控制方法。利用矢量图方法分析了UPQC稳态运行特性,建立了UPQC容量与电源电压暂降/骤升幅度、负载容量、负载功率因数和负载电压变化相角之间的关系模型,将其作为UPQC串并联单元容量选择的依据。根据补偿后负载电压相角可控的特点,采用神经网络对负载电压相角进行优化估计,降低UPQC实时补偿功率。仿真结果证明,所提方法能有效减小UPQC设计容量,优化动态补偿效果。     

配网物理模拟系统控制单元设计与实现

为控制配电网物理模拟系统以实现配电网正常运行及故障工况的模拟,基于可编程控制器(PLC),设计了配电网物理模拟系统的核心控制单元、故障模拟装置控制单元及燃弧故障装置控制单元。所完成的控制单元可实现模拟断路器通断控制、三遥数据采集控制、故障模拟控制、燃弧控制等功能,并以中断方式切除系统产生的模拟故障,响应时间不超过10个周波。PSCAD仿真结果与系统运行实验结果一致,表明所设计控制单元满足配电网物理模拟系统运行的控制要求。     

计及分类需求响应的孤岛微网并行多目标优化调度

孤岛微网优化调度中的源荷协调性非常重要,却常被忽视。针对孤岛微网的运行特点,计及分类负荷需求响应,构建了以系统运行成本及污染排放最小化为目标的微网源荷协调多目标优化调度模型。并引入多核并行运算环境和多种群并行交叉变异机制,构建新型的并行多目标微分进化(PMODE)算法对模型进行高效求解,以调和常规智能算法寻优深度和速度间的矛盾。结合应用结果分析了分类负荷发生转移及削减前后对微网内各分布式电源的出力影响和负荷的峰谷调整状况。表明所提出的孤岛微网源荷协调优化调度模型可有效实现节能减排和提升风光消纳率,并验证了PMODE算法的优越性能。