自律分散的多维度电网薄弱环节跟踪及分析系统设计与实现

设计并实现了一种基于自律分散系统模型的多维度电网薄弱环节跟踪及分析系统。首先,介绍了基于自律分散模型的软件设计理念,并设计了基于定时轮循和数据驱动的柔性计算控制逻辑;其次,设计了分层解耦管理框架并实现了功能模块的标准化设计和管理;接着,给出了多维度电网薄弱环节跟踪及分析系统的设计方案;最后,使用该设计方案实现了电网安全稳定运行薄弱环节跟踪及分析系统和电网电能质量薄弱环节跟踪及分析系统。案例分析表明,所设计自律分散电网薄弱环节跟踪及分析系统对薄弱环节定义、分析方法、数据来源和结果展示等维度多样性具有较好的适应性。     

自律分散的电力系统复合自动计算分析工具设计与实现

在现有电力系统计算分析软件的体系结构不够开放的限制条件下,从电力系统计算分析工作的特点出发,对计算分析进行层次划分,提炼复合自动计算分析工具设计的2个关键技术问题。基于自律分散系统模型和OSGi规范,设计功能流程和框架,解决上述2个关键技术问题,完成复合自动计算分析工具的标准化整体设计,为综合型的复合自动计算分析功能的实现提供一般方法。设计实现了以数据变化驱动的案例生成流程;以PSD电力系统计算分析软件为例,完成标准计算分析工具的调用设计;设计任务调度器,实现计算内核的管理和计算任务的调度;最后以特高压电网振荡解列故障样本筛选和电网安全稳定控制措施有效性自动校验为例,展示了复合自动计算分析工具总体设计的可行性和实用效果。     

主动配电网信息集成一致性测试方法

IEC61968和IEC61850标准是智能电网领域中核心的两个标准,分别用于实现配电管理系统和变电站自动化系统的信息集成。基于上述标准,研究主动配电网领域中的信息集成一致性测试方法。首先,从测试元数据出发,研究测试规则,设计测试方法框架;而后,分别编程实现元数据、规则推理模块与测试引擎解耦的IEC61968消息一致性测试Web服务和IEC61850配置文件一致性测试软件;最后,分别设计主动配电网IEC61968消息测试实例及IEC61850配置文件测试实例,验证软件的可用性与有效性。     

基于PSD-BPA与PSSE的电力系统集成仿真平台

针对电网规模不断增大以及结构的日益复杂、电力电子设备的大量应用、电力市场交易变革的不断深入给电力系统仿真计算带来的挑战,研究开发了一种基于PSD-BPA与PSSE两种仿真工具的电力系统集成仿真平台。该集成仿真平台主要包含数据管理和集成仿真两部分,建立了一体化数据共享为目标的集成仿真系统结构和功能结构,描绘了平台工作流、实现方案和功能特点;通过PSSE用户自定义接口实现了电力系统常规设备动态模型转换和通用化建模,形成集成仿真平台统一的系统仿真模型,实现了集成仿真。结合集成仿真平台维护的某区域电网统一模型数据,发挥两种软件各自在数据基础和自定义模型方面的优势,验证了集成仿真平台针对新型设备自定义建模仿真的可用性和灵活性。     

基于MDA的微服务应用开发平台的实现研究

随着信息化时代的发展,企业对软件的需求日益剧增,其中软件开发平台问题成为业界技术关注的焦点。MDA模型驱动架构是一种解决开发过程中效率和一致性问题的架构解决方案;而微服务是一种采用服务的方式来构建应用,保持服务独立,减少互相干扰与依赖的先进技术;微服务应用开发平台核心则是一种二次开发软件框架,软件开发人员可基于应用开发平台快速开发各类应用系统。为此提出基于MDA思想的微服务应用开发平台,以元数据为核心,将传统手工开发转化为通过可视化的建模操作实现基于微服务架构的软件业务功能,并通过元数据进行软件资产的积累和分层沉淀。     

高度互操作性的电力系统数据平台设计与实现

基于公共信息模型（CIM）的应用集成主要困难在于CIM数据本身互操作性不足,CIM版本升级、不同描述语言都造成了CIM数据互操作性的缺失。分析了CIM数据的互操作性层次关系,并结合元数据互操作性要求给出了适用于任何模型描述规则、描述语言的CIM数据解析和翻译方法。开发了一套能够为多数据源和多应用系统提供统一数据输入／输出接口的SMARTCIM平台。该平台可实现数据源与应用系统间的灵活解耦和高效集成,已应用于江西超高压局集控中心综合数据平台的建设项目中。     

基于电网GIS与气象数据融合的共享应用平台及其内嵌系统设计

为提升专业气象数据在电网运行风险预警方面的应用水平,以电网环境专题图的展现及应用为核心,提出一种基于电网GIS与多维气象数据深度融合的共享应用平台,并对其总体功能框架和技术架构进行了详细设计;同时设计了一套可实现电网环境专题图自动绘制及应用的内嵌系统,此系统通过划分气象数据与电网运行数据统一的规则库,利用GIS建模技术模拟绘制流程;最后对该平台如何实现电网运行风险预警进行了详细阐述。结果表明,设计的电网环境专题图自动绘制及应用系统可作为连通气象环境与电网GIS应用的重要工具,可扩展及完善共享应用平台功能并实现电网运行风险预警。     

智能变电站二次设备即插即用理论模型与应用研究

为解决智能变电站新建及改造过程中二次设备配置繁琐和文件生成复杂的问题,提出了智能变电站二次设备即插即用理论模型。为实现即插即用的功能,首先设计了二次设备即插即用框架,针对设计的框架,从硬件层面和软件层面实现需求功能。硬件方面采用双核异构处理器外加FPGA构成的三核硬件平台,软件方面实现分层化设计,由支持层、功能层、应用层系统组成,实现了层与层的解耦,便于后期维护和软件组件的重用。在二次设备模型基础上,增加即插即用特有的数据及功能描述,从设备、数据和功能三方面进行了说明。为测试功能应用,进行保护和测控两方面验证仿真。同时设计了二次设备顺序控制、防误闭锁、五防闭锁和虚端子校验等方面控制校核逻辑。最后,通过功能测试证明了所设计模型可正确自动进行设备配置的读取、下装和相关参数配置修改。     

电网规划运行数据库与集成管理平台的设计与实现

电网规划设计和运行管理中,需要使用电源规划、负荷预测、网络拓扑、电气参数等各类信息。目前这些数据存在统计口径不一致,信息不完备等问题。为此,提出了一种电网规划运行数据库与集成管理平台设计方案。该方案基于C/S软件架构,采用Oracle数据库进行数据存储,并以数据完备、减少冗余为原则进行了数据库的详细设计,涵盖了电网规划和运行管理所需的各类信息。在完成数据库设计的基础上,开发了集成管理平台,该平台主要提供了数据管理与维护功能以及电力系统元件模型自定义和电网运行方式管理功能。该设计方案已在南方电网得以实现,并作为后续各类高级应用的数据支撑和集成管理平台。     

基于SVG技术的电力系统可视化平台集成与方法库开发

先进的可视化技术是提高电网运行智能化水平的重要途径。文中以可缩放矢量图形(SVG)技术为核心,开发了统一、兼容、集成的电力系统可视化平台与标准的可视化方法库;构建了基于SVG技术的可扩展的可视化应用平台,可在一个统一的平台框架内兼容并集成多类可视化资源;开发了一整套基于SVG技术与地理信息图形的空间数据可视化方法,实现了与电网网架结构和数据模型的高效、自动匹配;形成了具有标准的面向对象接口的可视化方法库,具有高度的灵活性和可移植性,提高了开发效率;提出并实现了横向集成、纵向挖掘、学习式与预知式的智能人机交互方式,使可视化技术具有一定的感知能力,有利于提高电网运行人员对于电网运行数据与信息的感知能力与分析效率。     

电网信息物理系统的数据驱动架构设计及应用

为了实现信息系统和电力系统更加紧密的融合与协作,电网信息物理系统(power grid cyber physical system,PGCPS)需要满足数据驱动、软件定义、泛在连接、虚实映射、异构集成和系统自治六大特征。其中,数据驱动是PGCPS的灵魂,而软件定义则是PGCPS的实现形式,这两者共同构成了实现其余4大特征的基础,也是构建PGCPS的基础和难点所在。该文提出了一种基于数据驱动的系统设计方案——基于自律分散系统(autonomous decentralized system,ADS)理论的数据驱动系统架构及其关键技术:数据资源的抽象和数据交互机制。具体地,以数据元接口作为数据资源的抽象表达形式,并集成到信息交互协议中,从而将数据驱动和软件定义相融合,进而为基于ADS理论的数据驱动系统架构的横向扩展和纵向集成提供支撑,有助于实现该系统架构的泛在连接、异构集成和系统自治;提出了基于主动通信的数据交互机制,该机制定义了各模块的信息发布准则,并且提升了虚实映射的实时性和效率。该方案从系统架构、信息共享协议和数据交互机制3个维度支撑数据驱动系统架构的实现,为构建PGCPS奠定了坚实的基础。     

电网企业基于面向服务架构的应用集成研究与实现

结合电网企业数字化和信息化的发展方向,针对电网企业目前信息化的发展现状,提出采用企业应用集成（EAI）技术解决现存信息孤岛的问题。指出基于面向服务架构（SOA）的集成技术是实现电网EAI的重要模式,提出基于SOA的EAI框架,并从数据层和业务流程层集成设计相应的实现方案,使该集成平台可以提供基于公共信息模型（CIM）语义的数据和完成典型业务流程的自动化运行,最后介绍上海市电力公司的基于SOA的EAI实践。     

IEC 61968消息一致性测试方法研究与实现

基于IEC 61968消息的智能配电网管理系统信息集成容易因消息不规范造成互操作失败,影响相关业务的正常进行,因而对消息质量提出了越来越高的要求。但是,目前尚缺乏有效的规则和手段对IEC 61968消息进行测试。为解决该问题,提出了IEC 61968消息的分层一致性测试规则,和元数据及规则驱动的一致性测试方法框架,并设计了一种可扩展、松耦合的一致性测试Web服务体系。基于.NET Framework 3.5框架开发了一套IEC 61968消息一致性测试服务,测试实例表明其具有良好的测试效果。     

智能电网调度一体化设计与研究

在国家电网调度中心提出了智能电网调度技术支持系统框架的基础上,提出如何在目前调度系统实现智能电网调度技术支持系统框架的功能目标.指出可改造PMU使其具有遥信和遥调功能,具备与SCADA和故障录波系统的功能,因此完全取代二者,实现电网数据采集的统一;指出以PI数据库+ Oracle数据库作为调度统一数据平台的数据库,以PI数据库存储电网动态数据,以Oracle数据库存储电网模型和结构,实现电网信息的有效处理.在分析了EMS系统、WAMS系统、动态预警系统、发电计划安全校核系统、负荷预测系统的功能基础上,指出可以将上述应用系统实现一体化,在一体化系统中实现上述所有功能,并指出为了实现智能电网应该新开发电网运行方式预安排、电网运行经济分析、在线断面极限功率计算、电网供电能力评估等应用功能.     

基于WebService和SVG的电网GIS研究

通过分析电网企业GIS图形应用需求以及存在问题,提出一种以集成二次开发为模式,运用WebService技术,并结合SVG标准的电网GIS系统设计思想,以及基于WebService和SVG的电网GIS框架.并且,将电网GIS框架提供的服务分为三种:电网空间数据服务、电网空间信息服务和应用集成服务.不仅实现了电网GIS的服务功能,同时,也实现了各类应用系统之间松耦合、互操作,及功能协同的目标.     

基于Unix电网集成数据管理环境设计和实现

面向电网数据一体化管理的需求,设计并实现了基于Unix平台的电网数据集成管理环境,它是可视化、面向对象及开放的。将SQL数据库与实时数据库的访问接口封装成开放式数据对象的中间件;根据电网数据的逻辑限制和相互依赖关系定义数据模板,通过模板访问数据库时审核数据有效性;设计并实现树、表单等高级控件以实现图形化管理数据;资源文件与数据库模板对应实现无编程的设备参数管理界面;分解用户指令为语素的引导型查询模型。它不依赖于电网特性,可在更广泛的领域中应用。     

面向公共电网GIS平台的电网地理图形应用架构

企业级公共电网地理信息系统（GIS）平台独立部署的技术发展趋势突破了传统的直接基于GIS平台开发应用系统的技术框架。提出一种新的以公共电网GIS平台为中心的电网地理图形应用架构,以适应技术发展需要。通过深入分析电网企业GIs图形应用需求,提出公共电网GIS平台应成为一个位置感知与电网感知相结合的应用透明的平台设计思想。将架构涉及的应用系统归纳为4种主要类型,并结合典型应用场景给出了4类系统与公共电网GIS平台数据共享与功能互动的具体集成方案,实现了各类应用系统与平台之间数据分布和功能协同的优化。该架构方案在国家电网公司“SGl86”工程中得以实际应用,可充分发挥公共电网GIS平台的中心枢纽和基础支撑作用,并保障整个电网地理信息、设备信息和拓扑信息等的一致性。     

模型-数据混合驱动的电网安全特征选择和知识发现关键技术与工程应用

随着可再生能源的大规模并网、需求响应的逐步实现,电网运行方式的复杂性和波动性不断攀升,电力系统的安全运行正面临新的需求与挑战。因此,基于人工智能技术,在广东电网建立了"模型—数据混合驱动的电网安全特征选择和知识发现平台",保证电网安全、稳定、经济运行。文中首先定义了电网安全特征和知识,阐述了模型—数据混合驱动的思想与具体实现方法,并分析了降低误差的手段;其次阐释了平台的并行计算技术;接着设计了平台的软硬件架构;最后,展示了平台在广东电网的实际应用效果,结果表明:(1)从运行规则制定层面,将运行专家离线制定粗放运行规则的模式,变革为人工智能在线发现精细运行规则的模式;(2)从运行规则应用层面,将调度员人工判定运行规则的模式,变革为人工智能实时判定运行规则的模式。     

供电企业输变配一体化系统的设计

通过对现有信息系统关键问题的分析,提出了建立统一的电网设备模型,以统一的GIS平台实现电网模型的可视化表现和AM/FM/GIS应用功能的集成,实现输、变、配电网模型一体化的设计思想,通过对设备类型、属性、主要功能的描述,提出了系统解决方案。     

智能电网调度一体化设计与研究

在国家电网调度中心提出了智能电网调度技术支持系统框架的基础上,提出如何在目前调度系统实现智能电网调度技术支持系统框架的功能目标。指出可改造PMU使其具有遥信和遥调功能,具备与SCADA和故障录波系统的功能,因此完全取代二者,实现电网数据采集的统一;指出以PI数据库+ Oracle数据库作为调度统一数据平台的数据库,以PI数据库存储电网动态数据,以Oracle数据库存储电网模型和结构,实现电网信息的有效处理。在分析了EMS系统、WAMS系统、动态预警系统、发电计划安全校核系统、负荷预测系统的功能基础上,指出