基于Arc/info的电压等高线的实现及应用

为了得到电力系统运行数据的全局宏观信息,需要将电力系统的节点运行数据转换为等高线来显示.以Arc/info为开发平台,提出电力系统节点电压等高线可视化的实现方法,将地理信息与电力系统节点运行数据相结合,先将地理上随机分布的节点转换为规则格网,再利用规则格网法生成电压等高线.最后也利用不规则格网法(TIN)生成等高线,以做效果和精确度的比较,并且已在河南省调度中心的GIS系统中应用该等高线系统.     

基于Arc/info的电压等高线的实现及应用

为了得到电力系统运行数据的全局宏观信息,需要将电力系统的节点运行数据转换为等高线来显示。以Arc/info为开发平台,提出电力系统节点电压等高线可视化的实现方法,将地理信息与电力系统节点运行数据相结合,先将地理上随机分布的节点转换为规则格网,再利用规则格网法生成电压等高线。最后也利用不规则格网法(TIN)生成等高线,以做效果和精确度的比较,并且已在河南省调度中心的GIS系统中应用该等高线系统。     

基于SVG的电网数据可视化图形描述

提出了基于可伸缩向量图形(SVG)的电网数据可视化图形描述方案,应用于电网数据可视化系统的设计。该方案结合电力系统中图形资源的特性,利用SVG的特点给出了电力系统图形资源的组织结构和可视化图形的渲染方法,在此基础上提出电网数据可视化系统的设计方案,并在某电网地理接线图上实现基于SVG的节点电压等高线和潮流断面的可视化显示。     

基于扩展卡尔曼滤波的虚假数据攻击检测方法

虚假数据注入攻击以破坏电力系统SCADA的数据完整性和可用性为目标,其检测方法对智能电网的安全与稳定运行具有重要意义。基于扩展卡尔曼滤波提出了一种虚假数据注入攻击检测方法。该方法利用检测数据递归得到系统的实时运行状态,从而达到有效检测识别电力系统中虚假数据注入情况的目的。另外,该方法能同时评估系统过去运行状态和预测未来系统状态的变化情况。同时,该方法能有效识别系统精确模型未知情况下的虚假数据注入攻击。以IEEE-14节点和30节点模型为研究对象,其结果表明所提方法不仅能弥补传统状态估计方法无法检测虚假数据注入攻击的缺陷,而且具有储存量小、易于实现等优点。     

改进分治算法在电压等高线绘制中的应用

鉴于当前用于绘制电压等高线的不规则三角形生成法的时间复杂度为O(n2),根据电力系统"低耦合、高内聚"的区域运行特点,文中采用分治算法与三角形网生成法相结合的方式生成Delaunay三角形网。利用节点区域属性划分子区域,重点阐述了子区域电网间的合并过程。采用JavaScript实现了电压等高线的组件化,减少了重复开发,方便集成。算例验证了所述方法的实用性。     

智能化电网中的柔性评价方法与应用

针对新一代智能化电网对电力系统规划、运行和管理过程中经济性、安全性与灵活性等多指标综合趋优的要求,在电网的分析计算过程中,系统地提出并定义智能电网环境下电力系统多尺度柔性评价方法,并根据柔性参数的不同类型,将电力系统柔性划分为属性柔性、约束柔性、负荷柔性和结构柔性。在此基础上,针对系统运行安全约束柔性问题,进一步定义电力系统稳态约束柔性评价指标,为电网调度人员评价电网运行状态安全裕度大小提供直观依据。最后,以IEEE 30节点测试系统为算例,通过评价稳态情况下节点电压约束柔性大小并将评价结果应用于最优潮流的分析计算,说明所提方法的合理性与有效性。     

电力系统节点及线路评估与骨干网架规划

电力系统可靠性是衡量电力系统运行可靠性的重要指标，近年来随着区域间、城市间互济电网的发展以及各电网之间互联程度的不断提高，对电网进行优化规划是提高供电可靠性的有效途径。本文提出一种基于节点和线路的评价方法，综合考虑静态和动态故障下节点和线路的状态；同时，结合对骨干网架规划中多目标优化问题的研究，以提高电力系统运行可靠性评估效率。     

基于非线性状态估计的虚假数据注入攻击代价分析

随着智能电网的发展,信息通信系统与物理电力系统深度融合,虚假数据注入等网络攻击可能会对电网的安全稳定造成严重影响,目前这方面研究已成热点问题。一次成功的虚假数据注入攻击涉及攻击者所掌握资源、攻击区域选择和攻击向量构建。在有限的资源下,根据实际电网运行特征,以攻击节点为中心,构建了单节点攻击区域和多节点攻击区域,一定程度上可缩小攻击范围。基于非线性状态估计模型,分别针对单节点攻击与多节点攻击情形,提出一种掌握局部电网信息下的攻击代价分析方法。最后以IEEE-14系统和IEEE-1354系统为例,分别进行单节点攻击和多节点攻击分析,其结果验证了所提虚假数据注入攻击代价分析方法的有效性。     

基于Power World Simulator的地区电网静态安全稳定性分析

电力系统具有良好的稳定性是保证电网正常运行的关键，充分应用Power World Simulator电力系统仿真软件对我国西北某地区实际电网进行安全稳定性分析。根据给定的实际电网运行数据搭建电网模型并进行潮流计算，将潮流计算结果与静态安全理论相结合，对该地区电网模型进行N-1静态安全性分析。针对线路负载率过高以及节点母线电压越限的情况，提出解决措施以达到提高电网运行稳定性的目的。     

高占比新能源电网节点停电风险预测

现代电力系统互联互通互供有效实现了不同地区能源余缺互补,提高了新能源消纳能力,也使得电网可靠运行日益艰难。结合数据驱动方法,采用基于发电机和负荷节点间的节点连通度指标对高占比新能源电网节点进行停电风险预测,利用该指标随系统运行压力上升不断下降的特点,在系统运行压力上升但未造成节点失负荷时即可进行预警,使运行人员了解系统各负荷节点风险。该指标采用数据驱动方法,通过对历史数据回归分析、节点负荷实时量测、系统拓扑结构信息进行计算获得。有效规避了传统风险指标计算规模随系统增大急剧上升的问题,将IEEE-118节点系统改造为符合新疆地区特点的算例系统进行仿真计算,验证了所提出风险预测指标的有效性。     

电网信息系统运行状态的风险预警技术研究

电网信息系统在持续工作条件下,运行状态的风险频次较高,文中提出一种基于信息聚类融合处理的电网信息系统运行状态的风险预警技术,构建电网信息系统运行状态风险评估的信息提取模型,对采集的电网信息系统运行状态评估数据进行统计聚类分析,结合模糊自适应C聚类算法进行电网信息系统运行状态评估和状态属性分类,提取反映电网信息系统运行状态风险特征的频谱参量,采用信息反馈调节技术实现风险预警评估。仿真结果表明,采用该方法进行电网信息系统运行状态的风险预警的可靠度较高,风险预警的准确率较高且误报率较低,实时准确性较好,保障电网信息系统的稳定运行。     

泸州电网实时可视化分析与预警系统

随着地区配电网规模日渐扩大,庞大的电网运行数据容易导致调度人员对潜在重要信息的遗漏,电网可视化分析与预警已成为解决这一问题的重要技术手段。为提高调度员工作效率与调度准确性,泸州电业局与四川大学电气信息学院共同开发了泸州电网实时可视化分析与预警系统。详细介绍了该配网可视化系统的软、硬件配置、系统构架与特点、功能模块及系统使用情况,并针对系统使用中遇到的相关问题提出了进一步研究思路。     

基于传感器网络的配电网保护通信技术

配电网设备复杂多样,容易受到自然界的各种干扰,国内配电网的智能化建设刚刚起步,配电网的灾害监控、运行管理、故障诊断存在不足。研究了基于传感器网络的配电网保护通信技术,以实现电网灾害的在线监测与预警。通过支撑多任务的传感器节点阵列布置、网络体系的架构分级,采用图形化、可视化手段,对配电网进行全方位的监测。建立了可视化电网监测数据管理系统,能够针对数据进行检索、统计、计算处理,生成各类二次数据,便于有关人员对电网运行状态和趋势进行分析和决策。     

ATM互联的SCADA-GIS系统

设计了一种以ATM网络作为骨干网的SCADA-GIS系统。首先介绍了ATM网络能适应不同业务流量的需求，然后利用统计学的方法从网络流量、容量和性能方面对信息容量和服务质量进行了评估。测试结果表明该结构在电力系统通信应用上具有明显的优势。     

基于OpenGL的电力系统预警可视化技术实现

随着电网规模的扩大和数据量的增多,需要一种高效直观的技术手段来实现对电网运行状态的监控和及时预警,电力系统可视化技术在这种背景下受到了人们的广泛关注。通过OpenGL和VC++的混合编程,实现了电力系统潮流动画、电压等位图、预警可视化的绘制,并开发了综合安全预警可视化系统,能够将电网的潮流分布情况、电压分布情况、越限及高危元件信息以动画、图形的方式生动形象地显示在屏幕上。该系统已成功运用于国内某电网,通过人机界面的交互,给调度人员的工作带来了极大便利。     

电网运维大数据背景下的继电保护通信系统故障定位方法

针对承载继电保护业务的光纤通信系统频发多通道同时告警事件导致故障定位困难的问题,基于电网运维大数据和贝叶斯网络模型处理方法,提出了一种继电保护通信系统故障定位方法。结合继电保护故障信息管理系统(RPMS)、通信网管系统告警信息和调度运行管理系统(OMS)信息缩小故障定位范围,然后基于由历史运维数据计算得到的先验概率,通过改进的贝叶斯算法进行故障概率计算,推断出故障原因,借助通信资源管控系统信息进行故障定位。算例的计算结果证明了该方法的有效性和准确性。该方法对于多区域并发性故障定位同样适用。     

基于参数线性规划的电-气综合能源系统最优能量流算法

电-气综合能源系统(integrated electricity-gas system,IEGS)的最优能量流(optimal energy flow,OEF)计算是其优化规划与运行分析的基础。针对现有电-气综合能源系统最优能量流求解方法存在的数据交互频繁、收敛性差以及难以保证隐私性等问题,提出了一种基于参数线性规划的电-气综合能源系统最优能量流计算方法。首先,建立计及有功网损的电力网络最优直流潮流模型,以及基于二阶锥松弛的天然气网络最优潮流模型。其次,基于参数线性规划理论,建立了电-气耦合功率与电力网络潮流最优解的关联函数。然后,将该关联函数传递至天然气系统中进行联合优化,并返回电-气耦合功率信息至电力系统中求解,分别得到最优能量流的天然气流与电力潮流结果。仿真分析表明所提方法能够通过单次信息交互准确求解最优能量流,同时交互信息量较小且不包含隐私信息,适用于最优能量流的分解式计算。     

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。     

考虑光伏发电及负荷概率性的储能容量优化

高渗透率光伏系统的接入增加了负荷的波动性,对配电网的稳定运行带来一定影响,需要配置合理的储能装置以保障配电网的稳定运行。在考虑光伏发电及负荷概率性的基础上,提出了一种储能容量优化的新方法：将负荷与机组发电的差作为对储能功率的需求,先分别求得一天中不同采样点负荷与机组发电的概率性序列,再利用卷差运算求得储能功率的概率性序列,最后根据统计学原理确定储能的最大充放电功率及最优容量。所提方法为光伏系统接入配电网的储能容量规划工作提供了新的思路。     

考虑多层耦合特性的电力信息物理系统建模方法

从信息物理融合的角度出发,综合考虑电力网、通信网和信息网的关联关系和耦合特性,提出了一种电力信息物理系统分层建模方法。首先,提出了考虑多层耦合特性的电力信息物理系统三层模型框架。然后,基于电网稳态潮流方程,考虑通信传输过程和信息决策过程,对电力网、通信网和信息网进行了分层次建模。针对信息网的监控功能和信息流的传递方向不同,建立了负责信息传递的上行/下行通信通道模型,再以网间接口模型关联电力网、通信网和信息网,推导出考虑多层耦合的电力信息物理系统一体化模型,显现了电力网、通信网和信息网的功能关系。最后,用IEEE 9节点和39节点系统构建的电力信息物理系统模型,基于潮流计算和拓扑分析方法,以最小切负荷为优化目标,定量推演信息网的感知决策过程和模型参数的变化对电网运行状态的影响,验证了所提出建模方法的有效性,适用于分析网络攻击、连锁故障演化机理等场景。