EMS规划态应用软件的开发与应用

设计开发了能量管理系统(EMS)规划态应用软件系统,该系统具备以下特点:应用多态机制嵌入EMS,可直接利用电网的实际运行数据进行数值仿真;能够以系统单线图的方式,动态地修改电网模型,构建未来规划电网,并基于各种实测数据断面,分析电网在不同规模和运行方式下的系统潮流及设备安全状况.提出了系统总体设计方案,介绍了图形、模型、算法分析、数据访问等子系统的设计方案和实现方法.该系统已成功应用于江苏省调电网,为未来规划电网运行方式的研究提供了一个良好的工具.     

综合智能电力系统动态监视平台及其应用

提出基于虚拟中心数据库的多数据源综合智能电力系统动态监视平台,该平台基于虚拟中心库实现不同应用系统的界面统一和数据共享,而不需对数据进行大量的转移和复制;采用考虑电力系统数据特点的高效无损数据压缩技术,提高平台对海量数据的实时存储和处理能力.并以该平台为基础开发基于PMU动态测量数据的各种电力系统监视和分析应用功能,主要包括低频振荡监视、电压稳定监视、电网设备参数识别和发电机组并网特性评估等应用功能.这些功能实现过程中,可以借助虚拟数据平台从其他监视和分析系统获取所需的数据,例如EMS或动态安全分析系统,分析结果也可以方便地与其他系统共享.     

基于CIM的电网规划管理决策辅助系统

针对电网规划所面临的多部门、多层级的低效收资,设计并编程实现了基于CIM的电网规划管理决策辅助系统。该系统以基于CIM模型的数据库设计为底层基础,构建的数据库定期由GIS系统、EMS系统和外部导入进行更新,实现数据共享。功能层面主要分为评估分析模块、规划研究模块以及数据发布模块。评估分析模块主要支持对现状电网供电能力和运行水平的评估工作;规划研究模块主要支持规划设计中的辅助决策工作和规划评价工作;数据发布模块主要支持上述两个模块中数据的发布查询功能。以某地区局部电网为例,验证了该系统的高效实用性以及对电网规划工作良好的指导意义。     

考虑负荷模糊性的短期电网规划算法

文章应用基于可信性理论的模糊潮流计算方法建立了输电网短期规划模型及其算法：首先根据当前电网负载水平评估结果采用灵敏度技术自动建立候选线路集；然后从候选线路集中选出线路形成不同的规划方案，建立输电网短期规划优化模型；最后用模糊潮流算法分析预想规划网架的运行性能，并通过遗传算法求解得到优化方案。算例分析证明了该模型与算法的有效性。文章的研究成果还可扩展应用于多重模糊因素共同作用下的电网规划。文章的模型与算法已在能量管理系统(energy management system，EMS)平台上实现，借助EMS系统提供的精确电网模型以及大量完整的电网运行数据，其规划结果的可信度得到了提高。     

基于能量管理系统平台的嵌入式软件系统

根据"即插即用"的设计思想研究并实现了基于能量管理系统(EMS)平台的嵌入式软件系统.该系统分为核心模块和接口模块2部分,前者负责完成系统核心计算功能,后者实现与EMS的数据交互.通过付核心模块的封装,使其可在不同厂家的EMS平台上应用.为保证核心模块与EMS分离,使它们都可独立地变化,接口模块采用Bridge模式来设计实现,各类功能接口可通过标准化、应用程序接口(API)、双方约定等3种方式来实现.基于该"即插即用"框架设计实现的嵌入式自动电压控制(AVC)主站系统已在多家网/省级电网控制中心得到实际应用.现场实践表明,该主站系统能将EMS的平台优势与AVC系统的控制算法优势相结合,提高AVC系统的实用化水平.所设计实现的嵌入式系统为控制中心的EMS软件集成提供了一种有效方案.     

图形化RTDS在线实时仿真系统

实时数字仿真器RTDS(简称RTDS系统)用于大规模交直流并联电网的稳定分析和反事故措施研究时,还不能实现在线,即不能及时地跟踪实际电网的运行变化,且仿真的动态过程也不能直观地显示和操作.为使RTDS系统能接收能量管理系统(EMS)的在线潮流数据,跟踪电网运行变化,便于电网分析、运行人员研究,文中提出并实现了基于EMS潮流数据的RTDS系统在线仿真方法,并可图形化显示和操作.将来自EMS的潮流数据在RTDS系统仿真模型上进行状态估计,采用数字通信将估计结果刷新RTDS系统仿真的基态,使RTDS系统仿真基态数据接近于电网运行的实际状态.自主开发图形平台,并经数字通信,实现电网接线与RTDS系统仿真结果在同一界面上的动态显示和操作.该系统已在南方交直流电网大规模RTDS系统仿真平台上实施.     

地区电网外网等值自动生成系统的开发与应用

外网等值模型必须跟踪外网运行方式的变化以确保地调EMS应用软件的计算精度.为提高地区电网EMS应用软件的实用性,作者开发了自适应的外网等值自动生成系统.该系统利用IEC61970 CIM(Common Information Model)标准从省调EMS系统读取电网模型和实时数据,然后自动为地区电网生成外网等值模型,并按IEC61970 CIS/CORBA(Component Interface Specification/Common Object Request Broker Architecture)规范通过广域网将外网等值模型发送至各地区电网,供地区电网EMS/DTS应用软件使用.该系统的外网模型可灵活定制,可在外网中自动生成或人工指定缓冲网,以满足等值精度和计算速度的要求.该系统实时自动运行,可随时为地区电网提供外网等值模型和相应的实时数据,大大提高了地区电网EMS/DTS应用软件计算结果的正确性.     

基于分布式键值对存储技术的EMS数据库平台

为解决智能电网系统中能量管理系统(energy management system,EMS)数据指数级增长带来的海量数据存储和快速访问问题,提出一种基于分布式键值对存储EMS数据的方法,将结构化与非结构化数据统一按照键值对形式进行表达,并分布存储于集群中.以该方法为基础,设计并实现了一种新的EMS数据库平台,该平台是混...     

考虑外网等值的江西电网模型拼接实现方法研究

新一代EMS系统需要一个信息完整而且正确、可靠的实时电网模型.电网模型重建是要保证内部电网模型的正确性,同时实现外部电网模型的动态等值及其与内部电网的在线合并.提出了考虑外网等值的模型拼接实现方法,在分析网络模型重建的算法基础上探讨了网省电网模型拼接的关键技术问题.利用华中电网模型数据和江西电网的在线数据进行了计算,结果表明该算法在速度和精度上都能满足在线应用.开发的算法和软件模块江西电网投入在线运行,并致力于应用在新EMS系统中.     

地区电网在线安全稳定预警与辅助决策系统

通过对目前电网在线动态安全分析领域的研制背景分析,提出了地区电网安全稳定实时预警系统的可行性,详细介绍了系统的主要功能、关键技术和性能指标。地区电网安全稳定实时预警系统从SCADA/EMS实时获取在线数据,利用分布式并行计算平台快速找出各类安全隐患,给出综合智能告警信息,展示给调度员,可方便地实现地区电网与省级电网不同调度控制中心的信息集成。通过在洛阳电网的研发和实施验证了该系统不仅可以大幅度提高本地区电网的实时安全预警能力,还能够及时发现本地电网模型和数据中的错误与异常信息,自动报警并给出详细信息,大大提高了系统模型的准确性,是未来地区电网调度运行必不可少的工具。     

大规模风电集中接入的输电网扩展规划平台研发

为满足大规模风电集中接入对输电网扩展规划提出的安全性与经济性需求,提出了建设含大规模风电集中接入的输电网扩展规划平台的总体方案。应用综合考虑风险及经济性的输电网优化规划理论,开发了以风电场群功率波动分析、输电容量优化为核心,集运行中风电场出力的历史数据采集与管理、待建风电场信息处理以及最优规划方案综合评价一体化的信息管理和输电网扩展规划系统。构建了基于历史出力数据的风电场群出力汇聚演变模型、提出了利用在役风电场群历史出力规律性预测规划目标年风电场群出力的实用方法、建立了面对输电网的综合评价指标体系,为进行详尽的数据挖掘分析、高精度的出力预测、准确的方案评估和全局化的输电网扩展规划管理,提供了有力的技术支持。     

基于IEC 61970标准的EMS/DTS一体化系统的设计与开发

在目前的技术条件下,探讨了基于IEC 61970标准的能量管理系统／调度员培训系统(EMS／DTS)需要解决的关键技术问题,包括数据库平台、公共信息模型(CIM)电网模型的维护、应用软件的组件化封装和跨平台的异构系统的实现方法等。开发了由后台数据库和软总线组成的异构数据平台。其中,后台数据库采用3种数据管理模式用于数据的存储、检索与处理,既保证了开放性又提高了系统效率。软总线则基于实时公共对象请求代理体系结构(CORBA)的中间件基础,全面支持组件接口规范(CIS)标准。还开发了一套符合CIM特点的图模一体化系统,同时也能支持离线规划功能。对于应用软件不同模块的功能和应用特点,采取了不同的封装策略,测试表明这种策略是合理、实用的。     

计及变压器铁芯饱和的LCC-HVDC输电系统谐波不稳定性评估与应用

基于端口理论构建了基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统的完整模型,综合考虑了直流两端换流器、平波电抗器、交直流滤波器以及换流变压器铁芯饱和的影响.利用该模型对不同的网络参数及运行工况进行谐波稳定性判别,并与PSCAD/EMTDC时域仿真平台上详细LCC-HVDC输电系统模型仿真结果对比,验证了所提模型的可行性与准确性.将所提模型应用于谐波不稳定性判别,不仅计算方法简单,而且能够较好地反映不同参数对谐波稳定性的影响,其对LCC-HVDC输电系统谐波不稳定影响因素分析可为LCC-HVDC输电系统的规划、运行提供参考.     

电力市场环境下基于多智能体的多目标电网规划方法

网络阻塞费用是表征电力市场竞争程度的指标之一。提出了一种以网络阻塞费用、线路投资和由于传输容量不足引起负荷缺失最少为目标的多目标网络规划模型,依据分层求解的思想设计了基于多智能体的网络规划体系结构并用其对模型进行求解。初始规划层的母线智能体以降低阻塞为目标相互协商形成初始规划集并将其传送给决策规划层;决策规划层采用遗传算法在初始规划集中搜索规划方案,并进行N-1安全校验和阻塞校验,得到优化可行解。该网络规划体系是开放式结构,可以在知识库中考虑各种不确定因素。通过IEEE RTS-14节点算例仿真表明,考虑阻塞的网络规划能够以最少的投资费用为市场参与者提供公平的电能输送平台,最大限度地满足电力传送。     

能量管理系统和继电保护信息系统集成平台研究

介绍在广州供电局实施的能量管理系统（EMS）与继电保护信息系统统一数据平台方案，以便基于此平台实现继电保护信息系统免维护。该平台实现了数据模型规范化，采用了双服务器、双网冗余结构，保护所有信息在调度集控一体化平台上整合，形成完整保护的信息库。在硬件上，该平台的故障信息系统工作站采用双工作站并行模式和嵌入式结构。文中还分析了该方案实施后所发现的问题，指出二次设备的建模和管理是完善该方案的关键。     

基于图形数据库的网络拓扑及其应用

网络拓扑是电力系统分析软件的基础，而采用可视化的方法实现网络拓扑的建立则是可视化能量管理系统（EMS）的核心，作者提出了一种面向对象的抽象电力网络拓扑模型，建立了一种通用的拓扑描述方法，该方法具有很好的可扩充性，在图形数据库一体化的平台上，实现了一种利用矢量图的坐标关系自动生成拓扑的快速算法，该方法的核心思想是压缩参与拓扑形成的图数和采用分区方法来减少计算量。利用所提出的面向对象的网络拓扑模型，实现了一种新的高效的基于节点融合的拓扑模型，实现了一种新的高效的基于节点融合的拓扑方法，并利用该方法，开发了监视控制与数据采集（SCADA）动态着色和调度员培训仿真系统（DTS）的调度操作校核等实用程序。     

基于联系数模型的电网灵活规划方法

介绍了联系数概念及其运算准则,提出了联系数大小比较的联系数模型和基于联系数模型的电网灵活规划模型,在该规划模型中采用成本效益分析法评价方案的优劣程度。用联系数处理电网规划中的各种不确定性信息,构造了电网规划的确定与不确定系统。算例证明该方法得到的电网灵活规划方案具有更好的适应性和灵活性,且方法计算简单,思路清晰,可用于求解大型电网灵活规划问题。     

兼顾计划与市场环境的电力规划决策与评估系统

分析电力市场对规划决策与评估提出的新要求，提出兼顾计划与市场环境的电力规划决策与评估系统的总体方案和核心思想，设计了以日运行评估为基础的决策方法。采用高性能网络数据库作为后台数据支持，建立可集中管理历史与规划的电源、电网、负荷等技术与经济数据的软件平台，实现决策与评估。该系统适应电力系统规划在电力市场环境下的新要求，可为我国电力市场过渡期的规划决策，特别是目前缺电状况下的电源有序建设提供有力的支持工具。