基于集群机的大规模电力系统暂态过程并行仿真

由于传统的串行计算方法无法满足互联电力系统在线动态安全分析和实时仿真的要求，研究高效的电力系统暂态并行仿真算法及其软件已成为电力系统动态实时仿真的关键。该文基于集群系统，提出一种利用电力系统区域特性的多重化网络划分方案，弥补了传统网络划分算法在计算规模和划分质量上的不足；并提出了一种基于分块思想、消息传递与动态多线程相结合的网络方程分层算法及其实现策略，缩短了网络方程的计算时间，解决了暂态仿真中计算量突增的问题，提高了算法的并行效率和整体性能。同时，文中还简化了暂态稳定算法迭代流程，改进了全局收敛判定方法，有效地减少了算法计算量和通信损耗。实际电网的数值计算结果表明，文中提出的算法计算加速比高，实时性好，因此研制的电力系统动态并行仿真程序能够满足大规模电力系统暂态过程实时仿真、甚至超实时仿真的要求。     

特高压电网安全监控功能和技术需求分析

为进一步完善特高压电网安全理论和安全监控技术,基于实际电力系统大停电事件分析,讨论了形成连锁故障的条件和大电网停电事件的复杂性,解释了典型大规模停电事件发生和发展的机理,指出电力系统安全防御体系的缺陷是造成大规模停电的重要原因。在上述基础上,针对特高压大电网安全的关键问题,讨论了对特高压大电网安全防御体系的新的功能需求。最后建议建立分布式的多智能体安全监控系统,加强对发电机和关键输电线路的实时监测和提高电力系统危急状态实时调整能力,这样可以充分降低电力系统发生大规模电压崩溃的风险。     

广域测量技术在电力系统应用中关键技术问题

广域实时动态监测系统对电力系统安全稳定运行及监测具有重要作用.针对国内外广域动态测量系统建设所遇到的一些关键性技术问题进行了讨论,从子站的布点、测量方法、GPS授时、通信以及主站的平台、与EMS系统的互联和高级应用功能等方面进行了探讨,提出了有益的建议,为广域电网实时动态监测系统的建设提供有益的指导.     

特约主编寄语

<正>在智能电网环境下,电力流与信息流通过计算、通信、控制等过程融合交互,形成了开放互联、稳定自治的复杂异构系统,即信息物理电力系统(cyber physical power system, CPPS)。CPPS的核心内涵在于物理电网、传感器网络、计算单元、通信网络与控制系统的广泛互联与有机融合,使电力系统运行在安全可靠、自治兼容、可观可控、高效实时的模式下。     

中国南方电网调度自动化实时通信的现状分析和研究

着重分析了第4代调度自动化实时通信系统的硬件平台、运行模式、通信协议集成、PMU通信、通信网关等特点。在第4代调度自动化系统统一支撑平台上,可以根据需要集成一个或多个应用实时通信子系统。举例说明了第4代调度自动化前置通信子系统在中国南方电网多区域大电网全景能量管理系统和在贵州电网应用TASE.2协议实现EMS系统互联工程中的应用,对IEC 61850协议通信进行了探讨。     

中国南方电网调度自动化实时通信的现状分析和研究

着重分析了第4代调度自动化实时通信系统的硬件平台、运行模式、通信协议集成、PMU通信、通信网关等特点.在第4代调度自动化系统统一支撑平台上,可以根据需要集成一个或多个应用实时通信子系统.举例说明了第4代调度自动化前置通信子系统在中国南方电网多区域大电网全景能量管理系统和在贵州电网应用TASE.2协议实现EMS系统互联工程中的应用,对IEC 61850协议通信进行了探讨.     

青海电网省、地调局域网的网络互联

计算机网络和通信技术的飞速发展,促进了计算机网络的功能完善和应用的拓展。在青海电网,通过引进国外贷款的项目,电力系统的通信网得到了长足的发展,已具备实现计算机网络互联的条件。省调及各地调的自动化系统均通过实用化,但是对于电网调度自动化系统（SCADA）如何迈上一个新的台阶,网络就是电网调度自动化系统发展的一个方向,并为高级应用功能（EMS）的实现提供了保证。省、地调联网还可以实现青海全网信息资源及通信资源的共享。文章主要介绍了省、地调自动化系统局域网互联中硬件设备的安装调试过程,数据库的设计及实现,软件的设计思想,数据通信协议以及程序流程图等。     

电网调控实时数据平台体系架构及关键技术研究与应用

一体化运行的互联大电网对现有调度自动化系统实时数据的全局性和实时性等提出了新的挑战,文中提出了电网调控实时数据平台体系架构和建设目标原则。在此基础上,研究了电网模型在线同步、分布式数据汇集与处理、大规模并行状态估计、实时数据统一服务等关键技术,实现了基于模型自动同步免维护下的全网实时数据单点采集、全网共享。研发的电网调控实时数据平台在国分调控中心试点建设,应用结果表明,所提技术方案提高了实时数据汇集的全局性、实时性和运维效率,能够为电网分析决策应用提供全面、实时、准确的全网实时数据和状态估计数据断面。     

交直流大电网混合实时仿真（SMRT）平台研发与工程应用

为更准确、高效地研究南方电网受端多回直流换相失败、交直流复杂电网交直流相互影响、受端电网电压稳定和交直流电网稳定控制等问题,提出了研发基于RTDS实时仿真器与并行计算机联合闭环运行的电磁暂态-机电暂态混合实时仿真平台（supermixedreal-timesimulation,SMRT）。系统阐述了SMRT平台的架构和关键技术,即大规模电网实时机电暂态仿真技术、电磁与机电暂态全序量交互技术、RTDS与计算机仿真接口的数字化高速通信技术等。介绍了其在南方交直流互联大电网复杂系统运行分析、控制研究及运行人员培训中的应用。     

新一代安控装置集中管理系统设计及工程应用

结合安控装置集中管理系统的现状和大电网调度控制的技术需求,分析了现有安控装置集中管理系统存在的不足,提出了基于智能电网调度控制系统支撑平台一体化建设新一代安控装置集中管理系统的技术方案;设计了集采集-监视-告警-预警-辅助决策-控制功能于一体的软件体系;提出了安控装置采用不同规约同时与2个管理系统实现双连接通信的工程应用方法,解决了新安控装置集中管理系统与现役系统的过渡衔接问题;基于类定义和运行要素的层次化安控系统与控制策略模型,开发了安控策略解析服务功能,可为在线安全稳定分析等应用模块提供策略解析服务;基于"横向隔离"的安全防护策略,与管理信息区工作票管理系统、离线分析计算系统互联,实现了定值单闭环管理,为输电断面实时限额计算、安控策略适应性校核提供数据支撑。最后介绍了系统在安徽电网的应用情况。!     

智能电网用户侧通信网络及技术挑战分析

为了实现智能电网的功能,必须建设高速、双向、实时、集成的通信系统,使智能电网成为一个动态、实时信息及电力交换互动的大型基础设施。在智能电网发展环境下,重点论述了智能量测在通信技术、网络安全及标准化方面的机遇与挑战,讨论了如何实现互操作性、建立可扩展的网络解决方案以及现有网络技术如何应用于智能量测等关键问题。最后,论述了国际上智能电网通信标准化工作的现状,对建立中国智能电网通信网络架构和解决方案具有一定的参考价值。     

电力数据网络的应用与安全性

电力数据网络是电力企业的主要通信方式,广泛应用于调度系统、信息管理系统、办公系统等领域,承载了实时数据和非实时数据。在应用过程中,电力数据网络存在不安全因素,包括硬件缺陷、计算机病毒、黑客攻击等。根据网络及应用特点,展开对安全性的讨论。根据不同业务对数据网络实时性、安全性、保密性、可靠性的需求不同,提出相应的安全策略及防护方法。     

提高广西电力通信网生产实时控制业务保障水平的探讨

探讨有效提高广西电力通信网生产实时控制业务保障水平的措施.通过对广西电力通信网生产实时控制业务指标进行数字化分析,针对广西电力通信网的指标和特性,从光缆的运行维护、光传输设备维护、业务通道双重化推进等6个方面提出可行性措施.这些措施有助于提高广西电力通信网生产实时控制业务保障水平.     

基于物联网技术的智能电网信息反馈系统

随着我国超高压电网的快速发展,智能电网在我国的电力系统中不断地实现。而智能电网的实现,也对电力系统信息网络的收集、整合、分析数据的能力提出了更高的要求。构建一个智能化、信息化、分级化互动管理的智能电网信息系统,离不开先进的通信技术、控制技术、信息技术的支持,而物联网技术正是通过智能感应装置,传输网络,信息处理中心等有机的处理环节,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。物联网技术的应用,有利于有效地对电力系统基础设施资源进行整合,进而提高电力系统通信水平,改善当前电力系统基础设施的利用率。     

无线商用通信网在电力调度系统中的应用

为了满足分散于边远山区的变电站、小型火力发电厂等通信站点对小数据量、实时交互、低投资成本通信业务的需求,文章介绍了一个由多家单位共同开发的、利用联通无线网络(IX)进行电力行业数据传输的综合性数据平台。该平台充分利用CDMA网络覆盖的广泛、安全、可靠性,通过先进的智能分包传输、16位冗余校验和通道数据加密等技术,确保了系统高性能无线接入的实现。目前,系统已在淄博和高清供电公司成功试运行,并通过技术鉴定,为国内领先水平。文章对该平台的总体设计思想、3个重要组成部分的功能实现、系统安全措施分别进行了较为详细地论述。     

多区域自动发电控制软件的开发与应用

随着全国联网和“西电东送”的进行，互联电网和跨大区电网实现自动发电控制(AGC)成为目前国内电网调度自动化领域研究的重点。作者基于CC-2000调度自动化平台开发了多区域控制的AGC软件，介绍了多区域控制AGC软件的数据库结构、控制程序各模块及用户界面。2002年9月，该软件已在贵州电网投入实际运行，达到预期控制目标，条件成熟后将在国家电力调度中心投入运行。该软件的研究对三峡电力系统和跨大区电网AGC的实施有着重要的现实意义。     

基于集员滤波的自动发电控制系统虚假数据注入攻击检测

随着先进通信与信息技术的广泛应用,虚假数据注入攻击已成为威胁自动发电控制系统安全的重要因素之一。网络攻击的检测是防御的首要任务,文中提出了一种基于集员滤波的自动发电控制系统虚假数据注入攻击检测方法。首先,针对自动发电控制系统中虚假数据注入攻击的影响进行了分析,并建立了互联电网自动发电控制系统模型以及虚假数据注入攻击的模型。其次,基于实时自动发电控制系统的控制指令以及测量数据,对自动发电控制系统椭球集进行预测更新和测量更新,通过判断预测更新椭球集与测量更新椭球集之间是否存在交集,检测系统的数据传输中可能存在的虚假数据注入攻击。最后,在IEEE标准双区域互联电网中验证了所提方法的有效性。     

电力信息网络安全隔离设备的研究

政府机关或企业上网后，必须对关键的网络进行有效的信息隔离。作者介绍了专为电力实时控制网络研制的安全隔离设备，它采用双嵌入式计算机结构实现物理层的隔离。采用MAC/IP地址、协议类型及端口等的综合过滤与认证鉴别的访问控制技术，并实现了电力行业标准通信协议的应用代理，从链路层、网络层、传输层、应用层实现有效的隔离。测试证明：在提供透明的网络服务的同时，隔离设备的安全性能有极大的提高，其传输延迟和吞吐量能满足电力系统实时控制的要求。     

ATM技术在电力调度数据网络中的应用

阐述了利用电力系统通信网络和先进、可靠的异步传输模式(ATM)技术组建广东省电力调度数据网络的规划设计和实施方案,介绍了该数据网络的结构。在实施方案中,根据不同的情况,网络系统边缘采用不同的接入方式,在汇聚层配备了相应的存取隔离安全机制,以确保电力调度数据网的安全运行和有效访问。     

考虑暂态稳定约束的极限传输容量分布式并行体系结构设计

针对预想故障集下,考虑暂态稳定约束的极限传输容量(total transfer capability,TTC)评估问题,以快速、高效地得到大规模互联电网的稳定极限,实现在线应用为目的,设计了一种分布式并行计算框架。研究了暂稳约束TTC评估的基本计算流程以及系统的整体体系结构。提出了一种优化的工作站群分布式并行计算模式。研究了系统设计中的一些关键子模块。所设计的分布式并行计算平台不仅能够方便地集成到现有的动态安全评估(dynamic security assessment,DSA)系统,同时还可作为离线仿真培训工具,对电力系统的特定情况进行更为详尽地分析。