基于MMS替代协议的变电站安全通信技术研究及应用

目前,绝大多数变电站基于IEC61850标准建设,站内通信协议主要包括制造报文规范(MMS)、面向通用对象的变电站事件(GOOSE)、采样测量值(SMV)等,在工程应用实践中逐渐暴露出一些不足与安全隐患.为此,基于MMS替代协议,重点介绍了其实现的功能与安全防护技术.在功能方面,MMS替代协议增加了多个服务,并优化了现有MMS协议的不足;在安全防护技术方面,MMS替代协议的应用层实现了基于SM2算法与调度证书的双向身份认证,杜绝未授权设备的非法接入、攻击,从协议源头杜绝设备连接的不安全性;MMS替代协议的传输层实现了基于SM2算法与调度证书的全链路加密、认证,确保传输数据报文防伪造、防抵赖、防窃取,保护数据报文的机密性、完整性.测试结果表明MMS替代协议在工程应用中具有一定的参考意义.     

海上风电场并网对暂态过电压和谐波谐振特性的影响

海上风电场并网易引起电力系统的谐波谐振问题，从而威胁到电网的安全运行。为此研究了海上风电场并网对陆上电网PCC（公共耦合点）暂态过电压和谐波谐振特性的影响，并提出了谐波谐振的治理方案。首先对浙江省某海上风电场并网工程进行PSCAD仿真建模。然后通过仿真计算得到并网系统在不同运行方式下的暂态过电压和谐波谐振特性。研究结果表明：在不同运行方式下，PCC暂态过电压标幺值最大值为2.1 p.u.，小于限制值3.0 p.u.，符合安全要求。最后采用在PCC处并联5次和7次低阻抗支路滤波器的谐波抑制策略，使得PCC谐波放大现象明显减弱，总谐波畸变率大幅下降，均小于1.5%，消除了2～7次低频谐波放大现象。     

基于全景信息扫描的智能变电站远动装置遥信配置快速校核技术

针对智能变电站远动装置的调控信息联调工作传统调试方法存在的弊端,讨论了远动信息联调工作的核心,通过深入研究站内不同数据源信息之间的关联关系,同时依托IED仿真技术、SOE时间和104地址的唯一性等条件提出了一种针对远动装置全站遥信配置的快速校核技术方案。开发了由IED仿真工具、模拟主站工具、多数据源离线处理工具等模块组成的智能站远动信息智能调试系统。经工程应用实践,提出的远动装置遥信配置快速校核技术实现了远动信息联调工作的离线化、机器化和记录可溯源,极大提高了调试效率,相应开发的调试工具具有较高的可行性和可靠性。     

一种小微负荷智能监测与聚合分析系统研究

用户小微负荷资源众多、容量丰富、分布不均,可与电网进行双向互动。为打通电网公司与用户的精细化友好互动通道,实现用户侧小微负荷需求响应资源充分利用,构建了一种小微负荷智能监测与聚合分析系统。首先考虑用户功率、电流等特征差异,提出基于马氏距离相似度匹配的小微负荷构成非侵入式监测方法,实现小微负荷的细粒度监测;然后考虑小微负荷的物理特性和响应原理不同,提出基于用户舒适度指标的小微负荷需求响应能力分级聚合方法,实现小微负荷响应能力评估;最后,在某小微负荷智能监测与聚合分析系统中对所提方法进行实际测试,结果表明,该系统能较好地对小微负荷进行细粒度监测以及聚合分析与控制,可为后续更深层次研究提供测试平台。     

考虑负荷顺位的电力应急资源调度模型

电网在应对由于外界因素引发的突发性停电事故时,如何快速合理地进行电力应急资源调度至关重要。讨论了局部电力系统恢复特征和制定对应的恢复策略需要考虑的问题,并在重点考虑负荷顺位的前提下,讨论了包含多个待恢复区域和多个资源供应点的电力应急物资综合调度问题。利用模糊层次分析法对待恢复区域的负荷重要性进行排序,得出负荷顺位,确定优先级;搭建以资源调度时间、成本和惩罚成本最小为多目标的应急资源调度模型,将待恢复区域优先级以赋权系数形式涵入模型,实现负荷顺位应急资源。最后用算例证明了模型的可行性和适用性。     

基于隐马尔可夫模型的智能站操作票内容提取技术的研究

将自然语言处理技术和机器学习方法结合,从智能站操作票的语法语义模型出发,实现操作票内容的智能提取。首先通过基于隐马尔可夫模型(hidden markov model,HMM)的由字构词的中文分词方法,对操作票指令进行分词;然后通过基于隐马尔可夫模型的词性标注方法,对分词结果标注词性;最后按照操作票语法规则,实现操作票动作、对象及状态的提取。该方法不仅免去了规则化提取所需的大量人工配置工作,提高了效率,并且具有通用性,可直接在不同的变电站应用。     

锁相环的动态性能及对线路保护的影响分析

大规模并网的可再生能源网侧变流器多采用恒功率控制,控制系统中的锁相环决定了端口电压频率。锁相环基于正常运行工况设计,一般不考虑电网故障时的特性。针对锁相环的动态性能,研究了锁相环的结构,分析了电网不平衡、电压信号频率变化以及多阶信号输入条件下的特性,构建了一个40台风机的风电场等效模型,分析了锁相环性能对线路保护的影响。结果发现风电场规模增大后,差动保护和距离保护都会不同程度地受到影响,而90°功率方向元件性能可靠。分析结果为大规模可再生能源并网送出线及附近联络线的线路保护的选型及整定提供参考。     

突发事件下电力应急指挥中心启动辅助决策分析

针对电力应急指挥中心启动没有明确的决策依据且指挥中心时常用于应急指挥外其他工作场景的情况,提出了分级预备状态方案和触发因子方案用于实现突发事件下应急指挥中心的启动辅助决策分析,并重点讨论了分级预备状态方案。设置了三级预备状态,分别对应不同的工作模式。在进行停电严重程度预估的基础上,利用TOPSIS法判断应该进入哪一级预备状态。该方案丰富和完善了电力应急管理运行机制,使得应急指挥中心能够根据决策提前做好相应准备工作,达到资源的合理利用。最后用基于39节点系统的两个算例验证了该方案的合理性和有效性。     

边缘环境下面向实时目标检测的帧卸载调度算法

边缘环境下的目标检测应用大多依赖于边缘设备。目前，MobileNet等轻量级检测模型在满足实时性要求的前提下难以达到准确度要求，Faster RCNN等重量级模型的检测准确度较高，但数据传输耗时大，难以保证检测实时性。提出一种边缘辅助的目标检测框架及自适应帧卸载（OEOD）算法，在线将视频帧卸载到边缘服务器，以执行高准确度、高时延的目标检测，或在本地执行低准确度、低时延的目标检测，从而在满足给定检测准确度要求的前提下缩短视频帧的平均处理时延。为实现OEOD算法，提出一种基于内容相似性的特征向量度量方式，以预测当前帧的检测时延和准确度，并以贪心的方式决定当前帧的检测策略。实验结果表明，与MobileNet算法相比，OEOD算法在保证准确度的前提下将检测时延降低了29%，且在不同的数据集上均表现良好。