复杂电力系统运行驾驶舱技术研究

为了满足不断增长的业务需求,提升复杂电力系统驾驭能力,南方电网提出建设新一代一体化电网运行智能系统(OS2),并在OS2体系下建设顶层应用———电力系统运行驾驶舱(POC)。文中全面介绍了POC的理念和设计,研究了运行关键性能指标(KPI)体系设计、全景建模与画面远程调用、智能远动机等POC关键支撑技术,并通过试点应用验证了POC设计及其关键技术的可行性。     

电网运行驾驶舱集中操控台技术

一体化电网运行智能系统(OS2)是南方电网提出来的新一代电网调度运行系统,电网运行驾驶舱(POC)是OS2的顶层应用,POC由关键性能指标(key performance indicator,KPI)监视预警、运行全景视图和集中操控台三个核心功能组成。集中操控台通过集成现有各类操作和控制手段,以电网调控任务为导向,合理编排操控功能,形成"一站式"控制台,解决了调度员工作需要在多个业务系统间切换的问题。介绍了集中操控台的技术架构和功能定位,分析了操控功能集成、远程画面调用、操控安全、业务流程定义等关键技术,并通过南方电网OS2网级主站运行驾驶舱操控台进行了试点应用。     

南方电网频率演变机制与改善分钟级波动的探索

随着自动发电控制(automatic generation control,AGC)、一次调频等技术的充分应用,南方电网的频率合格率指标有了大幅提高。但频率在总体波动范围变小的同时,又出现了分钟级波动频繁、幅度较大的新特点。为此提出了精确还原原始负荷需求和发电供给的算法,分析了导致频率分钟级频繁、较大幅波动的主要机制。AGC有效调节死区偏小导致频率频繁过"零"和趋向一次调频死区分布,难以有效发挥一次调频对频率波动幅度的限制作用。AGC的调节延迟与所跟随负荷的波动周期相近,造成发电供给与负荷需求出现"反向运动",显著加剧了频率分钟级波动幅度。通过适当加大各中调AGC控制死区、减小AGC支援分量和调低一次调频死区内AGC频率响应系数等措施,频率分钟级频繁波动得到了显著改善。     

基于输电线路实时评估模型的电力系统静态安全在线风险评估

提出了一种电力系统静态安全在线风险评估方法。该方法建立了计及气象因素的输电线路实时评估模型,并利用该模型求解输电线路的实时故障概率,在此基础上利用随机潮流计算所建立的风险指标。为了减小求解规模,提出了一种实时故障筛选与排序方法。按照是否考虑输电线路随机故障分为2种情况进行对比分析,New England 10机39节点系统的计算表明,所提方法能够真实评估系统当前所处的风险水平。     

电网生产管理系统

介绍了南方电力联营公司基于引进ABB公司PCS2000系统基础上的南方电网生产管理系统。系统通过数据工作站与SCADA系统进行串行数据通信,将SCADA实时数据进行分类、计算加工后转发至SQL Server数据库服务器,保存在实时及历史数据库中。网络用户可以通过任何一台装有电网生产管理系统浏览器的微机迅速、高效地查询到电力系统生产运行的实时和历史信息。系统采用客户/服务器(Client/Server)机制以及开放数据库互联(ODBC)技术。     

南方电网仿真系统的研制和应用

介绍了南方电网仿真系统（ＳＣＰＳＳ）的研制和应用情况,突出了它的特点,如采用预测－校正－控制法实现实时仿真,残差很小;交直流仿真功能给用户提供了创造性的培训手段以及合理的体系结构、方便的图形数据一体化支撑平台、丰富的发电机模型等。文中还将ＳＣＰＳＳ与传统的仿真系统进行性能上的对比。实际应用表明ＳＣＰＳＳ是新一代的国产调度员培训仿真系统。     

基于高斯混合模型的流量矩阵估算研究

针对源-目的流量估计解的不稳定性和求解方法的复杂性,提出一种基于高斯混合模型的流量矩阵估算算法,它充分利用高斯混合模型的物理意义,使数据聚类的次数减少,并利用Expectation-Maximization算法估算出模型的参数,提高求解的稳定性。实验结果证明了该方法的有效性。     

电力系统小干扰稳定实时风险评估方法

为实时反映当前电力系统小干扰稳定性状况,建立了小干扰稳定性实时风险评估指标,提出了电力系统小干扰稳定实时风险评估方法。评估模型中,在当前运行状态或者关键线路N-1状态下,利用特征值分析方法,以阻尼比0.05作为阈值判断小干扰稳定性;计及输电线路实时故障率计算关键线路N-1状态下小干扰失稳概率。在小干扰失稳后果评估中,利用参与因子筛选调整节点,以控制代价最小化为目标,依据阻尼比灵敏度,迭代计算调整节点控制量,最终协调所有弱阻尼振荡模式控制量,生成综合优化控制方案,计算控制代价作为后果指标;以华中电网某一时间断面的数据为例,验证了该风险评估方法的有效性。     

南方电网仿真系统的研制和应用

介绍了南方电网仿真系统（SCPSS）的研制和应用情况，突出了它的特点，如采用预测-校正-控制法实现实时仿真，残差很小；交直流仿真功能给用户提供了创造性的培训手段以及合理的体系结构、方便的图形数据一体化支撑平台、丰富的发电机模型等。文中还将SCPSS与传统的仿真系统进行性能上的对比。实际应用表明SCPSS是新一代的国产调度员培训仿真系统。     

CPS对于不同负荷规模的适用性分析

南方电网控制性能标准(CPS)指标存在与控制区域规模相关的特殊规律:在负荷规模相差悬殊的控制区域之间,CPS1指标的分布具有显著的差异。通过对北美CPS原理的深入分析,研究并验证了该现象的产生机理,指出由于区域控制偏差的平均波动与频率响应系数总体呈非线性正相关关系,因此CPS用于评价规模悬殊区域控制性能时存在适用性问题。引入各控制区域中短周期负荷波动平均幅值,提出了北美电力可靠性集团(NERC)标准评价规模悬殊区域控制性能的适应性调整方法。仿真结果表明,该方法消除了规模悬殊区域间CPS1指标的特殊分布现象,能够解决CPS的适用性问题。