网格计算及其在电力系统应用初探

介绍了网格的概念、体系结构,网格在其他领域的应用方式,对网格在电力系统中可能的应用领域做了初步地探讨,重点论述了在电力系统优化、电力市场、在线安全分析方面的应用.最后,结合了电力系统对安全性要求高的特点,预测了一种实现的方式.     

网格计算及其在电力系统的应用初探

对目前网格应用中的设计思想和实现模式进行了论述,分析了网格在电力系统中的应用范围和实现方法,并对电力系统优化、电力市场、在线安全分析方面的应用作了初步的探讨。最后,结合电力系统本身的特点,提出了一种实现的模式。     

网格技术在电力系统事故预警中的应用

网格技术是解决分布式大规模数据处理和计算的有力工具.介绍了网格技术的基本概念与功能.针对现有电力系统预警方法的不足,对网格计算技术在广域电力系统事故预警中的应用进行了探索,并对应用内容、流程以及网络预警系统的发展方向作了详细阐述.     

网格技术及其在电力系统中的应用

介绍网格技术的产生、网格的基本概念，基本功能和性能等：结合我国电力系统发展的实际需要．展望网格技术在电力系统的可能应用．预测满足互联电网监控的电力网格所必须具备的一些基本特征。     

一种基于开源软件的新型电力系统网格计算平台

提出了一种能够实现分布式并行计算的新型开源电力系统网格计算平台。该网格计算平台是基于互联网的若干开源软件,通过软件技术,把高效网格分析处理软件Gridgain整合到电力系统仿真软件InterPSS中,构建了一个高效的电力系统分布式并行计算平台。与现有的分布式并行计算平台相比,该平台具有建立和维护简单、源代码开放和极强的可扩展性等特点,因而具有更广阔的发展空间和应用前景。应用一个算例展示了如何通过简单的步骤对其功能进行扩展。     

P2P技术在电力网格中的应用

把P2P技术和网格技术结合起来,通过将P2P技术引入电力网格,提出了电力系统的P2P-Grid模型,实现这两种技术的优势互补,以解决电力网格应用于电力系统的大规模整合所带面临的瓶颈问题,并提高电力网格对部分电力系统计算服务的性能。通过利用JXTA技术搭建P2P电力计算网格,在IEEE118电力模型上实现了基于P2P计算的电力系统分布式潮流分析,验证了P2P技术和电力网格技术融合的可行性和有效性。     

P2P技术在电力网格中的应用

把P2P技术和网格技术结合起来,通过将P2P技术引入电力网格,提出了电力系统的P2P-Grid模型,实现这两种技术的优势互补,以解决电力网格应用于电力系统的大规模整合所带面临的瓶颈问题,并提高电力网格对部分电力系统计算服务的性能.通过利用JXTA技术搭建P2P电力计算网格,在IEEE118电力模型上实现了基于P2P计算的电力系统分布式潮流分析,验证了P2P技术和电力网格技术融合的可行性和有效性.     

以网络为基础的大规模电力系统计算示范应用研究

电力网格是网格技术和电力监控与自动化调度技术相结合的产物.电力网格具有整合电力系统现有仿真数据和各种计算资源的能力,并提供并行/分布式高性能计算,因此可以协助解决大规模电力系统仿真计算问题.介绍了电力网格的概念、特点及结构,并通过以网络为基础的电力系统机电特性并行化仿真示范实例分析,提出了机电特性通用分布式仿真体系.在该体系下,开发了基于脚本的计算环境,在单机/共享内存机/集群机/网格计算模式下自动并行化执行计算任务,实现了基于电力网格技术的动态安全评估数据级/功能级并行应用示范.     

网格计算模式下的暂态稳定紧急控制策略研究

网格计算是由广域分布、逻辑共享、动态变化的计算资源组成的一种新型的技术,其本质就是在动态变化的多个虚拟机构间共享资源和协同解决判断各种复杂的科学问题.描述了如何在暂态稳定紧急控制中应用网格技术,并提出了一种新的基于网格技术的紧急控制策略.系统由3部分组成:中心Agent单元负责对电力系统运行状态进行检测,实时记录发电机转子角度和功率,然后对采集的信息进行离线的时域分析,并建立判断系统稳定的信息表;各个Server单元比较各个发电机的动能和暂态能量变化率,判断出受扰最严重的机组,并给出最佳的控制策略;而客户端Clients则决定采取何种控制方式来进行控制.采用该方法对IEEE39节点电力系统进行了测试,取得了较好的控制效果.     

电力网格及其服务研究

网格技术能够为多源信息集成与交互、分布式应用与计算服务提供基础支撑平台,因此,网格技术在电力系统中的应用受到越来越多的关注。首先分析了电力网格分层分区的树型拓扑结构特点及其调度策略,将电力网格服务分为基础服务、信息服务、计算服务与应用服务几种类型,并基于这些分布式的网格服务提出了电力网格服务协同以完成电力业务功能。     

调控终端安全管控技术研究与应用

在能源互联网和电网智能化的发展趋势下,各类新型电网业务和工作场景访问调度主站系统的需求增多,需要规范调度终端的权限配置,加强操作过程安全审计,完善管理制度和技术手段,有效防范安全攻击,提升应对极端情况的风险防控水平.通过对现有调度终端键盘、显示器、鼠标延伸技术的使用现状分析,提出了一种基于云计算和生物多因子认证的调控终...     

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。     

Real-time cyber physical system testbed for power system security and control

The existing electric power grid is upgraded into a smart grid through an intelligent communication infrastructures, layers of information, extensive computing and sensing technologies. These cyber and physical components of grid together constitute a complex cyber-physical system (CPS), and this integration increases the risk from cyber attacks and introduces new vulnerabilities to the power system. Researchers need a power system testbed which can provide a platform for realistic experiments. This paper presents the development of a real-time cyber-physical system testbed for cyber security and stability control. We use SEL 351S protection system with OPAL-RT including control functions and communications to build a cyber-physical environment. In this testbed, we conducted power grid security experiment by knocking down two transmission lines in a row and analyzed the impact of failures. Meanwhile, we provided two mitigation strategies for this failure using optimal power flow. In addition, we conducted load fluctuations for multimachine power system, and provide timely adaptive control strategies.     

计及风功率波动的交直流系统区间最优潮流计算及直流潮流控制器的配置

为描述风功率波动等电力系统运行参数的不确定性对系统的影响,掌握系统的区间潮流分布,提出一种基于区间和仿射算术的含直流潮流控制器(DC power flow controller,DCPFC)的交直流混合系统区间最优潮流计算方法。首先,合理利用区间和仿射算术建立区间潮流模型,采用静态安全指标(static security performance index,V_SSPI)灵敏度计算方法确定了DCPFC在直流电网中的最佳配置位置,进而建立了含DCPFC的区间潮流优化数学模型,将系统的新能源发电出力等不确定量表达为区间变量,兼顾系统的网络损耗和静态安全性,运用基于精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行模型求解,得到在空间中均匀分布的Pareto最优解集。最后,利用MATLAB仿真算例验证了该方法在计及风功率波动的同时,能够使系统的网络损耗和静态安全指标趋于最优。     

UPFC在线运行优化辅助决策应用功能设计

由于缺乏UPFC实时运行优化指导工具,UPFC强大的潮流控制能力无法灵活发挥。基于智能电网调度控制系统设计了UPFC运行优化辅助决策应用功能,根据实际UPFC工程限额工作模式下潮流计算特点,求解UPFC控制措施灵敏度,利用在线丰富的计算资源,进行UPFC多控制目标集群并行计算,获取UPFC静态安全控制措施和潮流优化控制措施。该应用功能可利用UPFC控制能力提高电网运行的灵活性,为调度运行人员提供辅助决策。苏州南部电网500 kV UPFC工程算例分析说明了UPFC在线运行优化辅助决策计算流程,结果显示所提方法可有效解决UPFC近区静态安全问题,并优化近区网络损耗。     

电力系统安全分析的网格化计算

确保大规模电力系统的安全稳定运行是电力系统的重要课题。对于复杂、多样的电网安全分析必须进行大量的数字运算,运用网格化分析可以大大提高计算速度,并能满足实时计算的要求。     

电力系统安全稳定预防控制在线计算方法的评述

预防控制辅助决策是大电网在线安全稳定分析控制系统的重要功能。针对实际工程中经常面对的暂态稳定、静态安全、静态电压稳定以及多种安全稳定问题的综合辅助决策问题,评述了各类预防控制计算方法对实际大电网在线分析与控制要求的适应性。在评述各种方法的基础上指出,基于安全稳定性量化分析理论和方法,构建合适的控制性能指标,用于指导控制措施的启发式搜索和计算任务的并行分配,可以改进算法的鲁棒性,提高计算速度,并获得尽可能优化的控制决策。     

基于深度学习的含统一潮流控制器的电力系统快速安全校正

随着新一代柔性交流输电装置如统一潮流控制器（UPFC）在现代电力系统中的逐步推广和应用,对电网安全校正策略的制定提出了更高的要求。基于物理模型的传统电网安全校正方法在实时性方面具有一定的局限性,而数据驱动方法将大量的复杂计算前移到离线阶段,具有快速在线计算性能。因此,针对含UPFC的电力系统提出了一种基于深度学习的快速安全校正方法。首先,基于深度学习建立了节点调整状态识别模型,利用深度神经网络（DNN）的分类和学习能力,优先确定存在调整可能性的节点范围,避免物理模型优化类方法迭代无解问题。然后,针对缩减后的寻优空间进一步采用优化法实现系统安全校正计算,快速确定系统各节点调整量。基于中国南京西环网UPFC示范工程的应用效果表明,所提快速安全校正策略能够发挥DNN的学习能力,进而提高系统安全校正的效率和实用性。     

电网安全评价的指标体系与方法

提出了一套较完整的电网安全评价指标体系,包括电网的安全供电能力、静态电压安全性、拓扑结构脆弱性、暂态安全性、风险指标5大类。该指标体系能够科学、全面地反映电网的安全水平,为电网安全应急技术措施的制定提供量化依据。改进了传统安全评价指标和方法,提出了系统N-K故障后失元件个数、最大供电区域指标、基于效用理论的过负荷、低电压、电压崩溃、功角失稳风险指标。该指标系统能够方便地对电网安全进行计算和分析,为电网的规划改造和安全生产运行提供了实用的辅助工具。最后以某电网为例,说明了所提指标体系的合理性和软件的实用性。