P2P技术应用于SCADA/EMS的探讨

在分析了目前国内监控与数据采集/能量管理系统（SCADA/EMS）的结构以及网络数据安全状况的基础上，结合现代计算机网络技术，提出在SCADA/EMS中采用对等网（P2P）技术的分布式计算模式。该计算模式通过利用主站内的快速网络资源、后台节点闲置的CPU周期以及多余内存等资源，以达到增强整个SCADA/EMS的数据处理能力、进一步提高SCADA/EMS实时性和可靠性的目的。此外，该计算模式采用了P2P技术，虽然只是升级了旧系统的后台机性能，但仍可较好地改善整个系统的性能，使得整个SCADA/EMS获得较好的扩展性。     

极端外部灾害中的停电防御系统构思（一）新的挑战与反思

针对极端外部灾害，探讨停电防御系统面临的新挑战及其应对。回顾已投运的停电防御系统;归纳极端外部环境下停电灾难的特点;指出按一般故障场景设计的防御系统所遇到的困难;提出将防御框架覆盖的时间段向两端扩展，不但提前到电力规划阶段以指导远期预防控制，也向后延伸到电网四分五裂后的恢复控制;提出将防御功能在广域信息、仿真分析、决策支持等方面进一步深化的具体任务。     

极端外部灾害中的停电防御系统构思（二）任务与展望

2008年的罕见冰灾暴露了电力系统规划方面的缺陷，也透视了目前停电防御系统在广域信息、仿真分析、决策支持这3个核心功能上的不足。为了有效应对极端外部环境引发的巨型停电灾难，提出停电防御系统至少应增加的功能，包括:将气象和地质等非电气信息引入防御系统，分析相应的风险并及时预警;将在线预评估功能从针对固定的故障集，提升到跟踪外部环境，动态识别高风险的潜在相继故障，进行风险评估及风险管理;支持恢复控制的自适应优化决策，代替离线制定的少量预案。从而使预防控制、紧急控制、校正控制和恢复控制能更有效地协调处置极端外部灾害引发的复杂故障场景和停电模式。     

综合防御由偶然故障演化为电力灾难——北美“8·14”大停电的警示

电业界在技术层面上思考过1996年的北美西部大停电，又在经济层面上反思过2000年的加州电力危机，却没有充分认识到在电力市场环境下电力系统发生更大停电灾难的可能性，也未能在2003年北美东部“8·14”大停电的演化长过程中予以制止。其中，在思维方式上的教训为：应该在统一的框架下，有机地结合电力体制、市场运营、监管规则、规划设计、仿真分析、信息工程、调度运行、控制技术、科技投入和人才培训等因素进行反思。用仿真重现相继停电的全过程固然必要，但更重要的问题是：①人们分别有22 min，9 min，5 min，29 min的时间来阻止第2，3，4，5个相继开断，为什么却无作为地听任其发展为系统振荡？②为什么大范围的停电竟然长达29 h？这些案例是我国电力工业界的极好教材。“8·14”大停电，既暴露了电力市场对电力系统稳定性的负面影响，又反映了互联电网相继开断的严重后果。技术方面的教训包括必须完善并协调各级信息系统，提高在线安全稳定的量化分析及控制决策能力，研究针对各种灾变的防御控制计划，协调预防控制和紧急控制，采用自适应的系统保护装置以及电力系统和电力市场的动态仿真器等。     

广东省地区电网外网等值自动生成系统设计

为了使地区电网能量管理系统（EMS）计算准确，需要省级电网调度中心自动计算并发送外网等值信息。为此，设计了便于地区电网应用的外网等值参数自动生成系统框架。该系统实时反映网络拓扑的变化，并与动态等值计算参数相配合，以公用对象请求代理程序结构（CORBA）规范完成数据通信平台，按公用信息模型（CIM）标准完成从SCADA/EMS的模型转化，随时为地区电网实时网络分析提供开放、灵活、方便的外网等值模型，大大减少了地区电网EMS的维护工作量，提高了计算精度。     

考虑网络演化的直流潮流停电模型与自组织临界性分析

直流潮流停电（OPA）模型及其改进模型能模拟连锁故障停电过程，并能从宏观上揭示大停电的自组织临界性，但没有考虑电网结构变化对大停电的影响。文中在OPA模型基础上，考虑了慢动态过程中电网结构的演化特征，建立了考虑网络演化的OPA模型。对2个典型复杂网络演化方式的仿真表明:按小世界方式和无标度方式演化的电网都会自组织到临界状态;小世界电网特有的高聚类系数和低特征路径长度易扩大连锁故障的广度和深度，其平均损失负荷大于无标度电网;无标度电网通过小规模的线路连锁开断，释放系统压力，减少大停电概率。研究结果对未来的电网建设及大停电的整体预防有一定指导意义。     

基于混合量测的电力系统线性动态状态估计算法

针对当前电力系统中广域测量系统（WAMS）和数据采集与监控（SCADA）系统并存的现状，利用量测变换技术，将SCADA系统下支路功率量测和节点注入功率量测转换为等效的电流相量量测，并与WAMS组成混合量测系统，在此基础上提出了直角坐标系下的线性动态状态估计算法。该算法采用Holt两参数线性指数平滑技术，结合线性定常系统Kalman滤波原理，实现了系统状态的预测和估计。该算法具有常数雅可比矩阵，从而大大减少了动态状态估计的计算时间，保证了动态状态估计的计算精度。通过IEEE 14节点系统的仿真结果，验证了该算法的有效性和优越性。     

电网大停电自动防控技术通过验收

2007年11月11日，国家电网公司重大科技创新项目——大电网安全稳定实时预警及协调防御系统（EACCS）在南京通过验收。专家称，该系统在预警、防止大面积停电事故和控制故障损失方面达到国际领先水平。     

完善能量管理系统，提高能量管理系统应用水平——兼论我国EMS发展目标和任务

论述我国EMS的应用现状，阐明我国EMS发展的目标和任务。提出了实现AGC/EDC的方法和步骤。强调为完善EMS，必须在对EMS进行总体设计的总体设计的基础上积极应用风格分析软件，以提高EMS应用水平。分析了由SCADA向EMS过渡的条件；面对当代开放式EMS的挑战,探讨了我国EMS扩充和发展的策略。     

计及无功/电压特性的停电模型及自组织临界性分析

在总结已有停电模型的基础上，根据电压稳定理论，建立了电力系统停电模型。该模型包含电压静态稳定分析模块，可以从无功/电压角度研究和揭示电网演化的自组织临界特征;所构造的电压稳定分析模块采用3种电压稳定分析方法:临界电压分析法、基于常规潮流和最优潮流的无功/电压模态分析法，其中第3种方法是第2种方法的扩展，具有较大的可信度。IEEE 30节点系统的仿真表明:所建立的停电模型能够较实际地体现电力系统运行和建设的动态过程，进而全面反映负荷损失和电压稳定水平的演化趋势，并从无功/电压角度评估电力系统的安全运行水平。     

EMS数据流管理系统的框架设计

针对现有关系型数据库系统在能量管理系统（EMS）实时应用中存在的缺陷，设计了一个新型EMS数据流管理系统的框架，并建立了相对应的数据流模型。该框架能够根据流速不同对采集数据进行分类处理，通过数据流查询窗口对相量测量单元（PMU）高速数据进行分割、降速、筛选，实现了对PMU数据和原有监控与数据采集（SCADA）系统测量值的并行实时处理，并且能够在实现稳态计算功能的同时对系统进行动态监测。文中描述了系统的基本结构、各组成部分的功能和关键技术，并在数据流处理方面提出了一些提高效率的改进措施。     

电力系统割集空间静态电压稳定域的可视化及实现

全域的可视化可以提高电力系统的可观测性，帮助调度人员快速估计系统当前的安全状态，针对应采取的预防性措施做出正确的预断。介绍了静态电压稳定域可视化系统的理论与数值仿真依据，以及在河南电网调度通信中心能量管理系统(EMS)上的可视化软件的开发情况。该软件包以定时获取SCADA实时量测数据为基础，快速计算关键断面在割集功率空间中的潮流传输极限边界，并采用OpenGL 3D图形开发技术首次实现了电力系统稳定域在EMS上的可视化，为运行调度人员提供了系统电压稳定性测度的直观显示。由于避免了大规模的连续潮流计算，每个计算周期在几秒至几分钟内（由网络规模大小决定）即可完成，因此在线电压稳定性监视功能得以实现。软件包在Digital UNIX操作平台上开发，对多种UNIX系统具有很好的兼容性和可移植性，为在新一代EMS中嵌入该功能模块奠定了良好的基础。     

基于分区方法的EMS数据库实用化改进与应用

针对调度自动化系统的实际情况，提出了将电力对象的数据根据其自身的性质进行分区管理的思想，以减轻网络负担，使数据发布更加安全和方便。并讨论了将监控与数据采集（SCADA）实时数据库与能量管理系统（EMS）实时数据库进行合并的可行性及其优点，在应用分析时给出基于公共信息模型（CIM）的实时数据断面的存取方法。     

以人为本 把握规律科学防御台风灾害

浙江省位于东南沿海，属典型的亚热带季风气候。由于特殊的地理位置和气候条件，台风灾害是我省最为严重的一种自然灾害。据统计，建国以来，影响浙江的台风共有202个，平均每年3．6个，其中：造成浙江损失的台风有88个，平均每年1．57个；在浙江沿海登陆的有37个，平均每年0．66个。今年7月中旬至10月初，我省连续遭受了5个强台风的袭击，其中：9号（麦莎）和15号（卡努）在我省登陆，5号（海棠）、13号（泰利）和19号（龙王）严重影响我省，多项台风要素破纪录。面对接踵而至的强台风袭击，全省人民在省委、省政府的正确领导下，认真贯彻落实中央领导和国家防总的重要指示精神，坚持以人为本，把握规律，科学防御，有效地减少了人员伤亡和财产损失，取得了灾后无大疫、经济社会发展稳定的良好成效。现将今年我省防御台风的有关情况汇报如下。     

电网连锁故障演化机理与博弈预防

连锁反应故障是导致大停电的重要原因。回顾了2003年以来世界范围内3次较为严重的连锁故障造成的大停电事故，通过对连锁故障发展过程的总结，得出了连锁反应故障的演化规律与一般特征。在此基础上，对连锁反应故障的机理进行了分析。文中将博弈思想应用于连锁故障的预防，将电网出现的扰动作为对弈中的进攻方，系统被动的调整作为被动的防御，提出连锁故障的对弈防御策略，一旦电网发生扰动则系统做相应调整，类似于对弈过程二人的交替走步。机理分析表明，这种调整削弱了元件间的关联作用，将系统运行点向远离临界状态的方向移动，因此可有效预防连锁故障。     

大电网安全可靠运行4级梯度预警预控方法

采取系统、综合、在时间轴上延伸扩展的防御措施是避免大规模停电事故发生的重要途径之一。现有的预警和预防性控制系统大都集中关注于电网运行在线、实时、动态的安全稳定分析和事故防范措施，然而从电网运行生产的全过程出发能更好地实现综合防御的思想。提出一种4级梯度预警预控方法，即运用系统工程的思想在电网运行生产过程的4个重要环节，针对各自的特点开展预警分析和预防性协调控制。以此方法建立的预警预控系统的核心内容是周计划、日计划、操作前和实时4个时间递进环节上的安全稳定分析和有针对性的控制措施。介绍了大电网安全可靠运行4级梯度预警预控系统在河南电网的具体设计实施和关键技术。     

大电网安全稳定综合协调防御的工程应用

构建安全稳定综合协调防御系统是提高大电网安全稳定运行水平的重要技术措施。分析了实现大电网安全稳定综合协调防御系统工程应用的关键技术,介绍了在电网安全稳定时空协调的防御框架内研究开发的大电网安全稳定综合协调防御系统的工程实施与应用情况,包括技术特点和主要应用功能,阐述了其对大电网安全稳定运行与控制能力的提升作用。     

基于WWW技术的电网实时信息系统

基于WWW技术的电网实时信息系统使电力企业内部网(Intranet)用户能够及时准确 地了解电力生产和电网运 行的动态情况。系统接收SCADA/EMS发送的实时数据和历史数据， 经过加工处理，通过Internet浏览器显示 为动态的电网接线图、曲线和数据表格，用户也可 以动态查询历史数据。系统开发使用了CGI，Java等WWW 技术。     

电力系统动态安全调度新算法

提出了一种动态安全调度新算法。基于最大相容集的概念，从暂态稳定控制的工程背景出发，将可行域为空的动态安全调度优化问题扩展为在其最大相容集簇上的寻优问题，并将其转换成一个混合整数规划模型，解决了动态安全约束过强导致优化问题不可行及预防控制的经济代价过高等困难。试验算例证实了模型和方法的有效性。根据动态安全调度特点探讨了今后的研究方向。     

总体国家安全观视域下上海水旱灾害防御工作思考

做好水旱灾害防御工作必须坚定不移贯彻总体国家安全观。从理论思考、实践基础、总体要求、主要任务四个方面阐述了新时期上海水旱灾害防御工作如何贯彻落实总体国家安全观。总体国家安全观要求新时期水旱灾害防御工作必须树牢“大安全”理念，融入“大应急”格局；用战略思维谋划水旱灾害防御工作，用历史思维研究水旱灾害风险规律，用底线思维落实水旱灾害防范措施，用系统思维化解水旱灾害风险挑战；进一步提升水旱灾害防御的工程韧性、空间韧性、管理韧性和社会韧性。