考虑软件失效的信息物理融合电力系统智能变电站安全风险评估

随着信息与通信技术在电力系统中的应用不断加深,电力系统由传统的电力设备物理层发展为信息物理融合电力网络。将应用软件定义网络思想到信息物理融合电力系统可以提高电网的灵活度及新功能和业务提供空间。在此背景下,智能变电站安全风险评估有必要考虑运行层信息通信硬件和应用层软件带来的影响。该文结合软件定义网络和信息物理融合电力系统的结构特征,将软件定义信息物理融合电力系统划分为应用层、控制层、信息设备运行层和物理设备运行层的多层次结构。在使用功能分解法建立软件定义信息物理融合电力系统下的智能变电站功能图模型的基础上,提出综合考虑应用层设备应用软件和应用层电网管理服务系统软件失效影响的智能变电站系统安全风险计算方法。最后以T1-1型连接变电站为例,计算并分析考虑应用层软件失效的智能变电站系统安全风险以及系统安全风险随软件失效率变化的趋势。     

智能变电站网络传输可靠性评价方法

目前,智能变电站过程层网络化进程在不断推进,但智能站过程层网络传输可靠性尚无量化评估方法。为了提高智能站组网的规范性和可靠性,迫切需要针对智能站过程层网络提出一套完善的可靠性评价方法。可靠性评价方法包含多个关键评判指标,基于各评判指标对网络可靠性影响程度赋予不同权重值,实现对各种组网架构下的网络数据传输安全可靠性进行客观评价,考虑各电压等级技术经济因素,实现网络方案的最优选择。     

基于Markov的智能变电站二次系统间隔层和过程层可靠性评估

智能变电站二次系统可靠性评估是实现智能变电站状态检修必不可少的环节。现有的二次系统可靠性评估主要将智能变电站的单个设备或者保护功能作为评价对象,未考虑二次系统中过程层设备和链路的可靠性。对此,文章针对智能变电站二次系统中的间隔层和过程层,将二次系统间隔层与过程层网络分为保护回路与测控回路,随后基于马尔科夫链模型,分别建立保护回路和测控回路的可靠性方程,并评估各回路的可靠性。根据保护回路与测控回路的功能耦合,构建适用于间隔层和过程层网络的可靠性评价方法,通过实例验证,证明文章所提出的方法能够对间隔层和过程层的可靠性进行有效评估,为智能变电站二次系统状态检修提供依据。     

基于模糊综合评价方法的中压配电网中性点接地方式选择方法

中压配电网中性点接地方式选择需综合考虑继电保护、故障电流和弧光过电压等因素。目前,中压配电网中性点接地方式的选择问题在理论界和工程界一直存在着分歧,尚未形成可行性高和易操作的中性点选择方法。以故障切除准确率、单相接地故障电流以及弧光过电压倍数作为指标,运用模糊数学原理,通过构造隶属度函数和量化指标评价体系,建立了模糊综合评价向量,提出了一种基于模糊综合评价方法的中性点选择方法,该方法能够全面考虑人身安全、设备安全以及系统安全。算例验证了该方法的可行性和实用性。     

基于信息物理融合的智能变电站过程层网络异常流量检测

智能变电站过程层网络中存在的随机报文与突发报文,伴随可能的信息设备物理故障以及入侵病毒拒绝服务攻击等导致的异常流量,使得基于简单阈值的检测方法无法适用。基于信息物理融合的广义信源及基于网络演算法的通信网络流量计算模型,提出了一种基于信息物理融合和差分序列方差的新型智能变电站过程层网络异常流量检测方法。首先,基于差分序列方差的异常检测方法和流程,提出了变电站过程层流量异常隶属函数以及基于信息物理融合的参数确定方法。其次,为增加异常检测的可靠性,提出了考虑智能变电站过程层报文特点的一种攻击条件阈值以及阈值计算方法。最后,对T1-1型变电站网络进行仿真,验证了所提方法不仅能够对过程层中存在的随机和突发通用面向对象变电站事件报文进行识别,也可识别拒绝服务攻击。     

智能变电站二次安全防护系统设计与应用研究

随着计算机、通信和网络技术在电力二次系统中应用的飞速发展,基于网络的智能变电站生产控制业务系统与调度数据网之间的传输数据越来越多,对电力网络的安全性、可靠性提出了新的严峻挑战。电力监控系统及调度数据网的安全问题,特别是智能变电站二次系统安全防护已成为一个非常紧迫的问题。提出了智能变电站自动化系统中各业务系统的横向有效安全隔离和纵向加密认证的安全防护设计方案,以切实保障系统安全性,提高系统之间的安全可靠性。     

智能变电站信息物理融合可靠性评估方法

智能变电站具备信息物理融合系统特征,其可靠性评估应从信息物理系统视角展开.分析了智能变电站物理侧和信息侧的可靠性因素及其相互影响,提出了考虑设备重要度的二次设备可靠性指标和考虑传输数据可靠性的通信链路可靠性指标,并给出了设备重要度的层次分析模型;指出智能变电站可靠性评估应考虑电网扰动和复杂运行状态对量测信息正确性的影响...     

面向状态检修的智能变电站保护系统可靠性分析

以状态检修为目的,研究了智能变电站保护系统的可靠性评估方法。首先从智能变电站技术特点出发,提出一种考虑逻辑节点的保护系统监测方法。根据状态检修的需要选取保护系统可靠性指标,并在此基础上建立了动态Markov模型,利用该模型定量评估保护系统在给定条件下的检修需求。最后以典型220 kV智能变电站为例说明了该评估模型的应用方法并做了相关分析。算例结果表明,该方法具有一定的可操作性,能够为智能变电站保护系统的检修决策提供一些参考。     

基于EPON网络的智能变电站继电保护技术研究

相比传统电力通信网络,EPON网络能够更好地满足智能变电站通信系统要求,但是智能变电站过程层网络采用EPON技术也存在安全性、可靠性、实时性的问题,导致继电保护存在拒动的风险。针对上述问题提出了改进措施,并进行了基于EPON网络下继电保护功能的适应性研究。通过搭建基于EPON网络的智能变电站过程层继电保护动模测试平台,重点选取220 kV智能变电站的母线保护、变压器保护、线路保护为研究及测试对象,进行动模试验。试验结果表明,各类保护装置、合并单元及智能终端可通过EPON过程层通信网络实现设备间采样报文及跳闸报文的信号传输,保护装置动作性能未受影响。     

基于网络报文分析装置的继电保护设备状态监测技术

智能变电站继电保护设备实现了采样数字化、信息共享化、控制网络化的特征,因而具备开展机电保护设备状态信息监测的可能。为了更加便捷更加智能的完成对继电保护状态的监测,分析和总结了实现状态监测需要考虑的问题及采用基于网络报文分析装置的监测方法的优缺点,提出了基于智能变电站网络报文分析装置的继电保护状态监测的实现方法,介绍了目前网络报文记录分析装置能够监测的信息,论证了该方法的可行性。     

考虑继电保护系统的新一代智能变电站可靠性评估

新一代智能变电站已成为变电站未来的发展方向。目前针对新一代智能变电站一次系统或继电保护系统可靠性的评估仅限于系统本身,并没有综合考虑这两个系统对新一代智能变电站可靠性的影响,从而导致评估得到的可靠性指标偏高。首先根据新一代智能变电站继电保护的结构,建立了基于最小路集算法的可靠性模型。然后提出一种综合考虑继电保护系统及一次设备的等效可靠性指标,并利用上述模型及等效指标计算新一代智能变电站的可靠性。最后通过算例验证了所提方法的有效性。     

基于报文解析的变电站过程层网络信息流异常保护方法

为了提高智能变电站过程层网络的通信可靠性,给出一种基于信息流的过程层网络设备异常保护方法。基于过程层网络信息流的特性分析,研究了过程层网络信息流的异常状态形成机理以及特征量,并提出了信息流异常的保护策略。进一步,基于GOOSE、SV报文的解析以及信息流量的监控,给出过程层网络信息流异常保护的判据、逻辑和整定计算方法,实现了过程层网络信息流异常告警以及网络故障隔离,并启动备用装置对故障装置进行替换,实现了事故状态的恢复。在构建智能变电站网络通信系统保护监控体系方面进行了实质性的有效探索。     

计及元件综合重要度和网络抗毁性的骨干网架搜索

合理地构建骨干网架有助于提高电网抵御停电事故的能力,提出了包含元件重要度和网络抗毁性指标的骨干网架搜索方法。在传统电气介数的基础上,引入经济因子,构建了评价支路重要度的指标。根据节点邻居信息以及集聚系数构建了评价节点重要度的指标。基于支路和节点重要度指标,并引入网络整体抗毁性指标,构建了考虑元件重要度和网络抗毁性的骨干网架数学模型,引入充分利用个体信息的引导烟花算法(guided fireworks algorithm,GFWA)搜索骨干网架。算例结果表明所提方法可行;引入网络抗毁性指标后,所得骨干网络在纳入重要度程度高的元件的同时,提高了网络的抗毁性。     

基于信息趋势预测和组合赋权的智能变电站继电保护系统状态模糊综合评价

智能变电站建设为二次设备实时信息的获取提供了条件,准确了解继电保护系统的状态对提高供电可靠性具有重要作用。根据智能变电站的信息流向和设备功能建立基于实时自检信息和关键历史信息的状态评价信息模型,考虑传统状态评价方法对系统状态的评估具有滞后性,提出基于信息趋势预测的惩罚修正策略,根据趋势预测的结果选取岭形模糊隶属度函数进行模糊处理;采用层次分析法和反熵权法结合的组合赋权方法进行权重设定,克服了传统熵权法灵敏度太高的缺陷。将所提方法与传统方法进行对比验证,仿真结果表明所提方法可以有效地提高状态评价结果的准确性和及时性。     

基于OPNET的智能变电站通信建模与组网研究

智能变电站通信组网方式决定了其通信性能,现阶段尚缺乏有效的智能变电站通信网络性能分析模型与手段,对此,基于OPNET软件平台搭建了适用于智能变电站网络性能分析的过程层、间隔层、站控层设备通信模型,并在此基础上,对智能变电站的组网方式开展研究。设置不同网络场景,通过对过程层网络与站控层网络分别组网方式以及采样值、通用面向对象的变电站事件、制造业信息规范网"三网合一"的方式进行仿真,获取不同组网方式的网络性能。仿真结果表明,两种组网方式均能适用于不同状态下的网络性能要求,能够应用于智能变电站的通信组网。     

考虑聚合效应的多点分布式储能系统灵活性评价方法研究

针对多点分布式储能系统的灵活性评价问题,深入讨论分析了电力系统灵活性的定义、内涵,提出了考虑聚合效应的多点分布式储能系统灵活性评价指标和方法,并基于河南电网侧储能电站示范工程进行案例分析,验证了方法的适用性和有效性。研究表明:考虑聚合效应的灵活性评价指标和方法能够有效地量化多点分布式储能系统响应系统不确定变化时的灵活调节能力,有助于提高储能电站调度运行的量化决策水平,具有一定的工程实用价值。     

电力市场环境下安全性定价模型

在电力市场环境下,各参与者为了谋求自己经济效益的最大化而分散决策,过于重视电力系统的经济性而忽视了安全性,而且越来越多的电力系统接近其安全极限运行,随机因素对安全性的影响不容忽视。针对以上情况,提出了电力市场环境下基于概率不安全指标的安全性定价模型,考虑了负荷的不确定性和故障发生的随机性对安全性的影响,由独立系统调度员ISO发布安全定价信息,引导和激励市场参与者分散决策维持系统安全,实现了安全性与经济性的统一。通过IEEE4机11节点系统算例验证了该方法能够在实现各市场参与者的经济利益最大化的同时,实现电力系统的安全性。     

基于分层思想的电力通信网络综合评价模型

文章基于网络分层思想,提出电力通信网络的综合评价模型,该模型把网络分为业务层、网络层和网元层.业务层指标分为信息透明度、时间透明度和可用度;网络层和网元层指标分为完备性、可靠性和可扩展性,并分别针对具体网络给出了指标细则.该指标体系可用于光缆网、传输网、数据网等多种类型的电力通信网络的量化评价和网络优化,具有较强的普适性.     

考虑调峰能力的月度检修计划优化编制方法

设计了调峰充裕度评价指标;基于该指标,提出了考虑调峰能力的月度检修计划优化编制方法,综合考虑调峰充裕度和均衡度来提升系统调峰能力;最后基于IEEE-30节点系统构造算例,验证了所提出方法的有效性。     

500 kV-220 kV电磁环网开环方案模糊综合评价

用层次分析法建立模糊综合评价模型的指标体系。对评价指标体系指标层的因素分别引入行为指标,包括线路或变压器过负荷指标、母线电压越限指标、最大发电机功角差指标、开关设备投资指标以及系统网损指标。隶属度函数描述了各行为指标对评价结果的不确定性。模糊综合评价的优先度综合考虑了各种因素的影响,对电磁环网开环方案作出了定量、全面、综合的评价。基于模糊综合评价模型,开发了电磁环网开环方案的模糊综合评价程序,并应用于电网各区域内(间)电磁环网开环方案的评估。考虑4种开环方案,进行N-1静态安全分析、暂态稳定性分析、短路计算以及系统网损计算,经模糊综合评价后依据优先度判别可行性。