基于分治策略的分布式调度自动化系统稳态监控网络拓扑分析

电网拓扑分析是电网调度自动化系统的一项基础性工作,是联通电网模型和电网分析的桥梁,为电网调度员潮流计算、防误操作等等提供必要的基础数据。随着电网建设,网架结构逐步扩大,亟需一种方法在充分利用计算机资源的基础上实现高效率的网络拓扑分析。提出了一种基于分治思想的电网网络拓扑分析算法,通过结合电网模型的特点以及成熟的图论算法予以实现。同时将面向高级应用服务和面向监控服务的拓扑功能解耦,在不影响电力潮流计算等应用功能的基础上提高调度自动化系统集成效率,最后应用该算法编写并行的分布式电网拓扑分析程序,并展望了其应用前景。     

状态估计和调度潮流软件在青海电网的应用

从青海电网调度自动化系统概况、构成以及青海电网发展对状态估计和潮流计算的需求入手,介绍了网络拓扑、状态估计、不良数据检测与辨识和潮流计算等基本概念及算法,论述了状态估计和潮流计算软件在青海电网应用与调试中应该注意的问题,以及日常维护过程中出现问题的处理方法和经验,并提出青海电网在状态估计和潮流计算软件应用的下一步工作建议。青海电网状态估计和潮流计算软件的调试成功,拓展了青海电网调度自动化系统的应用范围,提升了自动化的应用水平。     

基于网络拓扑结构的全网潮流计算模型自动生成

针对分布式潮流计算所必需的各地人员协同配合工作的难题,在分析了上下级调度和同级调度关系的电网潮流数据文件自动合并的基础上,提出一种基于网络拓扑结构的全网潮流计算模型自动生成的方法。该方法采用计算机图论技术,将EMS电网模型转化为电力系统分析综合程序(PSASP)能识别的潮流文件,并根据EMS网络模型中的电网设备命名唯一性,以潮流文件为载体,进行各级调度电网模型的裁剪和拼接,形成详细全网潮流计算模型。实际应用证明本文提出的全网潮流计算模型自动生成技术可行有效。     

基于图划分的大电网拓扑分析

为支撑大电网在线实时监控和分析,提出了一种基于图划分的大电网拓扑分析方法。该方法首先根据智能电网调度控制系统电网建模特点,给出了基于图论的电网层次结构、拓扑结构、厂站母线分析和系统网络分析模型。然后基于图划分建立了并行网络拓扑和局部拓扑修正的数学模型,并根据该模型设计了大电网并行网络拓扑的实现方法。最后基于共享内存编程模型在智能电网调度控制系统中研发了快速网络拓扑分析服务功能。所提出的模型和方法实现了大电网并行网络拓扑分析的无锁计算,避免了多线程数据竞争导致的阻塞耗时问题。对实际系统进行仿真测试,结果表明了该方法的准确性、实时性和有效性。     

基于拓扑分群等值的不同拓扑下方向过流保护整定计算方法

计及电网不同拓扑的方向过流保护整定计算是过流保护面向电网工程应用的一项重要基础性工作。为解决考虑不同电网拓扑后优化整定计算模型求解困难和所得定值性能不佳问题,提出了一种基于拓扑分群等值的不同拓扑下方向过流保护优化整定计算新方法。基于所建立的适用于整定计算的电网拓扑描述模型,采用凝聚层次聚类算法对不同网络拓扑进行了聚类分群,并利用拓扑轨迹相似度计算得到了拓扑集群的等值特征拓扑,最后构建了基于等值特征拓扑的方向过流保护优化整定模型以确定保护定值。IEEE 30节点系统算例分析结果表明,所提方法有效降低了约束维度,同时能够确保所得定值面向不同网络拓扑的性能。     

基于矢量坐标搜索法的地区电网网络拓扑方法的研究

提出了一种面向对象的抽象电力网络拓扑的模型，并用此模型实现了用系统矢量图的坐标关系自动生成原始拓扑的方法。该方法是根据设备图元对象的端点坐标位置自动搜索确定的原始拓扑关系，即设备图元的连接关系，基于连接规则和节点融合的快速拓扑分析算法，根据原始拓扑关系确定各支路与母线的连接情况，该方法可用于电网动态着色和状态估计，潮流调度，安全分析，无功优化等网络分析程序之中。     

基于输电网结构优化的电网安全均匀调度

提高电网运行均匀度有助于提高系统的运行安全性。输电网结构优化作为一种调度运行领域的新技术手段,通过在电网运行过程中动态选择最优网络拓扑结构,可以改善电网各元件潮流分布的均匀度。在传统安全均匀调度模型的基础上,考虑输电线路运行状态的灵活调节,提出基于输电网结构优化的电网安全均匀调度模型。为保证最优拓扑的鲁棒性,在优化模型中计及了线路N-1安全约束,使所得的线路开断策略不会降低系统的N-1安全性。针对该大规模混合整数非线性规划问题,基于校验添加思想形成高效求解算法以提高优化模型的计算效率。IEEE 30节点系统和IEEE 118节点系统算例的仿真结果表明,文中提出的优化调度方法能够有效地提高电网运行均匀度,相比于传统调度方法能够在充分挖掘现有电网输电能力的同时实现电网潮流的智能化灵活控制。     

基于图数据库的电网CIM/E模型构建及网络拓扑

电力系统规模日益庞大、运行调整更加频繁,对分析计算实时性提出了更高要求。图数据库是近年来兴起的一种源于互联网海量数据并行处理的新型数据库,其数据模型可直观表达电网拓扑结构并易实现并行化遍历查询。首先,从数据模型和数据查询等方面介绍了图数据库的特点,分析了将其应用于大规模电力系统分析计算的潜在优势;其次,面向完整性、一致性以及高效性等准则,提出了基于图数据库并遵循CIM/E标准的电网数据模型设计方法,研发了数据模型装载工具。最后,在电网图数据库模型基础上,实现了一种并行化的电力网络拓扑分析算法。对实际大规模省级电网的计算结果表明,所提方法可显著提高拓扑搜索效率。     

基于云计算的大电网在线分析计算模式研究

根据我国电网调度自动化系统广域分布、调度信息分层管理的特点及大电网在线分析软件的计算规模、计算性能等需求,以云计算技术及"调度云体系架构"为基础,提出大电网在线分析软件的广域多级分布式并行计算模式及其协调管理服务需求。为了适应云计算环境的可扩展性,简化大电网在线分析软件设计流程,提高软件开发效率,提出了基于面向服务架构(SOA)的大电网在线分析3层服务封装,满足不同用户对大电网在线分析软件的需求。最后以分解协调潮流计算为典型应用,提出了基于广域多级分布式并行计算模式的拓扑分析服务和潮流服务程序设计方案。     

基于地理信息系统的配电网拓扑着色实用算法

在基于地理信息系统GIS的配电网络拓扑分析的基础上,提出了一种较实用的拓扑着色算法。介绍了配电网的网络拓扑着色算法的流程、功能实现等。经实验证明,这种算法帮助调度人员可直观了解运行状态,给配电网的调度及管理带来极大便利。     

基于图形处理器加速的电网全网拓扑分析算法

随着电网规模的扩大以及电力系统互联水平的提高,电网分析计算的计算量显著上升.图形处理器(GPU)等并行计算设备能够提高大电网分析的计算效率,但电网分析计算中的串行电网拓扑分析已经成为影响并行算法计算效率的重要因素,亟待得到加速.作为电网拓扑分析加速问题的难点,全网拓扑分析可采用并行算法进行加速.为此,提出了一种基于GP...     

基于可靠性最优的地区调度数据网第二接入网设计

电力调度数据网作为电力监控系统主要的数据传输通道，其可靠性直接影响电网调控相关工作。建设地区调度数据网第二接入网可有效提升数据传输可靠性、自动化通道可用性及网络安全性等性能指标。通过分析设备冗余程度可靠性、路由策略可靠性和节点部署位置可靠性，提出一种地区调度数据网网络可靠性计算方法。首先，基于网络可靠性最优提出地区调度数据网第二接入网设计原则和流程，综合考虑调度数据网现有网架结构，得出地区调度数据网第二接入网新增节点数量，完成冗余程度可靠性分析；然后，分析私网路由策略和公网路由策略，得出同现有网架结构协调统一的高可靠性路由策略方案，根据地区调度数据网拓扑结构得出不同节点可靠性计算方法，通过调整节点位置分布得到可靠性较高的地区调度数据网第二接入网候选设计方案；最后，通过业务校核选出可靠性最高的设计方案。     

基于图形数据库的网络拓扑及其应用

网络拓扑是电力系统分析软件的基础，而采用可视化的方法实现网络拓扑的建立则是可视化能量管理系统（EMS）的核心，作者提出了一种面向对象的抽象电力网络拓扑模型，建立了一种通用的拓扑描述方法，该方法具有很好的可扩充性，在图形数据库一体化的平台上，实现了一种利用矢量图的坐标关系自动生成拓扑的快速算法，该方法的核心思想是压缩参与拓扑形成的图数和采用分区方法来减少计算量。利用所提出的面向对象的网络拓扑模型，实现了一种新的高效的基于节点融合的拓扑模型，实现了一种新的高效的基于节点融合的拓扑方法，并利用该方法，开发了监视控制与数据采集（SCADA）动态着色和调度员培训仿真系统（DTS）的调度操作校核等实用程序。     

智能电网中调度自动化系统数据建模的研究

智能电网建设已成为国家的基本发展战略,它对调度自动化系统提出了更高的要求。分析了智能电网调度自动化和传统电网调度自动化在智能处理和信息共享等方面的区别,提出了SCADA面向设备建模,调度与变电站模型的源端维护方法,分析了子站SCD与主站CIM模型及其映射关系。为今后智能电网调度能充分实现信息交互、需求交互提供一定的参考价值。     

基于电网调度系统的网络安全态势感知方法研究

由于网络外界病毒入侵的隐蔽性极高、入侵类型较多,病毒难以被全面地被感知,导致电网调度自动化系统运行安全受到威胁。为提升电网调度自动化系统网络的安全性,提出基于随机矩阵理论(Random Matrix Theory , RMT)的电网调度自动化系统网络安全态势感知技术。采集电网调度自动化系统网络安全信息数据,构建病毒入侵环境下的安全状态分布模型,并利用该模型完成电网调度系统网络安全态势特征信息的提取。采用RMT中的M-P模型及单环定律对网络安全态势特征值在随机矩阵内的分布情况进行谱分析,根据特征值分布状态获取网络安全态势在稳定情况及异常情况下的变换规律,实现电网调度系统网络安全态势感知。实验结果表明,通过对该方法开展安全态势感知测试,验证了该方法应用在电网调度系统中组件安全态势感知及网络安全态势感知的精准度均较高,体现了该方法的有效性。     

电力网格体系初探:（二）电力网格体系结构

在分析电网现有调度自动化系统结构特点的基础上,提出了既符合互联电网运行特点,又满足新一代调度自动化系统实际需求的高可用和可扩展的电力网格体系结构,确定了电力网格的服务层次,对网格基础服务、电网应用服务进行了有效的划分和组合,为进一步构建电力网格示范系统勾绘了蓝图。     

四川电网调度自动化综合监控系统

随着自动化应用系统的增多,对各应用系统运行工况进行集中统一监控的要求日益迫切。作者提出建立开放、标准、通用、满足电力二次系统安全防护要求的电网调度自动化综合监控系统,介绍了其软件结构、网络拓扑和功能实现方案。系统强调了可扩充性,采用面向对象的处理模式和通用的规则引擎,定义了标准接口规范以支持灵活接入多个应用系统。该系统已在四川省调顺利投运,充当了自动化系统安全运行外部审计、监视的角色,提升了自动化信息质量和运行指标,缩短了故障处理时间,减轻了运行值班压力和劳动强度。     

电网实时线损理论计算与分析系统的开发与应用

电网实时线损理论计算与分析系统采用现有电网调度自动化、负荷管理等系统的有(无)功功率、电压、电流等实时信息,经过数据及图模自动转换、拓扑分析、潮流计算、统计分析等步骤,完成中压及以上电网各电压等级、各元件实时线损理论计算与分析。该系统主要功能为:实时计算电网的理论损耗及线损率;计算并保存电网每天任一时段的理论损耗及线损率;查询与分析电网各电压等级、各元件任意时段的实时(或离线)的理论线损率及构成;自动进行各类分析汇总;计算各类降损措施的经济效益。投运后的效果证明,该系统能帮助运行人员获取准确的实时信息,指导电网的经济运行工作。