电网调控集群分布式实时数据库的设计与关键技术

为解决电网调度控制系统大规模实时数据的处理性能问题,设计了一种集群分布式实时数据库,通过分布式技术实现海量数据存储,并使用集群技术实现数据的统一访问和管理。对集群分布式实时库架构及所使用的分布式存储技术、分布式数据定位技术和分布式访问技术进行了讨论,解决了调度控制系统实时数据的灵活分片、分布式存储和快速定位问题。最后通过测试和现场运行验证了集群分布式实时数据库能在确保系统高可靠性的条件下,实现实时数据的高性能访问。     

电网调度广域分布式实时数据库系统体系架构和关键技术

实时数据库是电网调度自动化系统的核心组成部分,目前的实时数据库主要在一个系统的局域范围内提供实时数据服务,无法支持多个系统间广域范围的实时数据存储和共享.文中分析了现有电网调度自动化系统实时数据库的系统架构,在此基础上提出了适用于广域环境的电网调度分布式实时数据库系统体系架构,讨论了该架构下实时数据的存储、定位、冗余、同步、安全等关键技术,并展望了其应用前景.     

基于事件驱动机制的电网事件快速捕捉方案

提出了基于电力调度自动化系统实时数据库和关系数据库的电网事件捕捉方案。该方案在电网事件模型的基础上,对电网运行中事故异常等事件进行快速捕捉和准确分析,充分结合了实时数据库中存储的实时数据,提高了结果分析的准确性。以电网事故分闸为例,详细分析了基于事件驱动的电网事件快速捕捉过程。所提出的方案已成功应用于苏州智能电网调度技术支持系统。现场试验和测试结果表明,电网事件快速捕捉系统能显著提高调控员的监控效率,为电网安全稳定运行提供了进一步的保障,所实现的各项功能运行稳定,能够满足大型地区电网调度监控的实际应用需求。     

智能调度分布式一体化建模方案

智能调度建设要求调度中心共享信息,为此提出了智能调度分布式一体化建模方案。该方案中,各级调度系统之间通过模型信息联动技术,实现图形、数据、模型的共享;通过模型拆分/合并技术、在线外网等值技术等建立全电网模型和图形,并获取实时运行数据;通过模型信息订阅技术为各应用系统提供个性化的模型信息服务。分布式一体化建模可为智能调度提供一体化模型与基础数据,实现模型信息的源端维护、全网共享,满足调度中心对全电网的模型分析、安全预警、辅助决策等业务需要。     

电网调控实时数据平台体系架构及关键技术研究与应用

一体化运行的互联大电网对现有调度自动化系统实时数据的全局性和实时性等提出了新的挑战,文中提出了电网调控实时数据平台体系架构和建设目标原则。在此基础上,研究了电网模型在线同步、分布式数据汇集与处理、大规模并行状态估计、实时数据统一服务等关键技术,实现了基于模型自动同步免维护下的全网实时数据单点采集、全网共享。研发的电网调控实时数据平台在国分调控中心试点建设,应用结果表明,所提技术方案提高了实时数据汇集的全局性、实时性和运维效率,能够为电网分析决策应用提供全面、实时、准确的全网实时数据和状态估计数据断面。     

交直流电网仿真调控与系统展示技术

介绍了南方电网近年研发的基于实时仿真的交直流电网仿真调控与展示系统,并对系统构建中的异构平台模型映射、接口交互通信、仿真调控与系统展示等关键技术进行了阐述。该系统有机集成了调度自动化技术和实时仿真技术,其以实际电网运行断面作为仿真初态,建立与实际运行高度相似的虚拟电网,并能实现仿真结果的形象展示和仿真过程的调控交互,可作为交直流电网实时仿真计算、调度运行培训演练、自动化应用测试的有效平台和电网新型技术应用开发平台。     

开放式调度自动化系统的软件设计

现在各种信息技术的发展为新一代电网调度自动化系统的诞生作了技术准备,该文在分析和总结原有调度自动化系统的基础上,提出了一种切实可行的新一代调度自动化系统的实现方案,并用基于COM组件服务的方法实现了分布式的调度自动化系统的开发。详细介绍了该电网调度自动化系统的设计思想、系统功能以及硬件和软件的结构、重点介绍了系统软件设计和用户界面等部分技术特点,以及在软件设计中应用的基于COM的方法。该方法的应用提高了软件开发效率和软件运行可靠性,同时方便了软件的调试和维护。     

电网调控自动化系统运行状态在线监视与智能诊断研究及应用

针对智能电网调度控制自动化系统安全稳定运行需求,提出了智能电网调度控制自动化系统运行状态在线监视与智能诊断平台技术方案。并对其中的状态信息采集、系统健康评估、系统故障分析与定位等关键技术给出了具体的解决方案。该方案已经在调控中心试点应用。实践表明,该方案能够实现智能电网调度控制自动化系统运行状态的实时监视、评价、预警及故障的提前感知,提高系统的运行维护管理水平,保障系统的稳定运行,从而保障电网的安全稳定运行。     

电网实时数据采集缺陷思考

调度自动化系统采集电网数据是否及时、准确、可靠,直接影响调度监控人员对整个电网运行情况的准确判断。针对同一变电站自动化系统实现多通道同步运行并上送电网实时数据时实时数据不一致情况,分析如何给予自动化维护人员、调度监控人员信息提示,从而做到缺陷的及时处理,以避免错误信息引起对电网的误判。     

南京供电网调度自动化系统

南京供电网调度自动化系统是一个以微型计算机为核心，用于供电网安全调度、管理、控制的实时监控系统。该系统的主机装置利用16位微型机，以Intel公司iSBC系列OEM单板为主要部件组装开发而成，它具有很强的实时数据处理能力和灵活的硬件扩展性能，支持多种外设，系统的远动装置型号多样，既有微机远动，也有常规远动。具有两遥或三遥功能。在该系统实现了基本的SCADA功能的前提下，根据南京供电局计算机应用具体情况和工作的实际需要，将调度自动化系统与局管理信息系统联网，这样一方面满足了管理职能部门的实际需要，将调度自动化系统与局管理信息系统联网，这样一方面满足了管理职能部门了解电网实时情况的迫切愿望，而且拓宽了调度自动化工作的服务领域，扩充了电力部门计算机的应用范围，从而使电网调度自动化系统成为一个实用的受到人们普遍欢迎的计算机综合应用系统，为我局的电网运行，调度，管理走向现代化奠定了基础。     

基于全景精细化模型的风电场能量管理系统研制及应用

为了提高风电场能量管理和运行控制水平,基于风电场分布式能量管理系统(EMS) 的体系结构,研发了基于全景精细化模型的风电场EMS。首先,阐述了风电场在能量管理层面面临的主要技术挑战及EMS功能层次划分,然后分别从公用数据平台、精细化建模、实时态势感知、评估预警、优化调度、有功/无功协调控制等多个层面介绍各关键模块的信息流和主要功能。所研发的智能化风电场能量管理系统已经在多家风电场投入应用。     

基于深度人工神经网络和GIS数据的最优停电模型研究

为了有效利用地理信息技术支撑复杂大电网的信息化建设,针对停电事故对电力系统运行和日常生活带来的诸多影响,提出基于深度人工神经网络和GIS数据的最优停电模型。结合电力系统运行的特殊性,把最优参数设置和增量反馈结合用来优化受限玻尔兹曼机算法。通过仿真分析了算法的性能。仿真结果表明,采用深度神经网络的最优停电模型可以提高计算效率和精度。     

考虑需求响应不确定性的光伏微电网储能系统优化配置

将分布式光伏以微电网的形式接入配电网运行是应对大规模分布式光伏并网问题的有效手段之一。以含储能装置和需求响应资源的并网型光伏微电网为研究对象,研究考虑价格型需求响应(Demand Response, DR)不确定性的并网型光伏微电网储能系统优化配置方法。首先,同时考虑价格需求弹性曲线和基线负荷不确定性对价格型DR不确定性的影响,建立了价格型DR响应量模糊模型。在此基础上,以用户负荷与光伏出力总差异最小为目标,建立了基于模糊机会约束规划的价格型DR优化运行模型。之后,以价格型DR的优化结果为基础,建立了基于模糊机会约束规划的并网型光伏微电网储能系统优化配置模型。通过对模糊机会约束的清晰等价处理,将模糊机会优化问题转换为确定性优化问题进行求解。最后,通过仿真算例验证了模型的有效性。     

背靠背柔性直流接入电网后的影响评估

考虑到目前对大容量背靠背柔性直流接入电网的影响评估尚缺少具有全面性且通用性的方法,提出一种适用于分析背靠背柔性直流接入对电网影响的评估方法。该方法主要包含静态安全性、短路电流水平、小干扰稳定性和暂态稳定性分析,重点关注柔性直流与交流系统相互影响。以渝鄂背靠背柔性直流工程为案例,采用电力系统分析综合程序(PSASP)对背靠背柔性直流接入湖北电网前后的运行特性进行评估。根据评估结果,结合电网规划与运行要求,提出相应的电网补强工程与安控措施。仿真研究表明,所提评估方法能有效指导电网规划与调度控制,保证电力系统安全稳定运行。     

含新能源直流电网的状态反馈控制

为适应直流电网智能、高效、经济地运行,实现网络中不同分布式电源、客户端的协同运行,基于六端树状直流电网物理仿真平台需求提出了一种适用于含新能源并网的电网系统级控制策略。将该六端电网视为一个多输入多输出的系统,利用键图方法提取出网架的状态空间方程,分析该系统的动态特性后确定闭环极点配置的优化目标,并提出用线性系统综合的方法设计了状态反馈控制器。最后,在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了该模型,并与传统主从裕度控制方法做了仿真对比。结果显示所提状态反馈控制器对新能源带来的电压波动具有明显抑制效果。     

基于复杂网络理论的主动配电网多级运行风险快速评估

主动配电网运行状态的时变性、网络元件的多样性和随机模糊性、自动化系统的主动自愈性对系统的安全稳定运行提出了新的挑战。将复杂网络理论应用于风险评估,建立了一套具有运行风险快速预警能力、多级运行风险分析能力、全面体现时空间及动静态运行风险能力的主动配电网运行风险评估体系。该体系依托主动配电网自动化系统及可信性理论等数学工具,能够对网络结构和元件的变化进行实时响应并给出定性和定量的多级运行风险评估结果以协助主动配电网调度工作,从而降低系统风险,防止大面积停电事故的发生。最后,通过实例仿真验证了所述评估方法的可行性、快速性、灵活性和适用性,为复杂网络理论在电力系统中的应用提出了新的研究及应用方向。     

基于数据挖掘和人机互动的电网调度早会系统

电网调度早会是信息高度集成的聚集地,是调度运行管理的中枢点,也是调度自动化系统智能化的体现。构建了以数据挖掘为基础的调度早会系统,该系统采用多维数据的分析技术,自下而上通过数据融合以集约化的指标体系构建电网的可观性指标,以信息定制的方式进行推送。此外,采用人机互动的模式形成数据的驱动,自上而下整合数据,通过图模一体化的数据集成,形成调度事件的全方位整合和全景展示。该系统在实际的省级调度中心的调度早会系统中投入使用,解决了电网的可阅性以及焦点事件的信息集成等问题,是电网调度信息智能应用的实例。     

交直流配电网接纳分布式电源的实时仿真研究

含多种分布式电源的交直流混合配电网是未来智能配电网的架构特点。首先,建立了含两个区域的交直流混合配电基本架构,并根据各种分布式电源的容量和发电特性,将光伏电源、直驱风机、双馈风机和储能装置接入配电网的合适区域。然后,详细分析了交直流接口换流器的数学模型及其几种典型控制策略。最后,利用变流器控制方式和运行策略的多样性,对上述交直流混合配电网进行了均衡馈线出力、不间断供电和能量调度实时仿真实验。仿真结果验证了该配电网系统架构在接纳多种分布式电源方面的技术优势。     

分布式电源集群控制与电力信息实时仿真研究

随着智能电网的发展,大量高渗透率的分布式电源以集群形式接入电网,通信网络与电力网络耦合不断加深,电力信息物理系统(Cyber-physical system, CPS)的架构不断完善。针对高比例分布式电源集群区域电网,提出了基于多代理一致性的群内自治和群间协调结合的分层协同控制方案。为了全面考虑通信系统对集群控制的影响,搭建了基于RT-LAB和OPNET的电力信息实时仿真平台,准确反映通信网络性能以及精确模拟策略的发出、通信、延时及响应全过程。另外,实现了控制器硬件在环,针对所提集群控制策略开发了集群控制器硬件。在CPS架构下通过不同通信场景下集群算例的仿真,验证了集群控制策略的有效性和本仿真平台的可行性和准确性。     

一种基于PMU和SCADA单节点互校核的前端数据辨识框架

随着电网自动化技术的发展,数据中心可获取海量多源多时空数据,在此基础上进行多源量测值互校核有利于实现后续大数据高级应用。针对单节点同时存在PMU与SCADA量测值的情况,提出一种前端不良数据辨识框架。为克服量测值负样本较少的问题,采用基于粒子群优化的改进一分类支持向量机辨识方法,根据两源量测差值识别异常点。对接近向量机边界可能被误判的值利用间隙统计法进行修正,确定不良数据。然后检验其所在时间点的PMU量测值,最终确定不良数据位置。基于某省实际电网数据对PMU与SCADA互校核辨识框架进行了验证与分析。计算结果表明所提方法能够有效地辨识出两数据源的前端不良数据,计算量小、耗时较短,比仅利用单源数据进行校核的结果更加可靠。