电力系统信息物理融合建模与综合安全评估:驱动力与研究构想

智能电网与能源互联网都是典型的信息物理融合系统(cyber-physical system,CPS),信息环节的可靠性问题可能导致物理系统的运行风险。为了对其系统及信息故障进行分析评估,文中在分析了对电力系统进行信息物理融合建模与评估的必要性去驱动力后,提出了一种CPS融合建模构想。该方法将CPS系统抽象为一个有向拓扑图,模型将物理系统和信息系统中的状态量统一抽象为"数据节点",将信息处理、信息传输等环节抽象为"信息支路"。在此基础上,系统的信息-能量流可通过矩阵运算的方式快速简单地进行量化计算,与一般的迭代计算和仿真方法相比,该方法可有效提升计算速率。最后,对信息物理系统的综合安全评估技术体系进行了展望。     

电网信息物理系统的混合系统建模方法研究

信息物理系统(cyber physical system,CPS)是随着工业信息化发展而提出的新理念,强调在生产中物理过程与信息处理的紧密融合。电网正向智能化发展,是典型的信息物理融合系统。建立CPS模型有助于更好分析、控制日益复杂、灵活的电网运行,该文结合电网特点、需求,分析了电网CPS模型的构成和形式,提出了基于混合系统的电网CPS建模方法及其控制方案;并根据上述方法和步骤,建立柔性负荷和源储协调控制的混合系统模型,提出基于该模型的优化控制问题。     

电网信息物理系统建模与仿真验证平台研究

电网信息物理系统通过建立融合模型,研究电网信息控制系统与一次系统的互作用机制,建模与仿真验证平台为此提供了研究工具。基于混合系统的融合模型以及信息模型,设计了平台功能模块、实现工具;初步构建电网信息物理系统建模与仿真验证平台,可建立电网连续及离散模型,仿真电网运行动态,模拟控制过程及信息交互,并验证信息交互的正确性和一致性;最后通过算例展示并测试了平台界面和主要功能。     

“互联网+”形势下电力信息物理融合发展研究综述与展望

能源技术的变革催生了电力系统技术的发展,"互联网+"技术的创新应用加强了电力系统信息-物理之间的联系。在对比电力系统信息化建设进程的基础上,深入阐述了其核心特征——信息物理融合的本质。进而,基于信息物理融合系统(CPS)的研究范畴,从数值仿真和机理解析2个维度,总结综述了电力CPS在信息物理融合的建模分析及相互影响方面的研究进展,并提出了在"互联网+"技术融合创新下电力CPS相关技术的研究挑战。最后,展望了"互联网+"形势下一二次融合、芯片传感、透明网络、区块链等电力系统信息物理融合关键技术的发展趋势。     

信息物理融合的电力系统日前-日内优化调度

原有的电力系统调度模型是物理模型与信息模型分立的。建立信息物理融合的电力系统调度模型,可以充分分析与挖掘可调资源的调节能力,扩大电力系统可调度空间,增强电网对可再生能源的消纳能力。为此以我国现有电力系统调度框架为基础,提出了一种信息物理融合的电力系统日前-日内调度框架,在此框架下对电力系统源-网-荷建模,形成信息物理融合的电力系统日前-日内调度模型。基于所建模型,以经济调度为目标,提出了电力系统日前-日内优化调度策略。算例分析验证了所提策略的有效性,结果表明电力系统的信息物理融合建设可以降低系统的运行成本。最后指出在电力系统的信息物理融合建设过程中应以目标为导向,建设多时间尺度的分层级信息物理融合电力系统。     

智能电网信息流的建模和静态计算方法研究

现有的电力系统能量流分析已经形成一套完整的建模与定量分析方法体系,其中并未明确计及通信、保护和控制的信息流特性。目前面向电力系统应用的信息流建模和计算方法的研究几乎还是空白,严重阻碍了电力信息物理融合系统中能量流与信息流耦合分析的研究进程。文中以信息流动的视角,结合图论、矩阵分析和网络演算理论,借鉴电力系统潮流计算方法,系统提出信息流的建模思路和静态计算方法。进一步将所提出方法应用于智能变电站保护信息流的定量分析,计算结果与网络分析仪的实验测试结果非常吻合,表明所提出信息流计算方法的正确性。     

特约主编寄语

正现代电力系统的正常运行无时无刻不依赖于一个可靠的信息系统。随着智能电网向能源互联网的不断演化发展,信息环节不再简单独立于能源系统之外来实现测控与决策,而是与能量传输过程水乳交融,构成信息物理高度融合的广义信息能源系统。经过多年的研究,传统电力系统的安全运行已经形成了完整的体系,主要关注能源系统自身的扰动(比如元件的退出运     

网络攻击下电力系统信息安全研究综述

随着信息和通信技术的发展,传统电力系统已经转变成一个具有实时感知、动态控制和信息服务等功能的电力信息物理融合系统。信息系统在优化电力系统功能的同时,网络攻击带来的信息安全问题使电力系统的安稳运行敲响了警钟。文中针对电力信息物理融合系统环境下的网络攻击问题展开讨论,基于攻击目标的差异性对网络攻击进行分类。在研究图论攻击建模方式的基础上,提出网络攻击下实现系统综合安全评估的必要性。最后对电力信息物理融合系统的研究工作进行展望。     

电网信息物理系统分析与控制的研究进展与展望

作为未来电网发展的新形态,电网信息物理系统将深刻影响智能电网研究的视角和方向,在能源互联系统构建中不可或缺。该文总结了电网信息物理系统相关领域的研究进展,从4个关键方向进行评述:电网信息物理系统融合建模、结合形式化方法的模型验证、信息-物理交互机理分析及基于融合模型的电网控制。进一步指出电网信息物理系统可为发展更先进的智能电网形态提供理论基础,支持能源互联网、电力物联网等方向的应用研究,改进电网的运行与控制模式。     

面向数据可用性的电力通信系统静态分层建模方法

电力通信系统的正常运行是保障电力系统量测数据和控制命令可靠传输、维持电力系统安全稳定运行的基础.传统的电力通信系统静态模型忽略不同节点功能的差异性,难以同时描述物理与逻辑支路的多层次连接状态,无法准确刻画各种信息物理风险事件下信息流的变化情况.针对这一问题,提出了面向数据可用性的电力通信系统静态分层建模方法.该方法利用物理层到会话层的直接/间接邻接矩阵与层间映射依赖关系,自底向上对信息的传输与处理过程展开详细建模,能更全面地分析信息物理风险事件导致的信息流变化情况,为更准确地开展信息物理交互影响分析和风险评估等研究奠定基础.对复杂风险事件下的IEEE 9节点和IEEE 118节点系统进行了信息物理混合仿真分析,验证了所提方法的有效性.     

电网调度智能化检修票和操作票系统的设计与实践

针对电网检修计划安排及操作票复杂性和高可靠性的要求,基于电网调度自动化系统(SCADA／EMS)平台,开发了一体化的电网调度智能检修票和操作票系统。介绍了系统的设计原则和基本框架,以及人机界面、推理程序、出票管理和操作票预演等设计与实现方案,及其在大庆油田供电网中的实践。     

轨道交通供电系统综述

介绍了轨道交通供电系统的4个子系统(牵引变电所系统、降压变电所系统、电力监控系统、杂散电流防护系统),并叙述了城市轨道交通供电系统的组成及其各系统的功能、原理.     

远程图像监控技术在电力系统的应用

从简述远程图像监控技术在无人值守变电站的重要性入手,详细介绍了远程图像监控系统在揭阳供电局的实现和应用。     

基于MC68332的嵌入式系统设计

随着对实时性要求的提高,软件规模的扩大以及电力系统嵌入式系统的开发要求提高．充分发挥嵌入式系统优势的软件设计和改进显得尤为重要。介绍了MC68332微控制器和uC／OS-Ⅱ操作系统的特点。结合自主开发的通用嵌入式平台,对于uC／OS-Ⅱ的移植进行了重点的分析讨论,提出建立完善的软件平台的扩展体系结构。     

建立弹性学制的基础和条件

弹性学制是一种综合性的教学管理制度。在分析学分制类型及产生背景和条件的基础上,提出了建立弹性学制的政策性建议。     

水电厂、变电站计算机监控系统与调度系统的远程通信

结合电力部电力自动化研究院自动控制研究所所实现的水电厂，变电站计算机监控系统与调度系统的远程通信，分析其特点，并着重阐述了用计算机通信方式实现电力系统远程通信的优势及其发展的必然性。     

大型混联系统可靠性最优化的一种混合规划方法

针对串联、并联、表决、旁联子系统组成的大型混联系统,提出了一种有效方法,在给定的资源约束下,通过对单元可靠度与冗余度、子系统可靠度与冗余度的最优配置,可以使系统的可靠度达到最大。     

关于电力系统安全稳定控制装置(系统)基本要求的再探讨

在分析电力系统安全稳定控制装置(系统)的作用原理、　控制要求及配置原则后提出对 安全稳定控制装置(系统)的五项基本要求，　它们是：　装置(系统)及其控制措施动作 的高 度可靠性；控制措施投入后对维持系统安全稳定运行的充分有效性；能识别扰动的严重 程度并在必要时才启动控制的相对选择性；对不同电力系统及其发展的一定适应性；对电网 安全稳定运行产生的显著经济性。     

A multiagent approach to distribution system restoration

This paper proposes a multiagent approach to decentralized power system restoration for a distribution system network. The proposed method consists of several feeder agents (FAGs) and load agents (LAGs). LAG corresponds to the customer load, while a FAG is developed to act as a manager for the decision process. From the simulation results, the proposed multiagent system was able to reach the right solution by making use of only local information. This means that the proposed multiagent restoration system is a promising approach to more large‐scale distribution networks. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(3): 21–28, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20065     

漫昆安全稳定控制系统的研究与实施简介

百万级大型水电厂接入云南电网后，使电网处于“大机组、小电网”的运行状态，从而出现了严重的稳定问题。本文简要地叙述了为解决此一问题而进行的《漫昆安全稳定控制系统的研究与实施》课题以及该系统投运之后起到的作用和取得的效果，即它不但提高了电网的安全稳定水平，还收到一定的经济效益。