电网数字仿真实验室在线数据接口的开发

介绍电网数字仿真实验室在线数据接口开发的总体方案.电网数字仿真实验室已有的硬件设备中设置一台在线数据接口服务器,专用于电网数字仿真装置同省网EMS系统交换处理数据用.电网数字仿真实验室在线接口软件包括在线数据整合软件一套和电网数字仿真装置在线运行软件一套.电网数字仿真实验室在线接口软件功能包括:在线网络拓扑、整合潮流、在线潮流等.     

电力系统仿真软件PSASP的在线应用

通过对电力系统分析综合程序（PSASP）作业数据库结构、软件架构以及PSASP运行机制的剖析,开发了能访问其作业数据库的数据接口和调用其计算功能模块的计算接口。利用该数据接口,可将状态估计后的电网数据采集与监视控制系统（SCADA）数据导入到PSASP作业数据库中,并根据需求,利用其计算接口调用PSASP的不同功能模块,对实时电网数据进行处理。在此基础上开发了PSASP在线应用（通用）技术,克服了PSASP只能进行离线分析以及现有的在线分析软件存在用户面过窄的问题,该技术已成功应用于某地区实际电网的调度辅助决策软件开发中,为用户挖掘PSASP的计算功能及进行软件二次开发提供了新的思路。     

基于RTDS仿真模型的能量管理系统潮流数据在线仿真系统开发

为使离线电磁仿真软件实时数字仿真仪(real timedigital simulator,RTDS)能够接收能量管理系统(energymanagement system,EMS)的在线潮流数据,将系统运行的实时数据传送给RTDS,实现RTDS的在线化仿真,自动跟踪电网的即时状态。研究并设计了基于南方电网RTDS仿真模型的EMS潮流数据在线系统,通过将来自EMS的潮流数据在RTDS仿真系统模型上进行可观测性分析、状态估计计算、不良数据的检测与辨识等在线化处理,并采用RTDS-GTNET卡的DNP3.0通信协议将估计结果作为仿真初始数据送入RTDS进行仿真,使RTDS仿真基态数据更加接近于系统的实际运行状态,实现了RTDS的在线化仿真。以云南电网仿真系统为例进行了测试,结果表明所开发系统具有较高的准确性。     

基于PSASP在线数据的电网潮流稳定计算分析

介绍PSASP在线计算分析系统的主要模块、功能和优点,分析利用PSASP在线数据对河北省南部电网某500 kV变电站220 kV部分全停故障的潮流稳定计算,经比较得出PSASP计算结果与BPA计算结果基本一致,验证了利用PSASP在线数据进行潮流稳定计算的正确性。     

图形化RTDS在线实时仿真系统

实时数字仿真器RTDS(简称RTDS系统)用于大规模交直流并联电网的稳定分析和反事故措施研究时,还不能实现在线,即不能及时地跟踪实际电网的运行变化,且仿真的动态过程也不能直观地显示和操作.为使RTDS系统能接收能量管理系统(EMS)的在线潮流数据,跟踪电网运行变化,便于电网分析、运行人员研究,文中提出并实现了基于EMS潮流数据的RTDS系统在线仿真方法,并可图形化显示和操作.将来自EMS的潮流数据在RTDS系统仿真模型上进行状态估计,采用数字通信将估计结果刷新RTDS系统仿真的基态,使RTDS系统仿真基态数据接近于电网运行的实际状态.自主开发图形平台,并经数字通信,实现电网接线与RTDS系统仿真结果在同一界面上的动态显示和操作.该系统已在南方交直流电网大规模RTDS系统仿真平台上实施.     

电力系统在线动态安全评估和预警系统

介绍了电力系统在线动态安全评估和预警系统(PDSA)的主要组成和功能。PDSA以并行计算平台作为运行支撑平台,提供了大区互联电网的在线动态安全评估和预警的整套工具包。通过对能量管理系统/相角量测装置(EMSs/PMUs)收集到的在线数据和电网离线分析计算数据进行整合,获得当前运行工况的计算数据。PDSA集成PSASP计算软件功能,可以实现在线暂态稳定、电压稳定、小干扰稳定等多种稳定分析。PDSA系统在国、网、省3级电网中均已得到了应用。     

考虑外网等值的江西电网模型拼接实现方法研究

新一代EMS系统需要一个信息完整而且正确、可靠的实时电网模型.电网模型重建是要保证内部电网模型的正确性,同时实现外部电网模型的动态等值及其与内部电网的在线合并.提出了考虑外网等值的模型拼接实现方法,在分析网络模型重建的算法基础上探讨了网省电网模型拼接的关键技术问题.利用华中电网模型数据和江西电网的在线数据进行了计算,结果表明该算法在速度和精度上都能满足在线应用.开发的算法和软件模块江西电网投入在线运行,并致力于应用在新EMS系统中.     

基于PSO_GA算法BPA到PSASP数据转换

现存电力系统各商业软件的数据格式不统一,造成了大量异构数据源的存在,仿真软件间的数据交互困难.为解决该问题,提出基于PSO_GA算法电力系统仿真软件BPA到PSASP数据转换的方法,通过分析BPA、PSASP仿真软件中元件模型、控制模型的差异性,建立对应模型间的转换关系以及智能优化算法(PSO_GA)的目标函数及相关约束.利用PSO_GA混合优化算法修正目标转换软件中各模型的参数值,以实现电力系统仿真软件BPA到PSASP数据转换.通过IEEE 43节点的系统算例对BPA向PSASP数据转换过程进行了验证,证明了该方法对电力系统仿真软件数据转换的有效性,并能提高数据转换的准确度和算法的运行速度.     

对电力调度数据整合的研究与实践

在电力系统调度中心内,由于各个时期的技术水平不同、开发方法不同,各个信息系统之间分散、隔离的情况普遍存在,导致大量信息资源难以共享.分析了电力系统调度中心两个典型的数据源:在线EMS数据与离线分析数据.研究并开发了在线EMS数据与离线分析数据整合技术.这项技术支持多套在线/离线数据同时整合,能自动适应各种常见的电网变化情况,在减少人工维护的同时,可提供丰富的信息比对、校验功能,以图形或者数据表格的方式输出.通过在国家电力调度中心的试运行证明本文提出的数据整合在技术上是可行的,并取得了良好的应用效果.     

基于PSASP和MATLAB联合仿真的PSS参数整定研究

现代电力系统的发展日趋复杂且运行方式多变,多机系统下存在阻尼耦合现象,采用传统的PSS参数整定方法可能导致某些低频振荡阻尼恶化,且多机多运行方式下参数整定耗时较长,难以满足工程实际应用要求。针对上述问题,分析了PSASP与MATLAB软件各自的适用范围,提出了基于PSASP7.31和MATLAB联合仿真的PSS参数整定方法。针对现有使用广泛的仿真软件PSASP7.31的结构和小干扰稳定计算过程,开发了调用PSASP7.31小干扰稳定计算模块数据的MATLAB接口程序,实现了2个程序的自动联合仿真。通过8机36节点系统和河北南网进行了多运行方式下的PSS参数整定计算和方案校验,验证了MATLAB与PSASP7.31接口应用实现多运行方式和多机协调PSS参数整定方法针对实际复杂电网的有效性和快速性,能够满足工程实际应用要求,为现代大电网的PSS参数整定工程应用提供了新的手段。     

省地一体化在线网损分析计算平台

省地一体化在线网损分析计算平台采用CIM模型接口从EMS中直接导入电网模型,不需要人工重复建模,能跟踪电网模型的变化,保证状态估计合格率处于较高的水平,为网损的准确统计和计算奠定基础。该平台能够提供的电量数据覆盖了110 kV及以上的全部电网模型,是电量采集系统数据的重要校验和补充;基于在线数据的网损分析平台,为工作人员提供更为全面的网损电量的分析平台;通过对各种运行方式下的系统网损和设备网损情况进行分析研究,从而找到降低网损的有效途径;应用此计算平台,开展河北南部电网典型日负荷方式下线损理论计算工作;通过每日的线损理论分析,发现EMS系统在线数据存在的问题,及时解决问题,提高系统状态估计合格率。     

对电力调度数据整合的研究与实践

在电力系统调度中心内,由于各个时期的技术水平不同、开发方法不同,各个信息系统之间分散、隔离的情况普遍存在,导致大量信息资源难以共享。分析了电力系统调度中心两个典型的数据源:在线EMS数据与离线分析数据。研究并开发了在线EMS数据与离线分析数据整合技术。这项技术支持多套在线/离线数据同时整合,能自动适应各种常见的电网变化情况,在减少人工维护的同时,可提供丰富的信息比对、校验功能,以图形或者数据表格的方式输出。通过在国家电力调度中心的试运行证明本文提出的数据整合在技术上是可行的,并取得了良好的应用效果。     

双馈风电机组接入地区电网后的电压稳定分析

利用PSASP软件的UPI接口程序模块,在PSASP中建立了双馈风电机组模型,以两个实际的地区电网为例,研究双馈风电机组接入地区电网后对电网电压的影响,结果表明：双馈风电机组提高了地区电网的静态电压水平;双馈风电机组在故障后能够减少系统所需的无功储备,从而有利于地区电网的电压稳定;风速的波动对地区电网的电压有影响,但一般不会影响其暂态稳定性。     

国内电网实时数据集成应用综述

从电网实时数据中心的形成、集成应用的范围、规范化、关键技术以及发展趋势5个方面总结并分析了近年来国内电网实时数据的应用成果。调度EMS各子系统的信息共享以及EMS与其他系统的信息交换成为实时数据集成应用的起点。南方电网、浙江、江西等已经逐步开展了集数据、模型、图形等为一体的调度综合数据平台的研究和建设。山东和上海电力公司逐渐出现企业级数据平台的概念,立足于公司整体,数据不仅来源于调度系统,还来源于其他部门、专业的相关系统,且数据平台服务于企业整体,各类信息在企业范围内共享。在实时数据中心的标准规范化问题上,IEC61970在各地的数据中心中都起到了相当大的作用,实现了本地调度中心内各应用系统之间的数据共享以及不同级调度自动化系统之间的数据共享。关键技术主要包括架构设计、组件技术的选择、数据模型和全电网模型的设计、图形导入导出以及数据对外接口。从调研分析得出,电网实时数据集成将遵循IEC61970标准并进一步开放接口,在全电网信息集成以及调度级、企业级数据中心的协同工作等方面有着广阔的发展前景。     

PSASP2ATP暂态模型参数转换研究及软件研发

为了充分利用电力系统分析综合程序PSASP在现实电网中数据、分析和运行的积累与充分发挥电磁暂态计算程序ATP暂态分析和底层开发之优势,研究了PSASP软件中暂态模型和参数转换到ATP软件的基本方法。通过比较2款软件中电气元件暂态模型的异同,采用分模块转换方法,建立在软件内部对应元件模型、参数、数据的对应关系和转换途径。在VC6++环境下开发出由PSASP到ATP暂态模型参数转换的软件PSASP2ATP,能方便地实现大型电网电磁暂态模型的数据转换。利用IEEE 9节点系统和含直流输电的某省局部电网的算例测试结果表明了所提内容的有效性。     

直流励磁发电机组励磁系统参数测试建模及仿真校核

通过励磁系统的现场试验,采用电力系统分析综合程序PSASP中的励磁系统模型,得出可用于电网稳定计算的柘溪水电厂6号发电机组励磁系统的实测模型和参数。文章总结了使用PSASP进行励磁系统参数仿真的步骤,并给出试验数据与仿真数据的对比结果,结果验证了上述方法的正确性和实用性。     

基于“多源数据”处理的EMS实时数据优选技术及其实现

针对能量管理系统（EMS）中同一个实时数据点来源多样化（称为“多源数据”）的情况，介绍了其研究背景和优选方法；根据可信度、优先级、控制码及优选规则，从“多源数据”中选取最优质量的数据作为EMS监控和历史统计的基础数据，并应用状态估计程序结果，实现对其可信度的在线控制，有效地屏蔽误差偏大的数据。经优选的实时数据，存放在EMS实时数据库中，提高了EMS实时数据库的可靠性。