基于网络分割的电力系统潮流分解协调计算

因现有计算模式的速度已无法满足现代大规模电力系统实时计算的要求,故引入对等计算(P2P)模式以提供低廉而充足的计算力。为此研究了网络计算环境下的电力系统潮流计算模型,结合基于支路切割的网络分割方法和基于注入电流的潮流模型,提出了基于网络分割的电力系统潮流分解协调算法,将大规模互联电力系统分解成若干子网络,子网络间只需交换边界母线的电压状态就可完成分布式潮流计算,保证各个子网络潮流计算模型的独立性。对IEEE标准系统进行潮流计算的结果表明该法具有较高的收敛速度和计算精度,适合网络计算环境。     

高性能在线分析计算现状与协同计算关键技术

阐述了电力系统高性能计算模式的概念,沿着"离线计算在线协同化"的演进方向,以提高计算实时性、可靠性和计算服务化为目的,将并行计算、分布式计算、云计算等高性能计算模式作为主要分析内容,从分解协调方法、数值计算并行、硬计算架构和软计算模式等方面总结了状态估计、潮流计算、包含暂态稳定计算和静态安全分析功能的在线动态安全分析研究应用现状。阐述了实现在线分析一体化协同计算技术路线图的三个演进阶段,重点探讨了支撑以上业务分析应用在线计算协同化的关键技术,如分配映射机制、分解协调计算服务、模块服务接口化和数据交互规范等。最后在云计算模式下,设计了在线分析业务的协同计算场景和状态估计服务模式,对基于云计算的调度控制系统设计与开发进行了有益探索。     

电力网格平台上的分布式潮流两层计算架构

提出了一种基于电力网格平台的分布式潮流两层计算架构。高层架构是利用电力网格平台的支撑来实现的分布式潮流计算,称之为一级潮流调度;底层架构是利用电力网格平台的支撑来实现的潮流并行计算,称之为二级潮流调度。一级潮流调度和二级潮流调度通过统一的电力网格紧密结合在一起,将潮流并行计算融入到分布式潮流计算的框架中完成广域分布式潮流计算。     

基于面向服务架构的调度计划安全校核网格计算

电力调度安全校核业务的多样性对电网调度模式和信息化技术提出了重大挑战。通过分析面向服务系统架构的松耦合信息集成特点和并行化编程的思想,提出了智能电网调度计划安全校核网格计算模型及其关键技术。介绍了该系统的参考架构和详细设计;通过引入电网分区的方法来保证校核断面区域电网交换功率和交流潮流的收敛性;采用基于分时段并行的方法对日前计划安全校核,实现调度计划安全校核的快速智能计算。大电网的仿真计算结果表明此算法可行,并具有较高的计算效率,为智能电网调度计划安全校核网格计算的研究提供了一种可行的方法。     

可视化潮流及故障计算与保护整定综合系统

介绍面向大型企业电力系统在可视化图形界面上进行潮流计算、故障计算和进行继电器保护整定的综合系统。该系统目前已在上海金山石化股份公司的 6k V以上系统应用 ,取得了良好的实用效果。它将向集成线路保护方向发展 ,涵盖图形建模、保护配置、潮流计算、故障计算以及保护动作分析等功能 ,最终实现对于一个小型网络的动态仿真。该系统实现了在可视化图形界面上进行潮流计算、故障计算 ,以及进行继电器保护整定功能     

基于面向服务架构的调度计划安全校核网格计算

电力调度安全校核业务的多样性对电网调度模式和信息化技术提出了重大挑战.通过分析面向服务系统架构的松耦合信息集成特点和并行化编程的思想,提出了智能电网调度计划安全校核网格计算模型及其关键技术.介绍了该系统的参考架构和详细设计;通过引入电网分区的方法来保证校核断面区域电网交换功率和交流潮流的收敛性;采用基于分时段并行的方法对日前计划安全校核,实现调度计划安全校核的快速智能计算.大电网的仿真计算结果表明此算法可行,并具有较高的计算效率,为智能电网调度计划安全校核网格计算的研究提供了一种可行的方法.     

电力系统可视潮流与无功优化计算

可视化计算是把计算中的数字信息转变为直观的图形信息。介绍了潮流与无功优化计算的可视化实现。并用Visual Basic编制了在中文Windows98下实现的调度员潮流程序,可以模拟各种调度操作,已在广东省三水市和顺德市电力工业局投入使用。     

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。     

十字链表在电力系统潮流计算中的应用

通常电力系统的潮流计算过程中是使用压缩的数组来存储网络的拓扑结构信息,并将此数组直接应用于计算中。本语文提出的方法可以动态形成十字链表,同时存储网络的拓扑结构信息和参数信息,适合于电力系统中运行方式变化及故障等情况下对网络结构的修改。     

综合能源系统分析的统一能路理论(三)：稳态与动态潮流计算

潮流计算作为能源网络分析的基础性应用,在各能源网络已形成成熟但不统一的计算模型与方法。为促进不同能源网络研究的学科融合,该文基于统一能路理论,针对天然气网络与供热网络,提出了相适应的潮流计算方法。在此基础上,补充了基值修正的迭代方法以提高潮流计算的精度,并应用了"边值–初值"等效的方法以在动态潮流计算中隐式地给定初始条件。基于统一能路的潮流计算方法不仅统一了不同能源网络的潮流计算,还统一了同一能源网络内的稳态潮流计算与动态潮流计算,奠定了多异质能流在多时间尺度上统一分析的应用基础。此外,相较以有限差分方法为代表的传统动态潮流计算方法,文中所提出的方法在计算性能上实现了显著的提升。     

基于P2P的保护定值在线校核混合并行算法

考虑到大型互联电网规模的逐渐扩大,尤其是"三华"特高压同步电网的顺利投运,传统的集中式计算会遇到硬件计算能力的瓶颈,提出了一种基于P2P的保护定值在线校核混合并行算法。充分利用P2P网络技术的对等通信,实现区域间信息的对等交互,重点介绍了MPI+OpenMP的混合并行编程模型以及算法的设计,对在线校核进行了并行性分析,实现了在线校核进程级与线程级的两级并行。最后,在基于P2P技术的分布式并行计算平台上,对混合并行算法进行了测试比较,结果表明所提出的算法正确且有效。     

含HVDC与P2G的跨区域电-气互联系统优化调度

远距离直流外送和电能转换存储是实现高比例可再生能源消纳的重要手段。考虑跨区层级高压直流输电(high-voltage direct current,HVDC)和区域内电转气(power to gas,P2G)相配合,提出面向大规模风电消纳的跨区域电-气互联系统优化调度策略。首先,针对HVDC功率传输计划独立编制难以匹配风电出力强随机性的问题,建立HVDC阶梯式运行优化模型。同时,考虑风电反调峰特性提出利用P2G进行风电转换,并与天然气系统管存配合实现间接存储。然后,综合考虑系统电压稳定性等安全约束条件,以系统运行经济性最优为目标建立日前优化调度模型,并针对模型非凸、非线性问题,采用电压幅值精确计算的线性化潮流和分段线性化方法进行处理。最后,通过多个场景仿真分析,验证了所提优化策略的有效性和经济性。     

可靠计算及其在电力系统中的应用

针对电力系统计算中会遇到计算机数值计算误差和电力系统数据处理造成的不确定性问题,提出了将可靠计算方法引入到电力系统的各种计算,以避免计算机浮点算法的有限精度问题及处理不确定参数所带来的难题。介绍了基于区间算法和泰勒模型的可靠计算基本原理,讨论了可靠计算在电力系统中潮流计算、时域仿真、配电系统和电力市场等领域的应用,同时也指出可靠计算的保守性问题仍是困扰其得到广泛应用的主要障碍之一。     

电力系统优化调度概述（I）——经济调度与最优潮流

本篇文章叙述了电力系统优化调度研究的目的和意义，回顾了经典经济调度、最优潮流近二十年来优化调度的发展，详细地分析了这两种调度方法发展中出现的问题以及各自的解决方法，经典经济调度计算速度快适合在线应用；最优潮流计算精确但相对经济调度而言计算速度慢，无法应用到实时调度。同时也提出了这两种优化方法中急需解决的问题。     

P2P技术在电力网格中的应用

把P2P技术和网格技术结合起来,通过将P2P技术引入电力网格,提出了电力系统的P2P-Grid模型,实现这两种技术的优势互补,以解决电力网格应用于电力系统的大规模整合所带面临的瓶颈问题,并提高电力网格对部分电力系统计算服务的性能。通过利用JXTA技术搭建P2P电力计算网格,在IEEE118电力模型上实现了基于P2P计算的电力系统分布式潮流分析,验证了P2P技术和电力网格技术融合的可行性和有效性。     

计及电动汽车与温控负荷需求响应的分层能源系统优化调度

针对电动汽车(electric vehicle,EV)大规模接入电网对电力系统带来的影响,构建了一种基于电动汽车及温控负荷需求响应的分层能源系统管理框架。受到激励的电动汽车集群(electric vehicles, EVs)和温控负荷集群(temperature-controlled load clusters, TCLs)能够快速响应负荷聚合商的调度策略,以此减少大量柔性负荷并网对电网产生的冲击。在基于卷积神经网络和长短期记忆网络混合模型对负荷进行预测的基础上,假设负荷聚合商可通过调度可控柔性负荷来减小实际负荷与预测负荷的误差,并根据制定的负荷调度策略与电力运营商之间进行点对点(peer to peer, P2P)电力交易,运用分布式优化方法求解双方可获得的最大利益。对于P2P交易以后剩余的能源需求,建立了系统运行成本、碳排放和风能溢出的多目标优化模型,采用集中优化的二代非支配排序遗传算法(non dominated sorting genetic algorithm-II, NSGA-Ⅱ)求解该模型的帕累托前沿,并在IEEE 30节点系统进行了算例验证。仿真结果表明,在所提出的能源优化调度策略下既能满足电动汽车和温控负荷的功率需求,也给电力系统带来了良好的经济效益和环境效益。     

考虑多级调度的跨省区大电网安全约束经济调度模型

大电网安全约束经济调度(SCED)是一种解决大范围资源优化配置的有效技术手段。不同于单一省级电网优化调度,涉及跨省区的大电网SCED一方面计算规模成倍增加,另一方面需要合理协调机组及跨省区联络线输电计划,还应考虑国(分)省各级调度实际业务及特色需求。更大规模、更多更复杂的约束将给模型构建和求解带来困难。文中着重对跨省区大电网SCED所涉及的平衡策略、联络线计划及大规模网络约束等问题进行模型构建,并通过优化目标选择及约束条件配置构建适用于满足不同需求的SCED模型,从而实现求解性能与使用效果的合理匹配。通过实际电网算例仿真验证了所提方法的有效性。