在线安全预警和决策支持系统的软件构架与实现

安全预警和决策支持（EWSC）系统作为未来控制中心自动化系统的重要功能，一方面需要对能量管理系统（EMS）成熟功能进行封装，另一方面需要适应自动化系统功能演变的需要。提出了一种基于多代理系统（MAS）的软件开发范式，用于开发EWSC系统的软件构架。该系统具有一个松散、开放的可插入式结构。其中核心框架是负责系统通信和任务调度的协调层，是相对固定的;其余部分为独立模块，由一系列相对独立的决策分析和人机表达智能体组成，可以独立开发，方便地嵌入系统。在该框架下系统各个模块层次分明，具有很强的解耦性，并且可以实现把历史遗留系统集成到新的环境中。基于文中所提出的软件构架的在线EWSC系统已在某省级电网投运。     

调度控制中心的集成化：IEC61970标准的扩展与应用经验

介绍了清华大学开发的控制中心应用软件与其他厂商系统集成技术的发展历程,即从专用API发展到IEC61970-CIM/CIS.以外网等值模型和高压直流输电系统为例介绍了公共信息模型(Common Information Model,CIM)的扩展方法.重点介绍了CIM/XML(eXtensible Markup Language)导入导出技术、基于局域网的CIS (Component Interface Specification)和基于广域网的CIS在江苏省调、金华地调和广东省调的现场应用经验.现场应用表明,通过CIM的扩展和模型拆分合并技术的使用,IEC61970标准已经可以在实际电网调度中心应用,其开放性、正确性和效率达到了预期目标,将成为调度控制中心集成化的核心技术.     

电力系统状态估计可观测性分析中关于量测岛合并的理论分析

分析了电网量测岛的特点和可观测性的概念。在此基础上，根据电路理论中的两个基本性质，得出了量测岛内最多只含一个复电压未知状态量的基本结论，并由此给出了量测岛间合并的理论依据。出了简化网络分析的目的，提出了内网等值和节点分裂这两个合并分析时的基本处理手段，为新的可观测性拓扑算法的提出做了理论上的准备，文中所提量测岛合并的理论依据得到了实际系统的验证。     

考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法

中国三北地区风资源丰富,但受制于热电联产机组以热定电的出力特性,在供热季节弃风严重。集中供热系统覆盖的范围大,管道容积巨大,储热能力与热惯性强,如能对集中供热系统加以合理调节,可对改善电力系统调峰、促进风电消纳起到显著效果。为了改变电网调峰能力不足的现状,中国各地陆续开展调峰辅助服务市场,以激励火电机组改造,提高灵活性,挖掘出力下限。在此背景下,针对考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法开展研究,对供热系统进行了建模以刻画其动态特性,并在目标函数中计及了辅助服务的调用顺序。在省网规模的系统进行了仿真测试,验证了所提出模型的合理性,并计算了其在促进风电消纳方面的经济效益。     

含指数型目标函数的电力系统抗差状态估计方法在江西电网中的应用

电力系统状态估计是能量管理系统的核心和基础模块,然而当量测系统中存在不良杠杆量测或一致性不良数据时,传统的含不良数据辨识程序的最小二乘估计不能很好地排除不良数据对状态估计的影响。为此介绍了一种能够自动排除不良数据对状态估计影响的含指数型目标函数的电力系统抗差状态估计模型,分析了该模型的理论基础和数学特性,给出了该模型在江西电网的应用方法和效果。结果表明,该抗差状态估计模型能够显著提升电力系统状态估计的精度,同时还能够保证严格满足零注入等式约束。     

面向新一代能量管理系统的集群计算中间件

介绍了一种面向新一代能量管理系统（EMS）的集群计算环境的中间件（WLGrid）。该中间件被设计成一个容器,可以为不同功能的插件提供网络通信、资源定位、失败处理等高性能服务。由于采用了组件化开发策略,该中间件具有解耦的可插入式软件结构。通过屏蔽Socket通信、多任务处理等实现细节,使用该中间件的开发者可专注于业务逻辑的实现,从而降低了新一代EMS中分布式应用的开发难度。现场运行结果表明,基于WLGrid开发的预警系统,具有良好的可维护性和可扩展性,且计算速度能够满足实用要求。     

基于混合整数二阶锥规划的主动配电网有功–无功协调多时段优化运行

通过日前多时段优化,可以为主动配电网中的分布式电源、无功补偿装置和储能装置安排合理高效的生产计划,以达到调节电压水平、提高能源资源利用率、节能降损的目的。首先建立基于三相Distflow潮流的辐射状配电网有功–无功协调动态优化模型。该模型考虑分布式电源出力、储能装置充放电功率、电容器阻投切等连续和离散决策变量,是一个典型的混合整数非凸非线性规划。该类模型缺乏严格高效的求解方法。为此,采用二阶锥松弛技术将其中的三相潮流方程进行凸化松弛,使得优化问题转化为可有效求解的混合整数二阶锥规划模型。最后,采用扩展的IEEE 33节点三相测试系统仿真计算,利用MOSEK等算法包求得电网中各设备动作时刻和投运容量,验证了所提方法寻优稳定、松弛精确、计算高效等特性。     

考虑风电接入的有功运行备用协调优化

分析了大量风电接入对系统有功运行备用提出的问题,首先分析了风电接入后系统的运行备用需求性质,进而提出一种基于风险的风电备用需求决策方法,并提出一种充分利用发电机组控制性能的备用协调优化分配算法.IEEE 39节点系统的仿真结果表明,所提出的方法有效解决了风电备用需求的确定和分配问题,对接入大量风电的系统的有功调度运行具有实用价值.     

电磁–机电暂态混合仿真中的频率相关网络等值

频率相关网络等值(frequency dependent networkequivalent,FDNE)不仅可以表示网络的基频响应特性,而且还可以表示网络的高频响应特性,从而能够应对电磁暂态、机电暂态混合仿真中的接口波形畸变问题。基于简化元件模型介绍FDNE的频率特性采样值的求取方法;应用矢量拟合法将上述频率特性采样值整体拟合成一个FDNE,并采用摄动法保证了此FDNE的无源性。最后,用多个算例说明基于FDNE的电磁–机电暂态混合仿真方法的精度及其优势。     

风电受限态下的大电网有功实时控制模型与策略

为达到最大程度消纳风电的目的,提出在多时间尺度有功协调调度模式的基础上增加一级风电受限状态下的实时控制环节。在该环节中,提出了2种风电场受限容量的计算方法,以实时获知风电场的受限状态及受限容量;同时,对处于受限状态的风电场提出了相应的实时控制模型及风火电配对调节的实时控制算法。该环节能够在保证电网安全的前提下,最大程度地降低风电受限量。在吉林省的实际测试结果证明了该方法的有效性。