电力系统动态安全分析范文

导语：如何才能写好一篇电力系统动态安全分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】电力系统；调度自动化；功能；结构

一、电力系统自动化和电力系统调度自动化

电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制，以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。

二、电力系统远动

电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道；而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。

三、电力系统调度自动化的任务

实现电力系统运行状态和参数的实时数据采集、处理和控制；对电力系统进行在线的安全监视；具有参数越限和开关变位告警、显示、记录、打印制表、事件顺序记录、事故追忆、统计计算及历史数据存贮等功能；对电力系统中的设备进行远方操作和调节。

四、电力系统调度自动化的功能

（1）电力系统监视与控制。通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印，以及对电力系统异常或事故的自动识别，向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。（2）电力系统安全分析。电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算，以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况，是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。（3）电力系统经济调度。电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下，基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响，以最低的发电(运行)成本或燃料费用，达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。（4）自动发电控制。自动发电控制利用调度监控计算机、通道、远方终端、执行（分配）装置、发电机组自动化装置等组成的闭环控制系统，监测、调整电力系统的频率，以控制发电机出力。控制方式一般采用联络线净交换功率偏差和频率偏差控制方式(TBC)。这种控制方式的优点是：各控制地区根据其区域控制误差(ACE)控制地区内的调整电厂,自行平衡其负荷波动。按静态来说，基本上不波及其他区域；按动态来说，又能支援邻区电力系统。

五、调度自动化系统的基本结构

（1）信息采集与控制子系统。信息采集与控制子系统主要是对采集到的信息进行处理、加工。一是计算机硬件系统。计算机硬件系统配置主要分为分层式和分布式。其中分层式包括前置机，主要负责各厂站远动终端的通信并取得信息；主控机，担任SCADA任务；后台机，担任安全分析和经济计算等任务。而分布式配置是把各种功能分散到多台计算机中去，由局域网LAN将各台计算机连接起来，各台计算机之间通过LAN交换数据，备用机同样连在局域网络上，并可随时承担同类故障机或预定的其它故障机的任务。二是计算机软件系统。计算机软件系统包括系统软件、支持软件和应用软件。系统软件包括操作系统、语言编译和其它服务程序；支持软件主要有数据库管理、网络通信、人机联系管理、备用计算机切换管理等服务性软件；应用软件是最终实现调度自动化各种功能的软件，包括SCADA软件，自动发电控制和经济运行软件，安全分析和对策软件等。（2）人机联系子系统。人机联系子系统主要是完成显示、人机交互、记录和报警等任务。主要设备有彩色屏幕显示器、动态模拟屏、打印机、记录仪表和拷贝机以及音响报警器等。动态模拟屏显示所辖调度区域电力系统的全貌和最关键的开关状态和运行参数，是监视电力系统运行的传统手段。现在，由计算机和模拟屏接口把灯光、报警、数字显示信号送到模拟屏上显示。（3）信息采集与命令执行子系统。信息采集与命令执行子系统由分布在电力系统中各厂站的远动终端RTU和调度中心的前置处理机组成。RTU是远离调度端对发电厂或者变电所现场信息实现检测和控制的装置。RTU由微型计算机系统构成，实现厂站端的信息采集并通过信息传输通道发送到调度中心，同时也执行调度中心计算机下达的遥控遥调命令。

参 考文献

篇2

【关键词】浅论 电网 调度自动化

电力系统是由发、输、配、用电等设备和技术组成的一个将一次能源转换成电能，并输送和分配到客户的统一系统。由于电能不易大量储存，而客户的用电是随机的，其生产和消费过程是在同一瞬间完成的，要时刻保持供需平衡，也就是说发、输、配电各环节和用电是同步进行的。其次，现代的电力系统是一个在地域上分布辽阔而在电气上连成一体的大系统。电力工业生产的特点决定了发供电生产运行必须实行集中统一调度管理。

一、我国电网调度自动化系统的发展

电网调度自动化系统概念的提出是在20世纪50年代中期，这标志着现代电网自动化的开始。调度自动化系统的发展经历了从实验型到科学型的发展过程。

1978年8月，第一套由我国自行开发的、以计算机为主的电网调度自动化系统在华北京津唐电网投入运行。整套的全部硬件、软件均由南京自动化研究所研制。

我国电网调度自动化系统的发展经历了三代，分别为20世纪70年代的SCADA系统；20世纪80年代的EMS和20世纪90年代的分布式EMS/SCADA。20世纪70年代的SCADA系统，调度员通过设在调度中心的模拟屏，可以了解到全部电网的运行情况，并能对电力系统设备进行遥控，此时调度员可以控制电网，但这种控制完全依靠调度员的经验，不能保证电力系统安全经济运行的要求；20世纪80年代以来，随着各种电网分析算法的成熟，SCADA系统在电网调度自动化中与经济调度控制、自动发电控制、网络分析等软件结合到一起构成了能量管理系统。电力系统应用软件和调度员培训仿真系统的应用标志着电网调度从经验型上升到科学型。第一代与第二代SCADA系统的都是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其他系统联网存在很大困难；20世纪90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库等技术，实现能够大范围联网的EMS/SCADA系统成为第三代。

二、电网调度自动化的内容

（一）电网运行监视

调度中心为了掌握电网正常运行工况、异常及事故状态，为了安全、经济调度和控制提供依据，必须对电网实现调度自动化以保证安全运行为中心的运行监视，也成为安全监视。满足有关法规、规程的要求和调度的需求。

（二）电网经济调度

电网经济调度的任务是在满足运行安全和供电质量要求的条件下，尽可能提高电网运行的经济型，合理地利用现有能源和设备，以最少的燃料消耗，保证安全发供电。因此，网调和省调要在按规定保证电网的频率和电压质量的前提下，使发电煤耗、水耗及网损最小，即发电成本最低，同时又能保证一定的备用容量，因而网调和省调都要进行负荷预测，实现经济负荷与最佳负荷分配，制定发电机负荷曲线提供依据；实现水库经济调度与最优潮流分配，为最佳水能水量综合利用的条件下，使网损和水耗最小。

（三）安全分析

安全分析可以分为静态安全分析和动态安全分析两类。

静态安全分析是要研究电网中设备因故障开断后的潮流分布，检查是否会产生支路过载或电压越限，开断的设备可以由人工指定，为调度员提供了预想事故分析的重要手段。

（四）电网自动控制

电网调度自动控制是在运行监视的基础上，对电网的安全与经济运行实施调节或控制。控制信号自上而下发送给厂、所或下级调度。这类控制范围很广，但主要是对断路器及其它发送变电设备，例如，发电机、调相机、带负荷调压变压器、电力补偿设备等，通过调度人员实现遥控、遥调或自动实现响应的闭环控制或调节。上述电网调度自动化基本内容是紧密相关的，不论哪一级调度中心都必须以实现电网的全面运行监视为前提，根据各自的特点和需要，积极充实晚上，以达到实现电网调度自动化的目的。

三、调度自动化系统的分类

由于各级调度管辖的范围不同，承担的监控职责不同，因而所需的控制功能也有所差别。根据面向的电网对象不同，通常按照电网调度自动化系统所完成的功能将其划分为以下三种类型。

（一）能量管理系统（EMS）

由SCADA+PAS便形成了能量管理系统（EMS）。它主要是针对发电和输电系统。多配置于大区级和省级电网，其主要任务除实现所辖电网的数据采集与监控、实施经济调度、自动发电控制和电压调整外，还要进行安全分析和安全控制，以提高电能质量和系统运行水平。

（二）SCADA+AGC/EDC系统

SCADA+AGC/EDC系统由SCADA系统、自动发电控制（AGC）、经济调度控制（EDC）功能组成，可以满足大部分省级和一部分大区级电网的监控要求。

（三）数据采集和监控系统（SCADA）

SCADA系统是最简单的、最基本的电网调度自动化系统类型，大多配置于地区级和县级电网，主要是实现对所辖电网的数据采集与监控功能，即包括数据采集和处理、监控控制、告警处理、数据库建立、事件顺序记录等。

四、调度自动化的组成

调度自动化系统是由调度主站段的计算机系统和变电站端的自动化系统及连接两者的通信系统构成。调度主站的计算机系统由计算机服务器、前置机、调度员工作站、高级应用工作站、维护工作站、Web服务器、打印机、报警设备、路由器等设备构成。前置机是受远动终端装置上传的信息，送给服务器，并把调度员的遥控、遥调命令下传给远动终端装置；服务器的功能是对各种信息进行综合处理，并把处理结果存入数据库，并送到需要的各工作站触点上；高级应用工作站是执行调度的高级应用软件；维护工作站的功能是提供维护人员维护调度自动化系统；路由器是负责不同的局域网络之间的数据传输协议的转换。

变电站端的变电站自动化系统则主要由远动终端装置、继电保护系统和其他智能自动化设备组成。

通信系统采用通信技术，通过信道、通信机等硬件设备，实现相距较远的调度主站端与厂站端的信息交换。

参考文献：

篇3

关键词：调度自动化系统 电网 风险防范措施

随着经济和科技的不断发展和进步，各个领域的用电需求也在不断增加，在这种形势下，电网得到了迅速的发展，系统也越来越庞大，这时电网稳定运行的难度也随之增加了。原因是电网本身是一个极为复杂的系统同时自身具有很多特点：第一，电网石油很多分布在广大区域的不同的元件组成的，同时有通过网络紧密相连在一起；第二，电网的组成具有电压层次结构，而每个层次上的活动对电网都有着不同的影响；第三，电网是一个动态的系统，时刻都在发生在变化，而且变化的状态和短暂，一个事故可能在很短的时间之内就可以发生并且能迅速波及到整个电网，因此对电网的实时控制要求很高；第四，电网长期会受到外界环境以及人为因素的干扰，随时都有可能引起大规模的停电事故。为了使得电网能够稳定的运行并且减少运行风险，就必须要不断的提高电网实时调度的自动化水平，进而实现电网调度管理的高度精细化，通过开发出具有强大功能的职能电网调度技术支持系统个，可以实时对一些重要的断面进行扫描和分析，对电网运行中的一些薄弱环节进行捕捉，进而对电网在正常运行中的问题提前进行预警，以提供科学合理的对电网的安全进行调整的策略，使得电网能够稳定安全的运行。

1、有关国内外的较大的停电事故

从二十一世纪初期以来，在国内外发生了多起重大的停电事故，而且这些停电事故都是由于电网系统中的元件发生的故障，进而对其它的元件造成的影响，这些反应迅速蔓延，最终使得整个电网瘫痪，给某些区域造成了严重的影响。

1.1 欧洲电网停电事故

在两千零六年九月十八日，某造船公司向德国某电力公司提出了停运一双回路线路的申请，该电力公司进行了安全校核之后，批准了该申请。而在当地时间十一月四日九点半左右将另外两条输电线路停止了输电，在半小时之后另外一条输电线路由于超负荷而出现了跳闸现象，随后在德国从东到西总共有三十一条输电线路陆续出现了跳闸，还影响到了法国和西班牙和意大利的电网。

对该停电事故的调查报告认为此次停电事故的根本原因是：该输电公司没有严格的执行“N-1”安全校核标准，该公司以及相邻的电网在停运后系统状态不能满足“N-1”标准中的相关要求，针对这一事故，提出了必须加强对调度工作人员的培训，使其能全面掌握并应用相关软件。

1.2 江西电网的停电事故

在两千零七年一月二十一日江西电网和华中电网解列运行期间，江西电网内五百千瓦的骨干线路出现了跳闸现象，该现象造成了一台机组的系统的功率出现了急剧的下降，低周减载装置动作切除了负荷四百四十四兆瓦的功率。

通过对此次电网事故进行分析，如果事先能够用相关的软件对电网进行分析研究，对网内机组适当的做出一些调整调整的话，就可以避免这次事故的发生。

从以上电网停电事故分析可知，随着电网的互联和迅速发展，电网稳定运行的难度也在不断地增加，电网主网架的安全性和电网调度自动化系统共同支撑着电网的安全稳定运行。因此想要保证电网的稳定安全运行，在加强电网主网架建设的同时，还要不断提高电网调度自动化系统的水平。

2、采用智能电网调度技术支持系统防范电网风险

随着电网的互联和迅速扩大，一方面使得电网的稳定性和可靠性得到了有效的提高，另一方面电网事故的复杂性也随之提高，因此就需要更完善的安全措施来保证电网的稳定运行。

2.1 电网的实时监控和智能告警

电网的实施监控和职能告警是通过电网运行中的一些复杂检测信息进行全方位的监控，对电网的运行状况进行多层次的监视，通过综合性的分析，进而提供在线故障分析和智能告警。

电网的实时监控和智能告警主要包括：电网运行动态监视、电网运行稳态监视、在线扰动识别、二次设备在线监视和分析、综合智能告警及低频振荡在线监视等模块。其中，综合智能狗狗经功能可以实现在线智能告警，能准确的判断出电网的故障，并对电网的一次设备和二次设备的运行信息进行综合的分析，进而实现对电力系统在线的故障进行诊断和智能报警，并直观的将故障的诊断和报警的结果显示出来。

2.2 网络分析

网络分析可具有智能化的安全分析功能，它通过电网运行中的一些相关数据和应用软件所提供的数据对电网的运行情况进行分析和评估，进而确定出母线的模型，给运行分析软件提供相关数据，以便于分析软件对实时方式和电网的运行情况进行研究分析以及当某些元件法身故障是对电力系统的安全运行可能会产生的影响进行分析。网络分析具有主要的功能模块有：短路电流计算、可用输电能力静态安全分析、状态估计、灵敏度计算、调度员潮流以及网络拓扑分析等。

2.3 电网的自动控制

电网的自动控制是通过电网实时运行的信息，并结合实时方式信息和实时调度的计划信息对可调控的设备进行自动控制，实现对电网的闭环调整。主要包括自动发电控制和自动电压控制两种功能。其中自动发电控制功能模块是通过对调度区域内的发电机组的有功功率进行控制进而使得发电机自动适应负荷的变化，来保证系统频率的稳定，保证电网联络线能交换功率，对备用容量进行监视，进而实现控制负荷频率、计算备用容量以及对机组的性能进行考核的功能；自动电压控制功能模块主要是实现对发电机无功、电网母线的电压以及电网无功潮流的监视和自动控制，通过电网的实时的数据和状态估计所提供的实施方式来计算，进而实现对无功可调控设备进行在线闭环控制。

2.4 调度员培训模拟

调度员培训模拟具有正常状态下的操作模拟功能，在电网事故状态下可以支持培训和演练和联合反事故的演习。电网系统的仿真功能模块可以通过对电力系统一次设备建立静态和动态模型，来实现对电力系统的静态和动态仿真，同时也可以对电力系统的二次设备进行建模和仿真。调度员培训模拟主要具有三个功能模块，即：控制中心仿真、电力系统仿真以及教员台。

2.5 在线安全稳定分析

在线安全稳定分析利用静态和动态数据，通过静态和动态的在线安全分析和评估，以及对电力系统运行全过程的分析评估，进而实现对电网运行的安全预警并采取主动的安全防御措施。在线安全稳定安全分析主要的功能模块有：数据整合、动态稳定分析、静态稳定分析、电压稳定分析、暂态稳定分析以及稳定裕度评估。

2.6 静态安全校核

静态安全校核主要对发电计划、检修计划以及电网运行操作等进行调度计划和操作，对其基态潮流情况进行分析，进而计算出需要校核的断面的灵敏度、对静态安全的校核并分析短路电流。静态安全校核的主要功能有：灵敏度分析、潮流分析、短路电流分析以及静态安全分析等。

2.7 调度运行辅助决策

主要是对应用的预警信息进行在线安全稳定分析，综合利用静态和动态数据对电网运行中的故障或者是隐患进行必要的分析，同时对可调设备进行分析，进而确定出符合要求性价比较高的调度辅助策略，进而对这些故障或者是隐患进行处理，给电网的安全运行提供有较强适用性的调整策略。调度运行辅助策略的主要功能有：动态稳定辅助决策、暂态稳定辅助决策、静态安全辅助决策、紧急状态辅助决策、电压稳定辅助决策以及辅助决策综合分析。

智能电网调度技术支持系统尽管具有强大功能的应用软件，为了使系统的功能得到最大程度上的发挥，就需要加强对调度员的技术培训，使其能全面掌握并熟练的使用这些软件，同时应该养成经常使用的习惯，进而更好的驾驭电网。此外，还要建立可靠性较高的通信系统和UPS电源系统，进而确保智能电网调度技术支持系统有较强的适用性。

3、结语

电网系统能够正常和稳定运行和人们正常的生产和生活是息息相关的。从近些年以来的一些停电事故中可以看出，电网调度自动化系统的作用是不可忽视的，它是保证电网安全运行的重要工具。智能电网调度技术支持系统可以对电网的运行状态进行在线分析，及时查找出电网运行中的一些薄弱环节，提前预警对电网稳定运动中有影响的因素，同时还能有针对性的提供科学合理的安全调整策略，进而使得电网能够安全稳定运行，并减少电网运行的风险，进而实现安全生产目标，更好的为人类的生产和生活提供服务。

参考文献

[1]冯松起，罗卫华，施毅斌.基于智能电网调度技术支持系统的电网风险防范措施研究[J].东北电力技术，2011（6）.

篇4

在中国，中国电力科学研究院、国网电力科学研究院联合研发动态安全评估和预警系统(powersystemdynamicsecurityassessment&earlywarningsystem，PDSA)，并成功应用于国家电网和南方电网进行周期不间断在线安全稳定分析，实现稳定裕度评估和预防控制辅助决策[16-19]。清华大学张伯明教研组研发了基于EMS/DTS的电网控制中心安全预警和决策支持系统并实施于江西电网[20-23]，石立宝教研组着眼于动态安全裕度，研发了实时动态安全评估及预警仿真系统，实现了极限传输容量的高效计算[24-25]。在各机构或专家学者的研究成果中，或对电网进行全面安全分析，或针对某一特定稳定问题进行评估，而在线安全稳定分析均是实现大电网动态安全评估的核心技术。基于实时数据的在线安全稳定分析综合利用稳态、动态、暂态多角度在线安全分析评估以及稳定裕度评估，在一定程度上实现了大电网运行的全面安全预警和多维多层协调的主动安全防御[26-27]。然而，基于实时数据的在线安全稳定分析仍存在以下几个问题：1）在系统实际运行需要时间间隔内(如5~15min)，进行周期、事件和人工触发计算，运算结果合理性保证的前提条件是计算周期内，电网不发生明显的拓扑和电气量的变化。2）电网调度和运行人员会经常对电网运行工况进行调整，如开关刀闸操作、发电量调节、电网元件投切，需要对调整后的电网安全稳定情况进行预先校核。3）由于存在电网模型等值，对跨区电网的在线安全稳定分析，上级与下级调度控制中心之间、两级调度控制中心之间仅依靠实时数据自动计算无法满足电网潮流和动态行为的一致性。4）新能源发电、负荷的快速变化对电网在线安全稳定情况的预知提出了实际要求，基于实时数据的在线安全稳定分析无法满足。上述原因对在线安全稳定分析提出了更高的要求。基于此，深化关于电力系统在线动态安全评估和预警系统方面的研究，提出满足实际电网调度运行需求的在线安全稳定分析应用模式具有重要意义。

1在线安全稳定分析介绍

在线安全稳定分析的服务对象是电网调度运行，包括提出电网运行的主要问题和解决方案2方面含义。在线安全稳定分析中，同时进行静态安全分析、暂态稳定分析、电压稳定分析、小干扰稳定分析和短路电流计算，并进行稳定裕度评估；若系统存在不安全的问题，针对不同稳定问题，即时启动相应预防控制辅助决策计算，提供运行方式调整的可行方案，以保证系统的稳定运行。在线安全稳定分析整体上可划分为4个过程：数据整合(dataintegration，DI)、动态安全稳定分析(dynamicsecurity/stabilityanalysis，DSA)、稳定裕度评估(stabilitymarginevaluation，SME)和预防控制辅助决策(preventivecontroldecisionmaking，PCDM)。基于智能电网调度控制系统基础平台，获取电网模型、故障集等计算参数，分别接入来自状态估计、上级调控机构下发的电网运行数据，通过数据准备生成满足在线安全稳定分析要求的计算数据，基于并行计算实现安全稳定分析和稳定裕度评估(或预防控制辅助决策)功能。图1是在线安全分析总体框架。

2应用模式

在应用模式上，完整的在线安全稳定分析应分为实时分析模式、研究分析模式和趋势分析模式。实时分析模式对当前电网运行方式进行安全稳定分析和稳定裕度评估和预防控制辅助决策；研究分析模式对研究方式进行潮流调整，并进行安全稳定分析和稳定裕度评估和预防控制辅助决策；趋势分析模式基于当前实时方式数据，根据调度计划类数据生成未来一段时间内的电网趋势运行方式，并依时序滚动进行安全稳定分析和稳定裕度评估和预防控制辅助决策。

2.1实时分析模式

实时分析模式是实现在线安全稳定分析的主要功能。其主要特点是，基于未经任何修改的在线运行数据，不允许任何人工对模型、数据的修改，自动执行系统分析过程，对电力系统做出客观的安全稳定分析结论和稳定裕度评估结论(或辅助决策计算结果)。实时分析模式分析对象的形成如图2所示。在流程上，首先通过实现与调度支持系统的接口，获取调度支持系统中的各类安全稳定分析所需要的在线数据；然后进行数据整合和数据交换，送入到并行计算平台中；并行计算平台通过高效的计算组织方法，实现各个电力系统应用软件的并行分析，并通过统一规范接口送回计算结论到调度支持系统。图3是完整计算执行过程流程图，从上至下按执行时间顺序描述执行过程，同时体现了硬件设备之间的数据流向。具体可划分为4个过程。1）计算触发阶段。支持周期触发、事件触发和人工触发3种启动方式：周期触发自动完成对当前电网运行方式的安全扫描，实现对当前电网运行方式的评估、预警和辅助决策；事件触发获取事件信息，从状态估计获取设备故障后电网运行方式，实现对设备故障后电网运行方式的评估、预警和辅助决策；人工触发支持调度运行人员手动触发在线分析计算，实现对当前电网运行方式的评估、预警和辅助决策。依3种启动方式的重要程度，其优先级为人工触发最高，事件触发次之，周期触发最次。周期触发为以每5或15min为周期的不间断触发计算。触发计算后，计算平台状态和计算任务执行状态被全过程跟踪，调度运行人员对在线分析的计算状态全景掌握。2）数据整合阶段。计算触发后，从EMS/SCADA等系统获取计算数据，经过状态估计和潮流计算，得到支持的潮流数据、稳态数据和动态数据。然后将完整计算数据和相关计算配置文件发送至调度服务器。3）安全稳定分析和稳定裕度计算阶段。基于并行计算技术，利用数据整合形成的计算数据，进行静态安全分析、暂态稳定分析、电压稳定分析、小干扰稳定分析、短路电流计算和稳定裕度评估。稳定计算结果存入数据库，并发送至人机界面。安全稳定分析结束后，执行稳定裕度评估计算，稳定裕度计算考虑静稳裕度、热稳裕度和暂稳裕度。4）调度辅助决策计算阶段。对于DSA计算存在不安全的分析结果，进行预防控制辅助决策的计算。其中不安全结果包括热稳越限、暂态失稳、电压失稳、低频振荡、短路电流超标。整个计算完成后，运行方式数据和计算结果存入数据库。实时运行模式依靠并行计算的高速计算能力和开放的集成性能，完全实现基于在线数据的全部稳定分析计算，整个分析计算可在5min完成。其全面快速的安全预警功能，改变传统的基于典型方式进行离线稳定分析的模式，分析结果更全面客观，解决电力系统长过程连续故障(或开断)情况下的安全分析的速度、全面性和可信度的问题，为应对电网的大面积停电事故提供宝贵的技术手段。

2.2研究分析模式

研究分析模式主要实现调度运行操作前的安全稳定分析功能。其主要特点是，通过人工修改运行方式，对即将在系统中发生的调度运行参与事件进行安全稳定评估。在作用上，研究分析模式可以对实时运行方式进行干预，研究调度运行操作对电网安全稳定运行影响和校核；也可以对历史潮流断面进行研究，可用于事故反演和分析。研究分析模式分析对象的形成如图4所示。在流程上，首先通过人机界面，记录下用户的修改内容并计算潮流；然后送入到并行计算平台中；最后并行计算平台通过高效可靠的任务分配方法，实现各种稳定计算并行分析，并推送计算结论到人机界面。图5是完整计算执行过程流程图。与实时分析相区别的是，研究分析在触发计算之前，允许对潮流数据进行修改。因而基于在线数据的研究分析本质上属于一种在线研究态分析，基于历史数据的研究分析本质上已经属于离线分析，所以其计算触发仅支持人工触发即可。在形式上，包括独立推演和联合推演2种形式，当调度运行人员仅对管辖范围内电气元件进行操作时，可利用独立推演对操作后电网的稳定情况进行研究；当调度运行人员的操作影响会波及到相邻或远方电网时，可以进行上下级调度和不同区域调度间进行联合推演。

2.3趋势分析模式

由于实时分析模式基于当前电网运行状态进行计算，对即将发生的变化缺少应对手段。趋势分析实现对短期内电网安全稳定状态发展趋势的预先评估。趋势分析可以拓展在线安全稳定分析的覆盖范围，能给出电网运行即将发生的重大变化及其稳定状态。在电网安全稳定趋势发生恶化或者没有改善的情况下，给出电网短期控制的辅助决策，调整电网未来运行状态，进一步实现电网运行安全的预防控制。趋势分析基于在线运行方式，利用未来短时间内的计划数据(如断面功率计划、交直流联络线功率计划、实时发电计划、检修计划等)和预测数据(如新能源发电超短期预测、超短期负荷预测等)，将实时运行方式与计划和预测数据匹配在一起，形成未来短时间内的潮流解。趋势分析模式分析对象的形成如图6所示。在分析流程上，趋势分析与实时分析并无不同，只是趋势分析仅需支持周期触发启动，由于研究对象本质上属于对电网未来态的预测，无事件触发和人工触发功能的必要性。图7是完整计算执行过程流程图。显然，趋势分析模式一方面是实时分析模式在时间尺度上的向前延伸，另一方面通过一系列稳定指标的对比判断电网安全稳定情况是趋向更安全还是更危险。但应说明的是，由于趋势运行方式本质上为对电网未来态的预测，仍存在着很大的不确定性，预测运行方式与实际运行方式之间存在差别不可避免，因而在实际调度运行应用中，趋势分析模式并不能取代实时分析模式。

2.4应用模式比较

表1是3种应用模式的比较。3种应用模式的根本区别在于研究数据源范围的差异，因而导致各自的分析对象的不同。实时分析和趋势分析要求客观的反映电网实际或预测的安全稳定情况，因而不允许对电网潮流进行人工调整，不允许人工参与分析过程，依据客观要求形成了各自需要满足的触发方式。实时分析和趋势分析在时间上要求的快速性导致必须利用高效可靠的大规模并行计算平台；而研究分析模式用于十几分钟至小时时间尺度内的调度操作校核或事故反演，因而关心的往往是特定的稳定任务，利用小规模或单机计算即可满足运算速度的要求。

3算例分析

以某省级实际电网实例进行分析，该电网调度控制中心具备实时分析和趋势分析同时进行周期触发计算，触发周期为15min。2014年11月4日00:15:00—03:00:00期间，实时分析和趋势分析同时给出静态安全分析预警：若BXI线发生N-1故障，将造成BXII热稳越限。次日进行研究分析模式仿真重演、并依据调度辅助决策给出的方式调整进行研究分析，实时分析、趋势分析、研究分析的结果比对如图9所示。算例结果可见，实时分析对当前电网断面安全稳定情况进行分析，同时，趋势分析可对电网未来时间段内的运行安全稳定性进行有效预测。由于趋势分析的分析对象为基于当前断面和计划数据生成的未来态趋势潮流，与15min后实际潮流断面的误差不可避免，因而基于趋势潮流的安全稳定分析结果与实际分析结果也存在定量上的误差。但在计划执行和预测数据满足一定准确性的范围内，分析结果并不影响其对未来电网安全稳定分析的定性结论。研究分析的重演可以与实时分析结论相印证，通过调度辅助决策给出的建议，利用研究分析对电网潮流断面进行调整，重新进行BXI线N-1断开的静态安全分析，BXII线热稳定分析的越限情况消失，有效遏制了电网热稳越限风险。

4结论

篇5

关键词：电力工程；自动化技术 发展

电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制，以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。

1、电力系统自动化的功能

1.1电力系统监视与控制

通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印，以及对电力系统异常或事故的自动识别，向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。

1.2电力系统安全分析

电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算，以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况，是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。

1.3电力系统经济调度

电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下，基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响，以最低的发电（运行）成本或燃料费用，达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件，在给定的电力系统运行方式中，在保证系统频率质量的条件下，以全系统的运行成本最低为原则，将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑，不计算其动态过程。

2、电力工程及其自动化的未来发展

2.1变电站自动化的发展

变电站自动化是将变电站的二次设备利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站实施自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。变电站自动化系统可以收集较为齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和判断功能，方便监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。目前，我国的变电站自动化技术已经很成熟，并广泛地应用于高、中、低压变电站中，这大大提高了变电站的运行效率及可靠性。但与国外先进的变电站自动化系统相比，仍存在许多需要改进的地方。如国外无论是分层分布式的变电站自动化系统还是常规的RTU方式，均能可靠地实现变电站的无人值班监控，这对国内进行新、老变电站自动化系统的建设和改造很有启发。此外，变电站运行管理的方式对变电站自动化系统和后台功能的设计有较大影响。目前国内由于运行管理等多种因素的影响，导致现有的变电站自动化系统过多地强调了后台功能，系统庞大、结构复杂，给变电站的运行维护人员完成监控系统的日常维护和故障处理工作带来了一定的困难。有关部门应针对变电站不同的运行管理方式，对监控系统的功能和配置进行规范和优化。

2.2 电网调度自动化的发展

电网调度自动化是现代电力系统自动化的主要组成部分和核心内容，它是信息技术、计算机技术及自动控制技术在电力系统中的应用。经过近20年的发展，电网调度自动化系统在电力系统的安全经济运行中已经起着不可或缺的作用。电网调度自动化技术随着信息技术、计算机技术及自动控制技术的发展而日新月异，系统升级换代很快，当前电网调度自动化系统的发展面临着一些挑战。网络安全对于以实时运行为首要任务的电网调度自动化系统尤为重要，但随着互联网技术的发展和广泛使用，网络攻击和病毒侵害不断发生，对电网调度自动化系统的安全运行构成了威胁。一方面，从网络安全的角度出发，需要将调度自动化系统隔离运行；另一方面，随着自动化系统的规模日益扩大、应用复杂度的日益提高，各个控制中心之间以及各个自动化子系统之间的交互大大增强，需要进行信息的一体化整合与集成。因此，需要对调度自动化系统的安全集成技术进一步研究，使得系统的开放性、稳定性、可靠性、实用性，特别是安全性更强。

2.3 配电网自动化的发展

随着城乡电网建设和改造的顺利进行，提高配电网自动化水平的呼声越来越高。近10年来，在现代科学技术的推动下，配电自动化领域取得了突飞猛进的发展。随着电网建设的发展，配电网的网格化程度越来越高，仅凭借人的经验，难免顾此失彼。于是新一代的配电自动化系统，即智能配电系统应运而生。它在第二阶段的配电自动化系统的基础上增加了智能配电功能，以人工智能代替人的经验，更科学地管理复杂配电网。引入人工智能的智能配电系统不仅能够在故障时发挥作用，而且在配电网正常运行时，也能为供电企业提高经济效益和社会效益。

2.3.1 智能配电系统在配电网发生故障时的作用 在一段馈线发生故障时，判断故障区域、隔离故障区域，恢复受故障影响的健全区域供电，从而缩短停电时间、减小停电面积、提高供电可靠性。在配电网受到灾害性影响时（如主变电站失压、超高压尽先失压或10kV母线故障等并且在高压侧难以快速恢复时），利用人工智能生成负荷批量转移策略，在不威胁供电安全的前提下，通过一系列的遥控操作将受影响的负荷转移到非故障线路，避免大面积停电。

2.3.2 智能配电系统在配电网正常运行时的作用 实际运行中配电网中的负荷分布是不均衡的，有时甚至是极不均衡的，这严重降低了配电线路和设备的利用率，同时也导致线损较高。利用人工智能可以寻求一种优化运行方式，将负荷从重负载甚至是过负载转移到轻负载馈线上，这种转移有效地提高了馈线的负荷率，增强了配电网的供电能力。智能配电系统还可以实时遥控配电网开关进行网络重构和电容器投切，在不显著增加投资的前提下可以达到改善电网运行方式和降低网损的目的。

3、电力系统自动化技术的应用

3.1西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台，引入软总线概念，服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术，广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。

3.2VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台，可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。

3.3SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的，采用分布式数据库和模块化结构，可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能，使状态信号稳定性好，并有一套完整的维护工具。

4、结语

由于现代电力系统自动化程度的提高，使得用电质量得到了保证，因此为现代高精技术的发展提供了基础，同时由于自动化程度的提高减少了维护费用，设备利用率提高，经济调度的实施都大大的降低了运行成本，取得了可观的经济效益。

参考文献：

篇6

【关键词】科学计算可视化 电力系统 培训应用

科学计算可视化是运用计算机图形学或者一般图形学的原理和方法，将科学与工程计算等产生的大规模数据转换为图形、图像，以直观的形式表示出来[1]。科学计算可视化涉及计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计级图形用户界面等多个研究领域，已成为当前计算机图形学研究的重要方向。

一、可视化技术在电力系统仿真培训中的应用

电力系统的可视化包括电网信息可视化以及分析决策过程的可视化[2]。电网系统中电气信息量各自有各自不同的特点，可视化技术的应用能够起到数据挖掘的作用，如可以用饼状图表示的百分数来代表输电线路的负载率。因电力系统输电线路上的潮流等不是静态过程，用动画技术可以明确表示出输电线路上的潮流动态过程，这样不仅可以使观察者详细观察各参数的动态变化过程，而且能够增强可视画面的显示效果。研究电力系统可视化的过程中，还要注意电力系统中相关的多维信息，如线路负载、发电机有无无功设备、变压器档位等。另外还要注意事故分析、线路传输量等变量因素，研究这些电力系统中的数据，需引入三维可视化技术进行分析。三维可视化视图技术能更立体、更形象的展示出相关的参数变化。在电力系统中，潮流计算是应用最为广泛、最重要的一项计算[3]。潮流计算是电力系统静态和暂态计算的基础，也是分析电力系统规划设计和运行方式、可靠性及经济性定量分析的基础。电力系统分析过程中的可视化可以从电网大量越限信息中抽取重要事件，从电网动态平衡中获取有效信息，电力系统中如能将潮流计算、短路计量以及静态安全分析等与可视化技术联系起来，可以使运行人员方便地切除或增加新设备，实现网架结构操作等。在完成操作的同时，可以借助相关的可视化手段对系统的运行状况、变化情况以及电气量之间的相关关系进行分析评价，减轻运行人员的压力。

二、科学计算可视化在教学培训中的应用

科学计算可视化具有直观、交互性强等特点。科学计算可视化的电力系统能够将潮流、功率等较为抽象的电气量以及动态过程以图形这种简单直观的图像展现出来。在各大高校以及相关科研院校中，科学计算可视化能更好的提高学生对电力系统相关概念的理解，很好的辅助教师的教学活动，同时也是研究人员深入发掘数据的有效手段。

电力系统的运行必须确保安全可靠，在提高高安全、高质量供电基础上，电力系统的操作人员也应该实现高水平操作。电力系统操作人员在遇到操作事故时必须做出正确快速的操作，可视化技术的出现可以让学员对电网做身临其境的模拟分析[4]，可以更清楚的看清问题解决的过程，还可以更好的利用计算机仿真来解决出现的问题。

三、科学可视化技术在电力系统中的应用前景

电力系统科学可视化技术的提出还处在起步阶段，科学可视化利用图形展现相关的电力系统信息，能够充分利用人的图形感知能力，提高运行人员对电力系统运行状态的认识。科学可视化技术手段利用图形进行静态安全评估：利用单线图表示电力系统中的运行故障、故障严重程度以及元件的脆弱性，更直观的展现系统的整体安全运行情况，提高学生对电力运行安全性、重要性的认识，实现教学目的。科学计算可视化侧重于解决数据密集型和人参与的信息处理循环事件，相对于实时应用来讲，电力系统中数据密集程度越高，人参与的程度越深，科学计算可视化的应用也就越有意义。因此科学计算可视化应不仅仅局限于实时应用，更应将研究设计和实时应用结合起来。

科学计算可视化对电力系统的规划设计具有辅助作用。在规划过程中，可能产生多套实施方案，需要从中选出最优方案，这也就需要对多种方案进行数据以及安全性的分析。数据分析不仅需要一个包含电网参数与设计信息的数据库，也需要一个能直观表达信息的形式[5]。在分析过程中采用可视化技术，设计者能够根据可视化表现出来的数据及相关信息进行计算控制，计算控制不单是指随时中断计算过程，也包括能够动态的修正相关数据及算法。如能将可视化技术应用到电力系统教学中，可以充分提高研究人员的研究成果，提高教师教学的准确性。可视化的技术应用还可以协助调度人员迅速掌握系统运行的相关情况，帮助调度人员及时了解故障出现的可能性以及安全性，使调度人员能更安全、更经济的处理故障和调整系统的运行。与当前所使用的人机界面不同，科学可视化技术主要利用图形展现信息的大量运算以及安全评价信息，而不是利用符号与数字来呈现。图形能更好的表达数量大、复杂且精度要求不高的信息[6]。在电力系统教学中实施科学计算可视化，有助于学生更好的了解教师所讲知识，提高教师的教学质量，促进学生全面素质的提升。

参考文献

[1]韩振祥，吕捷，邱家驹. 科学计算可视化及其在电力系统中的应用前景[J]. 学前教育研电网技术 2011 （20）

[2]谭慧玲，张菁，王庆红. 科学计算可视化技术在电力系统教学和培训的应用[J]. 中华高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集 2012 （11）.

[3]郭崇军，洪峰，陈金富，李勇，徐友平，汪建波. 可视化技术在电力系统中的应用探讨[J].水电能源科学 2011（02）

[4]Overbye T J，Weber J D. New Methods for the Visualization of Electric Power System Information[A] Info Vis Proceedings of the IEEE Symposium on Information Visualization. 2000（09）

篇7

关键词：智能电网；预防控制；紧急控制；在线预决策系统

Abstract: In this paper, according to the characteristics of the smart grid, put forward the improvement method is reasonable, design the preventive control and emergency control integrated on-line pre-decision system (online pre-decision system-OPS) control framework and control system based on the framework of intelligent power grid intelligent agent.

Key words: smart grid; preventive control; emergency control; on-line pre-decision system

中图分类号：U665.12 文献标识码A 文章编号

0引言

由于我国的调度运行实行的是分层分区原则，各级调度的EMS通常只采集其调度管理范围内的电网信息。因此，要掌握整个电网的运行状态，就必须综合各个级子网的EMS信息。因此，预防控制与紧急控制一体化OPS系统的输入数据应该是EMS在线获取的运行状态数据和安全稳定控制系统数据的综合，并且优先采用安全稳定控制系统的数据来反映系统的实际运行状态。

1预防控制与紧急控制一体化OPS框架

预防控制与紧急控制一体化OPS框架如图1所示。当系统获取当前的实时数据后，对数据进行估计、辨识等数据处理工作，其结果将为后续的分析、计算提供正确、合理、可靠的实时潮流断面。接着需要对当前系统的运行状态进行估计，把数据进行计算得到在线潮流稳定数据，然后输入到OPS稳定评估和控制策略计算模块。由于OPS的稳定评估和控制策略计算是建立在系统运行状态、预想故障集等数据的基础上。这就要求匹配后的电网运行状态与实际运行状态的误差越小越好，预想故障集既要满足安全稳定规则的要求，又要包含概率高于某一门槛值的所有故障[1] 。所以OPS系统除了需要安全稳定控制系统来反映电力系统运行的实际运行状况，还需要广域测量系统（WAMS）、雷电定位系统、气象信息系统、森林防火信息系统、设备状态检测系统、水情测报和水调系统以及电力市场交易系统的配合，因为这些系统反映了电力系统运行的实际动态过程、自然环境和电力交易环境。依据水情测报和水调系统、电力市场交易系统、雷电定位系统、气象信息系统、森林防火信息系统和设备状态监测系统等提供的信息，并结合系统的实际运行状态，计算出故障发生的概率，建立或修正在线预想故障集。

经过系统稳定状态评估和安全控制策略计算，对系统目前的稳定状态进行判定。如果系统存在违限，表明系统现已进人紧急状态，立即报警，并进行紧急控制策略计算给出解除违限的校正控制决策建议。可以通过低频减载、低压减载、震荡解列、高频切机、过载联切等措施解除紧急状态，避免事故发生。如果当前系统处于正常状态，即不存在任何违限，继续分析系统是否安全。如果系统处于正常安全状态，则考察系统离不安全的距离，如果该距离较小，说明开断虽然没有引起系统元件发生违限，但部分元件接近违限，OPS系统给出增强系统安全的对策报告，即给出建议的调整方案，使系统远离不安全。在正常安全状态下，有足够的时间进行调整，优化电网的经济运行。如果当前系统不能承受N－1开断事故，说明当前系统是正常不安全的，这时OPS系统给出分析报告，指出哪个开断引起系统产生何种不安全，并给出解除这种不安全的建议对策。然后判定预防控制和紧急控制协调优化是否完成，如果没完成，则根据预防控制措施修改系统运行状态，并再一次进行稳定评估和安全控制策略计算循环以上步骤。如果协调优化完成，通过与EMS 的自动发电控制（AGC）和自动电压控制（AVC）等系统接口，对AGC和AVC进行相应的改造，就可以把OPS给出的预防控制措施通过AGC和AVC实现闭环控制。当然，也可以由调度员下令执行预防控制措施[2] 。

2OPS实现的功能

2.1. 预防控制和紧急控制的协调优化

长期以来，对预防控制和紧急控制的研究一直被割裂开。一方面，对于小概率的严重事件，预防控制并不合理甚至不可行；另一方面，紧急控制的代价往往很高，并且不利于事后的恢复控制。所以在预防控制和紧急控制之间存在很强的互补性，它们的优化和协调对于市场环境中的互联电网的规划和运行极为重要。预防控制和紧急控制决策的协调问题是混合型的非线性规划的问题。预防措施必须同时考虑故障集中的每个故障,而紧急措施则分别针对不同故障。预防控制付出的代价与扰动是否发生无关,而紧急控制则只有在扰动确实发生时才付出代价。稳定性的量化分析是实施先进的预防控制和紧急控制及其协调的基础，而对于不断发展中的电网系统，稳定控制的自适应是关键技术。

2.2. 紧急状态报警及校正对策

需要报警和校正的违限包括：输电设备热稳定极限；电压幅值极限；基于暂态稳定的输电线路传输功率极限；系统所有元件的最小CCT限值；电压稳定极限；综合可用传输容量极限等等。

2.3. 正常不安全状态下的安全稳定分析、预警和预防控制对策

需完成的功能有电网N－1事故扫描、排序、筛选；计算各种安全性指标；对严重的事故进行安全评估；对引起安全问题的事故进行预防控制决策计算。这里需要考虑静态安全、动态安全、功角稳定安全、电压稳定安全等。

2.4. 正常安全状态下的安全裕度计算和增强控制对策

需要完成的功能有：N－1开断情况下的安全裕度计算； 对不同侧面评定电网抗 扰能力的指标；改进电网经济性能的调整对策； 继电保护定值扫描计算等等。这里需要考虑静态安全裕度、动态安全裕度、功角稳定裕度、电压稳定裕度等。

3 OPS系统的特点

3.1完整性和独立性

由于 EMS 和稳定决策控制系统分别属于不同应用级别，但两者在电力系统的运行管理中都是非常重要的，因此，稳定决策控制系统和属于调度自动化控制系统的 EMS 在目前状况下，仍暂时保持着功能上的相互独立，彼此之间除了数据的交换和共享之外，不会对对方的正常运行造成影响，这是稳定控制系统利用 EMS实时数据方法的一个前提要求[3] 。

3.2数据可靠、实时、在线

所有的分析和决策都使用实时数据在线进行，包括动态安全分析。而在线稳定决策控制系统则通过在线稳定分析得出电力系统当前运行工况下的稳定状况和相应的稳定控制措施，并立刻将这些稳定措施付诸于实时稳定控制，因此在对稳定分析算法精度有很高的要求之外，稳定决策控制系统自身还有相应的冗余纠错以及数据校正等功能，以保证稳定计算数据的可靠性。

3.3实时数据刷新速度快

在线预决策的时间越短，则电力系统运行状态发生的变化可能越小，从而计算所得到的稳定控制策略表与故障实际发生时刻的电力系统工况匹配精度也更高。在稳定计算速度不变的情况下，如果 EMS 实时数据的刷新速度的越快，则稳定计算采用的电力系统工况更接近于实际工况，从而可以提高策略表的控制精度。

3.4分析和决策递归跟踪

时刻跟踪事件引起电网状态的变化，上一时刻电网变化的结果是这一时刻分析计算的初值，分析和决策递归跟踪进行。

3.5自动、智能、综合协调

系统周期定时启动，并可事件驱动启动，自动给出决策结果,无需人工干预。自动抽出表征电网安全性能的各种标量指标，定性和定量地给出电网状况的综合评估报告。安全评估综合考虑了静态、动态和电压稳定安全问题，给出的预防控制对策协调考虑了运行可行域、动态安全域和电压稳定安全域。

3.6 具有预警及预防功能

可评价当前电网运行状态下的潜在安全问题，也可预测未来电网运行状态下的不正常和潜在安全问题的发展趋势，给出相应的预警报告和预防控制对策。

3.7有效的数据管理

在线稳定决策计算由于是在线不间断地运行，稳定分析结果的历史数据很多。而电力系统实际运行方式的变化往往是有限的，运行方式之间存在一定的相似性，因此有必要对这些稳定控制策略表的历史数据进行基于数据库的大规模数据有效管理，有利于运行人员或智能软件对历史数据进行知识提取等二次应用[4] 。

4. 结论

本文提出的基于OPS的稳定安全预防控制和紧急控制系统，根据实际系统的安全稳定特性，综合运用EMS、WAMS和安全稳定控制系统等信息的状态估计技术，以及在线预想故障集的制定技术，电力市场环境下的预防控制和紧急控制的在线协调等技术，可供调度中心建设在线暂态（动态）安全分析与控制系统时参考。

参考文献

[1] 刘文博,张伯明,吴文传,等.在线静态电压稳定预警与预防控制系统[J].电网技术,2008,(17) : 6-11．

[2] 吴琼, 刘文颖, 杨以涵. 智能型电网调度决策支持系统的开发与实现[ J] .电力系统自动化, 2006, 30( 12) : 79- 83.

[3] 方勇杰，范文涛，陈永红，朱昆，孙光辉，薛禹胜．在线预决策的暂态稳定控制系统．电力系统自动化. 1999，23(1):8-11，44.

[4] 吴晓蓉，王建华，王颖.智能电网保护及稳定控制系统研究[J].吉林电力，2010，38（2）：1-4.

篇8

关键词：电力系统；电气自动化技术；应用；发展

1 绪论

随着我国经济社会的快速发展，我国在进行各项社会建设的同时都需要用到电子信息技术。电气自动化技术与信息技术紧密联系，相互促进发展，在我国很多领域中都有所渗透。电力系统领域的有效管理手段之一就是电气自动化等具有相关性的信息技术。文章介绍了自动化技术在电力系统中的相关应用。

2 电气自动化技术的应用方向

电气自动化技术在电力系统中的应用方向有以下几个：第一，电力系统的自动化实时仿真系统当中，在所给予的足够的实验数据的基础上，很多电力系统的相关暂态以及稳态的实验都能同步进行，该仿真系统还能够协助工作人员来进行新装置的测试；仿真系统与多种控制装置能够形成闭环系统，其为灵活输电系统以及研究智能保护的相关控制策略提供了高水准的实验条件。此外，电力系统数字模拟实时仿真系统的应用，能够为电力系统的动态负荷特性系统和电力系统的实时仿真系统提供更加深入的研究途径，并进而建成具备混合实时仿真环境的实验室。我国的综合自动化技术的发展已经在国际上达到了先进水平，其中智能自动化的保护技术领域的相关研究在国际上已经处于领先水平，其研制的分层式综合自动化装置可在各种电压等级的电站进行应用。电气自动化保护装置中，还有最新的人工智能，微机新技术，通信网络，综合自动控制理论以及自适应理论，并同时对电力系统自动化保护进行了原理研究，这样能够提高电力系统的安全水平。电力系统新兴的保护装置具有智能控制的特点。

电气自动化技术在电力系统中的应用在电力系统配电网自动化技术和人工智能等方面也有所体现。在人工智能的应用方面，电气自动化技术的应用体现在电力系统及其原件的故障诊断，规划设计，运行分析等各个方面，去能够将模糊逻辑，专家系统，进化理论等在实际研究中进行应用，并能够结合电力工业发展的相关需要，来开展电力系统智能控制理论以及应用的研究，与此同时，在上述应用软件的研发基础上，也提高了电力系统运行与控制的智能化水平。配网自动化技术采用的是最新的国际标准公共信息模型。输电网采用的是配网实际与高级应用软件结合的理论算法。进行负荷预算时，采用的是配合应用人工智能的灰色神经元算法进行。采用配网递归虚拟流算法来进行潮流计算。

3 电气自动化技术在电力系统中的应用

3.1 在计算机方面

计算机控制技术在电力系统中具有很重要的作用。在电气自动化相关技术中，计算机技术也是重要的技术之一。在电力系统运行的很多环节，比如配电，变电等各个环节，都有计算机技术的渗透。智能电网技术是计算机技术中较为典型的技术。其在供变电和输配电等各个环节中都能得到广泛的应用，也是实现智能化配电的关键组成部分。电网调度自动化技术也是计算机技术最重要的技术之一。在电网的运行过程中，通过利用电网调动自动化技术对不同层次级别电网进行合理有效的调度和分配，能够将我国的电网设备构成合理科学的一个整体，能够更加有效地收集准确的信息和数据，并对电网系统进行有效的监控来保障我国电力系统正常稳定的运行。计算机网络的信息化技术能够对电力系统的信息进行集成，实现对电力系统各项工作信息进行记录和整合。电网调度最重要的组成部分就是电网调度控制中心的计算机网络系统，在计算机系统的联结下，这些系统形成了一个自动化的电网调度系统，并将整个系统结合起来。其它的主要组成部分还有服务器，变电站终端设备，工作站，调度范围内的发电厂，大屏蔽显示器，打印设备等。计算机在电网调度自动化的作用下不仅要能够实现对电网运行安全分析的监控，也要实现实时数据的采集工作，更要实现电网运行安全分析的监控，还要实现实时数据的采集，还要实现实时数据的采集更要实现电力系统的电力负荷预测以及状态估计的功能。所以，电力系统专用广域网连接的测量控制以及下级电网调度控制中心等装置。

3.2 PLC技术

PLC技术是产品之间的计算机技术和控制技术，它可以对电力系统各方面的工作指令自动编程，记录有效的信息数据，计算结果与试验结果，对低功耗，高效率的工作状态提供了有力的支持。在信息收集和处理方面，通过使用PLC技术，信息可以有效的控制各模块的电源系统，和有效的连接信息流，促进工业电力系统的协调发展。闭环控制，电力系统仿真，温度，压力和流量控制系统，利用PLC技术实现模拟回路，实现在一定程度上有效的调节作用，使电力系统更加顺畅。对电力系统中控制开关的过程中，根据电力系统运行的实际情况，通过PLC技术的使用，可以切换对电力系统进行有效的调节，电力系统的输入和输出信号，对电力系统性能的改善。现在，很多行业都应用到PLC的开关量控制，如电机控制，电机控制，电梯控制，汽车装配线和啤酒灌装生产线。

4 电气自动化技术的发展现状

从专业分工的角度来看，成员分布，电力系统的运行模式是相对独立的，在未来的电气自动化技术的发展趋势中，这种独立模式将由保护，控制，测量的方式取代。在电力系统中，通过电气自动化技术的使用来实现保护，控制，测量，以确保及时和有效的信息收集和加工设备的最大程度，可以大大降低了工人的劳动强度，而且可以提高电力系统的运行效率。目前，从专业分工的角度来看电力系统的运行模式是相对独立的，计算机系统也已应用于智能建筑，多个通信管理，信息，控制在智能大厦中所起的重要作用。多媒体技术，结合计算机技术和通信技术的技术正朝着一个极爱办公的方向发展。在中国，电气自动化技术也在计算机多媒体集成开发领域有着长足的发展。在国际标准的应用和计算机技术的推广具有重要的影响，应重视电气自动化技术在电力系统中的应用，促进电力系统的发展，加快电力自动化技术的发展，使我国电力系统优化和改进。

5 结束语

电气自动化技术在电力系统中的应用发展很快，据中国中长期发展规划，应不断提高自己的技术。电力系统是一个复杂的系统，在目前的电力系统自动化技术使电源在控制，操作或处理过程简单，但由于复杂的电力系统本身，加上中国自动化技术的发展与国际发展水平仍然存在一定的差距，因此，在中国的发展电气自动化技术也需要不断学习更先进的技术，使我国电力系统向着更加健康的方向发展。

参考文献

[1]蔡小炜.对电力系统中运用电气自动化控制技术的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2012.

[2]任杰.电气自动化技术在电力系统中的运用浅谈[J].理论研究，2012（3）.

[3]罗宇杰.浅谈电力自动化在电力系统中的应用[J].学术建设园地，2007（10）.

[4]刘永强.浅谈我国电气自动化的现状及发展[J].科技论坛，2010（4）.

篇9

新能源的大规模并网、需求侧响应的逐步实施以及电力市场的深化改革，使得电网的运行特性日益复杂，电网的运行控制对调度自动化系统的要求越来越高。随着大电网安全稳定协调防御系统的理论框架和关键技术的逐步成熟口门，电网安全稳定综合防御系统己进入推广应用阶段，其中在线安全稳定分析与动态预警功能的实用化己为省级以上调度机构在线掌握电网的安全稳定运行水平提供了有力的技术支撑。    

由于电力系统规模的日益扩大和复杂程度的不断提高，对于网络规模为to 000个节点的电网，完成单个预想故障基于数值积分法的20 s暂态过程仿真计算，耗时一般在秒级以上，在某些硬件上甚至接近20 so.-o。针对需要完成大量预想故障暂态仿真计算的在线安全稳定分析应用，传统单台机器单个进程预想故障串行执行方式的计算速度己无法满足要求，一般需要通过构建计算机群实现多个预想故障的并行计算以加快计算速度。文献中大电网安全稳定综合防御系统和文献中在线动态安全评估和预警系统都通过构建并行计算平台，实现多个预想故障暂态仿真在计算机群不同CPU计算单元上并行执行，极大提升了在线安全稳定分析的实用化水平，但其使用的计算机群需要在各个调度机构内独立配置，计算资源不支持跨系统共享。文献通过对应用软件进行集群化改造，有效提高了处理效率和整体性能，但其使用的硬件资源局限于本地调度机构内。文献研发的国、分、省三级调度联合互动的在线动态预警功能和文献所提出的省地两级电网安全稳定协调防御框架，实现了多级调度机构之间计算数据和计算结果的共享，但多级调度之间的计算资源不支持全局共享。    

随着云计算技术的快速发展，国内外己有学者开展电力系统中应用云计算技术的相关研究。文献巨7提出了一种基于云计算的电力系统计算平台框架，展望了云计算在电力系统安全分析、系统恢复、调度运行控制以及可靠性评估等领域的应用前景，同时指出与云计算相适应的电力系统并行算法、云计算的负荷分配、云计算平台的安全防护是未来需进一步研究解决的核心问题。文献针对中国未来互联特大电网的运行控制要求，提出了“物理分布、逻辑统一”的全网集散式调度与控制技术支持系统的架构，指出为实现全局一体化快速分析、优化调度和控制决策，需进一步研究广域环境下计算机硬件资源调度管理和大电网并行计算等关键技术。文献巨川针对多控制中心一体化计算模式下状态估计、调度员潮流等应用，提出了一种基于时、空、应用多维度的分布式并行计算管理机制，实现了多控制中心、多用户、多应用独立并发计算，但没有充分考虑硬件资源的运行约束和计算资源的统一分配管理，不能满足安全稳定分析等需要使用大量计算资源的应用运行需求。    

篇10

【关键词】 电力系统 调度 自动化 管理

近年来，我国城农网建设和改造的步伐不断加快，电网的技术装备水平随之在不断提高，同时电力企业和电力用户对电网安全稳定运行的要求也越来越高，这两方面因素促进了调度自动化系统的快速发展。电力调度自动化系统在生产运行中的广泛应用，能为电力系统带来极大的效率提高，与之相适应的经济效益也同步得到很大提升，这是电力调度系统发展的必然。电网网架结构是否合理，继电保护是否动作可靠，调度运行人员是否拥有较高的水平是保证电网安全稳定运行的一些主要条件。很显然，调度自动化系统是电力系统调度、运行监控的一项重要技术手段，也是电力系统安全稳定运行的重要支撑和主体保障。那么，在现有电网结构的基础上，通过加强电网调度运行管理，将能很好地保证电网安全稳定运行，这方面的管理内容包括对运行方式和继电保护的管理，对调度指令、运行操作的规范化管理等。

1 电力系统调度自动化系统基本技术的介绍

1.1 可视化技术

随着电网安全分析、监控技术和计算机应用的不断发展，逐渐形成了辅助电力调度员实现可视化在线监控的软件。在调度自动化监视程序中发展出一种叫做电网可视化的技术，该技术可将传统的用文字、数字、图表等方式表达的信息，通过先进的视频技术、图形技术转换为直观的图形信息。比如说，常见的有：潮流可视化技术、电压无功可视化技术、厂站可视化技术以及负荷预测可视化技术等，在软件系统中用可视化图像直观地表达电力系统的电压、潮流、网络联结、暂态稳定和不稳定区域等。可视化技术在调度运行监控工作中的推广应用，可以满足电网运行监控人员控制、监视的需求，大大提高工作效率和工作精度。该技术可以帮助工作人员实时掌握电网运行动态，对电力平衡进行直观的分析，辅助决策电网安全稳定运行、优化经济运行，实现灵活调度。

1.2 OPEN-3000综合自动化系统

OPEN-3000系统是国内外发展速度快、适用面广、功能完善、可靠性高、技术成熟的调度综合管理系统，该系统基于商用数据库开发，具有客户服务器模式，采用100兆平衡负荷的双网机制，带宽更大、可靠性更高。

OPEN-3000实现了电力系统调度的综合自动化，能全面而且综合地提高电力系统调度的管理能力。该系统建立了全面的调度数据库系统，特别便于直接地提高电力系统调度自动化的综合管理水平，使电力系统实现最优化运行。除此之外，还能够有效地避免系统崩溃或者是大面积的停电事故，提高快速处理事故的能力，保障电力的连续供应。因此，调度综合自动化系统能有效提高电力系统的安全性、可靠性、灵活性和经济性。除此之外，能辅助建立有效的事故处理体系，使事故停电的处理时间降到最短，达到最快的恢复送电时间，直接提高了电力企业的经济效益和社会效益，消除电网运行、电力销售的各类负面影响。

2 电力系统调度自动化系统扩展功能的应用

2.1 调度信息管理系统

调度信息管理系统主要用来提高调度信息管理水平和办公自动化水平，该系统以调度、通信、运动三部分为主要功能模块，与电力企业信息化系统联网，共享全局信息数据，达到提高电力企业管理水平和办公自动化水平的目的。根据电网的运行状况调动相应的功能模块，完成诸如电压合格率、供电可靠率、网供负荷、网供电量、峰谷差、负荷率等指标数据的统计和计算，并自动生成调度运方、继保、电压、功率等各类报表，根据使用目的的不同可选择日报、周报、月报、季报、年报等。此为，还可根据设备的运行状况调动通信、远动功能模块，自动完成各类通信设备、远动设备运行率计算以及遥控正确率、事故遥信动作正确率以及遥测合格率的统计，自动生成设备运行的月报、季报表。

2.2 网损分析计算系统

每年电力系统都要求做三次线损理论计算，网损分析计算系统系统将有助于更加便捷、准确地完成网损在线理论计算。对本地电网10kV及以上输配电线路和35kV及以上主变压器实行网损管理。帮助工作人员从负荷增减、电网运行方式变化、损失电量构成、降损改造措施以及过网电量等方面对增降损原因进行详细分析，对线路和变压器进行重点分析，并计算出各电压等级对全网线损率升降影响的大小。

2.3 电压无功管理系统

电能质量是电网中较为重要的参数之一，衡量电能质量的技术指标通常是电压合格率。为提高供电力率，加强电压无功管理，主要要搞好无功负荷就地平衡，电压无功管理系统即服务于此。该系统充分利用远动主站数据库的丰富资源，对无功负荷就地平衡，定量、定性分析计算分线路、分变电站、分台片、分电压等级的力率等项目，支持在任意时间段生成打印报表。调控人员根据自动化系统运算分析的结果，采取有效的措施，提高电网电压质量，满足甚至超过电压合格率考核标准。

2.4 负荷预测分析管理系统

负荷预测分析管理系统用于负荷预测管理、电力供应平衡以及拉路限电管理，通过科学合理地分解负荷率、供电量和拉路条次等各项指标，使工作规范有序。利用自动化系统进行数据运算并生成结果，对提高网供负荷率，保持电力持续供应有较大的作用。

3 结语

总之，在建设世界一流电网的目标引领下，随着电网建设和改造的持续深入，以及电网技术装备水平的不断提高，电力系统调度自动化系统的开发应用将得到进一步完善和提高，将形成一套先进的监控电网运行的实时系统，并越来越体现其实时性、安全性、可靠性以及经济灵活性，同样的，电力系统的快速发展也必然需要一套完善的、先进的和实用的电网调度自动化系统来给予保证。因此，对于电力系统调度自动化及其发展的研究将继续深入下去。

参考文献：