基于IEC 61850的变电站自动化系统连锁故障分析

IEC 61850定义的逻辑节点之间存在复杂的交互关系,变电站自动化系统中的故障有可能通过这种关系在系统中进一步传播.从复杂网络理论出发,将逻辑节点作为网络的节点,逻辑连接作为网络的边,则逻辑节点之间的交互关系就可以抽象成一个复杂网络.首先,统计这个复杂网络的相关特征参数,结果表明,逻辑节点之间的交互关系同时具有小世界和无标度特征;然后,建立了基于耦合映像格子(CML)的变电站自动化系统连锁故障模型,仿真实验在一定程度上揭示了逻辑节点的故障在系统中的传播规律.最后,以T1-1型变电站为例,分析其自动化系统中逻辑节点交互的特性,并应用所建立的模型进行了仿真,进一步验证了从逻辑节点交互特性角度分析变电站自动化系统的故障传播的有效性.     

告警直传在电力调度系统中研究与应用

为了解决智能电网中变电站告警直传信息无法分区分流、进行告警抑制以及上下级调度系统、主-备调等异构系统中信息共享和交互困难的问题,通过对告警直传的研究,采用基于模型匹配策略和基于人工干预按需屏蔽策略实现了告警直传信息按需屏蔽。并对告警直传信息进行分区分流、统计分析,实现异构系统间数据信息交互,解决了数据交互的难题,为省级-地区级调度系统、网调-省级调度系统、主-备调系统间信息共享和信息交互提供了解决方法。在多个调度系统中实际使用效果良好。     

计及拓扑结构的时间Petri网故障诊断模型

故障元件的快速准确识别是电力系统故障应急处置的首要环节,是电网在线调控运行的重点工作之一。针对现有基于Petri网的电网故障诊断方法未能充分利用系统拓扑信息以及告警时序信息等问题,提出一种计及拓扑结构的时间Petri网故障诊断模型。首先,从系统的拓扑描述及告警信息的时序推理出发,定义了时间Petri网故障诊断模型,并给出了其图形建模及矩阵描述;其次,从保护逻辑出发,重点分析了断路器失灵保护以及远后备保护推理路径的拓扑映射转换规则,在此基础上给出了时间Petri网模型的推理流程及其矩阵推理算法,无需遍历便能够快速得到各疑似元件的故障置信概率及其时序点约束区间;最后,IEEE 39节点系统算例的仿真结果验证了所提故障诊断方法的有效性、容错性及适应性。     

IEC 61850应用于分布式馈线自动化系统的模型

远传型故障指示器或功能模块可以检测配电线路各区段的故障并上传检测结果,从而为分布式馈线自动化(FA)进行故障区间定位提供判断依据。以IEC 61580-90-6技术报告所提出的故障指示功能为基础,构建基于IEC 61850的分布式馈线自动化的系统模型,提出了分布式故障区间定位、隔离和供电恢复的逻辑节点。扩展现有的IEC 61850系统配置语言(SCL)模型以描述配电网的一次拓扑和逻辑功能配置。给出IEC 61850应用于馈线自动化系统的通信服务映射。最后,提出了变电站自动化和馈线自动化系统进行数据交换的配置流程。通过应用示例表明,所提出的IEC 61850信息模型可以支持分布式馈线自动化功能和终端之间的互操作。     

基于改进超图的变电站自动化系统关键要素识别

泛在电力物联网是我国电网发展的最新方向,从特征来看,其作为信息流与电力流高度耦合的复杂系统——信息物理系统,从关键节点识别的角度开展安全防范研究至关重要.以变电站自动化系统为研究对象,提出了一种基于改进超图的变电站自动化系统关键要素识别方法.讨论变电站自动化系统逻辑拓扑图中各类中心性指标,从中选择适用于逻辑结构分析的两类指标,将其进一步定义到超图中并进行各节点的排序差异对比研究.从逻辑节点失效和电力系统负荷损失两个角度定义了变电站自动化系统工作有效性指标和电力信息物理系统效能损失指标,从而评价某一逻辑节点工作异常的影响.并应用IEEE 14节点系统进行了算例分析.该方法可获得变电站自动化系统中物理域与逻辑域交集内的逻辑节点关键度排序,进而识别出严重影响电力信息物理系统静态网络安全的重要逻辑节点.     

基于COM技术的SCADA系统数据库设计与实现

近年来组件技术已被广泛应用于电力调度自动化系统的开发,而且IEC 61970标准为系统标准化和组件化提供了互操作标准,在此基础上作者介绍了一种基于组件对象模型(COM)的SCADA数据库系统设计方案,其中的系统数据库结构设计遵循IEC 61970-303标准,利用组件连接数据库与SCADA前台应用.用户可以通过更新组件模块的方式扩展和升级系统,使系统具有更好的兼容性和可扩展性.采用此方法开发的SCADA系统可作为数据交互平台,用于新一代调度自动化系统.     

电力信息物理系统建模和信息攻击机制分析

随着智能电网和能源互联网战略的推进,电力网的安全可靠运行越来越依赖信息网,对电力信息物理系统CPPS(cyber power physical system)合理建模具有十分重要的意义.本文从信息物理融合角度出发,将CPPS划分为电力层、信息层和耦合层三层架构.以信息流为主要视角,采用多元数据组构成的状态矩阵定量描述电力层信息,针对信息流传递方向的不同,将信息层分为信息上传、分析决策和信息下达三个过程分别建模.再以耦合矩阵关联电力层和信息层,建立以电力层状态量为"信源"和"信宿"的闭环一体化CPPS模型.简要分析了信息攻击风险在模型中的传播机制.最后,用IEEE 9节点和30节点系统定量推演信息流交互对电网运行状态的影响,验证模型的合理性.     

智能告警系统在地区调度系统的应用

电网调度自动化水平的提高导致调度自动化系统信息量越来越多,为及时获取电网运行关键信息,发现和处理电网运行隐患,迫切需要对海量信息进行智能化推理分析,提高电网调度智能化水平。综合调度自动化系统中各种类型信息,提出告警信息分类方法、信息预处理的逻辑,研究讨论了智能推理规则。根据茂名地调系统中智能告警系统的应用情况,证明智能告警系统在电网运行监视和信息综合统计分析方面有很好的应用前景。     

智能告警系统在茂名调度系统的应用研究

电网调度自动化水平的提高导致调度自动化系统信息量越来越多,为及时获取电网运行关键信息,发现和处理电网运行隐患,迫切需要对海量信息进行智能化推理分析,提高电网调度智能水平。文章综合调度自动化系统中各种类型信息,提出告警信息分类方法和信息预处理的逻辑,研究讨论了智能推理规则。根据茂名地调系统中智能告警系统的应用情况分析,智能告警系统在电网运行监视和信息综合统计分析方面有很好应用前景。     

基于状态依存矩阵的电力信息物理系统风险传播分析

在电力信息物理系统中,风险可以从信息层向电力层传播,针对电力信息物理系统的风险传播研究尤为必要.考虑电力信息物理系统的风险传播路径,文中提出跨系统故障状态传播的最优化模型,计算得到电力信息物理系统风险传播的五阶段风险状态依存矩阵.同时,考虑电力信息物理系统各网络风险传播周期差异、物理和业务逻辑连接差异,对风险状态依存矩阵进行修正.针对电力信息物理系统外来因素和内部因素,量化分析风险管控能力和隐性故障对风险传播的影响.最后,通过仿真分析了不同风险来源、不同风险管控能力和存在隐性故障的情景下,风险传播和风险高敏感性节点的变化情况.