基于改进加权公平队列的变电站局域网通信队列调度策略

智能变电站通信网络中以太网技术的发展为智能变电站的数据共享提供了更为有效的途径。局域网通信队列调度策略作为其中的关键一环,其重要性也日益凸显。针对智能变电站中现有的优先级调度策略所存在的不足,对传统的加权公平队列(WFQ)算法进行了适当的改进,并在此基础上提出了一种适用于智能变电站的局域网通信队列调度方法。以典型的智能变电站为例,通过OPNET软件建立了通信网络模型,并对所提的调度策略进行了仿真。仿真结果表明,在紧急情况下,所提的智能变电站综合局域网通信队列调度策略可在保证高优先级队列服务质量的同时改善低优先级队列的延时特性。     

基于时间敏感网络的流量调度机制在智能变电站中的研究与实现

为解决智能变电站中数据流量增长与控制信息实时性的矛盾,提出了一种基于时间敏感网络的二层以太网新技术来对流量进行调度。该技术通过在传输时间上采用时隙窗口独占和共享的思想,在传输通道中采用帧抢占的机制,在前端根据流量特性进行分类,在后端通过算法进行参数的最优化配置。该技术可以改进智能变电站中过程层对传统交换机的流量调度机制,提升对时间敏感流量进行确定性时延调度的效果,为智能变电站的以太网网络提供具有低时延抖动的传输服务,为电力系统的服务质量(QoS)的提升提出了一个新思路。     

基于报文信息标签的智能变电站通信服务策略

智能变电站是建设智能电网的重要基础和支撑。随着通信技术的进步,人们开始研究在智能变电站通信网络的设计中采用共网方案。这种方案在提高网络效率的同时也对通信的实时性和可靠性提出了挑战。针对以上问题,首先,分析共网方案下网络拥塞现象产生的原因及其对报文传输产生的影响。然后,提出基于报文信息标签的通信服务策略。该策略通过制定报文信息标签及流量监测的方式对报文进行分类识别和过滤,通过基于有最低延迟队列的定制长度加权轮询的通信调度方法实现对各类型报文的区分服务。仿真结果表明,该策略可有效地识别并丢弃伪装的大流量错误报文,避免了网络拥塞造成的重要报文传输超时和丢失,并降低了其他报文的传输时间。     

云计算环境下电力网络负载均衡调度方法研究

针对传统的云计算环境下电力网络负载均衡调度方法对负载数据出现的时变耦合特性不能自适应跟踪,调度性能不好的问题,提出基于模糊循环迭代控制算法,并应用到云计算环境下的电力网络负载均衡调度中。介绍了算法的详细实现过程,提取电力网络负载数据均衡调度特征参数,构建电力数据权重分配机制,计算正交加权约束均衡比,进行模糊循环迭代控制,实现对电力网络负载均衡调度。仿真实验表明,该方法能提高电力网络的负载均衡性,提高云计算环境下电力网络均衡调度的效率和电力资源均衡配置的能力。     

智能变电站监控系统无线网络同步算法

目前变电站主要采用远程集中监控以及有限网络传输技术,这样不但造成信道堵塞,使信息之间不具有互操作性以致难以共享,而且网络传输由于不能做到有效的网络同步而导致信息偏差,给生产、调度等带来些许困难。本文首先给出了智能变电站总体框架,接着在智能变电站的基础上研究了同步算法,然后对无线Mesh网络性能进行了分析,最后对无线Mesh网络的网络吞吐量进行了仿真,验证了算法的有效性和可行性。     

基于相长干涉的无线传感器网络数据收集

为延长无线传感器网络的生命周期,提高数据收集的可靠性,提出一种基于相长干涉的无线传感器网络低功耗可靠数据收集协议。利用时分多址技术对网络中的节点分配时隙,采用感知节点轮询发起相长干涉的网络洪泛的方式实现数据收集。针对时分多址技术需要的时间同步要求,改进现有的隐式全局时间同步算法,来保证节点轮询发起相长干涉网络洪泛的时间对齐。利用丢包重传机制来实现可靠性。仿真和测试平台实验结果均表明,能够实现几乎100%的数据收集,能量效率约为CTP的2.2倍,大幅度提高网络的生命周期、可靠性。     

基于贪心流量调度的智能变电站过程层网络拓扑高可用无缝冗余配置方法

泛在电力物联网背景下,智能变电站中负责运行状态上传与控制命令下达的过程层网络负载将急剧升高。传统IEC61850标准协议中的高可用性无缝冗余(High-Availability Seamless Redundancy,HSR)通信链路配置方法由于数据副本在存在环路的网络内循环产生额外流量与额外传输延时,存在信息传输实时性差的缺点。因此,提出基于贪心流量优化算法的过程层网络拓扑高冗余无缝配置方法。首先,在分析采用HSR技术的智能变电站过程层网络工作原理的技术上,提出两种高可用性无缝冗余配置方案:交叉(Cross-Links,CLs)方案与四连通环(Four-Connected Rings,FCRs)方案。其次,为避免过程层网络在流量汇聚时易产生拥塞导致传输时效性变差,提出基于贪心算法的流量调度策略。最后,基于Opnet的变电站仿真算例表明,与传统网络拓扑配置方案相比,所提方案的数据平均传输跳数与传统拓扑方案比下降50%,而采用贪心算法的过程层网络流量调度策略在数据拥塞时的传输延时、丢包率和吞吐量衰退服务分别降低32.7%,63.5%和33.3%。因此,所提方案能够显著提升智能变电站过程层网络性能。     

基于OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真

智能变电站过程层网络的引入,使得继电保护的数据源与传输方式发生了很大变化,其动作性能与可靠性越来越依赖于通信网络.分析了智能变电站继电保护的数据流及各报文的通信机制,基于IEC61850标准在OPNET仿真软件上进行了过程层网络和继电保护IED设备的建模,实现了智能变电站继电保护的MU数据采集、SV报文、GOOSE报文、保护算法和保护出口的全过程仿真.结合电流保护实例,说明了建模仿真的原理和实现机制,验证了其可行性和有效性,为智能变电站继电保护的定量分析提供了新的有效研究工具.     

变电站在线监测系统中无线传感器网络的RETX算法

智能变电站中如何通过无线传感器网络(WSN)将现场设备状态数据安全、可靠、低成本地传送到监控中心进行分析,是该领域的一个重要课题。首先通过实验研究,发现了WSN的通信链路存在高丢失率、非对称性等特点,由此提出了基于链路质量的路由量度算法———RETX(接收信号强度显示(RSSI)值+期望发包数(ETX))算法。该算法的核心思想是通过指数加权移动平均算法求得正向链路和反向链路的RSSI值,进而计算出成功发送一个包所需要的最小能量。将该算法应用于智能变电站在线监测系统中,在保证端到端可靠性的前提下延长了网络的使用寿命,为将WSN应用于智能变电站在线监测系统提供参考。     

基于改进Apriori算法的智能变电站二次设备缺陷关联性分析

智能变电站的出现为大数据的收集、管理提供了技术支持,也为二次设备缺陷数据的关联性分析提供了丰富的数据样本。首先,在此基础上建立了智能变电站二次设备缺陷数据模型。其次,根据智能变电站缺陷数据模型特点对Apriori算法进行了改进,降低了算法的时间复杂度和内存占用量。最后,以某市一年的智能变电站二次设备缺陷数据为例,通过改进的Apriori算法挖掘缺陷数据各个属性之间的关联性并对关联规则进行了分析。研究表明,该方法能够分析缺陷情况,寻找二次设备薄弱环节,为缺陷巡检方式的制定和检修策略的制定提供支持。与传统Apriori算法相比,改进算法的时间复杂度较低。     

智能变电站自动化设备透明运维系统构建与应用

针对常规变电站在运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警等方面不规范的问题,开发智能变电站自动化设备(Smart Substation Automation Equipment,SSAE)透明运维系统。首先将智能变电站运维系统划分为现场运维和远程运维以适应不同场景,并基于信息模式,细化设备一体化运维细节。对变电站监控系统配置规范化、自动化设备和运行参数网络化统一配置运维。研制一体化运维工具,在广域运维主站新增透明运维功能模块,实现交换机、测控装置和版本一体化管控运维。     

面向状态检修的智能变电站保护系统可靠性分析

以状态检修为目的,研究了智能变电站保护系统的可靠性评估方法。首先从智能变电站技术特点出发,提出一种考虑逻辑节点的保护系统监测方法。根据状态检修的需要选取保护系统可靠性指标,并在此基础上建立了动态Markov模型,利用该模型定量评估保护系统在给定条件下的检修需求。最后以典型220 kV智能变电站为例说明了该评估模型的应用方法并做了相关分析。算例结果表明,该方法具有一定的可操作性,能够为智能变电站保护系统的检修决策提供一些参考。     

一种智能变电站监控信息自动验收系统的研究

随着电力技术的发展,调度监控系统需要在智能变电站中采集大量的设备运行状态信息,导致信息接入验收的工作量非常大。现有的智能变电站监控信息自动验收系统只实现了从终端到主站的信号验收,无法实现整个信号的闭环实时传递。同时,变电站监控中频谱泄漏和栅栏效应会对采集的结果产生较大的影响。对此,基于IEC61850和多机多网并行校核理论,研究并开发了一套智能变电站监控信息的自动闭环验收系统,同时提出了一种基于全相位频谱矫正技术的高效变电站数据监测方法。依托某省电力公司的实际工程项目对提出的理论和方法进行了相关仿真和实验分析,验证了所提出方法的有效性和可行性。     

基于变电站SCD文件的智能作业系统的研究

IEC61850技术标准的完善与实施促进了站内IED装置信息共享与互操作,使得智能变电站二次设备检测技术的智能化成为可能。从系统构架及测试流程两方面论述了变电站二次设备的智能定检作业系统,并对通用测试模板开发及作业实例文件生成等关键性的问题提出相应的解决方案。在智能变电站SCD文件管理及图形化的基础上,该系统结合现场检验的实际需求,细化测试项目,加载并执行模板作业实例文件,实现待测IED的闭环自动测试。目前已成功应用于国网辽宁省电力有限公司某智能变电站二次设备的定期检测,效果理想。     

基于MIE-LSTM的短期光伏功率预测

提升精细化的光伏预测技术对电力系统的实时调度运行至关重要。它不仅依赖于预测模型的优劣,还依赖于训练样本日与预测日的相似程度。提出一种基于MIE-LSTM的短期光伏功率预测方法。在建立基于互信息熵(Mutual Information Entropy, MIE)的相关性衡量指标基础上,计算出光伏功率与各气象因素间的互信息熵,从而对高维气象数据进行降维处理。然后,利用历史日与预测日多维气象因素间的加权互信息熵筛选出相似日样本。最后,通过长短期记忆(Long-short Term Memory, LSTM)神经网络预测模型训练并建立气象因素与光伏出力之间的映射关系。通过对某实测光伏电站不同天气类型下的发电功率进行预测分析,验证了新方法能够达到理想的预测精度。     

基于萤火虫优化算法的分布式发电设备容量分配及配电网孤岛划分

随着分布式发电设备大量接入到配电网中,分布式发电设备在配电网故障情况下为接入位置负荷及周边重要负荷的供电研究日益引起关注。利用投入产出法确定负荷的失负荷价值,基于失负荷价值设定负荷权重。在接入位置和总容量确定的情况下,以总权值最大为目标,利用萤火虫优化算法讨论接入容量的最优分配以及故障条件下的孤岛运行范围。将该方法应用于含分布式电源的智能配电网中,通过对比验证了方法的有效性。     

智能电网状态维持拓扑攻击及其对经济运行的影响

随着传感器技术、计算机和通信网络技术的迅猛发展,现代电力系统已经成为一个复杂的信息物理系统。信息技术在电力系统大量运用的同时,也增加了电力系统遭受网络攻击的风险。为了评估电力系统面临的攻击威胁,研究了通过“错误”的拓扑信息对智能电网控制中心进行误导的网络攻击。在此类拓扑攻击中,攻击者拦截远程终端单元的数据,对其进行修改,并将修改后的数据发送到控制中心。对不被检测的状态维持拓扑攻击的条件和一个更加现实可行的攻击策略进行了分析研究,并在IEEE 9-bus和14-bus系统上进行了仿真实验。仿真结果表明该类拓扑攻击能对经济运行造成破坏性影响。     

基于序电流灰色关联分析与多信息融合的广域后备保护算法

为了提高广域后备保护的容错能力,在集中分布式分区原则下,提出了电气量与多信息融合相结合的保护算法。该方法首先对分区内母线按照序电压分布特点排序后找出疑似故障线路。随后区域中心变电站将各个子站的录波数据计算得到疑似故障线路的综合序电流,之后利用灰色关联分析求得各疑似线路的故障度。同时,区域中心变电站向子站索取各IED回传的保护信息,计算疑似故障线路的故障度。最后,将两种故障度加权融合辨别故障位置。仿真算例表明,将电气量引入能够提高广域后备保护的容错能力,在复杂工况下也可以准确辨认出故障位置。     

基于综合评价识别法的智能变电站虚回路在线状态监测技术研究

为了建设全过程模块化的智能变电站,实时地监测继电保护装置,提出了一种智能变电站虚回路的在线状态监测技术。在智能变电站全过程模块化管控策略的基础上,研究了SCD文件的图形化展示技术,提供了装置自身运行状态、软压板投运状态、逻辑链路状态等综合信息。同时在线状态监测系统中将熵权法和灰色关联分析法相结合,用于综合评价识别智能变电站虚回路中的故障类型,及时消除故障隐患,提高现场运维人员的工作效率,进而推进变电站智能化的发展。     

基于云模型与马尔科夫链的继电保护装置寿命预测方法

准确预测智能变电站继电保护装置的有效寿命,是保障智能变电站安全稳定运行的关键。提出了一种基于云模型与马尔科夫链的继电保护装置寿命预测方法。利用继电保护装置的运行状态数据并结合云模型的隶属度函数来构建初始状态概率分布向量,然后依据马尔科夫链原理获得状态转移概率矩阵,最后通过分析信度准则预测保护装置有效寿命。算例分析结果表明该方法能科学预测保护装置有效寿命,可为智能变电站继电保护装置的状态检修工作提供指导依据。