继电保护整定在线评估及预警系统研究

利用EMS系统提供的实时数据资源,开发了继电保护整定在线评估及预警系统,克服了定值离线管理模式的弊端。根据电网实时运行方式,对保护定值的灵敏性和选择性进行在线校核;与实时系统进行校核结果交互,为调度人员实时决策提供保护运行信息,参照保护定值的校核评估情况发出不同程度的预警。重点描述了该系统的系统设计和关键技术,其中包括与EMS系统数据的接口方法、启动方式及保护定值的在线评估流程。系统具有良好的应用价值。     

广西电网继电保护定值在线校核系统研发

传统离线预想方式整定出来的继电保护定值需要进行在线校核。研究了在线校核所涉及到的若干关键技术,包括EMS互联数据读取、实时运行方式形成、与保护信息系统互联、校核计算及流程等,对其难点和实现方法进行了讨论。在此基础上,结合广西电网实际情形,设计并开发了广西电网基于EMS的继电保护定值在线校核系统,详细介绍了该系统的总体思路与结构、硬件设计、数据库设计等。工程实际应用与在线运行分析结果验证了该系统的可行性与有效性。     

基于EMS的继电保护智能在线校核系统

对目前继电保护定值离线校核存在的问题进行了分析,首次提出构建广西电网基于EMS的继电保护智能在线校核系统。介绍了该系统构架及从EMS系统智能获取当前电网运行方式的方法,阐述了在线校核系统的设计思路及在线校核的计算原则。     

继电保护定值在线校核及预警系统开发与应用

为解决传统继电保护定值整定及管理存在的问题,文中设计和开发了一套继电保护定值在线校核与预警系统。该系统从能量管理系统和故障信息系统中获取电网模型、在线运行状态和保护运行定值,通过数据匹配、模型拼接和信息融合对电网一二次系统进行综合建模,采用综合定值比较和保护范围比较的方法进行校核计算,利用影响域辨识和故障预备量排序实现定值快速预警。该系统可对全网各类保护定值的性能进行校核,并可在当前运行方式的基础上自动进行方式预想和预警,在实际工程应用中取得了良好应用效果。     

保护定值自动校核系统在六盘水电网的研究与应用

对六盘水电网的一、二次设备模型进行研究,通过先进的通讯接口技术及调度自动化技术,研发一套能与六盘水地调EMS系统兼容并行的保护定值实时校核系统,该系统能提高继电保护定值校核计算、整定计算的自动化、信息化、智能化的总体水平,以此提高电网运行安全性。     

智能电网继电保护定值在线比对和固化系统

针对目前继电保护装置的定值比对效率低下和定值固化存在电网风险、作业风险的问题,提出了适用于智能电网继电的基于多源数据的定值在线比对方法以及基于专家系统的定值固化系统。该系统考虑不同设备间的兼容性,使用统一的定值模板和模糊匹配的方法进行首部匹配、包含匹配、关键词匹配和尾部匹配获取设备的定值数据,并将设备实时运行时的定值数据与标准定值进行比较,若不同则发送故障警告。基于专家系统的定值固化,根据专家经验及正向与逆向推理相结合的方法确定设备的固化方式。系统实现及仿真结果表明,该系统能有效保护电网设备的运行,为继电保护和自动化管理提供了可行的方法。     

广西电网重载线路距离Ⅲ段保护自动校核系统研发

为改变重载线路距离Ⅲ段定值手动校核效率低下且易出错的现状,研发了广西电网220 kV重载线路距离Ⅲ段保护自动校核系统。该系统包括重载线路信息梳理、自动导入接口软件、继电保护整定计算系统、距离Ⅲ段定值自动校核计算模块和校核结论等部分,其中重载线路信息自动导入接口与校核原理脚本代码开发是系统研发的关键。应用效果表明,该系统提高了距离Ⅲ段定值校核的工作效率,确保了重载时线路距离保护不误动,避免了极端方式下电网运行状况的恶化,有助于电网的快速恢复及安全稳定运行。     

基于电网结构特征的异构信息系统数据匹配和校验

提出一种基于结构特征的电力系统数据匹配和校验方法,在名称匹配的基础上加入拓扑结构的考虑,提高了数据匹配的成功率,并通过电网结构验证数据匹配结果的准确性。将该方法应用于某省级电网继电保护定值在线校核系统,某断面数据匹配的实例验证了算法的有效性和正确性。     

基于XML技术的继电保护定值智能校核预警系统

基于XML技术,研究并设计了继电保护定值智能校核预警系统。该系统在分析了现阶段定值校核必要性的前提下,对继电保护定值的数据建模、校核规则以及智能预警的系统结构和过程进行了详细阐述,并构建了系统框架。最后通过实例验证了所述定值智能校核思想的合理性与正确性,实现了继电保护定值的智能校核和预警,对防止继电保护误整定、提高保护装置安全运行水平有重要意义,具有很好的实用价值和应用前景。     

基于动态短路电流计算的继电保护定值在线校核系统

基于暂态仿真得到动态短路电流计算方法,比较了动态短路电流计算方法与静态阻抗等值方法对电网模型处理的差异,指出了动态短路电流计算方法的优越性。基于动态短路电流计算方法设计,建立了继电保护定值在线校核系统。通过能量管理系统获得当前电网真实的运行状态,自动进行各类故障情况下的暂态仿真计算,获得系统各处的短路电流,实现了对继电保护定值的实时在线校核计算;与继电保护装置的当前定值进行比对,对存在安全隐患的情况进行预警。阐述了继电保护定值在线校核系统的实现方案和具体功能。介绍了继电保护定值在线校核系统在华北电网的应用情况。     

基于IEC 61850的微网能量管理系统数据通信模型及其验证

将IEC 61850系列标准应用于微网能量管理系统,可以规范、统一微网能量管理系统中的通信标准,解决不同厂商制造的设备间的互操作问题。文中将微网通信体系分为三层,详细设计了各层的体系结构及对应的IEC 61850服务器和IEC 61850客户端。根据IEC 61850标准建模规范和实时数据在能量管理系统中的应用特点,提出了面向分布式电源整体系统或负荷单元系统来建立微网底层设备的信息模型,并以风力发电单元为例介绍了建模过程。针对所建立的数据模型设计了4个实验,从不同的角度对微网各层通信体系结构下的信息交互进行了实际测试。测试结果验证了所建立信息体系和微网IEC 61850模型的有效性,同时为数据交换模式的优化提供了基础,为微网的设备集成、运行分析及智能控制提供了有效的技术手段。     

多能流能量管理研究:挑战与展望

多能流耦合是能源互联网和综合能源系统区别于智能电网的关键特征之一。多能流能量管理面临三方面挑战:多能流耦合、多时间尺度和多管理主体。总结了国内外的研究现状,展望了多能流能量管理的研究趋势和重点:多能流实时建模与状态估计;多能流多时间尺度安全分析与安全控制;多能流混合时间尺度优化调度;多能流能量管理系统设计、开发和验证。     

基于OPAL-RT和OPNET的电力信息物理系统实时仿真

随着智能电网建设的推进,电力信息物理系统(CPS)的可观性和可控性得到了极大增强。电力CPS的信息采集、传输、处理等过程对电力业务的影响越发明显。建立电力CPS的动态联合仿真平台有助于为相关理论和应用研究提供坚实的技术支撑。文中对比分析了现有的联合仿真平台方案与架构,指出由于电力流和信息流在数学模型上的本质区别,需要建立实时联合仿真平台;基于电力仿真工具OPAL-RT和通信仿真工具OPNET,研制开发了数据交互接口及数据转换模块,建立了电力CPS实时仿真平台,能够高速、精确地模拟电力CPS动态响应特性。针对电力CPS负荷控制的仿真算例结果表明,所研制的电力CPS实时仿真平台具有合理性和有效性。     

EMS与DMS间数据交互的数据传输与安全控制操作方法研究

随着电力系统的发展,尤其受城乡电网建设与改造的影响,对配网管理系统(DMS)改善电能质量提出新的要求。能量管理系统(EMS)与配网管理系统间的数据交互越来越多,DMS通过EMS进行控制操作的需求越来越急切。基于IEC104规约在EMS与DMS间的扩展应用,并通过遥控信息冗余校验的概念,给出遥控信息冗余校验判断策略,提出了EMS与DMS间数据交互和安全遥控操作的方法,实现EMS向DMS转发遥测、遥信数据。华东地区的应用情况验证了该方法的可行性和实用性。     

LCL型非接触电能传输系统电路特性分析及参数配置方法

将二端口电路理论引用到非接触电能传输(CPT)系统中,通过二端口理论对LCL复合补偿型CPT系统进行建模分析,发现了其输入与输出电压间的倍数关系。同时,对耦合机构进行了重新建模,使其分析变得简单明了。在此基础上,给出了整个系统的参数配置方式,并分析了其输出电压和功率、效率特性。为证明此参数配置方式优越性,推导了SS型CPT系统的输出功率公式,并进行对比。结果发现所述方式能够输出更大的电压和功率,仿真和实验同样证明了所述结论。     

BPA与DIgSILENT动态模型的比较与数据转换

鉴于DIgSILENT中缺少大规模电力系统的暂态数据,难以进行暂态仿真分析,将BPA的暂态数据转换至DIgSILENT中是一种重要且有效的方法。详细比较了BPA和DIgSILENT两种商业软件中的机电暂态模型,实现发电机和负荷的模型匹配。利用Frame和Block的双层结构,在DIgSILENT中搭建了同步机控制系统框架和模型,实现同步机控制系统的模型匹配。利用DIgSILENT支持的Python语言编写暂态数据转换程序实现数据匹配。基于模型匹配和数据匹配实现大规模电力系统数据自动转换。IEEE 3机9节点系统和411机6 613节点华东电网系统的仿真计算结果验证了数据转换的准确性和实用性。     

主动配电网电能质量实时监测系统设计与实现

设计并实现了一套面向服务的浏览器/服务器(B/S)模式主动配电网电能质量实时监测系统,提供主动配电网逐层消纳分布式电源过程的电能质量实时监测功能,重点观测潮流方向变化对电能质量水平的影响。该系统基于IEC 61850标准建立电能质量信息模型,通过制造报文规范(MMS)将现场电能质量实时监测数据上传到主站解析并存入实时数据库;采用Silverlight技术对主动配电网主接线进行建模和绘制,客户端通过Windows通信基础(WCF)服务与服务器端通信,获取实时监测数据,并结合主接线图实现主动配电网电能质量全局实时监测功能,达到数据图形一体化展示效果。该系统在广东某地区主动配电网示范工程中正常运行使用,为主动配电网控制策略制定及电能质量问题分析治理提供了有效数据支持,证明了系统的可靠性和实用性。     

适应横集纵贯智能电网调控系统实时数据库的设计

为了适应智能电网调度控制系统横向集成、纵向贯通的体系架构,并满足其对实时数据库大容量、高效率、安全性的要求,亟需研发与之适应的实时数据库。文中首先分析了智能电网调度控制系统对实时数据库的需求,然后介绍了实时数据库的体系架构、大容量与支持多应用扩展系列技术、实时库高效访问系列技术、实时库安全保障、模型管理和实时库同步等技术。文中测试表明实时库效率相对原有系统有明显的提升,数据访问安全性能得到有效保障。实时数据库为各类应用打下了坚强的数据基础,保障了各级智能电网调度控制系统的稳定运行,有力支撑了智能电网建设。     

电磁共振式无线电能传输系统距离特性的分析

主要研究了电磁共振式无线电能传输(WPT)系统的距离传输特性以及提高传输距离的途径。利用互感模型解释了电磁共振式WPT系统的工作原理,同时,通过理论求解得到了系统关于距离的传输特性表达式。在此基础上,进一步研究了提高系统传输距离的途径。研究表明,电磁共振式WPT系统存在电压增益与输出功率特性的最优距离点,同时系统高频化是提高传输距离与传输效率的有效途径。最后,搭建了一个电磁共振式WPT实验装置进行实验验证,实验结果与理论分析结果一致。     

电力信息物理融合系统环境中的网络攻击研究综述

电力信息物理融合系统(CPS)借助大量传感设备与复杂通信网络使现代电力系统形成一个实时感知、动态控制与信息服务的多维异构复杂系统。信息流交互使得电网面临更多潜在威胁。近年来频发的网络攻击影响电网稳定运行事件敲响了电力系统安全的警钟。目前,国内对电力CPS网络攻击方面的研究尚处于起步阶段。文中首先提出了电力CPS领域中网络攻击的定义,从通信网络覆盖范围和网络攻击目的对攻击行为进行分类;其次,从发、输、配、用电侧4个环节归纳和分析了电力CPS网络攻击典型场景;最后,对国内电力CPS网络攻击研究现状进行了总结与展望。