南方电网调度员培训仿真系统关键技术研究与应用

南方电网有两个显著的特点：一是交直流混合运行且规模巨大;二是远程送电有大功率的跨省流动。因此,南方电网总调新一代调度员培训仿真系统（DTS）的关键技术包括分布式建模、自动生成在线教案和制定高效联合演习模式。在分布式建模技术方面,给出了利用边界切割内外网区域进行模型拼接的算法流程;在自动生成在线教案方面,给出了交直流混合状态估计的方法;在演习模式方面,提出了"分散建模、统一仿真"和"统一调度、就地操作"的演习模式。南方电网总调新一代DTS中的建模厂站数已达到879个,DTS软件系统已在南方电网总调稳定有效运行4年以上。现场应用表明,所研发的DTS关键技术是可行的、有效的。     

基于可信性理论与电网综合建模的运行风险评估

电网运行风险评估涉及随机模糊双重不确定性分析和电网精细化建模。提出在可信性理论框架下,结合电网和厂站的层次结构,采用层次加关系模型进行电网综合建模,可以比较准确和快速地对断路器拒动、保护拒动等情况进行风险评估。应用可信性理论的主要目的是解决双重不确定性分析问题,而利用电网层次模型则解决精细化建模问题。应用所述的方法对WSCC系统和某实际省网系统进行了分析,结果表明该算法可行、有效。     

南方电网面向智能调度高级应用软件的设计思想

高级应用软件系统是智能调度的重要组成部分。随着智能电网的发展,高级应用软件面临着新的机遇和挑战,需要将各种专业的业务经验智慧与高级应用软件的创新融为一体。鉴此,分析了高级应用软件与智能调度、智能电网的互动关系,给出了面向智能调度的新一代高级应用软件的整体架构,以云计算的高级应用软件分析平台为支撑,通过调度业务支撑环节和集中式机器学习系统环节,实现高级应用软件由面向功能到面向调度生产业务的转变。提出在新的架构下需要开展研究的新领域,例如在线计算可信度分析、智能调度机器人和面向多应用状态估计的自动信息融合专家系统等。     

基于信息理论与技术的地区电网辅助决策系统设计

设计了较为实用的面向地区电网的辅助决策系统.在设计过程中利用了信息技术和信息论:运用信息技术设计了数据中心、数据仓库、符合CIM标准的集成化方案,以及基于数据挖掘技术的负荷相似日分析功能;运用电力信息论,设计了故障诊断和拓扑检错功能.对于所设计的系统,利用实际电网数据进行了部分功能的测试,验证了设计方案的合理性,并为后续工程建设积累了一定经验.这种辅助决策系统即将在浙江省杭州市地区电网得到应用.     

系统工程方法论在省网运行辅助决策系统设计中的应用

为进一步加强电力调度中心的建设以实现未来的现代能量控制中心,切实可行的发展路线是先建设运行辅助决策系统(OASDS)。在设计江苏省OASDS时,设计人员需要与多个部门进行合作,遇到的主要困难包括：①设计人员极易陷入电力部门海量的规程等资料之中;②电力专业人员对新信息技术的期望给设计人员带来很大压力;③设计方案难以同时为各方同时接受。文中提出运用国防、航天等领域中的系统工程方法论来进行OASDS设计,基于整体性理论设计了OASDS逻辑架构和物理架构,基于综合评价原理进行了方案分析,基于动态策略程序制定了技术方案和实施方案,基于递阶分层分解和综合协调原理设计了各子系统,这些应用说明了运用系统工程方法论对于设计江苏OASDS的适用性。     

大规模交直流混联电网在线静态安全分析

南方电网总调能量管理系统(EMS)采用了先进的分布式建模技术,其在线静态安全分析需要对包括五省区220kV以上的交直流混联电网大模型进行计算,普通的潮流开断或补偿法难以满足南方电网大模型计算的效率要求。文章采用了基于图上作业的稀疏矢量和因子表修正技术来解决这一问题。图上作业法的稀疏矢量将开断计算工作量缩小到点集的路集上。因子表修正则利用递归与递推方法来减少因子表重新分解的工作量,加快计算速度。与EMS全潮流计算和BPA的对比计算表明,所提出的算法是合理的,且已在南方电网总调EMS有效地运行了两年多。     

基于可信性理论的电力系统运行风险评估:(二)理论基础

在实际研究中遇到的新问题是;传统架空线路的可靠性统计指标难以表达现场运行中线路故障的可能性,单纯采用可靠性数学理论无法进行全系统的运行风险评估。实际上,电力系统的不确定性同时包含着随机性和模糊性2个方面,但受限于概率论与模糊论在基础数学领域内是相互独立的理论体系,传统上在电力系统只能将它们分开研究。可信性理论是2004年基础数学领域完成的数学分支,它给出了基于测度论的模糊论的公理化体系,并提供了随机性与模糊性综合评估的严格数学基础。文中首先介绍引入可信性理论的必要性,然后较为详尽地介绍了可信性理论中的基本公理、可信性测度、模糊变量期望值、随机模糊变量期望值等基本内容。上述内容是可信性理论在电力系统应用的必要基础。     

基于可信性理论的电力系统运行风险评估:（一）运行风险的提出与发展

介绍了运行风险评估的基本定义,总结了电力系统运行风险评估与传统调度确定性分析方法和电力可靠性研究相区别的特征.电力系统运行风险评估的主要目的有2个:一是对电力系统运行中的不确定性因素进行定量评估,建立运行风险指标体系;二是以运行风险指标为决策手段,综合协调电力系统的安全性与经济性.与核电厂运行风险进行类比,分析了电网运行风险评估的发展前景.概述了运行风险评估的相关研究已分别在元件级的安全评估和系统级的安全评估2方面取得的一些重要进展,介绍了它们所借鉴的传统的可靠性研究方法,阐述了风险评估的研究思路.     

基于可信性理论的水火电机组检修计划

水电机组同时存在着水电电量模糊性和机组强迫停运的随机性这两类不同的不确定性,因此水火电机组检修计划本质上是一个具有随机模糊双重不确定性的混合整数优化问题。但是,因概率论与模糊论在基础数学领域内是相互独立的理论体系,传统的机组检修计划只能对随机性或模糊性这两类不确定性中的一类进行建模,然后采用随机规划或模规划来求解。可信性理论是2004年基础数学领域完成的数学分支,它给出了基于测度论的模糊论公理化体系,并提糊供了随机性与模糊性综合评估的严格数学基础。文中基于可信性理论,建立了水、火电机组检修计划的混合整数随机模糊双重不确定性优化模型(原始模型),并在这一个模型中同时考虑随机性与模糊性2种不确定性。利用Benders分解法,将原始模型分解为多目标整数规划(主问题)和随机模糊规划(运行子问题)2大问题进行分散协调,利用改进Balas算法求解主问题,综合利用可信性理论与半不变量法求解运行子问题。对吉林电力系统中的95台机组安排了全年的检修计划,结果表明:该算法和软件在实际系统中应用是可行、有效的。     

黑启动过程中的负荷恢复

研究了黑启动中的负荷恢复与系统并网问题，将基于直角坐标的最优乘子牛顿潮流法与灵敏度技术相结合，采用连续线性规划法对负荷恢复阶段出现的N-1潮流不可行和状态越限问题建立了恢复控制的模型和算法。然后建立了负荷恢复阶段仿真各子系统频率变化过程的模型和算法，针对子系统的并网问题建立了基于连续线性规划的并网压差发电调度算法，有效地解决了并网电压差优化控制问题。用标准测试系统和实际电网的数值仿真试验证明了模型和算法的有效性。