HI,欢迎来到学术之家股权代码  102064
0
首页 精品范文 电力系统研究分析

电力系统研究分析

时间:2023-05-28 09:24:33

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电力系统研究分析,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

电力系统研究分析

第1篇

【关键词】电力系统;可靠性;评估探讨;运行

0 引言

随着经济社会的不断发展,电力系统运行可靠性的提高,不仅是电力企业一项相当重要的基本工作,而且是其综合性很强的管理工作,同时也是实现配网自动化管理的重要措施。一个电力系统的可靠性即是指预先做出一些设备管理使其在电力系统运行过程中起到对其保护的能力。但是近些年来在对我国电力系统分析过程中,却发现存在着一些致命的问题如我国电力分布不均匀、电力生产燃料在一定程度上受到了污染等。与此同时电力系统又是直接面向终端用户的一个大系统,因此具有分布范围广、设备繁多、现场条件复杂、操作频繁、易受谐波以及强电磁干扰等特点。这不仅会影响到电力系统运行的可靠性,而且会对社会经济发展和人们日常生活造成一定的影响。怎样才能有效地提高电力系统运行的可靠性,满足电力需求连续性的要求,使电网运行的稳定和安全得到保障,是电力部门必须要面对的重大挑战。因此,对电力系统运行可靠性的分析和研究,对于保障电力系统的安全稳定运行具有十分重大的积极意义。

1 电力系统可靠性评估的发展阶段

自20世纪六七十时年代起,电力系统可靠性评估大致经历三个阶段即确定性评估阶段、概率评估阶段和风险评估阶段。确定性评估阶段只注重最严重的事故检测,因此在评估过程中就显得比较保守;概率评估阶段虽然考虑了事故发生的概率,但是没有将事故造成的经济损失考虑进去,因此不能很好的协调二者的关系;风险评估阶段则能够很好的将事故发生的概率与其造成的经济损失有机的结合起来,定量的反映出系统的经济与安全指标。随着电力系统可靠性评估的发展和深入,如何将充裕度与安全度两者结合起来也将是电力系统可靠性评估的发展趋势。

2 电力系统运行可靠性的定义

相比于传统的可靠性评估,现在的可靠性评估不再仅仅是定性的评价指标,定量化指标也已成为主流,并得到了广泛的应用。工程上,电力系统的可靠性通常采用系统的完成率和完工率表示。电力系统的最基本要求就是能够不断地向用户提供质量合格的电能。因此,电力系统运行可靠性研究的实质就是预计各种运行方式的后果及其发生的概率,经过一定的分析做出决策,使各个设备的潜力在系统中得到充分发挥,以此满足用户的要求。电力系统运行可靠性分析就是根据可靠度指标,利用可靠性模型分析模拟系统在一段时间内不能完成工作的时间,从中寻找出影响系统可靠性的关键因素。

3 运行可靠性评估与传统可靠性评估区别

运行可靠性评估是在传统可靠性评估基础之上发展起来的,但二者之间还是存在着许多不同的地方。

3.1 评估目的不同

运行可靠性评估的目的是为了帮助运行调度人员决定如何改变系统的运行方式的一种评估,而传统可靠性评估的目的是为了帮助系统规划人员决定如何加强电网建设的一种评估。

3.2 研究的时间段不同

运行可靠性评估可看作是不可修复系统研究,研究的是系统在短期内的可靠性水平;传统可靠性评估通常作为可修复系统研究,是系统在长期运行条件下的可靠性水平。

3.3 元件可靠性模型不同

运行可靠性评估中元件故障概率通常取瞬时状态概率;传统可靠性评估中元件故障概率一般取得是平稳状态概率。

3.4 评估指标不同

运行可靠性评估指标比较全面,可从各个方面度量系统短期内的运行可靠性水平,而传统可靠性评估一般只以切负荷指标来度量系统可靠性水平。

3.5 故障后果分析不同

运行可靠性评估故障后果分析不会模拟调度员操作,而传统可靠性评估会模拟调度员操作。

3.6 应用场景不同

运行可靠性评估一般用于在线评估,而传统可靠性评估主要用于离线评估。

4 电力系统自身客观因素影响电力系统运行的可靠性

4.1 元件可靠性的高低是影响电网运行可靠性的重要因素

电力系统中元件的可靠性是其可靠性的基础和根本。随着电网中元件、计算机硬件以及信息通信等的老化,负荷的随机波动就会使系统中的参数超越其可靠性约束,造成控制、保护误动。

4.2 系统运行状态的变化对电网运行可靠性的影响

系统运行可靠性的降低直接表现在发生各种扰动之后,系统具有较强的鲁棒性,能够很快地转变到相应的系统状态。系统的中负荷的变化、继电保护装置的误动、拒动,人为的误操作、发电机组出力和补偿装置出力的波动等原因都会造成系统的潮流进行重新分配,进而影响电力系统运行的可靠性。

5 电力系统运行可靠性常用的评估方法

5.1 统计法

统计法是早期评估电力系统运行可靠性的方法之一,它主要是基于历史统计数据来计算电力系统运行的可靠性。但是统计法只能针对小规模的电网,对于大规模的电网其误差较大。

5.2 解析法

解析法也叫事故枚举法,它主要是通过归纳推理得到系统运行的可靠性,事故枚举法精确性较高。但是这种方法也只能针对小规模的电网,而且一般只考虑电网中发生的单一故障。

5.3 模拟法

作为电力系统运行可靠性中最为常用的方法之一,模拟法在小规模电网中得到广泛的应用。但是对于较大规模的电网,模拟法却不能准确得到系统可靠的实际结果。

5.4 基于网络理论的解析法

近年来,随着网络理论与可靠性评估方法的不断完善,基于网络理论的电力系统运行可靠性评估方法也开始在电网中得到了应用。基于网络理论的解析法主要有集群分布式模型方法、自组织临界理论法、分形理论和混沌理论法、OPA模型可靠性评估方法等评估方法。但是,由于电网规模的不断的扩大,实际电网也很复杂,要模拟出电网的全部性质还比较困难,因此这些因素也限制了基于网络理论的电力系统运行可靠性评估方法在电网中的发展。

5.5 基于人工智能的可靠性评估方法

近年来,人们开始尝试将人工智能的方法引入到电力系统运行可靠性评估中来,到目前为止也取得一些进展,其中的代表就是人工神经网络和专家系统的电力系统运行可靠性评估方法。基于人工神经网络的可靠性评估方法能够将电力系统的网络结构考虑进去,但是这种方法需要花费很长时间去训练神经网络,因此限制了其在在线评估中的应用。基于专家系统的电力系统运行可靠性评估方法可以实现广域控制以及协同实现全局目标。

6 结束语

随着,电网规模的不断扩大,电力系统的复杂性也不断增加,如何提高电力系统运行的可靠性已是电力部门将要面对的一个重大难题。但是,传统的可靠性评估方法又难以适应当前大规模电力系统可靠性分析要求,如何找到一个快速的、有效的电力系统运行可靠性评估方法也是其发展的重点所在。

【参考文献】

[1]何剑,孙元章,程林,刘海涛.电力系统运行可靠性在线控制[J].中国电机工程学报,2008,22:8-13.

第2篇

>> 分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述 分布式发电技术及其并网问题的研究 云计算分布式缓存技术及其在物联网中的应用 浅谈分布式光伏发电并网技术的应用及其展望 一种改进的APF在分布式发电中的应用 分布式发电技术在电力系统中的重要作用 分布式发电技术在大型电网事故中的作用 分布式光伏发电在城市建设中的应用 浅析分布式光伏发电在新型城镇化中的应用 煤矿瓦斯发电在分布式电源中的应用研究 分布式电源在居民楼发电系统中的应用研究 分布式并网光伏发电在应用中存在的问题分析 分布式发电技术 分布式虚拟现实技术及其在高校实践教学中应用 分布式数据库数据同步技术及其在气象行业中的应用 分布式联动技术的原理及其在网络安全中的应用 分布式发电中的虚拟同步发电机技术探讨 浅析分布式防火墙及其在军网安全中的应用 Web Service在分布式网络教育中的应用及其优势 分布式LDAP及其在电力系统PKI中的应用 常见问题解答 当前所在位置:l.

[2] 王成山,陈恺,谢莹华,等.配电网扩展规划中分布式电源的选址和定容[J].电力系统自动化,2006, 30(3):38?43.

[3] 李蓓,李具源.分布式发电及其对配电网的影响[J].国际电力,2005,9(3):45?49.

[4] 王长贵,王淳.小型新能源和可再生能源[M].北京:中国电力出版社,2004.

[5] 鲁宗相,王彩霞,闽勇,等.微电网研究综述[J].电力系统自动化,2007,31 (19):100?107.

[6] 杨培宏,刘文颖.分布式发电的种类及前景[J].农村电气化,2007,20(3):54?56.

[7] 王琦,陈小虎,纪延超.大型风电机组和电力系统联网及相关问题[J].现代电力,2005,22(5):23?28.

[8] 彭曙蓉,郭湘德,夏向阳.电工与电子技术基础[M].北京:中国电力出版社,2010.

[9] 苏文成,金子康.无功补偿与电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,1989.

[10] 王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2000.

[11] 李洁,陈宇.含储能装置的微电网并网/孤岛运行仿真研究[J].低压电器,2011,24(2):32?36.

[12] 程华,徐政.分布式发电中的储能技术[J].高压电器,2006,39(3):53?56.

[13] 华光辉,赫卫国,赵大伟.储能技术在坚强智能电网建设中的作用[J].供用电,2010,27(4):22?29.

第3篇

【关键词】 调度技术 智能电网 数据同步

1 建设智能电网调度技术系统的主要目的

国家电力系统的调度通信中心逐渐向“智能电网调度技术支持系统建设框架”的方面进行发展,这也就显示了智能电力系统调度支持系统的建立的目的就是:建立统一健全的智能电网系统是为了更好地适应国家电网调度安全和运行可靠,灵活协调,经济环保的政策要求,电网公司的研究和开发要与国家的智能电网的特点相互适应,发挥企业的自主创新能力并结合国际领先的智能电网调度技术,实现国家,省,市,地,县的智能电网调度支持系统的统一化,公司的电网调度系统的统一化这就要求各地的电力系统的管理流程、信息技术实现自动化、智能化,并且要与国际先进技术相结合。因此这也对智能电网调度支持系统的发展提出了很多的要求和原则。

(1)安全可靠原则。在运用智能电网调度支持系统是要将系统的安全性要求放在第一位,保障电力系统的安全运行,不断加强对电力设施的保护,操作过程要遵循国内的安全操作的要求,并且要在国内安全数据库系统中应用信息技术来对安全证书的认证,执行的权限进行相应的管理。(2)实用的原则。电力系统的整体架构,要结合数据库的数据,有明确的图形界面和中间设施,而且对于应用程序和其他模块也要做出合理的设计,再设计系统是要充分结合国内外的先进技术和相应的研究成果,架构要很好的面向服务,要以安全分区架构为基础,要有更加标准的模型和简便可视化的界面,使用国际尖端技术,设计还要符合国际标准和我国的电力系统的设计标准,从而设计出国际领先的电力调度系统。(3)开放性和可改进性的原则。系统的设计应该遵循开放性的原则设计出开放的系统架构,系统的维护要及时。而且也要与第三方插件有很好的兼容性,从而使的系统的扩容和升级更加简便。(4)管理和易于维护的原则。应用程序的配置,管理更应该方便,对于系统的切割也要灵活;实施环境要考虑在设计系统的过程中,而且服务的配置也要实现参数化和易于定制,这就有利于系统平台功能的调整,这样就可以满足用户的需求,这就便于系统工程的操作、管理、日常维护和升级。

2 调度支持系统的架构

2.1 电力调度的管理子系统

电力调度的管理子系统是充分考虑设计对象的技术和数据库理论和研发的需求的,这样设计的系统就会更加的简单,而且具有便携性。将电业局,发电厂,变电站和用户的数据有效地导入到数据库中,对于企业的各部门的数据只有有关具有一定职权的领导才可以调用相关的数据,这也就实现了电力系统的数据的共享。电力系统的调度管理子系统可以对数据进行统计分析,生成相应的报表对数据做出评估和这就为决策提供了最直接的参考数据,而且能够更有效的保证电力系统的运行。

2.2 调度生产管理子系统

调度生产管理子系统是调度支持系统的子系统主要属于省一级,因次要运用先进的技术来对电力系统进行日志管理,电力系统的网页浏览,资源的调度和资源共享的信息进行统计和查询。系统日志的管理的调度要依据数据的记录,汇总的结果,并对其进行排序,实现对数据的搜索,保密,调度的有效性,并且要在系统中嵌入链接以及相应的功能,有利于对事件进行查询;并且可以对机组锅炉的状态进行监控,保证备用锅炉的运行能力,并对其进行维修;对于重要的生产活动也会自动的生成;而且也会实现报告信息的自动调整。对电力调度系统的生产运行进行管理,可以实现管理的科学化和方便化,也可以达到无纸化办公的效果,对于调度部门的工作效率也有很大的提高。

3 智能电网调度的关键技术

3.1 实时动态监测网络

对于电力系统要进行动态的监控这就要求将先进的现代科技技术运用到系统当中,上世纪90年代开始全球定位系统开始在全球进行应用,这就标志着标同步相量技术应运而生。对于广域动态测量技术应用,能够实现以时间为基准轴来对大的电力系统的操作和控制的信息提供相应的途径和方法。这个系统主要有三大特点:(1)对发电机功角进行直接测量。(2)的主站每间隔40ms就会发送动态数据。(3)使用GPS标记每个数据的时间尺度,并且能够在相同的时间取得的相应的数据,对于动态数据进行监控和记录,实现高频振荡报警,对于电网的安全运行发挥了重要作用,该系统可以实现在40ms内实现高速的同步测量实现数据的准确分析,实现实时的动态系统的并网。

3.2 电网动态监测预警和决策支持技术

电力系统的监测预警以及决策系统的基本功能包括:实时的动态监测,上线状态评估,静态安全状况分析,分析计算静态电压的稳定性,并且能够计算热稳定性,同时在线计算分析暂态功角,上线的暂态电压稳定分析计算,预防和控制低频振荡的发生,控制在线暂态功角的稳定,紧急控制上线的瞬态电压变化,实现在网上的紧急控制和决策等。除了能够实时的对动态低频振荡实现在线监测和分析为,还可以运用先进的计算技术在EMS/SCADA系统的基础上实现升级。

3.3 电网运行方式的在线分析技术

生产调度要制定相应的网格工作流程表,合理安排电网运行方式是确保电力系统安全稳定运行的保障。对电网运行的负荷进行实时的预测,对电网输电及配电设备进行合理安排并制定合理的维护方案,从而实现电力系统的安全稳定运行。

电网的动态监测和预警对于决策技术和网络的运行模式的有很大的帮助,他们的特点是在线升级电网系统实现分析和计算的稳定,显着降低计算的工作量,提高了系统的安全和稳定。

参考文献:

[1]孟令愚,李满坡.东北电网联络线关口调度技术支持系统研究[J].电网技术,2012,26(5):54一56.

[2]刘志超,丁建民,任锦兴.基于以太网的分布式发电厂电气监控系统实现[J].电力系统自动化,2011,28(8):84-87.

第4篇

关键词:电力教学;ETAP;电力系统仿真分析

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0092-02

随着电力工业的发展,单机容量和系统容量不断增大,电网结构变得越来越复杂,如果用人工方法对于庞大电力系统网进行分析与计算将十分繁琐,甚至是难以实现的。但随着计算机技术的不断进步,使得这一切成为可能。电力系统分析软件,是用数学模型和数值方法对系统的运行特性进行研究,用来确定规划设计方案,拟定运行方式,整定自动装置的控制参数,进行事故分析和协助运行人员做出正确的决策,还可用于教学和培训。本文将简单介绍使用电力系统实用分析软件ETAP进行电力系统分析教学方面的一些应用及体会。

一、高校电力系统专业课程实验现状

高等学校课程主要分为理论学习和实验。电力系统专业因为它的抽象性和学生将来工作岗位安全要求高等特点,实验及课程设计环节所占的比重越来越高。比较常见的有电机实验、高压实验、继电保护实验等针对系统中某一设备的实验。电力系统专业所研究的对象是横跨大江南北的庞大的电力系统,从发电机到变压器,从输电线路到用户,从一次系统到二次系统,其中各设备的联系和相互影响非常密切,因此对于电力系统专业的学生来说针对单一设备的实验已经不能满足他们学习的需要了。

而建立电力系统物理模拟实验室耗资巨大,较难实现普遍应用,因此人们把精力转向了数学模型实验。所谓的数学模型实验就是用数学的方法建立电力系统各元件模型,模拟系统的运行状态或计算系统中某点发生故障(如短路、跳闸等)后其他地方各电气参数(如电压、电流、相角等)的变化。

电力系统数学模型实验在很大程度上可以帮助学生掌握电力系统理论知识和运行特性。现在国内外已经有多款成熟的商用电力系统数学模型实验软件,ETAP就是其中的一款。

二、电力系统专业课中使用商业软件的优势

电力系统模拟商业软件最初出现在电力系统运行、设计和研究机构。电力系统模拟商业软件由有一定电力系统研究实力的公司开发,能保证算法的正确性;计算机的快速性和精确性把广大从事电力系统工程设计和研究的人员从繁重枯燥的工作中解脱出来;开发商业软件的电力系统专家把他们多年的研究成果写入到软件中,使一般工程技术人员也能做深入的研究,如暂态稳定性分析。所以越来越多的公司开始使用甚至依赖商业软件进行电力系统模拟计算。

高等电力院校和电力行业其他机构不同,它的主要目的是让学生掌握好知识,经济性相对来说排在后面。在电力行业中,电力院校使用商业软件进行电力系统模拟实验相对来说比较晚。经过这些年的教学实践,笔者认为在电力高校教学中使用商业软件(以ETAP为例)还是有一定的优势。

1.复习课堂知识

用商业软件建立电力系统模型需要填入必要的参数,思考哪些参数是必须的过程也是一个复习课堂知识的过程。例如,建立变压器模型时回顾下变压器的模型是一理想变压器和一阻抗串联,而变压器阻抗的计算公式是,所以可以得知在软件里必须填入的数据有高压侧额定电压、低压侧额定电压、额定容量、短路电压百分数。

2.校验课堂知识

为了加深学生对学过知识的印象,通过实验方法来校验理论知识是常用的途径。由于电力系统的抽象性、庞大性和高安全要求等特点,学生到实际现场做实验可能性不大。有了商业电力系统模拟软件在实验室就可以完成理论知识校验,如校验无功电压特性、不同类型节点的运行特性、环网潮流控制理论等。

3.实习系统运行

商业软件的快速性和精确性可以让学生在同样的课堂时间内完成电力系统在多个不同运行方式下的模拟实验,对比不同运行方式下的实验结果,丰富实验课内容,使学生更加容易理解电力系统运行方式的含义和掌握任何选择运行方式的知识。

4.进行暂态稳定研究

电力系统暂态过程是色极其复杂的过程,手工分析需要相当扎实的理论基础,让学生独立来做几乎不可能。有了成熟的电力系统模拟商业软件后,学生可以借助开发软件专家的经验和知识独立完成电力系统暂态过程的分析,加深他们对暂态过程的了解。

5.学习最新技术

当今社会风云变幻,新技术新产品层出不穷,学生多学习些新技术、新产品有助于他们更快适应现实工作环境。

总之,了解并初步学会使用先进的商用电力系统分析软件,使用其对电力系统实例进行分析,可以使学生加深和巩固课堂教学内容,加深对电力系统物理规律的认识,为今后的学习、工作打好基础。

三、ETAP软件介绍

ETAP(Electrical Transient Analysis Program)软件由美国OTI(Operation Technology,Inc)公司开发,是第一个真正32位Windows环境下全图形界面的电力系统仿真分析计算高级应用软件。ETAP采用图库一体化技术,实现在界面上图形化添加、删除、连接、移动设备,调整大小和方向、操作设备,在图形界面上输入各设备的参数和运行状态。这些信息都自动保存到库里,无须对库操作。多个负荷和发电类型使人们能方便分析各种负荷状态下的电力系统,三维数据库更是让人们灵活使用不同的设计方案和运行方式,不限个数的分析案例实现了在一个工程里完成多个方案分析。ETAP拥有潮流分析、短路计算、电动机起动计算、谐波分析和暂态稳定分析等20多个功能模块,所有模块计算所需要的数据保存在一个库里,对一个工程只要通过模块切换按钮就可以做所有的计算,操作便捷。

ETAP在1986年问世,经过20多年的发展已经是一款很成熟的电力系统实用分析软件。OTI公司拥有大量知名的电力系统专家,他们中很多人在IEC和ANSI等组织中起着积极的作用参与相关标准的制订。ETAP算法严格遵循相关国际标准,并且密切监视这些标准的发展根据标准的改动及时修订算法。ETAP每个新版本之前都要进行V&V认证,计算结果经手算结果和现场实测结果双重校验。每年有数次由其他单位组织的质量评审,保证ETAP质量可靠。

ETAP在1999年进入中国市场,10多年来深受电气技术人员的欢迎,在中国的用户数不断增加。上海电力学院在2003年引进ETAP用于教学,在2005年建立ETAP电力系统模拟实验室。到目前为止,已经有约4000人次接受了ETAP电力系统模拟实验,教学效果比较理想。

四、ETAP软件教学应用实例

某系统接线图如图1。GEN1(Vθ节点)、GEN2(PV节点)和GEN3(PV节点)是三台发电机,通过三台升压变和220kV系统相连,母线BusA,BusB,BusC是三条220kV用户母线,上面挂有负荷(全是恒功率负荷)和无功补偿装置。Lump1=125MW+70Mvar,Lump2=35MW+10Mvar,Lump3=90MW+40Mvar,Lump4=100MW+55Mvar,其他设备参数见图中注释。

1.系统建模

ETAP提供了成型的发电机、变压器、负荷、并联电容器和线路模型,建系统模型时只需要从工具条中添加需要的模型,再根据接线图拓扑关系把他们连起来,然后填入需要的参数。

在仿真计算中发电机的模型是电压源和阻抗串联,暂态模拟需要发电机的次暂态电抗、暂态电抗、直轴电抗、电阻,额定电压和额定容量;变压器的模型是理想变压器和阻抗串联,需要变压器的高低压侧额定电压、额定容量、短路电压百分数、X/R;线路的模型是阻抗加并联电容,需要的数据是电阻、电抗和电纳;负荷和电容器的模型都是PQ节点,需要的数据是额定电压和有功、无功容量。

把GEN1设为平衡节点,确定它的出口电压值和无功限制范围;把GEN2和GEN3设为电压控制节点,确定他们的出口电压、有功输出和无功限制范围。

2.仿真分析

模型搭建后,可以方便地进行系统的潮流、短路和暂态模拟计算。可以对不同运行方式下潮流结果进行对比,观察不同设置对潮流结果的影响,并分析其原因。

能对不同地点发生各种短路故障进行仿真,分析其短路稳态电流及冲击电流大小,以及不同负荷模型在短路计算中的区别。在短路计算中把电动机负荷(或叫旋转负荷)和照明加热负荷(或叫静止负荷)分开考虑,前者有短路电流反馈,后者没有。

可以仿真分析系统受到干扰后的稳定性,如发生短路故障、故障切除、重合闸动作后等不同状态下系统的稳定性。并能直观观察各事件发生后发电机功角、端电压等参数随时间的变化情况,如图2、图3所示。

五、ETAP软件教学总结和评价

ETAP软件是新兴的科技产物,能帮助人们解决不少问题,但是它只是个工具,要用好它必须要懂得它的工作原理。所以在教学生使用ETAP前要求学生掌握好基本的电力系统分析计算理论,这样后面的实验课才能进行得顺利。

用ETAP软件做电力系统模拟分析有相当大一部分工作是建立系统模型,模型的质量直接关系到实验分析的成功和失败。为了保证模型的正确性,建模前先要弄清楚各元件的数学模型,并且注意模型中个数据的单位。

用ETAP软件做电力系统模拟实验,学生只要摁计算按钮就可以。大量的计算工作由计算机完成,所以跟传统的手工计算实验相比,在相同的实验时间内可以多分配些实验任务,让学生多了解些电力系统的运行特性。但对原理的透彻理解则更需要加强,否则是照葫芦画出了瓢,却不理解结果的来龙去脉。除了潮流、短路和暂态分析等基本功能外,ETAP还有电动机起动模拟、谐波模拟和保护设备动作模拟等模拟功能,全面应用这些模拟功能,可以把电力系统各方面特性全面地展现在学生面前,便于学生掌握。

参考文献:

[1]陈珩.电力系统稳态分析[M].北京:中国电力出版社,1995.

[2]李光琦.电力系统暂态分析[M].北京:中国电力出版社,1995.

[3]唐春华.ETAP软件在大型石化企业电力系统中的应用[J].电气技术,2007,(S1).

第5篇

摘 要:基于电力技术的快速发展,其对物理模拟实验系统提出了更高标准与要求,本文提出了新型的电力系统模拟试验系统,对系统各个部分主要功能进行了分析,以期为物理模拟试验系统研究提供结构划定参考。

关键词:电力系统;物理模拟试验系统;结构

电力系统模拟试验系统乃是依据相似理论所构建的物理性质,与原型物理模型较为相似,乃是依据实际电力系统,并按照相应比例予以缩小,而又对其物理特性予以保留的电力系统复制品。电力系统经过近几十年的发展,不管是在基础性的元件及系统模拟方面,还是在实际应用物理模型层级上,均取得了理想化成果,比如构建了1000kV特高压交流输电模型系统及参数与结构相似的三峡巨型机组模型系统等,大大提升了电力系统试验研究能力。

1.电力技术快速发展的新要求下电力系统模拟试验系统的创新方位

伴随科学技术及整个电力行业的快速发展与进步,诸多新产品与新技术的不断开发与广泛应用,这对于电力系统模拟试验系统,提出了更多全新要求及标准,至此,需基于现有水平框架下,开展更为深入的分析。即(1)需与先进控制通信技术相结合,现代化改造试验系统,促使其能够将现代电力系统,在所具有的数字化、信息化及自动化等特点方面,均能予以体现,建设与传统系统相比更加灵活、方便的模拟试验系统,且对系统最佳控制方式及运行方式进行深入研究;(2)更加深入的对模拟试验系统,针对各种类型的工况,以及所可能发生的各类现象,开展与之对应而又详细的模拟,然后则进行深入分析,以此实现模拟试验在准确度及精度得以提升的目的,促使模型系统,可基于各种工况下,对原型系统的电磁暂态特性及机电暂态,进行全面正确的反映,扩展模拟控制系统的使用广度与深度。

2.新型模拟试验系统的基本结构研究

2.1电力系统模拟试验操作试验台

对于电力系统模拟试验台而言,此平台乃是一种在自动化程度方面比较高,且功能齐全的试验平台,见图1所示,此试验台能够能够达到集中控制全部设备的目的。在具体试验当中,所开展的全部操作,均完成于此操作试验台。此电力系统模拟试验操作试验台组成有短路故障模拟单元、同期单元及各监控单元等。在试验台操作中,均设置有存在有操作控制开关,这些开关与模拟设备之间,存在着一一对应于的关系,另外,还有提供辅助作用的监测仪表及旋钮,对于试验设备而言,除了能够以远程化方式,进行手动控制,还能检测信息量,促使试验设备能够更加方便及灵活的进行操作,更加的灵活与方便。

2.2分布积木式模拟试验高压系统屏

在模拟试验中,全部模型设备,均利用高压屏,与电缆之间形成联结,见图2,在各个高压屏内,均安装有多套用于模拟的试验设备,另外,每套设备均有多组联接用插口装于屏面,至此,不仅可依据原型网络开展试验时的相关要求,采用连接线(均有联接插头),把连接所需模拟设备,构建成系统网络,经过此类操作,便可组建整个电力系统对应的模拟试验模型,此模型不仅容易更改,而且使用也方便。在高压屏内部则设置有测控开关、测控单元及模拟互感器等,此些装置均利用电缆连接于微机监控系统及操作试验台,便于后续控制及测量。此外,高压屏当中还设置有可变电阻及故障模拟盘,能够对各种故障类型进行模拟。

2.3模拟试验微机监控系统

实验室内部的全部机组或设备,均位于主控室,且由其控制,除了运用集中控制之外,还能够利用程序控制,达到有效控制整个试验系统的作用。此外,通过运用微机,可实时监控试验平台,然后以所见即所得方式,对一个相同于现实运行系统,且具有较高的操作界面,快速而又灵活的进行构造。对于微机监控系统,其功能主要为可视化、信息化、运行监控及状态监测等。

3. 模拟试验系统物理现象分析

对于原型系统与模型系统而言,在二者间存有较好一致性框架下,就单机-无穷大试验模型予以搭建,见图3,其中,表示无穷大系统的阻抗,为输电线路,发电机,对于三相输电线路,则与同步发电机定子出口的首端相联,而无穷大系统则与线路末端相联。发电机机端,则与电压互感器,以及电流互感器,相互连接,对于机端测量而言,则有三相电压及三相电流,且把其在故障录波仪中引入,t可开展实施测量及监控。故障短路点设置在输电线路的1/3处。在对此试验模型实际运用过程中,实施开机试验,此时,可能会存在些许的物理现象,且这些现象不同于预想,则需对其实施稳态及暂态试验分析,通过试验分析,最终结果可知,当实际利用此模拟试验系统时,由于线路阻抗与发电机之间,始终处于同步状态,机端如若没有无功功率存在,则表明其始终都为正。当其他试验系统所具有的线路阻抗,相比于发电机,存在小于后者状况时,则极端无功功率则为负。

4.结语

总而言之,伴随当今电力基础的快速发展,物理模拟试验系统也随之日益更新和完善,无论是在结构方面还是具体功效上均需随之更新交替。在运用电力系统模拟试验系统时,需结合于具体参数,还需与模型结构相结合,针对所出现的各种现象实施分析,推动物理模拟试验系统的更好发展。

参考文献

第6篇

【关键词】自动化技术;电力系统;计算机技术;PLC技术

1 自动化技术的应用

自动化技术的应用越来越深入也越来越广泛。在系统的各个环节中都离不开该技术的支撑。自动化技术日趋完善和成熟,能够为电气系统的正常运行提供可靠保证,应用自动化可以避免由于人为操作失误造成的事故灾难,也节约了人力资源。总体来说,应用在电力系统的技术大致分为两类。一类是计算机技术;另一类是PLC技术。两个技术是电力系统自动化的关键技术,两者相辅相成,共同服务于着电力系统的智能化。

1.1 计算机技术在电力系统自动化应用

计算机技术发展的如火如荼,其在电力系统中担任的角色也越来越重要。电力系统中的三大环节都离不开计算机技术。计算机的发展极大地促进了电力系统自动化。

1.1.1 变电站自动化技术的应用

变电站自动化技术是实现电力系统的重要组成部分。其主要利用计算机技术实现变电站的自动化 ,使变电站也朝着集成化方向前进。

1.1.2 智能电网技术的应用

智能电网技术是指对电网全局进行智能控制的技术。该项技术是计算机技术在电力系统中的典型应用。智能电网技术是实现智能配电的关键技术。

1.1.3 电网调度自动化的应用

电网调度自动化是电力系统自动化的核心关键。我国电网调度的五个部分各司其职,但又协调工作,是组成整个电网调度的不可或缺的五个部分。其中,网络系统是整个系统的“大脑”。其与计算机系统构成了自动化调度系统。使我们可以对电网的运行进行监控和分析。还可以进行健康程度的预测和状态估计。还有实时数据采集等来保障我们整个系统安全有序地工作。

1.2 电力系统自动化中 PLC 技术的应用

PLC技术是继电接触控制技术和计算机技术结合的产物。

1.2.1 PLC 技术的数据处理

该技术在数据的采集、分析、整合和转换等方面有着明显的优势,可以在电力系统中完成一些智能控制操作,协助整个电力系统稳定持续运转。

1.2.2 PLC 技术的顺序控制

PLC可以对独立模块进行控制,实现点对点的控制。还可以进行总线间的通信连接,服务于整个系统。上述PLC的两项功能,可以实现对电力系统的顺序控制,保证电力系统各个部分协调工作,提高生产效益。

1.2.3 PLC 技术的开关量控制

PLC 技术的开关量控制有一个显著特点那就是其使用起来没有节点数目的限制,可以根据需求任意进行自由的扩展,使用起来很方便。

1.2.4 PLC 技术的闭环过程控制

PLC可以对一些连续量进行闭环控制,还可以实现模拟量和数字量之间的自由转换。运用PID模块使得PLC技术的功效大大增强,在电力系统中发挥的作用也越来越大。

2 电力系统中自动化技术的应用方向

目前自动化技术在我国电力系统各方面都有着广泛的应有,总结起来主要分为以下四个方面:

2.1 综合自动化技术与智能保护的应用

在综合自动化技术上我们始终处于领先水平,在智能自动化技术方面我们国家也做得相当出色。与此相关领域的研究一直处于国际先进水平。研究中,我们将利用自动控原理技术的现代控制系统引入到了电力系统中,并结合人工智能理论、机器学习理论、线性系统自适应理论等,极大地提高了电力系统的自动化和智能化。经过多年潜心研究和探索,科研人员研制出分层式综合自动化装置,该装置突破了传统的限制,可以直接广泛地应用在各级电站中,增强了电力系统装置的适用性,提高了供电装置的安全性。是我国电力系统先进技术的代表作,表明我国处在国际自动化电力系统研究的领先水平。

2.2 电力系统中人工智能的应用

自动化技术的引入促进了电力系统智能化的发展趋势,我们将故障诊断、机器学习、通信技术、专家系统等先进智能理论广泛地应用在电力系统中的实际研究中。通过大量的实验研究,并结合各行各业对供电系统的实际需求,我们开展了电力系统的故障分析与智能诊断检测研究,并取得了一些列成果。促进了电力系统朝着智能化方向发展。

2.3 电力系统自动化实时仿真系统的应用

自从有了自动化技术,科研人员得以实现电力系统的实时仿真。引进电力系统数字模拟实时仿真系统,建立了电力系统实时仿真和动态特性模型。建立了实时仿真综合实验室,使科研人员进行同步实验成为了可能。通过综合仿真实验,科研人员可以对新型装置进行电力装置测试,检验其工作性能和稳定性能等指标。还积累大量的精确数据,为其后期服务奠定基础。

2.4 电力系统配电网自动化技术

我们采用数字信号处理,提高了接收的灵敏度和信号处理的精确性、快速性。我们利用高级应用软件将配电网络上的实际问题和理论算法相结合,提高了运算结果的真确性和可靠性。信息配网一体化是指我们利用人工智能灰色神经元算法进行信息预测,以此来进行配电网络的规划与设计,在基本满足需求的前提下,节约不必要的开支。在配网模型方面,我们用的是最新国际标准公共信息模型。通过以上四个部分的相互协同作用,我们最终实现了配电网络的自动化,节约了大量的人力和物力资源,通过相关预测和验证,极大程度地保证了电网的合理配置。

3 自动化技术在电力系统中的发展

随着计算机和PLC技术在电力系统中得到了广泛地应用。电力系统中的自动化所占比例也在逐年升高,并呈现出一种普及化的现象。最典型的是IED电力自动化技术,它可以实现管理信息的共享。国际的电工委员会也制定了 IEC61850 国际标准。这一标准有助于各国资源共享,进行统一化。与之相对应的是,为了符合发展的大潮流大趋势,我国在进行自动化电在了解国外研究现状的同时,力系统改进研发时也开始依照这一标准。始终与国际接轨,加快国内先进技术的研发过程,缩短研发周期,加大研发投入。不断地提高我国电力系统的整体性能。

自动化技术在电力系统中开始大规模的引进使得由于人为原因造成的失误越来越少,整个电力系统运行平稳高效。这不仅减少了人力资源的浪费和伤亡,更加保证了与我们正常生活息息相关的电力系统服务更加稳定。

自控、人工智能、通信等控制技术是该系统的主干,为了实现电力系统的完善,我们需要不断深入这几项技术的研发。电力系统自动化还有广阔的发展前景,我们有能力保证我们国家的电力系统一直处于国际领先水平。

4 结论

电气自动化技术的注入给电力系统带来了新的活力,使得电力系统的生产效率、稳定性、可靠性、安全性都有了显著提高。尤其是计算机技术和PLC技术的大力应用,在深度和广度上进一步提高了电力系统自动化的成都。随着科技的进步,自动化更深入地发展,电力系统的发展也更趋于智能化和现代化,从而使我国的电力系统更趋于完善,更好地服务于社会。

参考文献:

[1]罗宇杰.浅谈电气自动化在电力系统中的应用[J].广东科技,2007(10).

[2]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.

第7篇

关键词: 电力系统; 短期负荷; 野草算法; 相空间重构

中图分类号: TN915?34; TP391 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2016)19?0099?03

Abstract: The short?term load has the chaos characteristic due to the comprehensive influence of weather and seasons. In order to describe the change trend of short?load accurately and improve the prediction accuracy, a short?term load forecasting model fusing weed algorithm with support vector machine (WA?SVM) is proposed. A large number of short?term load historical data is collected, and performed with the chaotic analysis and processing to establish the training and testing data sets of support vector machine. And then the support vector machine is used to establish the short?term load forecasting model, and the weed algorithm is used to find out the optimal parameters of support vector machine. The performance of the short?term load forecasting was tested with simulation contrast experiment. The results show that the short?term load forecasting accuracy of WA?SVM model is higher than that of other models, and this model provides a new research method for short term load modeling and forecasting.

Keywords: electric power system; short?term load; weed algorithm; phase space reconstruction

0 引 言

随着经济不断发展,电力系统在许多领域越来越重要,为了准确、有效地管理电力系统,电力负荷是其中一种重要手段。负荷预测是对历史数据进行分析,找到负荷变化趋势,以便于对电力系统进行相应的管理,短期负荷预测的实际应用性强,因此提高短期负荷预测的精度已成为电力系统研究中的一个热点问题[1]。

当前短期负荷预测模型划分为线性模型和非线性模型[2]。线性模型假设短期负荷呈线性趋势变化,主要采用时间序列方法[3?4],其易实现、结果解释性好。但负荷受到多种因素影响,变化十分复杂,具有时变性、非线性,时间序列方法无法捕捉到负荷数据隐含的变化趋势,预测结果不理想[5]。非线性模型有神经网络、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)等,相对于线性模型,它们可以更好地拟合短期负荷变化特征,获得更高的短期负荷预测精度[6?7]。但在短期负荷的建模与预测中,非线性模型同样有不足,如神经网络存在收敛速度慢、过拟合[8];SVM参数直接影响到短期负荷预测精度[9],为了获得更优的SVM参数,当前采用网格搜索法、遗传算法等进行SVM参数寻优,但在实际应用过程中,网格搜索法执行时间长、遗传算法寻优结果不稳定[10]。同时短期负荷具有一定的混沌性,建模时需要对数据进行混沌分析和处理[11]。

为了准确描述短期负荷变化趋势,以提高预测精度,提出一种野草算法和支持向量机相融合的短期负荷预测模型(WA?SVM)。首先对短期负荷历史数据进行混沌分析和处理,然后采用野草算法和支持向量机建立短期负荷预测模型,最后进行短期负荷预测仿真实验,对模型预测性能进行验证。

1 支持向量机和野草算法

4 结 语

短期负荷具有不确定性与复杂性,为了获得更高精度的短期负荷预测结果,提出一种WA?SVM的短期负荷预测模型,并与其他模型进行了对比分析,测试了WA?SVM进行短期电力负荷预测的有效性和优越性,结果表明,WA?SVM准确地描述了短期负荷变化趋势,获得了比对比模型更优的短期负荷预测的结果,而且训练时间更少,在电力管理领域中具有广泛的应用前景。

参考文献

[1] 魏伟,牛东晓,.负荷预测技术的新进展[J].华北电力大学学报,2002,29(1):10?15.

[2] KELO S M, DUDUL S V. Short?term Maharashtra state electrical power load prediction with special emphasis on seasonal changes using a novel focused time lagged recurrent neural network based on time delay neural network model [J]. Expert systems with applications, 2011, 38(3): 1554?1564.

[3] 刘晶,朱锋峰,林辉,等.基于相似日负荷修正算法的短期负荷预测[J].计算机工程与设计,2010,31(6):1279?1282.

[4] 王继选,刘小贞,韩中合.基于多约束条件的电力负荷预测模型的研究[J].华东电力,2013,41(3):643?645.

[5] 王勇,黄国兴,彭道刚.带反馈的多元线性回归法在电力负荷预测中的应用[J].计算机应用与软件,2008,25(1):83?84.

[6] 郭新辰,王雪峰,冯英浚.采用神经网络进行电力系统短期负荷预测的一种降维方法[J].华北电力学院学报,2002,22(2):24?28.

[7] 程玉桂,黎明,林明玉.基于遗传算法和BP神经网络的城区中长期电力负荷预测与分析[J].计算机应用,2010,30(1):224?226.

[8] 翟永杰,周倩,韩璞.EMD?ISMO算法在电力负荷预测中的应用[J].系统仿真学报,2010,22(12):2858?2861.

[9] 杨延西,刘丁.基于小波变换和最小二乘支持向量机的短期电力负荷预测闭[J].电网技术,2005,29(13):60?64.

[10] 姜惠兰,刘晓津,关颖,等.基于硬C均值聚类算法和支持向量机的电力系统短期负荷预测[J].电网技术,2006,30(8):81?85.

[11] 权先珍,蒋传文,张勇传.电力负荷的混沌预测方法[J].华中理工大学学报,2000,28(7):92?94.

第8篇

关键词:电力系统 低频振荡 机理 抑制

中图分类号:TM935

文献标识码:A

文章编号:1007-3973(2011)010-025-02

1、引言

随着电力系统的规模日益增大以及快速、高项值倍数励磁系统的投入运行,系统互联引发的低频振荡问题己成为危及电网安全运行、制约电网传输能力的最主要因素之一。低频振荡的频率一般在0.2-2.5Hz,其中频率在0.2-0.5Hz的振荡,一般认为属于互联系统区域间的振荡模式,频率在1Hz以上的振荡则认为是本地或区域内机组的振荡模式。对低频振荡的理解、分析和抑制已成为电力系统研究的重点课题之一。本文总结了当前解释低频振荡的各种机理,分析低频振荡的理论、方法,抑制低频振荡方法以及进一步的研究方向。

2、低频振荡的机理解释

2.1负阻尼机理

1969年F.Demello运用阻尼转矩的概念,结合运用状态方程、传递函数框图及K系数法对单机无穷大系统低频振荡现象进行研究,提出负阻尼机理。该机理认为:由于励磁系统存在惯性,随着励磁调节器放大倍数的增加,与转子机械振荡相对应的特征根的实部数值将由负值逐渐上升,而当放大倍数变得足够大,实部将由负变正,从而产生增幅振荡。因此。低频振荡的原因是由于励磁系统放大倍数增加产生的负阻尼抵消了系统固有的正阻尼。当系统的总阻尼很小甚至为负的时候,一旦出现扰动,就会引起转子增幅振荡,扰动将逐渐被放大,从而引起系统功率的振荡。

电力系统产生负阻尼的原因主要有:(1)发电机的励磁系统,尤其是快速励磁系统会引起系统负阻尼;(2)电网结构的影响,系统等值电抗越大,负阻尼越严重;(3)联络线负载的影响,联络线负载增大会减弱系统的阻尼;(4)运行方式的影响,夜间或节假日轻负荷时,联络线负荷增大,系统阻尼减弱;(5)负荷性质的影响电压变化时负荷功率随电压变化越大的负荷对系统阻尼的影响也越大。

负阻尼机理基于线性系统理论,通过分析励磁放大倍数和阻尼之间的关系来解释产生低频振荡的原因。该机理研究得最早,理论也最为成熟并得到广泛的应用。基于这种分析原理和思想,该方法可进一步扩大到多机系统,通过线性系统的特征根来判断系统是否会发生低频振荡。

-

2.2共振机理

共振机理着重关注周期性负荷波动或振荡调节的作用,当发电机受到的周期性扰动的频率与系统固有振荡频率接近时,系统便会产生共振型低频振荡,也称强迫振荡。强迫功率振荡的幅值与扰动的幅值、系统的阻尼大小有关。扰动的幅值越大,谐振幅值越大;系统阻尼越强,谐振幅值越小。

共振型低频振荡与系统负阻尼引起的低频振荡的现象有比较明显的区别,故共振机理可以解释某些负阻尼机理解释不了的低频振荡现象。

2.3分岔机理

分岔机理是20世纪80年代由Abed和Varaiya提出来的,该机理揭示了电力系统中的非线性奇异现象,即系统的全部特征根都有负实部,在小扰动下,非线性造成的分歧也可能使系统的特性和状态发生突变,导致增幅性振荡的发生。利用Hopf分歧理论和中心流形理论分析单机无穷大系统的Hopf分歧条件,得出结论:亚临界分歧的出现使得增幅性低频振荡不是从虚轴右侧开始,而是在特征根都位于虚轴左侧时就已发生。

分岔机理考虑了电力系统非线性的本质,较好的解释了低频振荡中存在在分岔现象。利用Hopf分岔理论,可以得到分岔点附近实际振荡的稳定特性。

综上,在上述的机理中,负阻尼机理得益于线性系统理论的成熟,研究最早也最为成熟,并且在工程上也得到了实际的应用。而电力系统本质上是个高度非线性的动力系统,负阻尼机理对某些低频振荡的解释和抑制并不理想;随着非线性系统理论的发展,学者开始将分岔理论、混沌理论等引入电力系统,分岔理论目前主要用于低阶单变量系统,混沌理论也只是在理论上的探讨和仿真,离工程应用还有距离。

3、低频振荡的分析方法

3.1特征值分析法

采用特征值分析法的经典算法主要有:QP法,选择模式分析法(SMA),自激法(AESOPS)。QR法是求出系统线性化状态方程的全部特征根,然后根据特征根鉴别低频振荡模式。这种方法进行了一些没有必要的计算,求解大型电力系统特征根时还会出现“维数灾”。SMA法的基本思想是保留与低频振荡相关的状态变量而消去其他状态变量,以降低状态方程阶数,可大大缓解“维数灾”问题,但是存在丢根和收敛到非机电模式的可能,需进一步改进。自激法的基本思想是在被研究的系统中任选一台机作为自激机,将其状态变量作为保留变量,而将系统的其余部分进行等效,得到一个等效的“二阶”系统,从而可以通过迭代求解的方法比较容易地求出此二阶系统的特征根。该方法可以有效地解决电力系统的“维数灾”问题,但收敛性相对SMA法要差,而且多机系统中,当一台机和多个机电模式强相关,或者一个模式和多台机强相关时,容易发生“丢根”问题。

3.2传递函数辨识法

传递函数辨识法可直接利用时域仿真数据或实测数据通过辨识技术得到系统的等值线性模型,以用于振荡模式分析和阻尼控制的研究,不需要列写大规模的系统方程和建立系统的详细模型,避免了求解大规模矩阵的特征值。传递函数辨识法主要包括傅里叶变换、小波分析以及Prony分析。几年来,Prony分析被广泛应用于电力系统低频振荡分析,它用指数函数的线性组合来拟合等间隔采样的数据,可以分析出信号的频率、衰减因子、幅值和相位等。该方法既可对仿真结果进行分析,也可对实测数据进行分析。

3.3 Hopf分岔理论分析法

如前文所述,电力系统低频振荡存在非线性的奇异现象,目前多用Hopf分岔理论研究电力系统低频振荡非线性的奇异现象。用Hopf分岔理论分析主要是完成两部分的工作:一是求取Hopf分岔的横截条件,二是计算曲率系数。对于n>2的高阶系统,还要先将高维非线性空间向低维流形化简,目前用得比较多的方法是中心流形理论。

用分歧理论研究低频振荡问题的一个突出优点是,充分考虑了电力系统的非线性特性,它用特征值并结合高阶多项式从数学解空间结构上来分析系统的稳定性,能够解决系统在临界点附近的稳定问题。目前Hopf分岔理论主要用于简单的非线性系统,对于实际的多机电力系统的研究还有待进一步开展。

4、低频振荡的抑制措施

4.1电力系统稳定器PSS

电力系统稳定器是目前应用最广泛且技术较为成熟的抑制低频振荡的措施,是负阻尼机理的应用。其基本原理是在自动电压调节AVR的基础上,附以转速偏差w,功率偏差Ap,

频率偏差Af的一种或几种信号作为附加控制,产生与w同轴的附加力知,增加对低频振荡的阻尼,以增强电力系统的动态稳定性。PSS基于系统在某一平衡点处的线性化设计,针对性强,但是在大电网运行环境下会存在下列两方面的问题;(1)PSS的参数只针对电力系统中某一较狭窄的振荡频率有较好的抑制效果,系统运行状态发生变化时,PSS可能会偏离最佳运行点,控制效果明显减弱。(2)在多机系统中,传统PSS输入只限于本地信息,故存在着多台PSS选址和参数协调问题。

4.2 FACTS装置

灵活交流输电(FACTS)装置,主要包括可控串联补偿装置(TCSC)、静止无功补偿装置(SVC)、静止同步串联补偿器(SSSC)、统一潮流控制器(UPFC)等。研究表明,SVC,STAT-COM等具有电压控制功能的FACTS器件在纯粹进行电压控制时基本没有提高系统阻尼的作用,应增加附加控制器来实现阻尼控制。而TCSC、SSSC等器件在处于恒功率控制时本身就具有阻尼的作用,应优化控制参数以更好的实现阻尼a

随着研究的深入,考虑了自适应参数、非线性控制的FAC-TS元件控制器开始受到关注,文献[10]提出以降低区域间振荡能量为控制目标的阻尼控制策略,设计出的附加在SVC上的自适应模糊控制器能依据模糊规则自适应地对控制参数进行调节,实现对区域模式振荡的有效抑制。

WAMS和PMU的应用,使得系统内区域间发电机功角、频率和母线电压向量以及线路功率变化的实时监测成为可能,为各FACTS装置见参数的协调设计和控制提供了新思路。

5、展望

本文综述了电力系统低频振荡产生的机理,分析方法和抑制措施,认为低频振荡领域还有以下问题有待深入研究:

低频振荡现有的各种机理解释不能通用解释各种情况下的低频振荡现象,应当在数学等基础学科发展的基础上,进一步完善现有理论并发展新理论。

PSS参数的优化已经做了大量的研究工作,而多机系统下PSS安装位置的研究则相对较少,有待深入研究。

发展智能PSS,保证大电网运行情况下控制的鲁棒性。

随着FACTS技术的发展,FACTS装置的大量应用,FAC-TS装置之间参数的配合以抑制低频振荡也是个值得研究的问题。

参考文献:

[1]倪以信,陈寿孙,张宝霖.动态电力系统的理论和分析[M].北

京:清华大学出版社:,2002.

[2]邓集祥,刘广生,边二曼_1氐频振荡中的hopf分歧研究[J].中

国电机工程学报.1997,17(6):391-394.

[3]薛禹胜,周海强,顾晓荣.电力系统分岔与混沌研究述评[J].电

力系统自动化,2002,26(16):9-15.

[4]Chiang H D,Liu C W:VaraiyaP P,et al.Chaos in a simple

power system[J].IEEE Trans on Power Systems,1 993,8(4):

1407..1417.

[5]叶红权,林涛,黄涌,等.改进型Prony算法在电力系统低频振

荡波形分析中的应用研究[J].华中电力,2008,21(2):1-4.

[6]刘溟.互联电网低频振荡分析及其对策的探讨[J].华中电力,

2002,1 5(43l:14-17.

[7]律方成,王亚玲,杨以涵,等.TCSC阻尼系统低频振荡的控制

策略分析[J].电力系统自动化,1998,22(7):23-26.

[8]杨晓东,房大中,刘长胜,等.阻尼联络线低频振荡的SVC自

适应模糊控制器研究[J]。中国电机工程学报,2003,23(1):

55-59.

[9]张俊芳,蔡什程,康明才,等.统一潮流控制器抑制低频振荡的

研究[J].南京理工大学学报,2007,3l(4):453-457.

[10]Aboul Ela M E,Sallam A A,McCalley J D,et a1.Damping

controller design for power system oscillations using global

signals[J].IEEE.

[l]Chaudhuri B,Pal B C.Robust damping of multiple swing

第9篇

关键词:电力系统 PMU 状态估计

1 同步相量测量技术(PMU)概述

基于GPS技术的PMU系统在电力系统中主要用于数据测量,以提高电力系统状态估计的精度及进行相关的保护、监测和控制研究。PMU技术大概自1995年引入中国。最近几年,本国南北几大电网系统对于PMU技术的研究和应用持续跟进,部分电网结构已有PMU配置计划成功应用的案例。在实际监测活动中,经PMU测得的电压幅值和相角精确系数大大提高,可广泛应用在电力系统的状态估计、电力试验、动态监测、潮流计算、区域稳定控制、暂态稳定分析和预测、系统保护等专业领域。

2 PMU基本原理

PMU基本功能是通过GPS信号同步测量和分析电流、电压数据,提供相位、幅值和频率信息。通过从GPS系统中获取的高精度授时信号进行电流、电压的采样,然后通过采样数据确定相量,通过离散傅立叶变换求得基频分量,继而实现对电力系统各个节点数据的同步采集。在电力系统实际运行过程中,若将PMU同步安装在各个节点上,即可实时检测整个系统的运行情况。相量、相角、幅值应该同步测量,测量相角时可借助GPS的时间传递功能获取精确的时间,以规避时间误差。GPS接收器以秒为计时单位,可提供间隔为一秒的脉冲信号1PPS,通过GPS获取的时间信号可精确到1微妙。对于50Hz的工频量来说,其相位最大误差为0.018%,基本能满足功角测量的要求。

3 PMU在电力系统中的应用

PMU目前主要应用于电力系统的状态估计、动态监测和暂态稳定分析上。这一小节主要介绍PMU在动态监测和暂态稳定这后两个方向中的应用。在状态估计中的应用,将在下一章中着重介绍。

4 PMU在动态监测方面中的应用

按照动态监测的现实要求,应建立一套相对完善的动态监控系统,以便在线实时了解电力系统的实际动态行为,同时基于系统提供的动态数据综合分析系统的稳定性。由此可见,供电网络动态稳定监控主要通过PMU的广域同步动态测量功能实现,这是PMU动态监测功能备受业界青睐的一个主打优势。关于此特点,业界根据同步相量测量技术精髓研究出线路参数计算方法,均是在已知线路两端同步电压和电流的情况下,经计算获得线路各序参数,或者特性阻抗、传播参数、单位长度电感及电容等。

WAMS系统由PMU子站和主站构成,而子站通过电力数据网把自己得到的数据信息传送到主站,籍此PMU主站根据传送来的信息完成一系列的计算控制。PMU子站测量采集到的模拟量和快关量,生成带时标的同步相量数据。而主站设在省调度中心。

原理分析:将PMU装设在电网系统中,对母线电压和线路电流进行三相交流采样,结合相量算法通过计算求得正负零序相量、功率和频率,对于发电厂还获得机组的内电势相量,继而参考GPS的时间信号为相量数据设定时标,同时并基于共同的接口协议打包处理这些测量数据,再将其传输至数据中心进行同步处理和储存;系统惯性中心角度,以及各母线、各机组的相对相角可在数据中心通过计算得出;最后,通过固定的应用程序实时评估所测得的数据信息,继而综合评价动态监视电网是否稳定可靠,或进行离线分析,为系统的优化运行提供数据,进一步与电网控制结合起来,能提高电网的安全稳定水平和传输能力。

5 PMU在暂态稳定分析上的应用

传统暂态稳定性分析广泛应用的是等面积法则,这种方法原理简单,计算速度快,但在实际应用中存在着一些问题和局限,如:等面积法则中的等效机械功率Pm需考虑功率输出侧发电机出力和该侧实际负荷的波动情况,而系统的运行情况复杂多变,具有一定的不确定性;另外,线路参数也存在着许多不确定因素等。PMU能够提供传输线两侧电压相角的同步采样值,从而为等面积法则的应用创造了有利的条件。而对于另外两种方法:数值积分法和模式识别法,相应的文献也提出运用PMU接入,实现了算法的高精度和时间节省。为暂态稳定分析带来了新的思路,也使基于PMU的暂态稳定控制成为研究的热点。

6 PMU在状态估计中的应用

电力系统状态估计是通过数据采集及监控系统(SCADA)得到的实时测量和伪测量数据以求解非线性方程组的迭代方法求得系统状态变量(母线电压的幅值和相角)的最佳估计值,通过对可疑数据的检测剔除违法数据,同时通过计算求得支路潮流。它有助于规避随机干扰造成的错误信息,以确保系统运行状态判定结果客观准确。PMU接入电力系统中,为状态估计带来一种新的思路。

7 PMU引入状态估计

PMU引入电力系统状态估计的中心思想是:在状态估计中引入常规的有功和无功潮流、相角量以及节点注入量测量数据,最大限度的发挥PMU的量测功能,以改进状态估计的性能。目前PMU在电力系统状态估计中的应用模型大体主要有三种模型,即线性估计模型,非纤细估计模型,线性估计模型和非线性估计结合模型。

8 线性估计模型

Phadke在《StateEstImationwithPhasorMeasure-

ments》疑问中推导出了全部电压相量和电流相量均可测的条件下,对电压相量的状态估计表达式进行计算。但由于目前PMU不可能大规模接入电力系统中,有必要考虑当PMU装置在电力系统部分点安装使得系统可测时的整个电网电压相量发状态估计值。

9 非线性估计模型

非线性状态估计模型即基于SCADA量测新增PMU量测功能,以达到改善状态估计性能的目的。由于量测采用非线性量测方程,因而状态估计方程必须迭代求解。当前,部分状态估计仅仅考虑了PMU量测量所包含的节点电压相量量测,而忽视了PMU量包含的另一项支路电流相量量测,以致状态估计结果有失客观。而目前电压幅值量测已在状态估计中成功应用,而电压相角量测则已成为状态估计中的关键点。

一般来讲,利用电压相量量测量可通过三种形式完成:①节点绝对相角的利用:布设PMU相角量测的参考节点,将另外的PMU节点相角量测和参考节点相角量测的相角差作为这个节点的电压相角量测。②节点相对相角的利用:PMU相角量测无需布设参考节点,只需计算PMU节点电压相角量测的差值,以此作为节点相对相角量测来应用。③节点相角的等效变换:即以其他量测形式替换节点电压相角量测方式。该方式不仅操作要求复杂,而且必须兼顾两种参考节点相互协调的问题,因此笔者不建议推广应用。

PMU量测值的加入可以提高量测冗余度和网络可观测性,改善状态估计精度。另外PMU量测的严格同步特性也有助于改善SCADA量测不同步对状态估计的影响。但也同时丧失PMU时间优势。

10 线性估计和非线性估计结合模型

线性与非线性估计模型均以消耗功率量测或PMU量测为前提进行量测,因而有学者大胆尝试将线性与非线性估计模型有机整合,以充分发挥两种模型的量测作用。具体来说,即先通过SCADA量测进行非线性估计,然后基于非线性估计结果以及PMU相量量测实现线性估计。这种混合型状态估计无需彻底改造原状态估计系统便能使PMU量测的线性特性最大限度的发挥,也就是相当于估计两次,因而需要大量的计算作为基础。相关文献有涉及此类问题。

11 结论

本文首先粗略介绍了PMU的原理和硬件组成,并引出PMU在电力系统中的三种应用:在电力系统状态估计中的应用,在暂态稳定中的应用和在动态监测方面的应用。但是由于篇幅有限对于后两种应用并未详细阐述,仅仅是大概介绍原理和应用理念。

对于PMU在电力系统状态估计中的应用,本文首先介绍传统状态估计的原理和一般推导公式。在此基础上,引入PMU,根据状态估计中对PMU量测值的使用不同分为三种应用模型:线性估计模型,非线性估计模型,线性估计和非线估计结合模型。以此介绍其应用思想。

总之,PMU的出现为电力系统的分析和控制提供了新的研究思路和进一步提高实时性的可能。但是PMU在电力系统中的应用不仅限于这三个方面,可能在其他方面的应用更具有研究价值,需广大科技工作者努力。

参考文献:

[1]于尔铿.电力系统状态估计[M].北京:水利电力出版社,1985.

[2]谭学清,李光熹,熊曼丽.直角坐标形式混合法状态估计[J].电力系统自动化,1997,21(12).

第10篇

关键词:风险控制理论;风险评估;电力安全管理;电力风险;电网运行 文献标识码:A

中图分类号:TM712 文章编号:1009-2374(2015)35-0180-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.089

随着国内外经济的迅速发展,国民经济与人民生活愈加依赖于电力系统,当今社会,电网运行的安全性、稳定性与可靠性直接关系着经济发展与社会正常运行,在电力产业规模不断增加、电网结构日趋复杂的形势下,对电力系统自身的安全管理显得尤为重要。电力系统安全管理具体涉及到电网安全、电力设备安全与员工及其他人员人身安全三方面,从事电力系统研究的学者专家与实际生产中的一线工作管理人员也多从以上三个角度来优化管理工作。在当今电力企业中,建立更为行之有效的管理体制、新技术的引入、更加规范企业内部人员操作技能与规程、员工定期培训等方式,都在一定程度上提高了安全性,保证电网更加安全稳定运行。而随着信息化与智能化时代的来临,面对越来越复杂的电网运行环境,深入了解与掌握当前电网所可能面临的风险,对风险的概率进行评估,并针对潜在风险提前采取一些有效防控与管理措施,从而降低风险发生的概率,对提高电力系统安全性与降低人身事故概率等方面都有着重要意义。本文从当今国内电网安全风险原因及识别、电网风险管理工作重点及风险评估引入等方面,探究风险管理在电力安全管理中日趋重要的作用,对相关领域有一定的指导意义。

1 电力系统风险成因分析

我国幅员辽阔,各地的特点鲜明,故不同地域下电网表现出的风险隐患可能不尽相同,而通过对我国南网及国网某些重要区域电网安全运行的分析,认识到其中一些共通的潜在问题,具体有:

1.1 电网结构问题

由于地市传统建设及规划并不均衡,且没有考虑到城市发展与电力负荷分布及增长特点的关联性,使许多地区电网结构布局及负荷分布不科学,在某些情况下,一些地区极易发生大规模停电事故。

1.2 电力设备自身风险

电力设备在设计、制造、原材料或生产安装等环节都有可能出现质量问题。而受负荷、外部环境及器件老化的影响,设备都可能出现问题,进而影响电网整体运行。

1.3 外部环境风险

外部的环境问题现已成为电力系统安全管理的重要侧重点,其防控与治理难度都相对更大。近年来全国极端天气增多,暴雪、暴雨、雷击、大风、雾霾等严重影响着输电线路的可靠运行。而类似于电缆隧道等基础性电力设施,由于部分建设年代较为久远、标准较低等问题,造成现在结构产生了保护层脱落、钢筋漏出甚至部分坍塌等现象,都严重影响了线路安全。

1.4 电力系统体制机制建立不完善

从系统整体看,首先,有些职能的划分并不清晰,尤其是一些行业管理机构与监管部门在一些领域存在交叉监管问题与遗漏管理问题;各部门间往往仅落实自己单方面的职能,虽然使其工作能高效有序进行,但缺少了内部联动机制,使需要协调配合的区域有一定的发展限值,从而构成了一定的安全隐患。其次,随着电网结构的扩张,使电力企业的巡线护线工作变得更加复杂困难,全范围、全时段的不间断巡视机制并没有执行到位,间断性的巡视工作加重了部分地区的安全隐患。最后,电力企业的职能效力有限,对某些运行隐患只能进行提醒与告诫,并没有真正的执法权,从而并不能有效保证电力安全。故电网企业与市区政府的联动机制应继续加强,使治理工作更加深入与高效。

1.5 外力破坏电网设施问题

电力系统遭到人为等原因破坏的现象至今仍十分普遍。首先,类似在电力设施保护区进行施工作业、占地建房置物、汽车撞杆、偷窃电缆等电力设施及进行其他活动等现象屡见不鲜,其是引发电力运行故障及引发停电等问题的主因。其次,类似老鼠等动物啃咬及攻击电缆等现象也时有发生。针对此类问题的防控是电网安全管理的重要部分。

1.6 电力应急预案操作性有待提高

我国对突发事件的应急管理整体处于起步阶段,且近年来的大规模停电现象发生次数较少,电网运行也较为稳定。故电力应急等预案仍处于常态的应急处置模式,操作性过于简单与理想化,并无较强的针对性,使在真正发生问题时的风险性增强。类似于2008年冰灾导致的大停电,海南大停电及近年的深圳市发生的较为严重的停电之后的处理办法,都不同程度地说明电力企业对应急预案的规划有待提高。

2 电力企业风险管理的工作重点

加强供电公司风险管理工作,对电力企业及社会整体的发展都有重要意义。针对风险管理工作,电网已经开展并逐步深入多项工作,并在实施中已突显成效,具体有以下六个方面:

2.1 对电力系统运行进行风险评估

电力系统风险评估在近年的电网安全管理工作中占有愈加重要的地位。其对电网的运行状态进行判断、分析与评估,并借此掌握电网运行的安全隐患,进而给出针对性的防治措施。其主要围绕电力系统设备运行状态、电网外部环境及内部员工管理制度等方面进行评估,给出风险级别,并结合保电范围及特点给出相应的治理保障措施。其对消除电网隐患、保证电力系统正常可靠运行都有着重要价值。

2.2 优化电力系统运行方式

电力系统负荷不断变化,当负荷超载时,需要更加做好电力调度工作,合理分配疏解负荷,尽量防止因电网过载超载而造成的电网解裂甚至更大规模的垮网现象。故随着各地区负荷特性及电网运行状态,合理优化调度方式,仍是电网安全管理的主要措施。

2.3 对运行隐患进行排查治理

针对运行隐患的排查,其一,在调度侧利用高新技术,对电力设备的运行状态进行在线动态监测,通过对实时数据的分析判断安全隐患;其二,通过视频监控、电子脉冲围栏等技防监控装置对电力设施进行全天候远程安全防护监控;其三,加强电网运行外部排查力度,利用专业巡线及执法人员对运行外部环境进行监督,重点排查违章机械作业及施工等现象;其四,利用互联服务联系广大电力用户及群众,对其反映的电网问题及隐患引起重视并及时处理;其五,加强与地市政府之间的联动关系,借助其行政与执法力量,进一步加强对安全隐患的快速治理。

2.4 对相关管理制度与规范的进一步完善

电力企业需要结合自己的地域特点及功能性质,以专业化管理的角度,依据国家与地区的政策法规,不断探索,完善、规范与细化适用于自身的管理规定与管理方法。类似于风险评估规范、技防安防规范、安全生产规范、工作操作规范、隐患排查规范等制度,需要在专业的研究与实际的工作中,进一步完善与落实,并不断加强执行力,杜绝违规操作等行为的发生。

2.5 进一步落实及完善突发事故应急预案

电力企业需要对人防、物防、技防“三防”措施进一步落实,加大资金与人力的投入,构造更为严密的安防体系,进一步预防电网安全事故的发生。对大型的突发事故,继续从专业角度及地区特点完善应急预案,并在企业及系统内部进行针对性的模拟实操,提升应急队伍的事故反应及处置能力。

2.6 加强对电力用户进行安全教育及落实风险防控措施

对电力用户,尤其是对大型重要电力用户的内部安全教育与安全隐患检查,是新一阶段的重要工作任务。通过对其进行电气设施定期检查、安全试验及编制预案等工作,将电力用户所存在的问题及整改措施以报告形式进行反馈,并督促其整改工作,对电力系统的整体安全都有着重要作用。

4 结语

电力系统的风险理论对深入了解与掌握当前电网所可能面临的风险并针对潜在风险提前采取措施有着重要作用,结合当今风险评估工作,对电力系统的安全管理工作都有着十分深远的意义。也需要今后电力企业不断加大投资与研究力度。

参考文献

[1] 罗凌霄.浅谈电网安全风险管理[J].电源技术应用,2013,(8).

[2] 张勇.完善电力安全管理长效机制的研究与实践[J].中国新技术新产品,2012,(22).

[3] 万有胜.新形势下电力安全生产管理思考[J].通讯世界,2015,(9).

[4] 高萍,于克栋.电网企业安全风险管控体系的构筑

[J].中国石油大学胜利月报,2012,(1).

[5] 曹云,徐卫亚.系统工程风险评估方法的研究进展

[J].中国工程科学,2005,(6).

[6] 侯慧,尹项根,游大海.基于风险分析矩阵的电力系统风险评估[A].2008全国博士生学术论坛电气工程论文集[C].2008.

[7] 陈永进,任霞,黄雯莹.考虑天气变化的可靠性评估模型与分析[J].电力系统自动化,2004,28(21).

[8] 陈曦.基于风险理论的电力系统静态安全性评估方法研究[D].华中科技大学,2012.

[9] 张丽英.基于风险管理理念的电网安全管理研究[D].华北电力大学(北京),2004.

第11篇

1 智能配电网大数据理论 

随着信息技术的发展,电力系统也在不断地走向智能化发展的道路,智能的变电站、智能的电表,以及实时性的电力监测系统都在不断地涌现,共同组成了一个智能配电网的大数据应用时代。智能配电网融合了大量数据信息,使电力系统能够自动化、智能化发展,根据数据信息的来源情况的不同,能够将智能配电网中的大数据分成电力系统发电数据、电力系统运行的数据和电力系统外界的数据,所有数据共同作用,保证了智能配电网的正常运行。 

智能配电网大数据的特点有很多,其中有数据的来源非常广的特点,而且各数据之间的关系比较复杂,数据间的结构多样变化,而且数据生产的速度非常快,这些都是智能配电网大数据的特点。根据智能配电网大数据的特点,使得智能配电网大数据的体积十分庞大,信息量十分丰富,不过智能配电网中大数据的处理过程变得十分困难,智能配电网中的数据主要来自各相关配电的设备、智能的电表,或者说是机动汽车内的GPS系统[1]。不同数据之间的生产方式也不尽相同,随着智能配电网大数据系统的不断发展与应用,许多的数据还可以由图像、视频和语音等不是文本型的数据构成,所以需要寻找适合各种数据管理的大数据应用技术。 

2 智能配电网大数据应用需求分析 

在我国智能配电网大数据的整体应用需求分析中,电力系统的正常运行工作、用电策略的营销工作,以及社会互联网信息的数据管理,都可以产生许多的应用需求,从而促进新技术手段的产生,还可以优化电力系统的运行方式,进而降低了电力系统管理的成本,对提升电力企业的经济效益具有重要意义,与此同时还能够有效地提高电力系统的综合服务性水平。智能配电网大数据应用中主要包括了配电网的运营以及整体规划服务,并且对客户的用电进行了相应的服务和管理,这些对大数据的应用需求必须要涵盖各电力系统运营环节中的信息数据,还有客户的用电数据以及电力营销数据的信息等,综合管理智能配电网中供电环节的所有数据,可以在最大程度上发挥大数据的价值[2]。电力系统和用电用户都是重要的组成部分,电力系统内部要不断地提高综合管理水平,加强对用电客户的服务性水平,通过对用电数据的总结可以让政府了解到当地的经济发展情况,从而为电力系统发展提供更多的政策扶持,对电力系统进行合理的规划发展,加强分布式电源的接入,对充电设备进行合理的布局规划等[3]。 

3 智能配电网大数据应用场景分析 

3.1 用电行为分析 

智能配电网大数据的应用场景之一是针对客户的用电行为进行分析,了解客户的用电模式,深层次地了解到客户的用电行为产生的具体原因。首先要对收集到的用电数据进行聚合管理,使用数据收集、储存以及大数据处理技术,整合客户的用电数据,还要考虑到客户的服务性数据等,综合考虑当地的人口、地理、以及天气环境数据的收集,将所有的数据统一地综合为一体,思考各数据之间的内在联系。下一步对客户用电的行为模式进行分析,总结出客户的用电规律,对客户的用电负荷、用电电量、电费情况,以及当地的电价价格数据建立一个综合性的用电行为系统模型,在不一样的专业视角上面,整体而又全面性地刻画出客户的用电行为模式,综合利用各数据信息技术论文,将用电行为相类似的客户综合起来,加强了对客户用电行为模式的理解[4]。 

3.2 用电行为理解 

正因为影响客户用电行为的原因有很多,需要综合考虑时间上、空间上以及客户的用电类型上的区别,因此可以深度讨论各数据因素与客户用电行为之间的内在联系。在深刻地了解客户的用电行为后,可以科学地掌握客户的用电规律,进而对客户的用电需求进行管理,下一步可以对用电负荷进行预测,对智能配电网的运行管理具有重要意义,了解客户的用电需求,可以为客户提供更好的配电服务。 

3.3 用电负荷预测 

对用电负荷进行预测在智能配电网大数据的应用管理中具有重要的意义,负荷预测是整个智能配电网用电调度计划、配电市场交易、智能配电网规划的重要基础,与此同时,负荷预测为智能配电网的运行管理和智能配电网的整体规划等提供了数据依据,可以说,负荷预测直接关系着智能配电网的安全运行,负荷预测可以影响到智能配电网规划当中所有的配电电源的安全布置点,还可以对配电目标网架的整体结构和规模进行调整。因此,在智能配电网大数据应用的场景分析中,有关专家和学者还可以建立一个新型的负荷预测模型,从而提高负荷预测的精度。用电负荷的变化是具有一定的周期性的,但是这种周期性又受到其他数据的影响制约,而且用电负荷本身也有着不断变化的特点,从而使得负荷预测的精确性存在一定程度上的误差,在智能配电网大数据应用的环境背景下,配电电源的形式变得更加多样化,电力系统和用电客户之间可以互相控制并且进行互动管理,提高了负荷预测的可能性[5]。

负荷变化规律是提高负荷预测的主要手段,而负荷数据是基础,负荷数据主要分为实时性的负荷数据和历史性的负荷数据,而实时性的负荷数据是当时电力系统电量负荷的实际值,而历史性的负荷数据则是指电力系统负荷中的历史数据值,通过对历史性的负荷数据来研究负荷的变化趋势,对于客户的负荷数据,可以分别进行研究分析,通过对负荷数据的分析可以更好地掌握负荷的需求量以及负荷的变化特点。 

而天气变化的数据也可以影响到客户的用电行为,在负荷预测管理中,还要综合考虑天气变化的数据,天气数据通常包括当地的气压、湿度、温度、风力以及降雨量,将天气数据与负荷预测结果进行分析,而除了天气数据外,人口数据以及市场经济的变化数据都可能会对负荷预测的结果产生数据影响。根据负荷数据预测的对象不同,可以分为系统负荷预测、母线负荷预测以及空间负荷预测等,而按照预测时间长度的不同,还可以分为短期、中期和长期负荷预测。智能配电网大数据应用的场景分析中为负荷数据、气象数据以及地理信息各数据建立了不同类型的模型,通常采用大数据分析和预测的方法,进而对智能配电网大数据负荷进行预算管理,将负荷预算的结果应用到智能配电网的规划当中。 

3.4 智能配电网运行情况的评估 

以大数据技术在智能配电网中的应用为基础,可以对智能配电网进行安全性的评估,对发电的频率、各环节点的电压水平以及主要线路的负荷水平进行评估管理,考虑智能配电网供电的容载比,从而提高各线路间负荷的转移能力,当出现供电不足的情况时,要根据负荷的能力来改变电压负荷,进行甩负荷管理。在对智能配电网的可靠性管理评估过程中,可以对配电网各方面的综合因素进行考虑,改进了负荷点的故障率,减少了电力系统停电的频率,并对电压的波动以及闪变等情况进行了调整,实现了大数据在智能配电网应用场景中的探索工作。 

4 大数据在智能配电网的应用前景 

大数据在智能配电网的应用中具有非常广阔的发展前景,用电预测以及协同调度方面都可以影响智能配电网的发展前景,精确的用电负荷预测对智能配电网的发展规划具有重要意义。要在未来的发展规划里,进一步完善并规划智能配电网的数据管理体系,完善数据一体化应用系统,并且要加快提高智能配电网大数据的数据质量以及各数据之间的融合程度,从而扩大各数据之间的融合范围,在智能配电网的在其他方面共同开展大数据应用[6]。 

综合智能配电网各方面大数据的应用需求,构建适合智能配电网的大数据应用框架,结合电力系统内部和外部的所有信息数据,建立智能配电网数据系统, 在大数据处理中,整合数据的储存、整体和分析工作,使得大数据系统中的数据保存具有一定的安全性,使大数据支持智能配电网中的各项应用。 

5 结语 

智能配电网是大数据应用的重要场景,随着智能配电网的不断发展,有大量数据需要监测管理,尤其是客户的用电行为分析和理解以及负荷预测的数据监控,如何处理这些监测到的数据已经成为了智能配电网大数据应用管理的主要内容,科学采用大数据应用技术,可以提高电力系统的发展水平,进而提升整个电力系统的经营效益,针对大数据在智能配电网中的应用需求,设计合理的应用场景,使智能配电网的发展前景变得更加广阔。 

参考文献 

[1] 王继业,季知祥,史梦洁,等.智能配用电大数据需求分析与应用研究[J].中国电机工程学报,2015,35(8):1829-1836. 

第12篇

关键词:继电保护;紧急控制系统;互联电网安全防御能力

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.236

0 引言

经济的发展使得人们对电力的需求与要求越来越高,互联电网被应用到实际的电力运行当中,西电东送等工程都是在互联电网的基础上实现的。为了保护运行的顺畅与安全,必须对互联电网的安全防御能力予以关注。继电保护以及紧急控制系统是提高电网防御能力的重要手段,需对这些技术手段进行不断的创新与改革,才能适应不断变化的现实环境。因此,对相关问题展开探究是十分必要且重要的。

1 当前继电保护与紧急控制系统发展的基本现状

继电保护是我国传统的电路保护方式,最原始的继电保护装置为保险丝,它适用于小型的生活电路。随着社会经济的发展,互联电网产生,西电东送等都是在互联电网的基础上实现的,这类电网规模较大,无法利用保险丝进行保护,因而电磁感应保护装置产生并被应用到实际的继电保护工作中。为了提升电路保护的全面性与有效性,近年来系统保护程序与保护装置被联合应用到继电保护当中,共同组成继电保护装置。

由于电力需求的不断增加,电网改革势在必行,但是在改革的过程中存在着较多的阻碍与挑战。虽然紧急控制系统与继电保护都被应用到了电路保护工作中,但是紧急控制系统在排除与清除故障的过程中,故障设备会将自身的功率向其它设备转移,这使得正常设备的运行功率被提升,整个系统难以有效运行。同时在清障的过程中,有可能产生其它障碍对正常系统造成阻碍,障碍的反复出现极有可能导致电网发生瘫痪等大面积的故障问题,电力系统无法稳定运行。而继电保护装置自身并不具有处理故障的功能,它必须以紧急控制系统作为辅助。因此,加强研究紧急控制系统与继电保护是十分关键的。

2 加强继电保护与紧急控制系统研究的关键点

2.1 对内部电力元件的影响予以消除

在整个电力系统的运行过程中,电流可能会对部分区域内部的电力元件造成不良影响,继而影响整个系统的运作,因此应当采取有效措施对这些不良影响予以消除。常用的措施有两种,第一,可以直接切除受影响较大的电力元件;第二,可以通过必要的控制手段对影响予以消除。这两种手段均能够对影响予以抑制,避免其扩大以致影响整个系统。

2.2 关注供电设备的故障问题

电力运行的过程中,供电设备会不可避免的出现一些故障,为了提高系统运行的安全性与稳定性,电力企业应当及时找到故障点并对其予以必要的处理。可以直接切除故障元件,最大程度的保证供电能力的充足以及设备完整。如果出现供电能力缺失的情况,工作人员可以在故障设备自身的传输接口位置处理相应的故障,这能够避免其它设备受到故障的进一步影响。

2.3 尽量降低系统成本

紧急控制系统以及继电保护的相关研究工作需要必要的技术与资金支持,无论是电力系统管理还是故障处理工作也都需要较多的资金投入。但是电力企业的经营往往以经济利益作为主要追求的目标,二者是具有一定的矛盾性的,因此为了保证研究的顺利进行,研究人员应当立足实际,尽量将系统研究成本以及故障处理成本降到最低,保证系统运行的规范化与合理化,提高系统资源的有效利用率。

2.4 对安全隐患予以关注

在互联电网内,如果多个区域都出现了电流影响元件的问题,则应当综合考虑各区域的实际情况,然后在同一时间采取措施积极应对问题,使影响能够尽快被消除。如果影响不能被及时消除,那么为了避免出现严重的安全隐患,工作人员需对解列程序予以恢复,保证系统的相对独立性,逐步消除各个影响,使系统能够恢复稳定运行。

3 提高互联电网安全防御能力的主要途径

3.1 对继电保护予以创新

继电保护是电路保护的必要基础与前提,应当保证继电保护装置具有较强的相对独立性以及较高的安全性,能够自主对故障予以必要的检查与处理。继电保护应当进行必要的创新,首先,应当对后备保护装置进行研究,使其能够在力元件中安装;其次应当研究适用于高等级电压电路保护的继电装置;最后,还应当开发能够在故障处理结束后保护电力系统的继电保护装置。

3.2 加强对安全参数测量的相关研究

工作人员应当及时测量紧急控制系统中的各项安全参数,从而有效预测故障处理后系统整体的运行状态,保证清除故障后,系统依然能够在全运、稳定的状态下运行。如果测量发展系统中存在问题,工作人员要及时采取措施改善系统运行状态,避免出现故障处理后,供电效率大幅降低等问题。

3.3 设计智能解列系统

如果紧急控制系统或继电保护都难以及时处理系统故障,互联电网就可能呈现出失衡的状态。为了改善这一状况,应当设计智能解列系统,对互联电网予以必要的分解处理,各个解列系统应当具有功率平衡的调整,避免系统出现瘫痪或崩溃等严重情况。解列系统受智能技术控制,能够对互联电网起到必要的保护作用,避免因功率变化而导致的电网运行故障的发生。

3.4 加强全面的网络保护

继电保护的对象较多,包括变电器、电力元件以及整体线路,因而在处理故障的过程中很有可能出现功率转移等情况,一旦设备的运行功率比额定功率要高,就可能导致电网整体出现问题。因此,应当针对互联电网开展全面的网络保护,利用信息技术进行保护控制,以提高系统运行的稳定性与可靠性。

4 结语

紧急控制系统与继电保护对维护电力系统的运行来说有着极为重要的意义,随着互联电网的发展,相关系统已经难以满足电力运行保护的实际需求,因此应当对其予以深入的研究,使其得到创新与发展。在研究中既要关注技术的创新,也要关注对成本的合理控制。

参考文献:

[1]刘水根.加强继电保护与紧急控制系统的研究[J].中国科技财富,2011(24).

[2]罗兴忠.加强继电保护与紧急控制系统的研究提高互联电网安全防御能力[J].低碳世界,2013(14).