电网智能节点方案

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1、电网广域监控分析仿真节点技术方案=============================================一．背景近年来，世界主要发达国家相继开展了智能电网相关研究工作，国内外智能电网技术快速发展并得到广泛应用，电网向智能化方向发展已成为必然趋势。随着电网公司现代化电网建设运行管理的进行，新技术、新设备的推广应用工作，大量科研成果已转化并广泛应用到实际工程中，为建设统一坚强智能电网提供了坚实的技术支撑和设备保障。但距智能电网发展要求还有一定差距，主要表现在：1.电力系统运行特性日趋复杂，对电力系统的稳定性要求越来越高，

2、安全控制难度不断加大。长期沿用的基于局部信息的电力系统分析和控制手段，将难以满足超大规模电网的安全稳定运行要求。必须要扩大安全分析与监视的范围，把握电网全局信息，及时准确掌握电网实时动态。2.经济调度，节能调度和精细化管理要求日益提高。现有依赖人工安排的计划制定模式无法满足精益化管理要求。必须要调度计划平台，包括母线负荷预测，考虑安全约束的经济调度等功能。3.自然灾害的预防4.技术支撑系统已初具规模，但对业务变化的快速反应能力亟待提高。传统电力系统安全性研究基于可靠性理论和还原论的基础，已经无法解释连锁性大停电事故发生机理，更无法给出

3、防止和抑制这类事故发生的全面解决方案。现代电网安全性理论认为，现代大电网复杂性网络固有的自组织临界性特征的动力学行为引发一系列的，复杂的，不可预测的和无序的混沌状态的爆发。原先从上至下建模和控制方式的数学方法，已经不能处理这个相互之间即具有依赖性，连通性，又具有复杂性网络特征的大系统。电力系统的复杂网络无标度特征和自组织临界性，是事故内在动力。利用电网自组织临界性特点，同当前发展的广域测量系统及原有的SCADA系统相结合，建立实时的电力系统动态模型，从而监测电力系统距出现自组织临界性临界点的安全域值，进而采取适当措施降低系统风险。这种

4、方式对于从总体上研究电网连锁性故障的机理，预测各种规模停电事故的信息，最终找到缓解和预防大停电事故的方法和途径具有重要现实意义。传统的仿真系统基础是还原论思想方法，在分析电力系统动态行为时先建立系统中各元件的详细数学模型，通过方程式表述，将系统描述为巨维的微分-代数方程组，再应用计算机仿真技术得到系统的解。但在应对复杂电力系统连锁反应事故和大停电机理系统动态行为方面不确定性日益增多，这种以还原论为基础的分析方法已经无能为力，很难揭示系统整体的动态行为特征，暴露出明显的局限性。同时随着电力系统规模不断扩大，网络节点数目不断增加，传统方法

5、在计算能力和计算精度方面的局限性也越来越明显。更重要的是，怎样识别一个不太严重的故障是否会引发电网的连锁崩溃这样的问题，能够揭示故障传播机理，才真正是防止大停电事故必须解决的一个关键问题。而传统还原论的分析方法并不能从电网整体特性上去分析故障传播的机理。针对基于还原论仿真系统不足，应用复杂性科学理论研究电力系统动态行为从系统论的观点出发，提供了全新的视角，有助于我们从整体上把握电力网络复杂性，并讨论相应的动力学特性。但复杂系统理论方法是在忽略系统动态的细节场景上求得对系统整体行为的把握，仅仅依靠复杂系统理论方法难以获得系统整体动态行为

6、的真实描述，也难以指导连锁性故障的实际防治策略。以PMU为基础的广域测量系统作为智能电网重要支撑技术，能够实时地反映全网系统的动态变化，作为电网动态实时监测的新技术和重要手段，在状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护及故障定位等方面获得重要应用。合理配置和充分利用同步相量信息，对构筑新一代电网安全防卫系统，特别是防止大停电事故的发生,维护电网的安全稳定运行起到了重要的作用。但WAMS至今还没有像预期那样广泛应用于稳定分析和控制的主要原因是：1.PMU采集的相量信息的利用缺乏突破，数据挖掘工具仅限于傅立叶变换和Prony

7、分析，缺乏可行的方法来求取实测轨迹的稳定裕度。2．缺乏将WAMS与数字仿真结合的理论及思路3.WAMS通道的可靠性及其时延的不确定性。一．目标开发低成本高性能的监测分析仿真节点，在电网系统内广泛部署，应用创新的全域超实时仿真思路，为WAMS提供底层支撑，用于实现：1．输电线路状态监测①输电线路暂态和动态行为监测，采集电压，潮流（输电线路和变压器是否过载，区域间潮流转移是否越限），局部频率，ACE指标，时间偏差（一定时期内，时间频率和额定频率累计）等信息。②微气象在线监测，获得空气温度，相对湿度，风速，风向等信息，并采集线路覆冰，舞动及

8、弧垂视频图像。2．分布式在线分析在监测基础上实现分布式实时处理，在线状态估计，在线参数辨识与动态监视、模型验证及故障定位等功能。①在线参数辨识，利用小波算法对暂态数据在线分析，对最开始周波定量分析，实现参数辨识与定量分析