基于5G通信的继电保护技术研究

为应对电力系统现有通信信道故障定位困难和长距离通信可靠性不足等难题,基于继电保护通信性能要求,从报文格式、带宽需求、传输延时、通信架构、安全性和数据同步技术等方面探讨了5G通信在继电保护中应用的可行性。进一步地,明确基于5G通信的纵联保护在配电系统中应用的优越性和在中高压电力系统中应用时基于网络结构和转发协议的优化方向。最后,针对误码、丢帧、通信中断、延时异常、授时异常等异常情况,提出了基于5G通信的纵联保护的保护策略,为5G通信技术在电力系统继电保护领域的工程应用提供参考。

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。

基于可信性理论的输电网短期线路检修计划

传统方法将短期线路检修计划作为单重不确定性优化问题进行建模和求解。但是,架空线路的可靠性指标难以表达现场运行中线路发生故障的可能性,所以需要在短期线路检修计划中对双重不确定性(随机性和模糊性)同时进行建模和求解。可信性理论是基础数学领域最近完成的数学分支,它提供了随机性与模糊性综合评估的严格数学基础。基于可信性理论可建立短期线路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),其目标函数是检修费用与停电损失费用之和的随机模糊期望值最小。文中利用Benders分解法将原始模型分解为主问题和子问题进行求解:主问题是一个多目标整数规划问题,利用改进Balas算法求解;子问题是一个随机模糊双重不确定性模型,利用可信性理论和直流潮流求解。IEEE-RBTS系统和IEEE-RTS系统的算例表明,文中提出的算法可以综合协调全网的风险和经济目标。同时由于支持原始数据的随机模糊性,使得该算法具有较强的实用性。

基于可信性理论的电力系统运行风险评估——(三)应用与工程实践

提出了基于可信性理论的运行风险评估算法,采用随机模糊变量的期望值表示全系统的运行风险指标。以所提出的算法为基础,开发了风险评估软件,该软件具备串行和并行运行模式,并具有如下特点:①元件级的不确定性包括发电机强迫停运等原发性故障和保护拒动等波及性故障; ②系统评估方法包括充分性评估、稳定性与充分性综合评估;③系统决策分析可为发电计划调整、拉闸限电计划和自动重合闸配置方式等提供风险评估。WSCC 9系统与吉林电网算例说明所提出的方法是合理有效的。由于运行风险系统需要在分布式环境下与EMS等信息系统集成,所以存在跨平台、多厂家和信息安全等技术层面问题。文中给出遵循IEC 61970标准的解决方案,采用了基于CORBA的软总线实现了与调度自动化系统的集成。该软件已在金华地区电网得到应用,证明了所提出的方法的实用性。

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IEC 61970的CIS服务与SVG的研究和实践

IEC61970为实现各电力信息系统标准化互联提供了技术基础。文中较完整地研究和实现了该标准的核心内容——组件接口规范(CIS)。重点介绍了包括公共信息模型(CIM)可扩展置标语言(XML)导入/导出、通用数据访问(GDA)和高速数据访问(HSDA)的所有组件接口的实现方法和面临的问题。以控制中心应用编程接口(CCAPI)图形系统交换格式方案草稿为参考,开发了一套基于可缩放矢量图形(SVG)的图形生成和Web交互的系统。从保证系统效率和可扩充性的角度,对系统结构和实现的关键技术进行了阐述。采用自动建立CIM库模式的方法来提高系统的可扩充性和灵活性;利用CIMXML导入过程中的双向关联自动补齐技术,提高系统运行效率和稳定性等。另外,在保证模型的完整性和CIS的效率方面也做了有益的改进。最后给出了应用于工程实际的系统测试结果,验证了所开发的系统的实用性。

一种考虑二次设备模型的在线静态运行风险评估方法

电网运行风险评估可以综合考虑扰动事件发生的可能性和严重性,其模型复杂、计算量大。文中分析了在线环境下运行风险评估的特点和模型要求,提出一种基于事件树概念的在线运行风险评估方法。该算法采用自动装置和继电保护逻辑仿真法,模拟N-1的原发性故障引发的连锁故障,动态生成事件树。通过设置事件树的概率精度来控制事件树的规模,从而控制单次运行风险评估的计算量。基于该方法开发的软件已嵌入预警系统,并已在现场投入运行。

现代能量控制中心的运行风险评估研究初探

该文通过定义的分析比较,提出运行风险评估和传统电力可靠性的数学模型本质上是一致的,其区别之处在于应用场景不同。该文分析了运行风险评估在可靠性原理、调度自动化技术和实际部门运营管理三方面的基础,将运行风险评估定位于架构在EMS/DTS平台上的一种随机性定量分析工具。该文在继承、发展可靠性和调度自动化研究成果的基础上,提出运用非序贯蒙特卡罗仿真和层次加关系的电网模型进行状态选择;分别运用动态潮流和暂态时域仿真进行概率充分性和概率稳定性分析;同时定义了新的运行风险指标,克服了现有运行风险指标中的遮蔽现象等缺陷。应用该文所提方法对WSCC-9系统、IEEE-39系统和浙江金华电网的计算表明,该方法可以用于调度部门的发电出力计划调整、拉闸限电方式选择和自动重合闸配置等工作。

新一代EMS/DTS一体化系统中基于自定义建模的自动装置模拟

介绍了一种适用于EMS/DTS一体化系统中的通用的安全自动装置自定义模型。利用该模型,用户可以进行自动装置组态。该模型不仅在调度员培训仿真系统中得到了实现,并首次被引入实时的EMS中,在调度员潮流、静态安全分析和N- 1 校核模块中实现了自动装置的模拟,使得分析结果更加符合现场实际。

面向地区电网的EMS应用软件

地区电网EMS应用功能是地区电网调度和商业化运营的重要辅助决策工具,是继SCADA实用化后,地区电网调度自动化技术发展的必然趋势。但传统的EMS应用软件面向发输电系统,主要在大区电网和省网中应用。通过研究地调和网(省)调在调度管理职能、电网运行特点和自动化水平等方面的不同,设计和开发了面向地区电网的EMS应用软件系统,该系统在功能、算法和应用方法上都具有地调特色。

消除变压器盲区故障的继电保护方法

由于差动保护和后备保护的局限性,变压器中、低侧断路器和电流互感器之间发生故障时保护可能发生拒动的情况,给变压器和电网运行带来严重后果。为此在原有运行继电保护设备的基础上考虑增加一种以中、低侧断路器位置为辅助判据,通过保护内部逻辑判据和更改相应的外部接线来消除此处故障的继电保护方法。根据理论判断和现场模拟,该方法满足运行要求,达到设计目的。

《电力网电能损耗计算导则》中调压降损计算问题的澄清

本文论证并澄清了《电力网电能损耗计算导则》〔1〕12页“合理调整电压降损电能的计算”方法容易引起误导和不易操作的问题,提出了实用的模型和计算公式。通过算例分析表明了本文提出方法的正确性及其良好的降损效果。

金华电业局调度管理信息系统的设计和应用

随着电网的日趋发展 ,采用传统方式处理大量调度业务势必造成信息传送效率低、统计困难、信息共享程度差、无法胜任现代化电网管理等缺陷。为了提高电网运行管理水平 ,金华电业局建立了调度管理信息系统 (MIS) ,从而提高了设备的管理和申请单的办理速度 。

金华电网基于IEC 61970标准的SCADA/PAS一体化集成

文章介绍了金华电业局SCADA/PAS一体化集成的技术路线和实现原理。同时,为了更好的解决电力企业各应用系统孤岛林立,信息共享和互操作性差的问题,该文提出了采用IT行业的最新技术,遵循国际标准,建立一个基于IEC61970标准的EMS异构数据平台,实现EMS在应用级别上的开放,该项研究成果已实际应用于金华电网。

金华电网基于IEC61970标准的SCADA/PAS一体化集成

以金华电业局能量管理系统为应用背景,指出SCADA和PAS被分割为两套独立系统运行时存在的缺陷,介绍了金华电业局SCADA/PAS一体化集成的技术路线和实现原理。同时,为了更好的解决电力企业各应用系统弧岛林立、互操作性差和信息需共享的问题,提出了采用 IT行业的最新技术,遵循国际标准,建立一个基于 IEC61970标准的EMS异构数据平台,实现 EMS在应用级别上的开放,该项研究成果已实际应用于金华电网,并取得了良好的效果。

对一起故障解列装置拒动的分析与判据完善

由于故障解列装置非全相TV断线判据原理存在缺陷,在110 kV线路上发生单相接地故障时,装置误判为非全相TV断线,瞬时闭锁低压解列,导致故障解列装置拒动。通过对此故障现象的分析,提出完善非全相TV断线判据的措施,正确、可靠判别单相TV断线、单相接地故障,避免系统发生单相接地故障时故障解列装置拒动。

备用电源自投装置的远配合原理完善

针对简单远配合备用电源自投装置运行中存在的问题,提出解决思路:利用光纤通信来完善远配合备用电源自投装置的功能。将变电所内部两个电源的相互备用延伸为变电所之间两个电源的相互备用,弥补一次网架结构不完善导致的电网安全运行缺陷,提高供电可靠性,同时还可以节省投资、缩短工期、节约土地资源。

失压解列及备自投一体化装置应用分析

分析了基于光纤通信备用电源自投装置存在运行方式单一、只能固定在系统某个点开口运行的缺点。在此基础上设计了失压解列及备自投一体化装置,根据系统运行方式安排联络线一侧开关热备用(运行)、另一侧开关运行(热备用),通过切换该装置定值区(针对不同功能预先设置好相对应的控制字)将运行侧投入失压解列功能、热备用侧投入备用电源自投功能,在确保系统始终有备用电源的前提下,有效转移联络线上T接变电所的负荷,以提高系统运行的灵活性和可靠性。

大屏幕信息显示系统的选型

对大屏幕信息显示系统的原理、特点和现状作了初步介绍 ,提出了选型要点及应考虑的问题。