專利名稱：基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于企業(yè)電網(wǎng)調度決策的計算分析方法的應用技術領域，涉及一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析系統(tǒng)。應用通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)及軟件系統(tǒng)與安全性分析方法相結合。
背景技術：
為了配合企業(yè)的生產(chǎn)項目，企業(yè)需要對用電負荷擴容，同時需要擴建電網(wǎng)的容量。此時，系統(tǒng)變得復雜了，發(fā)生故障的概率也增加了，某些擾動可能導致大面積停電和穩(wěn)定性問題尖銳化。特別是發(fā)生穩(wěn)定性破壞和不可控制的惡化連鎖反應時，停電范圍大、時間長，不止對企業(yè)本身，對社會的政治、經(jīng)濟、文化及人民的生活都將產(chǎn)生無法估計的嚴重后果。因此，企業(yè)電網(wǎng)迫切需要強有力的電力系統(tǒng)安全分析方法以幫助進行電力系統(tǒng)運行方式的分析，提高系統(tǒng)運行的安全水平，為事故處理提供相應的對策，防患于未然。將此分析方法 和過程系統(tǒng)化和模塊化，再應用到其他電網(wǎng)或系統(tǒng)中，可以得出一些對企業(yè)電網(wǎng)運行人員有意義的參考結論。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大以及電力市場的不斷放開，交易的規(guī)模將不斷擴大，相應地對電網(wǎng)的靜態(tài)安全分析的要求不斷提高。關于靜態(tài)安全分析的算法和相應成型的分析系統(tǒng)紛紛推出，主要都是進行簡單的事故開斷，利用直流法、分布系數(shù)法、補償法等等精度較低的算法進行安全評估。為保證系統(tǒng)安全運行，要求系統(tǒng)能夠承受一定的故障，常常用N-I原則來分析，但實際上，系統(tǒng)運行過程中，某些故障發(fā)生后會導致系統(tǒng)出現(xiàn)越限情況，甚至可能導致潮流無解。對于后者，由于無法找到故障后的靜態(tài)潮流解，分析十分困難。而隨著電網(wǎng)結構越來越復雜，運行人員越來越希望知道當發(fā)生預想事故以后系統(tǒng)的詳細運行情況，而且希望能夠提供合理的安全對策和減少因故障帶來的用電損失的故障恢復方案。在計算機技術及軟件技術日益完善、在電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析理論十分成熟的背景下，研制開發(fā)針對電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析實用化軟件與分析結合的方法，并能使系統(tǒng)快速簡單地恢復潮流解而對電網(wǎng)進行重要緊急控制措施具有重大的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是解決目前針對企業(yè)工程電網(wǎng)優(yōu)化整合后的系統(tǒng)，沒有專門的研究方法和實用化軟件相結合的問題，提供一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析方法及系統(tǒng)。本發(fā)明一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)利用原有的電網(wǎng)調度決策支持系統(tǒng)的硬件環(huán)境以及支撐平臺軟件和數(shù)據(jù)平臺軟件建立的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全系統(tǒng)，其模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全系統(tǒng)中的硬件部分有計算機網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)采集模塊連接RTU模塊，RTU模塊連接通信服務器，通信服務器連接在專用網(wǎng)段上，專用網(wǎng)段上連接前置機和網(wǎng)絡交換機，前置機內有實時監(jiān)測與控制模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲模塊、靜態(tài)安全分析模塊，靜態(tài)安全分析模塊連接連接實時監(jiān)測與控制模塊和歷史數(shù)據(jù)存儲模塊；前置機通過網(wǎng)絡連接終端工作站，工作站包括網(wǎng)絡安全設備、調度員工作站、維護工作站和服務器；網(wǎng)絡交換機通過光纖連接各個變電站；模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全系統(tǒng)的軟件采用的是WINDOWS系統(tǒng)、仿真分析軟件PSASP以及先進的支撐平臺；本系統(tǒng)由計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集模塊采集來的實時數(shù)據(jù)通過RTU模塊，通信服務器送至專用網(wǎng)段上的前置機內的實時監(jiān)測與控制模塊進行各種處理與變換；由靜態(tài)安全分析模塊與存有相關數(shù)據(jù)和參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)存儲模塊進行處理分析；再送至終端工作站；運行電網(wǎng)高級應用軟件的靜態(tài)安全分析模塊通過人機對話窗口給運行方式人員、調度員提供超前研究電網(wǎng)的潛在不穩(wěn)定因素并消除系統(tǒng)的越限情況和可選方案，通過網(wǎng)絡安全設備、調度員工作站和維護工作站對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行控制。所述前置機冗余配置兩臺。所述實時監(jiān)測與控制模塊采用的是SCADA服務器，所述的前置機預處理的通道信息送到SCADA服務器里進行更進一步的處理，進行YC的工程變換、越限處理、統(tǒng)計處理，對YX進行對位處理、報警處理，SCADA服務器冗余配置兩臺。
所述歷史數(shù)據(jù)存儲模塊采用的是商用數(shù)據(jù)庫服務器；歷史服務器負責把系統(tǒng)的所有YC、YX、通道、廠站、接點的參數(shù)存儲到硬盤上，負責把所有的歷史數(shù)據(jù)存儲到硬盤上，歷史服務器冗余配置兩臺。運行電網(wǎng)高級應用軟件的機器是前置機的靜態(tài)安全分析軟件模塊，其靜態(tài)安全分析軟件模塊通過接受前置機的歷史數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)來工作；同時，它又由網(wǎng)絡拓撲、預想事故集選擇、正確備自投選擇、潮流計算、安全評估、安全對策、恢復方案以及結果輸送到終端工作站。本發(fā)明提供的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析系統(tǒng)，首先利用電科院軟件PSASP計算潮流，再利用靜態(tài)安全分析模塊進行全網(wǎng)N-I計算，有解的方案不予考慮，故障后無解的聯(lián)動切負荷方案分解成恢復潮流解和切負荷量優(yōu)化2個子問題，并提出一種簡單快速地恢復潮流解的聯(lián)動切負荷方法。對于存在越限的情況，利用線性優(yōu)化方法消除系統(tǒng)的越限情況。本發(fā)明提供的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)整合優(yōu)化后的安全性分析方法的模型和具體實施的流程圖見下上述所說的安全性分析方法采用的是恢復潮流解的切負荷方法負荷阻抗化方法，可以簡單快速地恢復潮流解并確定切負荷量。對于不存在越限的情況，可將其恢復潮流解的切負荷量減小，存在越限的情況，則需進一步消除系統(tǒng)越限現(xiàn)象。在此我們將用靈敏度計算公式并給出線性優(yōu)化模型采用線性規(guī)劃程序計算節(jié)點注入功率變化量，模型如下
權利要求
1.一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)利用原有的電網(wǎng)調度決策支持系統(tǒng)的硬件環(huán)境以及支撐平臺軟件和數(shù)據(jù)平臺軟件建立的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全系統(tǒng)，其模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全系統(tǒng)中的硬件部分有計算機網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)采集模塊連接RTU模塊，RTU模塊連接通信服務器，通信服務器連接在專用網(wǎng)段上，專用網(wǎng)段上連接前置機和網(wǎng)絡交換機，前置機內有實時監(jiān)測與控制模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲模塊、靜態(tài)安全分析模塊，靜態(tài)安全分析模塊連接連接實時監(jiān)測與控制模塊和歷史數(shù)據(jù)存儲模塊；前置機通過網(wǎng)絡連接終端工作站，工作站包括網(wǎng)絡安全設備、調度員工作站、維護工作站和服務器；網(wǎng)絡交換機通過光纖連接各個變電站；模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全系統(tǒng)的軟件采用的是WINDOWS系統(tǒng)、仿真分析軟件PSASP以及先進的支撐平臺；本系統(tǒng)由計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集模塊采集來的實時數(shù)據(jù)通過RTU模塊，通信服務器送至專用網(wǎng)段上的前置機內的實時監(jiān)測與控制模塊進行各種處理與變換；由靜態(tài)安全分析模塊與存有相關數(shù)據(jù)和參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)存儲模塊進行處理分析；再送至終端工作站；運行電網(wǎng)高級應用軟件的靜態(tài)安全分析模塊通過人機對話窗口給運行方式人員、調度員提供超前研究電網(wǎng)的潛在不穩(wěn)定因素并消除系統(tǒng)的越限情況和可選方案，通過網(wǎng)絡安全設備、調度員工作站和維護工作站對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行控制。
2.根據(jù)權利要求I所說的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析方法，其特征在于所述前置機冗余配置兩臺。
3.根據(jù)權利要求I或2所說的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析系統(tǒng)，其特征在于所述實時監(jiān)測與控制模塊采用的是SCADA服務器，所述的前置機預處理的通道信息送到SCADA服務器里進行更進一步的處理，進行YC的工程變換、越限處理、統(tǒng)計處理，對YX進行對位處理、報警處理，SCADA服務器冗余配置兩臺。
4.根據(jù)權利要求I或2所說的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析系統(tǒng)，其特征在于所述歷史數(shù)據(jù)存儲模塊采用的是商用數(shù)據(jù)庫服務器；歷史服務器負責把系統(tǒng)的所有YC、YX、通道、廠站、接點的參數(shù)存儲到硬盤上，負責把所有的歷史數(shù)據(jù)存儲到硬盤上，歷史服務器冗余配置兩臺。
5.根據(jù)權利要求I或2所說的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析系統(tǒng)，其特征在于本系統(tǒng)運行電網(wǎng)高級應用軟件靜態(tài)安全分析方法，將其實時監(jiān)測與控制數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)來分析處理；同時，它又由網(wǎng)絡拓撲、預想事故集選擇、正確備自投選擇、潮流計算、安全評估、安全對策、恢復方案以及結果傳輸?shù)浇K端工作站； 上述所說的安全性分析方法采用的是恢復潮流解的切負荷方法負荷阻抗化方法，可以簡單快速地恢復潮流解并確定切負荷量。對于不存在越限的情況，可將其恢復潮流解的切負荷量減小，存在越限的情況，則需進一步消除系統(tǒng)越限現(xiàn)象。在此我們將用靈敏度計算公式并給出線性優(yōu)化模型采用線性規(guī)劃程序計算節(jié)點注入功率變化量，模型如下
全文摘要
本發(fā)明屬于電網(wǎng)調度決策的分析方法的應用技術領域。該系統(tǒng)采用電網(wǎng)調度決策支持系統(tǒng)的硬件環(huán)境以及支撐平臺軟件和數(shù)據(jù)平臺軟件，其中硬件部分可分為計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測與控制、歷史數(shù)據(jù)存儲、靜態(tài)安全分析、網(wǎng)絡安全設備、調度員工作站、維護工作站等部分；系統(tǒng)的軟件采用的是WINDOWS系統(tǒng)、仿真分析軟件PSASP以及先進的支撐平臺。由計算機和數(shù)據(jù)采集模塊采集來的實時數(shù)據(jù)通過與通訊服務器通訊送至實時監(jiān)測與控制模塊進行各種處理與變換；相關數(shù)據(jù)和參數(shù)被存儲到歷史數(shù)據(jù)存儲模塊，最后，運行電網(wǎng)高級應用軟件的機器作為終端工作站兼做客戶機，通過人機對話窗口給運行方式人員、調度員提供一個可選方案，超前研究電網(wǎng)的潛在不穩(wěn)定因素并消除系統(tǒng)的越限情況。
文檔編號H02J13/00GK102780264SQ20111011835
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權日2011年5月9日
發(fā)明者張寶華, 張春寶, 李國湘, 段紅珊, 陶禮志 申請人:中國石油化工股份有限公司