王少荣[1]2004年在《电力系统分布式广域同步并行处理平台研究》文中研究指明随着“西电东送,全国联网” 战略计划的实施,我国电力系统即将进入大机组、超高压、超大规模、远距离交直流混合输电的时代,电网结构和运行方式将日益复杂。同时,这使我国电力系统的运行与控制面临新的问题。传统的基于异步运行模式的电力系统监控方式,由于在世界范围内电力系统突发恶性事故的相继出现,而受到质疑。人们盼望出现功能更为强大、原理更为先进的电力系统分布式广域同步并行处理系统,以应对现代电力系统的安全可靠运行所提出的挑战。另一方面,随着科学技术的飞速发展,现代科技成果又为解决长期困扰电力系统安全运行的老大难问题提供了解决问题的新思路。本学位论文的研究工作就是在这种背景下展开的,其主要目的就是利用现代科学技术发展中的最新成果,研究新一代的电力系统信息采集和处理平台,以满足电力工业发展的需要。论文首先较详细地分析了传统的电力系统监测和控制系统中普遍存在的“局部优先”问题以及该问题给电力系统的安全可靠运行带来的影响。为了解决这个问题,论文提出了电力系统分布式广域并行处理机的概念,并阐明了它的内涵。以这一概念为基础,论文提出了建造电力系统分布式广域同步并行处理平台的构想。为了评价所提出的分布式广域同步并行处理平台的准确性和实时性,论文提出了一种评价实时监测系统性能的同步映射描述法,并用该方法对所提出的平台构想进行了评价。进而,论文用分布式系统理论,对电力系统分布式广域同步并行处理平台的构想进行了合理性论证。在论述了电力系统分布式广域同步并行处理平台的重要意义和应具有的特性的基础上。论文提出了一种实用的电力系统分布式广域同步并行处理平台的实现方案,并对实现该平台的相关问题进行了较深入的研究。该平台具有广域分布式的体系结构,以 GPS 的授时信号作为公共时间基准,以解决分布式广域同步并行处理平台各组成部分间的快速数据交换为核心问题,并采用同步运行模式。该平台的实现可以充分调动接入平台的电力系统各厂站的所有计算机资源,共同完成大型复杂电力系统的同步监测和协调控制的有关任务。论文还较详细地介绍了实用平台的系统结构、运行机 I
方华亮[2]2006年在《基于网络计算的电力系统新计算模式研究》文中研究指明随着叁峡工程的建成、西电东送工程的实施,我国电力系统的大区域电网互联正在形成。对这样的一个大规模电力系统的安全稳定分析、经济调度和实时控制是一个非常复杂的问题,这些问题的解决需要进行大规模的实时甚至超实时仿真计算以形成正确的控制策略。现有的串行、并行计算远远不能满足要求,本文将网络计算应用于电力系统中,试图解决上述问题,完成了以下研究。提出了电力网格的体系结构模型。结合电力系统的资源情况及计算需求,研究了电力网格的体系结构模型,对主要问题和关键技术进行了探讨。电力网格实现了电力系统硬件资源和软件资源的有效整合和全面共享,弥补了以往分布式监控的很多不足之处。研究了适合网络计算模式的电力系统计算的数学模型和计算方法。分析并建立了网络计算环境下的潮流计算和暂态稳定数学模型。提出了对同一计算问题采取不同划分方案进行冗余计算,再相互修正中间计算结果;提出了迭代计算过程中的动态划分、逐步优化方法,这些修正方法的使用可加快计算收敛性和提高计算准确性。研究了网络计算的多任务运行模式及评价方法。电力系统网络计算平台上有多个计算任务同时运行。为了充分利用网络资源来高效完成计算任务,研究了在电力系统网络计算平台上多任务运行模式特点及实现流程框架,并分析了多任务调度实现模式。研究了网络计算平台的评价参数:整体加速比、整体效率及计算完成时间。提出了电力潮流的对等式计算模式。这种计算模式实行对等式分布式管理调度、静态和动态调度相结合。根据网络环境和计算任务具体情况,潮流计算迭代过程中可动态调度资源,实现局部集中式、全局分布式调度管理,使计算负载平衡的实现更容易,从而提高计算效率。采取冗余计算和动态迁移策略使得对等式计算模式中的容错性实现更容易、可靠。提出了暂态稳定计算的虚拟化集群计算方案。本文将当前网络计算技术与集群技术结合起来,提出了基于网络计算环境下的虚拟化集群计算模式,可以充分发挥网络计算技术与现有的集群技术的各自优点。这种计算模式可根据问题的计算结构动态组建与之相对应的虚拟集群拓扑结构,将大大提高计算效率。采取静态、动态资源预留、动态调度技术,可很好的解决暂态稳定计算中故障情况下的计算量突增问题。网络计算模式将成为大规模电力系统分析计算最有效方法之一。对上述问题的研究,可望为有效解决当前电力系统的大规模、实时复杂计算问题奠定一些理论基础。
任博[3]2007年在《基于潮流转移识别的广域后备保护的研究》文中认为大电网互联具有良好的经济效益和社会效益。但当电网互联规模过大时,如何避免电网因故障的相互影响而发展成为大面积的停电和系统崩溃事故就显得十分重要。当一条故障线路从系统中切除后,故障线路切除引起潮流在同一或不同输电断面间转移,这可能导致其它输电线路过负荷,引发连锁跳闸,使系统运行状况进一步恶化,甚至最终崩溃。本文运用了一种快速识别与过载线路相关的并行输电断面的图论方法,减小了潮流在线分析计算工作量。提出了一种潮流转移识别算法,并以此研究了与之相关的基于广域测量的广域后备保护方案,为实现快速输电断面安全性保护、避免连锁跳闸奠定了基础。大量的仿真证明本文所提出的方案与算法是正确有效的。
柳洋[4]2008年在《基于网格的电力系统并行计算的研究》文中研究指明目前,电力系统的运行与控制已经演变成一个涉及大量数据和信息计算的应用工程。因此,有必要将网格计算技术引入到电力系统的工程实践中来,探索在大电网范围内实施高效率控制和决策的新途径。本文设计了一种基于网格的潮流计算架构,提出了一种基于多QoS约束的网格选择调度算法。同时,论文中设计了求解潮流计算矩阵方程的并行算法,提出了冗余计算的方案,并将算法编制成网格服务,部署在Globus网格计算结点上。通过在实验室节点上对平台进行的功能性测试,结果显示,基于Globus网格平台设计的潮流并行计算系统具有潜在的并行优势和广泛的应用前景。
井实[5]2013年在《智能变电站二次系统测试方法及其关键技术研究》文中认为随着智能电网推广建设，智能化开关、电子式互感器、合并单元等新型设备被引入变电站。这些设备的使用有助于提高变电站内部信息组织、分配的灵活性。但是，从另一方面来看，智能变电站整个一次、二次系统的实现方式和应用方式也发生了较大的变化。传统以电缆为媒介传输电气信号的方式，被光纤数字化方式所取代。信息也不再是单一的点对点通信方式，可通过构建新型的通信网络加以传播。同时，智能变电站中单个设备与其他设备之间的关联性也更加紧密，部分新型保护装置需要依据多设备的输出信息进行判断。这些复杂的信息组织关系和综合保护、控制功能如何检验，是智能变电站投运前的检测工作必须解决的问题。以往，智能变电站二次系统的测试方法主要针对单体设备的功能检验问题，在现场测试中，难以涉及设备关联性检查和网络行为检查。因此，测试工作缺乏完整性，不利于电网安全和稳定运行。本文从系统级测试的角度出发，研究二次系统测试方法及其关键技术，为提升智能变电站安全运行水平和现场调试工作的效率提供解决方案。主要内容有以下几点：1）针对智能变电站二次系统的组成结构以及网络特性，在分析了二次系统测试应涵盖的内容以及技术需求的基础上，提出了一种新型智能变电站全场景测试方法。论文详细阐述了该方法的测试原理、测试流程以及测试结果的判别方式，探讨了方法实现的可行性，以及需要解决的各项关键技术。2）针对全场景测试方法的分布式特点和变电站现场所需的同步性能指标，结合变电站现场环境因素，研究一种适用于智能变电站全场景测试的无线IEEE1588时钟同步解决方案。论文在分析影响其精度各因素的基础上，通过改变对时方式以及基于平均速率进行修正的方法，研究了一种基于WLAN的无线1588对时方法，结合具体实现，对比研究了改进方法的性能。同时，通过构建无线电磁辐射传递模型，定量分析了无线同步过程中电磁辐射对二次设备的影响。3）针对全场景测试方法快速电磁暂态计算的需求，在分析仿真过程和计算速度影响因素的基础上，提出两种适用于现场全场景测试系统加速仿真的方法：基于CUDA的并行化计算方法和基于FPGA的硬件计算方法。论文基于因子表路径树的矩阵分解方法，将求解过程中的导纳矩阵转化为对角加边形式，将计算任务分配到CUDA提供的独立计算硬件资源，实现了单步长电磁暂态仿真中线性方程组求解的分解并行化计算；论文设计了构建电磁暂态元件以及故障的逻辑电路表达形式的方法和FPGA硬件计算方法，实现了基于隐式积分方法的电磁暂态实时计算；结合实际变电站测试实例，对两种计算方法的加速性能和计算精度进行了评估。4）为了进一步节省计算资源，论文基于频率相关网络等值的思想，探讨了在较大规模电网的电磁暂态仿真中，采用矢量拟合法进行等值电路计算的改进方法及其实现步骤。针对该方法存在的不足，论文引入混合矩阵法，研究计及叁相耦合因素的电磁暂态仿真中的等值电路计算方法。并针对实际电路的等值计算分析，比较了矢量拟合法和混合矩阵法在稳态计算和暂态计算中的性能，评估了混合矩阵法在全场景测试中的适用性。
畅广辉[6]2009年在《基于混合量测的电力系统分布式状态估计研究》文中认为精确的状态信息对电力系统调度、安全分析和运行控制至关重要,但由于电力系统规模庞大且结构复杂,难以通过直接测量手段完整地得到精确的系统状态。普遍的做法是以SCADA量测为基础,通过最优估计方法来尽可能准确地估计出系统当前时刻的状态。然而,随着电网规模的不断扩大,以及电网建设环境、运行管理环境的日趋复杂化,电网安全运行面临着更加严峻的形势,对状态估计结果的准确性水平和估计计算的效率均提出了更高的要求,迫切需要对传统的以SCADA量测为基础的静态状态估计方法进行改进,以便为在线的安全分析及运行控制提供精度更高、实时性更、好的数据支持。与静态状态估计相比,动态状态估计具有预测功能,能够为系统安全评估、状态预测、预防控制等在线功能提供更好的支持,因而具有更大的应用价值,值得深入研究。WAMS系统的出现带来了精度更高、更新速度更快且时间上严格同步的相量量测,为动态状态估计的发展带来了新的契机,但出于技术经济性考虑,短期内还难以达到电网完全可观测的水平,如何在动态状态估计中有效利用WAMS量测数据是当前必须面对和解决的问题。此外,由于动态状态估计具有更高的计算复杂度,为保证其计算效率满足在线应用的需要,如何利用有效的计算技术来提高状态估计的效率也是当前应该重点研究的课题。并行处理技术的发展为提高状态估计的计算效率带来了希望,其中,分布式计算作为并行处理技术的一个分支,由于计算模式本身更适合于电力系统自身分层分区控制的现状,因而具有更好的发展前景。基于以上认识,本文主要开展了以下几个方面的工作：首先,回顾了电力系统状态估计的历史,总结了当前主要的状态估计算法；通过分析现代大电网的特点及其面临的安全生产局面,指出动态状态估计研究和分布式状态估计研究的必要性和重要性。结合WAMS系统研究、开发实际,对WAMS系统相关技术进行全面的研究,针对频率漂移和发电机参数误差分别给出了相应的相角和功角测量修正算法；提出并实现了利用发电机鉴相信号实现发电机内电势测量从而实现发电机功角直接测量的方法；针对SPDNet各个传输环节的特点建立了改进的传输延迟时间评估模型,提出并建立了2M数字专线和SPDNet互为补充的WAMS系统通信方式。对国内外PMU布点优化思想和实际系统布点建设情况进行了全面的分析,首次将PMU布点工作归纳、划分为四个阶段,并明确界定了国内同类工作所处的阶段；提出并建立了线性可观测度的概念和定义；建立了PMU装置的概念模型,并基于该模型建立了PMU布点方案相关的投资函数；从投资回报的角度,建立了考虑投资回报比最大化的寻优目标函数,为现阶段PMU布点工作建立了合理的评价标准,并通过不同算例的研究说明了如何基于投资回报比的适应度函数来决定投资规划。研究的目的是为PMU布点理论研究和实际的工程建设之间建立定量分析的数学桥梁,研究成果对PMU布点工作具有现实指导意义。对现有基于混合量测的状态估计和分布式状态估计研究成果进行了全面的分析,确定了适用于本文的混合量测系统构建方法；针对现有分布式状态估计研究成果的不足,提出了一种新的分布式状态估计计算方案,通过将计算任务按照地域分布自然分解,实现了各区域量测等效变换的独立、并行处理,有效地提高了状态估计的计算效率；此外,充分考虑到量测延迟对状态估计的影响,基于考虑随机时延的动态状态估计算法,以各区域量测延迟统计特性为基础,通过为各区域量测引入不同的量测延迟概率矩阵α,有效地解决了不同区域量测延迟的问题,提高了状态估计的性能。最后,将多智能体(Agent)技术应用于本文课题,提出了适用于课题研究内容的Agent定义,构建了基于多Agent的分布式状态估计系统框架,研究了各Agent的结构模型并完成了其功能设计；对系统的运行机制进行了深入的研究,提出了进一步提高系统运行效率的思路。本文对系统关键部分的功能和算法实现了Agent级的封装,通过Agent之间的协作实现了计算任务的合理分解,能够在不改变现有各系统结构的情况下,仅增加部分软件模块即可实现分布式状态估计系统,对实际系统的开发具有借鉴意义。
潘宇婷[7]2015年在《新型SPMU装置及电网优化潮流分析的研究》文中研究说明随着电网系统日益复杂,发电厂、变电站的数量逐渐增多,实时监测大电网的安全稳定运行意义重大。本文采用自主研制的新型同步相量测量装置(SPMU),结合自主研发的在线优化潮流(OPF)计算程序,研究电网中基于广域同步相量测量技术的优化有功网损内容。通过新型SPMU装置,实时采集各测量点的有功功率、无功功率、电压幅值及相角数据信息,并上传到数据集中处理器中。在数据集中处理器中,将数据进行滤波等处理后,再传送到上位机PC的数据库SQL Servers中。利用自主研发的在线优化潮流计算程序,调用并迭代分析存储在数据库中的数据,并将分析后的结果实时显示在任意用户端。自主研制的新型SPMU装置是一种基于GPS同步脉冲信号的装置,它以DSP2812为核心,可以识别并稳定接收特定GPS发送的秒脉冲信号,具有快速时间分离的能力,并且具有高速高精度采集的特点。自主研发的优化潮流计算程序以VS2008.net为软件平台,采用内点法潮流计算模型,具有多种数据库接口,可以适应分布式数据库。不仅可以存储多个电网的数据,而且单次计算时间少于2s,迭代精度可调,一般为10-6,还可以供多人同时操作。将两者结合后运用于电网调度系统的数据分析和计算,为调度人员提供可靠的参考数据,从而实现优化潮流和减少网损的目标。
黄珂[8]2006年在《网格平台下电力系统潮流并行算法的实现》文中研究指明现代电力系统的规模由于电网的互联变得越来越大。为了通过对大规模互联电网的整体仿真,有效加强电网的安全稳定运行,防止出现大规模停电事件,必须采用针对电力系统特点的高性能计算来帮助规划部门和调度部门进行电网运行的管理和控制。电力系统并行计算的发展经历了一个长期的发展过程,涌现出了许多与此相关的算法,建立了并行计算在超级计算平台上的较完善的理论体系。然而随着科学技术的进步和电力系统的变革,需要进一步提高并行计算的效率和采取措施使得并行计算能够更加容易地被电力部门所采用。本论文设计了一个电力系统分布式的并行计算平台。更进一步,考虑采用分布式计算最新发展的网格计算技术。这种技术可以实现在现有网络体制基础上、组织网上分散的、异构的计算资源组成动态的并行工作组,和现有信息共享与服务网络结构平行。这使得针对地域性较强的电力系统形成分布式并行计算体系结构成为可能。论文主要研究在Globus网格计算平台下,实现分布式并行求解电力系统的潮流稳态分析。对于这一大规模的非线性方程,文中设计了求解潮流计算的雅可比矩阵方程的并行算法,即结合并行化叁角分解法的分块法。通过采用(多重)对角加边的方法进行电力网络拓扑分割,以形成适合以上分解法求解的对角加边形式的系数矩阵,并行求解后并对迭代过程进行阻尼牛顿法修正,以达到加速收敛的作用。最终将算法编制成网格服务,部署在Globus网格计算结点上,由任务客户端分发线程调用服务完成并行计算。同时基于该算法还开发了基于MPI消息传递机制的并行计算程序。论文比较了MPI机制与Globus网格通信机制的不同,并在实验室高性能节点上对平台进行了功能性测试,以及以IEEE300系统为测试对象在32结点高性能机群系统上分别运行了MPI和Globus网格平台两种分布式并行方式。结果显示,基于Globus网格平台设计的潮流并行计算系统具有潜在的并行优势和广泛的应用前景。
参考文献：
[1]. 电力系统分布式广域同步并行处理平台研究[D]. 王少荣. 华中科技大学. 2004
[2]. 基于网络计算的电力系统新计算模式研究[D]. 方华亮. 华中科技大学. 2006
[3]. 基于潮流转移识别的广域后备保护的研究[D]. 任博. 华北电力大学（河北）. 2007
[4]. 基于网格的电力系统并行计算的研究[D]. 柳洋. 华北电力大学（河北）. 2008
[5]. 智能变电站二次系统测试方法及其关键技术研究[D]. 井实. 电子科技大学. 2013
[6]. 基于混合量测的电力系统分布式状态估计研究[D]. 畅广辉. 武汉大学. 2009
[7]. 新型SPMU装置及电网优化潮流分析的研究[D]. 潘宇婷. 上海工程技术大学. 2015
[8]. 网格平台下电力系统潮流并行算法的实现[D]. 黄珂. 电子科技大学. 2006
标签：电力工业论文; 计算机软件及计算机应用论文; 自动化技术论文; 并行计算论文; 并行处理论文; 分布式架构论文; 分布式算法论文; 分布式处理论文; 分布式技术论文; 能源论文; 安全平台论文; 网格系统论文; 控制测试论文; 时间计算论文;