大型互联电网在线运行可靠性评估、预警和决策支持系统PDF电子书下载

第1篇 大型互联电网运行可靠性的在线评估理论和方法 3

第1章 电力系统暂态稳定性的评估和在线分析方法 3

1.1 暂态稳定性的评估和快速判别理论 3

1.1.1 引言 3

1.1.2 基于连续法的不稳定平衡点求解方法 4

1.1.3 稳定边界二次近似方法的比较研究 12

1.1.4 包含异步电动机模型的能量函数 14

1.1.5 稳定边界的可信域 16

1.1.6 小结 17

1.2 基于二维一阶伴随系统的电力系统暂态稳定在线分析方法 17

1.2.1 引言 17

1.2.2 电力系统的伴随二维一阶微分方程 18

1.2.3 基于伴随系统的电力系统的功角稳定性判据 20

1.2.4 投影能量函数及稳定极限的计算 27

1.2.5 电力系统暂态稳定故障扫描算法 30

1.2.6 算例分析 32

1.2.7 小结 35

第2章 电力系统电压稳定评估方法 36

2.1 割集空间静态电压稳定域 36

2.1.1 临界割集与割集空间 36

2.1.2 CVSR边界的超平面表示 36

2.1.3 CVSR边界实用表达式系数的计算 38

2.1.4 EPRI 1000节点系统算例分析 38

2.1.5 小结 39

2.2 电压稳定分区和关键断面 40

2.2.1 谱聚类算法 40

2.2.2 电网电压稳定性分区算法 41

2.2.3 算法验证和应用 42

2.2.4 小结 44

第3章 电力系统小扰动稳定评估 45

3.1 电力系统小扰动稳定域 45

3.1.1 小扰动稳定域边界 45

3.1.2 小扰动稳定域边界与主导振荡模式的关系 46

3.1.3 小扰动稳定域边界的超平面拟合法 47

3.1.4 全国联网系统中小扰动稳定域的应用 49

3.1.5 小结 51

3.2 小扰动稳定域拓扑性质 51

3.2.1 微分动力系统的退化Hopf分岔 51

3.2.2 与退化Hopf分岔有关的小扰动稳定域边界突变现象 52

3.2.3 小结 58

第4章 输电系统动态安全风险评估 59

4.1.1 动态安全风险评估模型 59

4.1.2 风险控制最优化模型 62

4.1.3 算例分析 63

4.1.4 小结 65

第5章 电力系统在线稳定评估和稳定极限计算 66

5.1 安全稳定评估方法 66

5.1.1 静态安全分析 66

5.1.2 暂态稳定评估 67

5.1.3 小干扰稳定评估 76

5.1.4 电压稳定评估 77

5.1.5 小结 82

5.2 在线稳定极限的计算方法 82

5.2.1 概述 82

5.2.2 技术路线和计算原则 83

5.2.3 稳定极限计算的在线实现 84

5.2.4 小结 89

第6章 调度辅助决策的计算方法 90

6.1 概述 90

6.2 灵敏度计算 92

6.2.1 暂态稳定轨迹灵敏度的计算方法 92

6.2.2 小干扰灵敏度的计算方法 92

6.2.3 静态电压稳定灵敏度的计算方法 93

6.3 调度辅助决策的计算过程 95

6.3.1 基本过程 95

6.3.2 调度辅助决策的并行化 96

6.4 小结 97

第7章 原型电力系统仿真 98

7.1 原型电力系统仿真的硬件结构 99

7.2 原型电力系统仿真的软件结构 100

7.2.1 基于PSASP构建的系统 100

7.2.2 面向服务的架构 100

7.2.3 重要模块设计 102

7.3 与其他系统的接 103

7.3.1 实时数据库 103

7.3.2 原型电力系统仿真与网络拓扑功能的接口实现 103

7.3.3 原型电力系统仿真与SCADA/EMS系统的接口实现 105

7.3.4 原型电力系统仿真与WAMS系统的接口实现 107

7.3.5 原型电力系统仿真与故障信息系统的接口实现 108

7.4 小结 112

第2篇 大型互联电网在线故障诊断和预防控制决策理论和方法 115

第8章 大型互联电网动态诊断与分析方法研究 115

8.1 基于复杂事件处理技术的故障信息分析 115

8.1.1 研究背景 115

8.1.2 复杂事件处理技术的理论基础 115

8.1.3 基于复杂事件处理的故障信息分析模型 116

8.1.4 典型算例仿真及其分析 122

8.1.5 小结 124

8.2 基于贝叶斯网络和马尔可夫链蒙特卡洛方法的不确定性故障诊断方法研究 125

8.2.1 研究背景 125

8.2.2 贝叶斯网络理论和马尔可夫链蒙特卡洛方法 126

8.2.3 基于贝叶斯网络理论和马尔可夫链蒙特卡洛方法的电力系统故障诊断 127

8.2.4 故障诊断案例 131

8.2.5 小结 136

8.3 基于协同式专家系统的大型互联电网故障诊断与分析方法 137

8.3.1 研究背景 137

8.3.2 研究思路 137

8.3.3 协同式专家系统的设计 138

8.3.4 协同式专家系统的应用 143

8.3.5 基于协同式专家系统的故障诊断案例 146

8.3.6 小结 149

8.4 基于广域量测系统的电网故障快速诊断与分析方法 149

8.4.1 研究背景 149

8.4.2 基于WAMS的电网故障诊断与分析 151

8.4.3 案例分析 155

8.4.4 小结 158

8.5 动态诊断与分析的其他方法 159

8.5.1 故障诊断规则演化推理方法 159

8.5.2 基于混杂系统模型的复杂故障诊断 161

8.5.3 基于OPA/CASCADE模型的连锁故障预警分析 164

8.5.4 基于知识网格技术的电网故障诊断方法 170

第9章 大型互联电网在线监控方法研究 185

9.1 电网脆弱性分析 185

9.1.1 研究背景 185

9.1.2 电网结构脆弱性分析 186

9.1.3 电网运行脆弱性分析 191

9.1.4 小结 196

9.2 扰动后的相继开断发展模式分析 196

9.2.1 研究背景 196

9.2.2 贝叶斯网络技术 197

9.2.3 用于预想事故分析的贝叶斯网络相继开断模型 198

9.2.4 算例分析 202

9.2.5 小结 203

9.3 基于慢同调理论和图论方法的电网解列点快速选择方法 203

9.3.1 研究背景 203

9.3.2 慢同调机群的辨识 204

9.3.3 基于图论的解列点选择方法 204

9.3.4 案例分析 207

9.3.5 小结 216

第10章 在线故障诊断及监控子系统开发和应用研究 217

10.1 故障诊断及监控子系统开发 217

10.1.1 概述 217

10.1.2 故障诊断及监控子系统结构 217

10.1.3 故障诊断及监控子系统数据源 219

10.1.4 故障诊断及监控子系统配置 219

10.2 故障诊断及监控子系统功能和技术特点 220

10.2.1 系统功能 220

10.2.2 方法应用 221

10.2.3 技术特点 222

10.3 小结 223

第3篇 保证大型互联电网安全运行的在线分析平台和综合决策支持系统 227

第11章 三维协调的新一代电网能量管理系统 227

11.1 三维协调的新一代电网能量管理系统总体构想 227

11.1.1 引言 227

11.1.2 三维协调的构想和原理 229

第12章 N-EMS在空间维度协调的原理和方法 235

12.1 全局电网的分布式建模 235

12.1.1 电网模型合并 235

12.1.2 电网潮流匹配 240

12.2 在线外网等值模型的自动生成 242

12.2.1 方法原理描述 242

12.2.2 一些技术问题的解决方法 243

12.2.3 实际应用效果 244

12.3 分布式分解协调计算 245

12.3.1 分布式分解协调的基本原理 245

12.3.2 应用例——省、地广域互联的分布式DTS系统 248

第13章 N-EMS在时间维度协调的原理和方法 255

13.1 （时间维）分级优化调度控制原理 255

13.2 基于软分区的三级无功电压优化控制 255

13.2.1 概述 255

13.2.2 基于无功源控制空间的电压分区聚类方法 257

13.2.3 交叉逼近最优潮流算法 261

13.2.4 计及无功出力裕度均衡的协调二级电压控制方法 265

13.2.5 电压稳定校验 269

13.3 时间尺度协调的分级有功调度控制 269

13.3.1 有功调度控制的分解协调 269

13.3.2 协调有功调度控制方法 271

13.3.3 离线计算、在线匹配的断面极限传输容量更新 273

13.3.4 阻塞管理的校正控制 273

13.3.5 现场应用情况 274

13.4 考虑时间过程的电网安全分析 277

第14章 N-EMS在目标维度协调的原理、方法以及应用系统实现 278

14.1 静态安全评估、预警和预控 279

14.2 暂态安全评估、预警和预控 280

14.2.1 基本功能结构 280

14.2.2 基于变参数轨迹追踪的时域仿真技术 281

14.2.3 在线传输极限TTC的计算 281

14.2.4 适用于在线调度决策的TTC——保守、乐观TTC 286

14.2.5 暂态稳定安全的预防控制 293

14.3 静态电压稳定评估、增强控制和预防控制 294

14.3.1 概述 294

14.3.2 电压稳定性评估（VSA） 295

14.3.3 电压稳定故障筛选和排序（CS&R） 296

14.3.4 电压稳定控制（VSC） 296

14.3.5 最小奇异值分析 297

14.3.6 连续潮流法 298

14.3.7 故障型连续潮流法 299

14.3.8 提高静态电压稳定性的控制算法 302

14.4 继电保护配合安全预警 306

14.4.1 概述 306

14.4.2 保护定值在线校核的难点 306

14.4.3 自定义规则的保护定值校核专家系统 307

14.4.4 保护定值校核的快速计算方法 309

14.4.5 基于电网分块的并行校核计算方法 311

14.4.6 算例 314

14.5 综合安全预警系统的应用情况 316

14.6 支持平台技术 318

14.6.1 系统功能的集成 318

14.6.2 软硬件平台体系的集成 319

第15章 电力系统在线动态安全评估、预警及决策支持的系统平台 325

15.1 系统总体结构 325

15.2 系统软硬件平台 326

15.2.1 软硬件平台设计思想 326

15.2.2 基于离线平台技术的在线化技术 327

15.2.3 总体技术特点 328

15.2.4 总体功能设计 331

15.2.5 系统配置 333

15.3 分布式计算平台 334

15.3.1 分布式计算平台构建 334

15.3.2 关键技术解决方案 334

15.3.3 任务预分配机制 336

15.3.4 数据触发计算机制 338

15.3.5 子计算节点管理 338

15.3.6 系统维护管理 342

15.4 动态数据平台 343

15.4.1 动态数据平台构建 343

15.4.2 关键技术解决方案 344

15.4.3 数据交换 345

15.4.4 整合潮流计算 346

第16章 电力系统安全评估、辅助决策和在线稳定极限计算 349

16.1 安全稳定评估 349

16.1.1 安全稳定评估算法的在线化处理 349

16.1.2 安全稳定评估功能说明 350

16.1.3 安全稳定评估内部模块功能说明 350

16.2 调度辅助决策 352

16.2.1 调度辅助决策计算的并行化实现 352

16.2.2 辅助决策模块信息交互流程 353

16.2.3 辅助决策模块实施新增目录组织结构 356

16.3 在线稳定极限 356

16.3.1 在线稳定极限计算的并行化实现 356

16.3.2 在线稳定裕度模块信息交互流程 357

16.3.3 稳定极限模块实施新增目录组织结构 359

第17章 在线分析平台和综合决策支持系统的可视化展示 360

17.1 安全域在线监视和可视化系统 360

17.1.1 电压稳定安全域在线监视软件 360

17.1.2 动态安全域在线监视软件 363

17.1.3 本系统在EMS上的实现 366

17.2 信息显示与可视化 367

17.2.1 图模一体化支持平台概述 367

17.2.2 潮流断面比较工具 376

17.2.5 二维可视化技术 377

17.2.6 三维可视化技术 378

参考文献 381