电力系统在线动态安全分析系统的研究与应用

论文摘要

电力系统动态安全分析是保障电力系统正常运行、预防潜在不稳定因素破坏的重要研究手段。随着电力系统规模的扩大以及控制元件的丰富,电网动态特性愈发复杂多变,暂态稳定所引发的安全性问题尤为严重。在此背景下,研究和开发在线动态安全分析的理论和软件,越来越受到人们的关注。本文围绕在线动态安全监控系统外围工作平台,做了有益的探索,并将其应用到生产实践中。首先,本文深入探讨了EMS数据的自动处理问题,对网络拓扑结构进行了系统地化简,从而大大降低了电力网络的规模,减小运算量提高计算速度。此外,本文还对等效外部网络的建模和求解做了细致的说明,较大程度地模拟了待研究地区电网故障后,外网对其动态特性的影响。随后,本文根据在线动态安全系统的并行工作原理,从硬件到软件研究探索配置和构建集群系统的一般流程,着重说明了应用成熟的消息通信技术,设计开发粗粒度的分布式计算调度管理程序,重点突出控制节点对计算节点的调配和计算任务的分配,将暂态仿真的计算速度大幅度地提高。另外,本文针对在线动态安全分系统的特点和工作原理,设计了一套数据库管理系统,负责数据归并组合、参数设定修改、结果存储查询等功能。并从数据库开发的底层技术环境出发,强调发挥数据库性能的主要方法。最后,本文设计了Linux系统下基于TCP/IP的网络通信的服务器程序,从而将在线动态安全分析的基础功能扩展至调度员研究态分析,减轻系统运行人员的工作量,提高了工作效率。通过实际工程应用的长时间检验,在线动态安全分析系统连续作业的稳定性、计算的快速性、结果的准确性都得到了充分的验证。因此,本文所述的方案方法具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 在线动态安全分析的现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 电力系统暂态稳定分析方法
• 2.1 暂态稳定简述
• 2.2 暂态稳定分析的时域仿真法
• 2.2.1 时域仿真的数值积分方法
• 2.2.2 同步发电机转子运动方程及其模型
• 2.2.3 电力系统全网模型
• 2.3 暂态稳定分析的直接法
• 2.3.1 多机电力系统数学模型
• 2.3.2 暂态能量函数定义
• 2.3.3 势能界面法
• 第三章 电力系统EMS 数据处理
• 3.1 能量管理系统简介
• 3.2 潮流数据基础分析
• 3.2.1 信息采集的配置内容
• 3.2.2 典型数据的关联
• 3.2.3 从线路到母线
• 3.3 输电网结构辨识
• 3.3.1 变压器再等值
• 3.3.2 电磁环网的处理
• 3.3.3 发电机出口处线路
• 3.3.4 平衡节点的选择
• 3.4 外部网络分析
• 3.4.1 天津电网与外网接口
• 3.4.2 接口潮流方法
• 3.4.3 确定相关发电机
• 第四章 集群环境下的分布式计算
• 4.1 集群系统
• 4.1.1 硬件结构与操作系统
• 4.1.2 软件系统体系结构
• 4.2 数据库管理
• 4.2.1 需求分析
• 4.2.2 整体结构
• 4.2.3 性能优化
• 4.2.4 安全与备份
• 4.3 分布式计算
• 4.3.1 任务管理与分配
• 4.3.2 容错处理
• 4.3.3 结果返回
• 4.3.4 人工退出
• 4.4 调度员分析
• 4.4.1 跨平台网络通信
• 4.4.2 客户端/服务器触发机制与原理
• 4.4.3 计算模式切换
• 第五章 在线动态安全分析系统的应用与测试
• 5.1 天津电网概述
• 5.2 在线DSA 系统的准确性
• 5.3 在线DSA 系统的效率
• 5.4 在线DSA 系统的可靠性
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢