基于网格计算的电网智能化安全评估研究

论文摘要

智能化安全评估是统一坚强电网建设的关键内容,是互联输电网的神经中枢,是维系电力生产过程的基础,是保障电网运行和发展的重要手段。随着广域量测系统和网格计算技术在我国电力系统中的广泛应用,使得利用系统广域信息和网格计算技术开展智能化安全评估系统研究与设计工作成为可能。针对电力系统静态稳定运行的特点,提出了基于支持向量机的智能化电压稳定评估模型。在电压稳定评估方面,采用基于SVM分类机的电压稳定模型,将电压稳定评估处理成二分类问题,并充分利用广域测量信息以捕捉多种典型系统特征的学习样本。在电压稳定预测方面,采用基于SVM回归机的电压预测模型,根据电压相量的幅值、相角的历史数据预测出未来时刻电压的相量信息,并根据这些相量信息得到反映电压稳定的裕度k。针对电力系统运行方式复杂、时变的特点,提出了智能化暂态稳定评估与控制模型。对于系统的详细模型,提出了基于在线学习的暂态稳定预测模型,通过LWPR在线学习算法对当前的运行方式和预想事故进行仿真,评估系统的稳定性,同时采用了CCCOI-RM变换,以提高计算速度以满足在线暂稳预测的需要。对于系统的简化模型,提出了基于抗原能量函数的暂态稳定评估模型,利用抗原能量函数对系统的加速能量和减速能量进行区分以获得临界能量估计值,并使用基于抗原能量函数裕度分析策略来指导快关汽门等控制措施维持系统稳定。针对上海电网的实际特点,开发了基于网格计算的安全评估体系。系统的设计本着低成本、可靠性、适应性的原则,利用虚拟化的环境构架为其在电力系统中的应用提供了性能优化和竞争优势;利用Globus和SHPG的技术融合使电力系统网格技术构架更加灵活、可靠;利用代理服务模式和分区模版、可伸缩性设计使电力网格的可扩展性和适应性更加强大。上海电网的仿真结果显示:基于网格计算的安全评估系统,能够充分利用现有资源,使批量计算任务达到线性加速比,计算结果准确可靠,为电网运行方式人员提供强有力的工具。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 网格及电力网格的概念
• 1.2.1 网格的定义
• 1.2.2 电力网格
• 1.3 广域测量系统（WAMS）
• 1.3.1 WAMS 的功能及应用
• 1.3.2 WAMS 在稳定控制和监测的应用
• 1.4 机器学习
• 1.5 本文的工作
• 第二章 智能化电压稳定评估与预测模型
• 2.1 引言
• 2.2 支持相量机（SVM）的算法实现
• 2.2.1 基于SVM 的学习算法
• 2.2.2 基于SVM 的分类机
• 2.2.3 基于SVM 的回归机
• 2.3 基于SVM 分类机的电压稳定评估
• 2.3.1 电压稳定评估模型
• 2.3.2 针对电压稳定的PMU 优化配置
• 2.3.3 学习样本的获取与稳定标准
• 2.3.4 电压稳定评估系统的流程
• 2.3.5 算例仿真
• 2.4 基于SVM 回归机的电压稳定预测
• 2.4.1 电压稳定预测模型
• 2.4.2 电压稳定裕度模型
• 2.4.3 算例仿真
• 2.5 本章小结
• 第三章 智能化暂态稳定评估与控制模型
• 3.1 引言
• 3.2 基于在线学习算法的暂态稳定预测
• 3.2.1 基于LWPR 的在线学习算法
• 3.2.2 基于LWPR 的暂态稳定预测器
• 3.2.3 基于LWPR 的暂态稳定性判据
• 3.2.4 算例仿真
• 3.3 基于抗原能量函数的暂态稳定评估
• 3.3.1 基于抗原能量函数的暂态稳定模型
• 3.3.2 基于抗原能量函数的紧急控制策略
• 3.3.3 算例仿真
• 3.4 本章小结
• 第四章 电力网格及网格体系
• 4.1 引言
• 4.2 动态安全评估网格计算平台
• 4.3 电力网格计算环境构架的设计
• 4.4 电力网格中间件的设计
• 4.5 电力网格关键技术解决方案
• 4.5.1 批处理模式的设计
• 4.5.2 可伸缩性的设计
• 4.6 电力网格的组成
• 4.7 本章小结
• 第五章 网格平台在上海电网的应用
• 5.1 动态安全分析
• 5.1.1 DSAGrid 动态安全分析
• 5.1.2 DSAGrid 动态安全分析计算主要功能和特点
• 5.1.3 DSAGrid 动态安全分析的任务分配
• 5.1.4 应用实例
• 5.1.5 操作界面
• 5.2 静态安全分析
• 5.2.1 DSAGrid 静态安全分析计算
• 5.2.2 静态安全分析计算主要功能和特点
• 5.2.3 DSAGrid 静态安全分析的信息交互过程
• 5.2.4 实际电网静态安全计算实例
• 5.2.5 操作界面
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文