安全校核及计划修正系统在电网调度中的实用化研究
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摘 要：该系统以实用性为出发点，结合电网生产实际流程提出与EMS、数据平台一体化的系统设计框架。系统采用分布式并行计算体系的N-1计算采用灵敏度分析法和逐次微调机制的灵敏度的反向等量配对核心算法，利用动态网络拓扑技术和综合数据校验机制对基础数据进行优化校验。通过图形变化、数据化和色彩视觉化效果，从多角度、多层次、直观可视化的展示校核结果信息和计算误差比对信息。系统投入实际运行以来运行稳定，实用性强。
中图分类号：
TN915-34
文献标识码：A
文章编号：1004-373X(2011)19
-0147
-03
Practical Research of Security Checking and Generation Scheduling
Correction System in GRID Dispatching
LI Min-ke， LI Ya-ru
(Yangling Vocational and Technical College, Yangling 712100, China)
Abstract： A system integrated with EMS and PSIDP whose design frame is put forward combined with practical producing process of power grid. The N-1 calculation of distributed parallel computing system in the designed system adopted sensitivity analysis and the core algorithm of fine-tuning mechanism for sensitivity reversed equivalent matching. The dynamic network topology and comprehensive data validation were used to optimize and validate basic data. Validate results and calculation errors comparable information could be intuitively displayed by graphics alteration, datamation and colorful visual effect from multi-angle and multilayer. The system has practical performance and stable running.
Keywords： EMS; integration; practical; safety validation; plan amendment
收稿日期：2011-04-02
0 引 言
近年来，随着电网规模的跨越发展，电网运行方式日益复杂, 迫切需要依靠新的科技手段，提高电网的监控水平和调度的智能决策水平。2008年，华东电网各省(市)正在进行日计划安全校核功能实用化工作。
安全校核及计划修正系统是调度管理领域的传统课题，有关系统理论研究和实际应用已经有较多的文献报道，核心算法技术和功能设计较为成熟［1-3］。但在涉及海量数据汇聚的系统中，如何实现基础信息综合校验和快速查询、关键信息高层次抽象和重要主题突出展现等实际工程应用较少报道。
本文结合福建电网的工程实际，从系统设计、核心算法改进和可视化人机展示等实用化技术研究及应用进行阐述。
1 系统结构设计
系统结构设计如图1所示，系统构建在Ⅱ区EMS及数据平台上，按照“自上而下”的设计思想，采用单点维护，全局共享原则，减少系统维护工作量，保证系统环境的真实性和系统的实用性。
图1 安全校核及计划修正系统结构图
系统通过数据平台提供统一标准的数据服务接口和跨区数据传输功能，汇聚了系统计算所需的检修计划、稳定限额、模型参数、发电计划等各类数据；通过EMS提供统一图形、统一的模型、实时数据的一体化、基础数据一致性、一体化的人机模式和系统管理，为安全校核及计划修正系统提供了良好的技术支撑环境。
系统软件主要由安全校核及计划修正控制台、数据校验、核心计算软件、人机展示组成。
2 系统功能
2.1 控制台
如图2所示，安全校核及计划修正控制台遵循生产流程设计，从控制步骤和重点信息展示着手，主要分为数据准备、计算配置、校核计算和安全校正几个重要的控制步骤。系统通过控制台可以方面的查询数据准备情况，便捷的选择核心算法、计算内容、监视内容和校核时段等计算配置，实现对计算的过程信息实时监控，直观地查询校核结果和计划修正信息。
图2 系统控制台
2.2 核心算法改进
安全校核及计划修正系统主要的核心算法包括安全校核算法和计划修正算法。安全校核算法主要是注重计算准确性和计算时间；计划修正算法主要是注重计划修正结果的可执行性。
2.2.1 安全校核算法改进
对于大型电网的次日96个时段进行N-1安全校核，需要进行大量的潮流、故障计算。为了缩短计算时间，根据计算的松耦合度点，系统采用了分布式并行计算体系结构［4］，N-1计算采用灵敏度分析法［2,4］。
系统采用1台协调机和若干台子机共同组成，协调机综合各子机的计算量和实时性能等来协调控制。如图3所示，在各子机，采用多进程计算模式，进一步增加计算速度。各子机配置一个调度进程和若干子进程组成。调度进程负责接收协调机发来的计算任务，并分配给各个计算子进程，并将计算结果返回协调机。系统N-1计算采用灵敏度分析法，将线路开断视为正常情况的一种扰动，以节点注入功率的增量来模拟相应的断线，快速提供系统详细的运行指标信息。
2.2.2 计划修正算法改进
计划修正算法采用基于灵敏度的反向等量配对算法，配合优化策略，对安全校核越限断面进行综合修正［5］。
图3 计算子机多进程计算结构
系统采用基于灵敏度的反向等量配对调整算法逐次微调机制，逐步试探，微量减弱越限程度，试探调整过程可随时停止并实时给出调整方案,算法鲁棒性强。
2.3 数据校验
系统通过数据平台整合了联络线计划、检修计划、发电计划、系统负荷预测、母校负荷预测、电网模型、稳定限额和电网参数等数据，采用动态网络拓扑技术和综合数据校验对计算准备数据进行校验，并提供便捷的校验信息的查询，保证了数据的完整性和正确性。
2.3.1 动态网络拓扑技术
系统根据电网实时断面信息，未来网络拓扑断面和计算前后的检修计划，校验检修计划中设备状态变化、电网模型和参数的可疑信息。
2.3.2 综合数据校验机制
系统根据数据之间的逻辑关系，检查母线负荷预测、机组计划、联络线计划、检修计划、稳定限额等数据的完整性和数据的关联性，校验系统计算基础数据的可疑信息。
2.4 校核结果可视化展示
安全校核及计划修正系统是数据集散中心与结果展示中心。系统数据挖掘技术，采用图形变化结合数据、表格、曲线、柱状图，应用色彩组合等不同的视觉效果，从多角度、多层次、直观可视化的展示校核结果信息，让用户能直接看到最重要的信息。主要分为基态和N-1越限信息展示和调度危险点信息展示。