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基于态势感知的电网运行轨迹表征方法研究获突破

  • 发布时间:2015-09-24 02:32:42  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  完成单位:中国电力科学研究院、华中科技大学、大连理工大学

  完成人:杨胜春、於益军、李峰、潘玲玲、徐鹏、王勇、汤必强、冯树海、石飞、王礼文、刘俊

  项目背景

  为适应坚强智能电网快速发展需要,应对电网调度运行的新挑战,迫切需要在现有智能电网调度技术支持系统已有成果的基础上,提高调度系统感知电网运行状态和潜在运行风险的能力,提高调度自我决策水平,有效辅助调度运行人员完成对电网的运行控制,最终实现自动智能调度。

  电网自动智能调度主要由感知预测、分析评估、协调控制三个部分构成。其中感知预测是要实现对电网运行状态发展变化情况(电网运行轨迹)的准确掌握,是后续分析评估和协调控制的基础。掌握电网运行轨迹发展是实现电网自动智能调度的关键。从2013 年开始,中国电力科学研究院等单位开展了“基于态势感知的电网运行轨迹表征方法研究”项目,主要研究基于态势感知的电网运行轨迹表征方法,力求从构建针对电网运行轨迹的指标体系出发,准确掌握电网运行的发展变化趋势和风险情况,为电网自动智能调度奠定基础。

  项目简介

  项目属于电力系统自动化领域。项目研发过程中,项目第一完成人杨胜春带领项目团队开展了关键技术攻关,在基于台风模型的故障集自动生成方法、电网安全综合指标确定方法、电力系统运行安全评价指标的构建方法、基于主观贝叶斯方法的时变设备故障概率模型、基于设备故障概率的严重故障筛选方法等方面取得突破。依托项目研究,共发表“基于态势感知的电网自动智能调度架构及关键技术”等论文12篇,申请“一种电网安全综合指标计算方法”等专利5项、“电网安全综合指标计算系统V1.0”软件著作权1项。

  项目于2015年1月17日通过国家电网公司科技项目验收,专家组一致认为,该项目完成了合同规定的研究内容,整体研究成果达到了国际先进水平。根据国家电网公司信息通信分公司提供的国内外查新报告,基于主观贝叶斯时变设备故障概率计算方法、基于赋权法和自动变权重惩罚机制的电网安全综合指标计算方法、基于故障影响域分析和故障概率信息的严重故障集快速筛选方法等为首创。

  技术创新点

  (1)通过台风风场模型和运动模型模拟预测未来时段内台风路径和影响带,提出了具有时空特性的台风模型的预想故障集自动生成方法。

  (2)基于运行统计数据计算设备先验故障概率,运用模糊专家系统计算设备故障对多种内外部观察条件的可信度,采用主观贝叶斯方法建立时变设备故障概率模型。

  (3)针对关键、危险和自定义指标权重的可变性,提出一种基于层次分析法和三种变权机制的以“1”为限值的电网安全综合指标计算方法。

  (4)将多个安全稳定约束转化为对发电出力的约束,提出以满足安全约束的最大电源备用水平作为电网安全评价指标的方法。

  (5)基于同心松弛原理和潮流转移因子确定设备故障影响域,分析多重故障的影响域重叠性,提出基于风险度指标和故障概率的严重故障集筛选方法。

  成果应用及效益

  本课题从基础理论、关键技术和软件开发三个方面开展攻关,取得一系列突破性成果,有助于提高调度系统本身感知电网运行状态和潜在运行风险的能力,提高调度系统自我决策水平,实现更高层次上的自动调度,有效辅助调度运行人员完成对电网的运行控制。本课题研究成果的推广应用具有重要的社会效益和经济效益。

  一是有利于电网自动调度体系的建立,实现从多维度对电网运行轨迹进行全面的定量表征,准确反映实际电网运行状态,推动电网自动调度技术的发展。

  二是有利于提高电网安全运行水平,提高调度员电网控制的精准度和效果,保障电网安全运行。

  三是有利于提高电网对外部自然灾害的预警能力,降低自然灾害的破坏力。

  (苏民)

  成果完成单位介绍

  中国电力科学研究院电力自动化所从上世纪60 年代就开始了发电优化调度的研究和开发工作,是我国最早开展经济调度和电力市场研发的单位,在电力系统分析、电力系统经济调度、电力市场及电力系统调度自动化领域具有雄厚的技术开发实力,丰富的开发、管理和实施大型软件的成功经验和工程化经验,研究和开发水平处于国内领先地位。

  研究团队曾承担多项国家科技支撑计划、973项目、863项目、国家自然科学基金、省部级重大项目,并取得了丰硕的科技成果,调度领域曾获得国家科技进步一等奖3项,国家科技进步二等奖2项,以及多项省部级科技进步奖。近年来承担了“特大电网交直流优化协调调度技术研究”、“电网调控一体化关键技术研究”、“互联电网运行控制性能评价标准研制”、“大电网安全性的风险评估研究”以及其它等与课题相关的多个重大课题研究。已登记软件产品150余项,取得计算机软件著作权230余项,发表论文1000余篇,获授权发明专利200余件。杨胜春,研究员级高工,现任中国电力科学研究院电力自动化研究所副所长,长期从事电力系统自动化、电力系统仿真、电力系统分析与控制等领域的研究开发和工程化工作。获省部级科技奖励5次,获发明专利若干项。

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