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考虑频率耦合特性的D-PMSG复数域阻抗建模及其特征分析
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作者 苏晨博 刘崇茹 +2 位作者 王瑾媛 郝琪 董浩云 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期118-128,共11页
阻抗分析法因其简单有效被广泛用于含电力电子变换器的互联系统稳定性研究。然而,采用传统方法对频域序阻抗建模时,需通过非线性变换(Park变换及其反变换)进行坐标系转换,这会导致不同周期分量的卷积运算及相应的频移,其过程较为烦琐。... 阻抗分析法因其简单有效被广泛用于含电力电子变换器的互联系统稳定性研究。然而,采用传统方法对频域序阻抗建模时,需通过非线性变换(Park变换及其反变换)进行坐标系转换,这会导致不同周期分量的卷积运算及相应的频移,其过程较为烦琐。针对上述问题,基于复向量时域微分算子,提出了永磁直驱同步发电机(D-PMSG)等效阻抗建模方法。该方法在时域周期系统稳定运行轨迹的邻域内直接进行小信号线性化,并采用指数旋转因子灵活反映系统受扰后的时变特性,结合时域微分算子等效表征互联系统控制环节的动态特性,避免了频域阻抗建模时坐标系的反复变换,大幅降低了解析建模的复杂度。此外,所提方法能够更加清晰地阐释互联系统受到扰动时D-PMSG并网逆变器产生频率耦合现象的物理意义;同时,能够说明基频电压初始相位对耦合分量相频特性的影响。最后,利用仿真验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 复向量 阻抗建模 永磁直驱同步发电机(D-PMSG) 频率耦合 系统稳定性分析
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HVDC送端系统振荡引发受端换相失败的机理分析
2
作者 郑乐 吴晶 +2 位作者 徐衍会 孙英云 刘崇茹 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期2743-2754,共12页
高压直流输电系统送、受端存在电气耦合及两端的控制配合,因此,送端振荡可通过系统控制逻辑、电气量及控制量变化等影响受端系统的运行状态,增加了受端换相失败的风险。现有工作主要研究了送端大扰动引发受端换相失败的现象与机理,通过... 高压直流输电系统送、受端存在电气耦合及两端的控制配合,因此,送端振荡可通过系统控制逻辑、电气量及控制量变化等影响受端系统的运行状态,增加了受端换相失败的风险。现有工作主要研究了送端大扰动引发受端换相失败的现象与机理,通过对标准直流系统进行小信号分析,发现直流系统中存在低频频段的固有振荡频率,一旦交流系统发生相近频段的振荡,将可能诱发直流系统共振。在此基础上,首先分析共振引起系统电气量以及控制量的波动对换相失败的影响,通过HVDC的准稳态方程分析共振后直流电流上升导致关断角下降,进而引发首次换相失败的机理;然后从两端的控制系统出发,研究逆变侧控制切换引发后续换相失败的机理;最后对CIGRE直流输电标准测试系统进行验证,并结合换相失败发生机理对换相失败的抑制策略进行了初步讨论。 展开更多
关键词 高压直流输电 送端振荡 受端换相失败 机理分析
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基于虚拟阻抗补偿的PMSG恒导纳建模方法
3
作者 史一博 刘崇茹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2362-2373,I0024,共13页
永磁直驱风力发电系统结构复杂、节点数多,在进行电磁暂态实时仿真时,若采用传统建模方法会因系统导纳矩阵计算过于复杂导致仿真规模严重受限。该文提出一种基于虚拟阻抗补偿的永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,P... 永磁直驱风力发电系统结构复杂、节点数多,在进行电磁暂态实时仿真时,若采用传统建模方法会因系统导纳矩阵计算过于复杂导致仿真规模严重受限。该文提出一种基于虚拟阻抗补偿的永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)恒导纳建模方法,该方法基于传统发电机模型,通过在转子上补偿虚拟阻抗的方式使发电机导纳矩阵固定,并以暂态误差最小为目标,对阻抗参数进行优化设计;再通过结合换流器的伴随离散电路模型,可建立PMSG完整恒导纳模型并进行电磁暂态仿真,能够节省大量的计算资源。仿真试验证明,该模型具有较高的仿真精度,并且可以用于FPGA等离散化硬件仿真平台上,具有良好的适用性。 展开更多
关键词 恒导纳模型 虚拟阻抗补偿 永磁同步电机
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基于CIM XML电网模型的互操作研究 被引量:84
4
作者 刘崇茹 孙宏斌 +2 位作者 张伯明 董越 辛耀中 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2003年第14期45-48,74,共5页
应用程序级的开放是新一代能量管理系统 (EMS)发展的迫切要求。国际电工委员会 (IEC)提出的IEC 6 1970系列标准中的公共信息模型 (CIM )能够实现EMS应用真正意义上的信息共享。文中基于实时库技术 ,设计构造了数据交换适配器 ,实现了原... 应用程序级的开放是新一代能量管理系统 (EMS)发展的迫切要求。国际电工委员会 (IEC)提出的IEC 6 1970系列标准中的公共信息模型 (CIM )能够实现EMS应用真正意义上的信息共享。文中基于实时库技术 ,设计构造了数据交换适配器 ,实现了原有EMS的数据库与符合CIM标准的数据存储器之间的数据交换和数据传递。根据IEEE给出的 14节点标准系统数据 ,建立了符合CIM标准的电力系统模型。 展开更多
关键词 能量管理系统 公共信息模型 应用程序接口 开放系统 标准化
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公共信息模型拆分与合并应用研究 被引量:62
5
作者 刘崇茹 孙宏斌 +1 位作者 张伯明 王志南 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第12期51-55,59,共6页
为了更好地解决电力系统交换模型数据的问题,更好地实现部分模型传输,在基于IEC61970系列标准中的公共信息模型(CIM)及国内两次互操作实验的基础上,提出了进行CIM拆分与合并的基本应用原则。基于该原则,在原有互操作程序的基础上完成了... 为了更好地解决电力系统交换模型数据的问题,更好地实现部分模型传输,在基于IEC61970系列标准中的公共信息模型(CIM)及国内两次互操作实验的基础上,提出了进行CIM拆分与合并的基本应用原则。基于该原则,在原有互操作程序的基础上完成了各种拆分合并实验,并用IEEE 14节点数据进行了测试,结果令人满意。该项研究成果已应用于实际系统,并取得了很好的效果。 展开更多
关键词 公共信息模型 能量管理系统 电力标准 IEC61970 合并 拆分
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多种控制方式下交直流系统潮流算法改进 被引量:39
6
作者 刘崇茹 张伯明 +1 位作者 孙宏斌 陈寿孙 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2005年第21期25-31,共7页
在对交替迭代法进行研究的基础上,发现直流输电系统系数矩阵在某种控制方式下可能奇异,对该系数矩阵在各种不同控制方式下的可逆性进行了分析和证明,指出直流输电系统方程系数矩阵可能出现不可逆的运行情况,并提出了在这些情况下交直流... 在对交替迭代法进行研究的基础上,发现直流输电系统系数矩阵在某种控制方式下可能奇异,对该系数矩阵在各种不同控制方式下的可逆性进行了分析和证明,指出直流输电系统方程系数矩阵可能出现不可逆的运行情况,并提出了在这些情况下交直流潮流算法的改进方法。文中提出的改进交替求解法经过实验测试,效果令人满意。 展开更多
关键词 电力系统 交直流 潮流计算 奇异矩阵 EMS
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包含直流输电系统的公用信息模型的扩展 被引量:24
7
作者 刘崇茹 张伯明 +1 位作者 孙宏斌 辛耀中 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第20期52-56,共5页
在对公用信息模型(CIM)研究的基础上,根据CIM规定的语义和语法,对CIM进行扩展,设计了直流系统特有的类,并在扩展CIM的基础上完成了交直流潮流框架设计。程序采用C++语言实现,使交直流潮流计算程序成为一个独立的、有良好接口规范和数据... 在对公用信息模型(CIM)研究的基础上,根据CIM规定的语义和语法,对CIM进行扩展,设计了直流系统特有的类,并在扩展CIM的基础上完成了交直流潮流框架设计。程序采用C++语言实现,使交直流潮流计算程序成为一个独立的、有良好接口规范和数据模型的应用组件,能够作为插件方便地嵌入能量管理系统(EMS)。 展开更多
关键词 公共信息模型 能量管理系统 柔性交流输电 直流输电
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交直流系统潮流计算中换流变压器分接头的调整方法 被引量:24
8
作者 刘崇茹 张伯明 孙宏斌 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期22-27,共6页
分析了直流输电系统中换流变压器的作用,在交直流系统潮流计算中考虑了换流变压器分接头的调整,提出了调整分接头档位的方法,并通过两个算例系统进行了仿真。仿真结果表明,该方法能有效检测运行控制角和电压的越限情况,并根据不同的调... 分析了直流输电系统中换流变压器的作用,在交直流系统潮流计算中考虑了换流变压器分接头的调整,提出了调整分接头档位的方法,并通过两个算例系统进行了仿真。仿真结果表明,该方法能有效检测运行控制角和电压的越限情况,并根据不同的调整要求尽量使换流器吸收的无功减少。 展开更多
关键词 电力系统 交直流系统 潮流计算 换流变压器 分接头
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交直流混合系统潮流算法改进及其鲁棒性分析 被引量:18
9
作者 刘崇茹 张伯明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第19期57-62,共6页
提出一种改进交替求解法来计算交直流混合输电系统潮流。该方法克服了直流子系统计算过程中由于受到交流系统母线电压幅值的影响而可能产生振荡的缺点。采用牛顿拉夫逊法计算直流输电子系统中每个单元,避免依照公式直接计算可能产生对... 提出一种改进交替求解法来计算交直流混合输电系统潮流。该方法克服了直流子系统计算过程中由于受到交流系统母线电压幅值的影响而可能产生振荡的缺点。采用牛顿拉夫逊法计算直流输电子系统中每个单元,避免依照公式直接计算可能产生对负数开方的问题;同时,它很好地处理了分接头的调整问题,克服了由于控制角的余弦值大于1而导致无法回算触发角(熄弧角)的问题。仿真结果表明该算法快速可靠。所提出的方法在南方电网不同断面、不同运行方式、以及系统N-1扫描的计算过程中,体现出较好的快速性和可靠性。 展开更多
关键词 电力系统 交直流系统 潮流计算 交替迭代 牛顿拉夫逊法
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交直流混合输电系统灵敏度分析 被引量:18
10
作者 刘崇茹 张伯明 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期45-49,共5页
研究了稳态条件下交直流(AC/DC)混合输电系统中交流(AC)子系统与直流(DC)子系统之间的相互作用和相互影响。采用灵敏度分析方法,分析和讨论了DC系统控制参数对AC/DC混合系统运行特性的影响,以及在DC系统存在的条件下,AC系统控制量对AC... 研究了稳态条件下交直流(AC/DC)混合输电系统中交流(AC)子系统与直流(DC)子系统之间的相互作用和相互影响。采用灵敏度分析方法,分析和讨论了DC系统控制参数对AC/DC混合系统运行特性的影响,以及在DC系统存在的条件下,AC系统控制量对AC系统其他变量的影响。系统地分析和计算了AC/DC系统的各类灵敏度矩阵,这对潮流控制、参数调整和电压估算等问题都有实际的意义。 展开更多
关键词 交直流输电 灵敏度分析 潮流控制 参数调整
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大停电后发电机启动顺序优化方法 被引量:13
11
作者 刘崇茹 邓应松 +3 位作者 卢恩 李扬絮 王宁 龙霏 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第18期55-59,共5页
大停电后电力系统恢复初期发电机的启动顺序对恢复进程有重要影响。针对现有发电机排序方法中存在的优化目标不一致和重复计算等问题,提出基于迪杰斯特拉算法的发电机启动顺序优化方法。改进支路权值,建立优先级指标,综合考虑支路权值... 大停电后电力系统恢复初期发电机的启动顺序对恢复进程有重要影响。针对现有发电机排序方法中存在的优化目标不一致和重复计算等问题,提出基于迪杰斯特拉算法的发电机启动顺序优化方法。改进支路权值,建立优先级指标,综合考虑支路权值以及发电机启动功率和爬坡率对发电机进行排序。采用避免回溯的计算方法,改进迪杰斯特拉算法调用逻辑,避免重复调用迪杰斯特拉算法,有效减少计算量。以IEEE 39节点系统为例,验证了所提方法的优越性。 展开更多
关键词 电力系统恢复 发电机排序 迪杰斯特拉算法 优先级指标 避免回溯
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交直流输电系统潮流计算中换流器运行方式的转换策略 被引量:15
12
作者 刘崇茹 张伯明 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期17-21,共5页
分析了多端直流输电系统和多馈入直流输电系统控制运行方式,提出了采用计算机进行控制方式转换的方法。在考虑各种控制方式的控制作用和转换条件的基础上计算交直流系统潮流。该方法用加入2条直流输电线路的IEEE 300节点算例系统和加入... 分析了多端直流输电系统和多馈入直流输电系统控制运行方式,提出了采用计算机进行控制方式转换的方法。在考虑各种控制方式的控制作用和转换条件的基础上计算交直流系统潮流。该方法用加入2条直流输电线路的IEEE 300节点算例系统和加入三端直流输电系统的IEEE 118节点算例系统进行测试,计算效果较好,能够处理运行条件改变导致的运行方式发生的转换。 展开更多
关键词 电力系统 交直流 运行方式 潮流计算
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直流输电系统控制参数对交直流连接母线电压幅值的影响 被引量:10
13
作者 刘崇茹 张伯明 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期23-27,共5页
采用灵敏度分析方法对交直流输电系统稳态运行条件下的相互影响作了详细分析。分析了直流输电系统控制参数变化对直流输电系统输送的有功功率和需要的无功功率的影响,进而导致交直流连接节点电压的变化情况。采用解耦求解与联合求解2种... 采用灵敏度分析方法对交直流输电系统稳态运行条件下的相互影响作了详细分析。分析了直流输电系统控制参数变化对直流输电系统输送的有功功率和需要的无功功率的影响,进而导致交直流连接节点电压的变化情况。采用解耦求解与联合求解2种方法讨论了不同控制方式下,直流输电系统控制参数对交直流连接母线电压幅值的影响。结合交直流输电系统的计算结果,总结了直流输电系统电压设定值、电流设定值、触发角(或熄弧角)设定值、功率设定值以及换流变压器变比对换流器有功功率和无功功率的影响,以及这些控制量对交直流连接母线电压幅值的影响。其影响的大小和方向取决于系统采用的控制方式以及系统网络参数。运用所提出的方法易从计算得到的灵敏度矩阵中分析交直流输电系统之间稳态运行条件下的相互影响。 展开更多
关键词 电力系统 交直流输电 灵敏度分析 相互影响
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考虑换流变压器和无功补偿协调控制计算AC/DC系统有功-电压曲线 被引量:4
14
作者 刘崇茹 张伯明 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期50-53,共4页
在绘制交直流混合输电系统有功-电压曲线的过程中应该考虑直流的调整控制作用。如果将直流系统简单视为定功率负荷,通过仿真发现,计算得到的静态电压稳定裕度偏保守,并不能反映直流系统的控制作用。在采用连续潮流法求解交直流混合系统... 在绘制交直流混合输电系统有功-电压曲线的过程中应该考虑直流的调整控制作用。如果将直流系统简单视为定功率负荷,通过仿真发现,计算得到的静态电压稳定裕度偏保守,并不能反映直流系统的控制作用。在采用连续潮流法求解交直流混合系统有功-电压曲线的过程中,根据换流器的阀组控制方式和直流系统运行特征(无功功率控制方式),调整换流变压器分接头,并根据无功控制需求投入换流站无功补偿装置,求得的有功-电压曲线及电压稳定临界点能够反映直流输电系统控制对电力系统稳定性的影响。 展开更多
关键词 电力系统 交直流系统 换流变压器 无功补偿 有功-电压曲线
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MIDC系统有功功率分配方式对受端交流系统网损的影响 被引量:2
15
作者 刘崇茹 张伯明 冯永青 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期16-20,共5页
对直流输电系统2种常用的运行模式进行分析,讨论了多馈入直流输电(MIDC)系统输送功率对受端交流系统网损的影响,提出了2种条件下网损灵敏度的计算方法,一种是保持MIDC系统输送通道总功率不变,另一种是MIDC系统各直流线路输送功率相互独... 对直流输电系统2种常用的运行模式进行分析,讨论了多馈入直流输电(MIDC)系统输送功率对受端交流系统网损的影响,提出了2种条件下网损灵敏度的计算方法,一种是保持MIDC系统输送通道总功率不变,另一种是MIDC系统各直流线路输送功率相互独立。第2种情况下,需要采用负荷平衡方法进行修正。针对第1种情况,文中对功率的再分配进行了讨论,提出了一种有效的功率再分配方法来降低受端系统网络损耗。对加入了MIDC系统的IEEE118节点系统进行仿真的结果表明,优化后三馈入DC/AC的118节点交流系统网损平均降低0.97%。 展开更多
关键词 多馈入直流输电系统 灵敏度 最优乘子 牛顿-拉夫逊法 电力系统
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直流输电系统控制参数对交直流连接母线电压幅值的影响 被引量:1
16
作者 刘崇茹 张伯明 孙宏斌 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第S2期35-41,共7页
该文采用灵敏度分析方法对交直流输电系统稳态运行条件下的相互影响做了详细分析。讨论了不同控制方式下的直流输电系统控制参数改变使得它输送的有功功率和吸收的无功功率发生变化,导致交直流连接节点电压的变化。分析了交直流系统之... 该文采用灵敏度分析方法对交直流输电系统稳态运行条件下的相互影响做了详细分析。讨论了不同控制方式下的直流输电系统控制参数改变使得它输送的有功功率和吸收的无功功率发生变化,导致交直流连接节点电压的变化。分析了交直流系统之间联结节点上交流电压变化对直流输电系统的影响。该文结合交直流输电系统的计算结果,总结了交直流输电系统控制变量之间相互影响的方式和大小,对认识交直流输电系统之间稳态运行条件下的相互作用有实用的价值。 展开更多
关键词 电力系统 交直流输电 灵敏度分析 相互影响
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基于序列二次规划算法的多馈入直流输电系统功率优化 被引量:5
17
作者 刘崇茹 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第19期31-34,40,共5页
我国已形成含有多馈入直流输电系统(multi infeed direct current,MIDC)的大规模交直流混合电力系统,由于直流输电系统换流站的特殊性,直流输电系统有功功率的输送会影响受端交流系统的运行特性。以MIDC系统各条直流线路输送的功率为控... 我国已形成含有多馈入直流输电系统(multi infeed direct current,MIDC)的大规模交直流混合电力系统,由于直流输电系统换流站的特殊性,直流输电系统有功功率的输送会影响受端交流系统的运行特性。以MIDC系统各条直流线路输送的功率为控制变量,受端系统网损为目标函数,采用序列二次规划(sequence quadratic programming,SQP)算法对MIDC系统输送功率进行优化。算例证明该方法可有效减小受端系统网损,优化后双馈入DC/AC的9节点系统网损平均降低0.72%,三馈入DC/AC的118节点系统网损平均降低0.97%。 展开更多
关键词 电力系统 多馈入直流输电系统 功率优化 序列二次规划
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交直流混合系统状态估计算法研究与分析 被引量:5
18
作者 刘崇茹 《继电器》 CSCD 北大核心 2008年第6期14-19,共6页
采用最小二乘法对交直流输电系统的状态估计问题做了详细的分析和评价。在四种典型的交直流系统状态估计算法的基础上,增加了一类处理交直流系统之间关系的状态估计方法。针对五种算法对交流、直流系统的处理方法,采用一含有双端直流输... 采用最小二乘法对交直流输电系统的状态估计问题做了详细的分析和评价。在四种典型的交直流系统状态估计算法的基础上,增加了一类处理交直流系统之间关系的状态估计方法。针对五种算法对交流、直流系统的处理方法,采用一含有双端直流输电系统的14节点算例和一含有两条直流输电线路的300节点系统算例,进行多样本采样计算,从算法的优化效果、估计误差、迭代次数、对量测系统的适应性和计算速度等方面进行了详细的对比分析,总结了五种算法在不同的交流、直流系统量测配置情况下的计算性能,详细分析了几种算法的优缺点和实用性。针对电力系统状态估计的研究现状和现场需求,提出了直流系统状态变量的选取原则,对每个换流站只需选择两个状态变量即可,一个是直流电压,另一个是换流器控制角或换流变压器分接头。归纳出直流系统量测配置的特殊问题,即直流系统量测方程中必须包括无功量测或者触发角(熄弧角)量测,否则交直流混合系统状态估计发散的可能性比较大。 展开更多
关键词 电力系统 交直流 状态估计 加权最小二乘法 量测配置
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提高“电力系统暂态分析”课程教学质量的探索 被引量:4
19
作者 刘崇茹 刘宝柱 《电气电子教学学报》 2010年第S1期100-101,118,共3页
"电力系统暂态分析"是电气工程学科中重要的专业基础课,也是比较难学好的一门课程。本文讨论了在教学实践中针对提高"电力系统暂态分析"课程质量采取的一些探索性方法。这些方法在一定程度上促进了教师的教学水平,... "电力系统暂态分析"是电气工程学科中重要的专业基础课,也是比较难学好的一门课程。本文讨论了在教学实践中针对提高"电力系统暂态分析"课程质量采取的一些探索性方法。这些方法在一定程度上促进了教师的教学水平,提高了学生的学习兴趣。实际教学效果表明:该课程的教学应更注意学生对物理概念本身的理解和掌握,教会学生如何思考,才能达到提高学生学习兴趣的目的,切实提高该课程的教学质量。 展开更多
关键词 电力系统暂态分析 教学改革 专业基础课
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中国南方电网在线分布式建模系统研究与设计 被引量:50
20
作者 孙宏斌 李鹏 +7 位作者 李矛 张伯明 刘映尚 吴文传 刘崇茹 梁寿愚 冯永青 袁启海 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期82-86,91,共6页
为了满足中国南方电网全局协调控制和在线安全稳定分析的需要,基于IEC61970标准,提出了南方电网在线分布式建模系统的设计方案。各省调能量管理系统(EMS)通过调度数据网自动向总调EMS远程在线传输各自的电网模型和图形,在总调侧完成模... 为了满足中国南方电网全局协调控制和在线安全稳定分析的需要,基于IEC61970标准,提出了南方电网在线分布式建模系统的设计方案。各省调能量管理系统(EMS)通过调度数据网自动向总调EMS远程在线传输各自的电网模型和图形,在总调侧完成模型和图形的自动拼接,在线自动生成包括南方电网500kV/220kV交流系统和高压直流输电系统的全局模型和图形。给出了总体方案,详细设计了总调侧和省调侧的软件体系结构。介绍了关键技术,包括:模型边界的确定和维护、设备命名规范和处理技术、公共信息模型(CIM)扩展、CIM拼接、可缩放矢量图形(SVG)拼接和组织、交直流混合全模型在线高级应用、校验和运行维护机制等,设计了主要性能指标。该系统的实施将为建设中的南方电网新EMS、网省协调自动电压控制(AVC)、在线安全预警和预决策系统提供完整的在线模型。 展开更多
关键词 IEC 61970 模型 图形 能量管理系统 交直流混合互联电网 分布式计算
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