CN101795018A - 基于可视化的电网智能调度技术支持系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于电网调度自动化管理范围的一种基于可视化的电网智能调度技术支持系统,包括硬件和软件两大部分构成。由数据服务器、工作站分别通过地址总线或以太网与前置机、物理隔离器连接,前置机通过通信机柜和变电站连接,WEB服务器直接和物理隔离器连接;软件部分包括监测控制和数据采集子系统、数据库管理子系统、电网安全分析与决策子系统、可视化展现与操作子系统和经济运行决策子系统构成。软件部分和硬件部分结合完成数据的收集、运行系统的分析、计算和可视化显示功能,对系统状况进行安全评估,提出“忧患预告”,对变电站实现监视、控制、故障记录、报表统计、可视化显示,使电网保持在正常、经济、安全的状态。
Description
技术领域
本发明属于电网调度自动化管理范围,特别涉及一种基于可视化的电网智能调度技术支持系统。
背景技术
国际上各大电网正在结合其各自特点,积极开展智能电网研究和实践工作,代表性的研究成果集中体现在以智能电网(Smart Grid、IntelliGrid)提法为核心的电网自动化和现代化技术。国际特大电网运行组织VLPGO于2008年提出了“21世纪能量管理系统(EMS)体系结构”白皮书。美国PJM提出了建设高级控制中心拟在2010年建成。可视化技术、实时调度技术、在美国的电网运行控制中得到了较为深入的应用。在国内,国家电网公司对此给予高度重视,提出建设中国特色的坚强智能电网的战略发展目标,以国网电科院、中国电科院为代表的科研单位在EMS的分布式建模和在线模型拼接系统,广域动态监测保护控制系统、安全协调防御系统开展了不少研究和应用。华东、华北、华中电网在智能电网方面开展了一些探索与研究;清华大学在实时分析、预警和辅助决策技术方面开展了研究。华北电力大学自2004年就开始了智能调度技术的应用研究,2005年在基于多数据源的数据获取,分析推理机制、多软件系统自动协调、调用、分析和控制等方面取得了较大的突破。但是信息技术、可视化技术、智能技术在智能调度中的进一步应用还有大量的工作待作。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于可视化的电网智能调度技术支持系统,其特征在于,所述电网智能调度技术支持系统包括硬件和软件两大部分构成;
所述硬件部分包括
两台数据服务器及n台工作站分别通过地址总线或以太网与前置机和物理隔离器连接,两台前置机通过五台通信机柜和变电站连接,WEB服务器直接和物理隔离器连接,其中五台通信机柜作为数据采集器将收集的变电站运行数据传输给前置机,数据服务器收到前置机发送的变电站运行数据后,存入数据库,并由数据库管理子系统与历史库数据比较、分析,给网络分析系统软件和调度员工作站提供源数据;然后由调度员工作站给维护工作站发送维护指令;
所述软件部分包括由监测控制和数据采集子系统及数据库管理子系统构成的数据平台、由电网安全分析与决策子系统、可视化展现与操作子系统、经济运行决策子系统构成的高级应用软件系统;软件部分完成数据的收集、运行系统的分析、计算和可视化显示功能,对目前以及未来的系统状况进行安全评估,在电网正常时,提出“忧患预告”,告知系统薄弱所在;使电网智能调度技术支持系统对变电站实现监视、控制、故障记录、报表统计、可视化显示,使电网保持在正常、经济、安全的状态。
所述数据平台的监测控制和数据采集子系统(SCADA:Supervisory Controland Data Acquisition)具有数据的收集、监视、控制、故障记录、报表统计的功能,将收集的数据发送给数据库管理子系统,数据库管理子系统管理来自实时SCADA系统数据和历史库数据,给网络分析系统软件和调度员工作站提供源数据;
所述高级应用软件系统的电网安全分析、决策子系统根据数据库管理子系统提供的源数据,进行网络拓扑、状态估计、潮流分析和静态安全分析,对目前以及未来的系统状况结合历史库数据的专家数据进行安全评估,在电网正常时,提出“忧患预告”,告知系统薄弱所在。同时,依据预测的可能电网忧患状况,进行预防性策略跟踪,自动生成电网调整和控制决策方案,并由可视化展现与操作子系统以图形的方式在屏幕上显示,并在图形上进行故障模拟与故障分析,直观的展现系统中可能发生故障的严重程度及造成的负荷转移,还可以通过图形中切机和切负荷的模拟功能进行故障处理的模拟控制;在运行规则指导下,经济运行决策子系统在正常状况下,根据系统约束条件,模型和知识,综合运用全局系统信息,进行不同优化模型、不同的优化目标的优化协调,使得作出的决策具有全局可行性,避免优化孤岛的出现,使电网保持在正常、经济、安全的状态。
所述WEB服务器直接和物理隔离器连接。
所述n台工作站至少包含一个调度员工作站和一个维护工作站。
本发明的有益效果是本发明采用可视化展现与操作子系统以图形的方式在屏幕上显示的方法,解决了进行动态图形显示和操作相结合的电网实时安全分析技术,使“智能调度决策支持系统”能以动态图形的方式展现电力系统当前运行状态,并可在该图形状态下进行N-1事故预想安全分析计算,可以生动、形象地显示出电网潮流分布情况、线路功率越限情况、节点电压越限情况模拟操作,其事故严重程度及造成的负荷转移即刻可展现出来,使运行人员在图形环境下进行故障处理的模拟控制;并生成综合调整策略报告。
附图说明
图1为基于可视化的电网智能调度技术支持系统组成图。
图2为基于可视化的电网智能调度技术软件组成框图。
图3为定西电网潮流分布情况示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于可视化的电网智能调度技术支持系统。下面结合附图,实施例对本发明予以进一步说明。
电网智能调度技术支持系统包括硬件和软件两大部分构成,所述硬件部分包括
两台数据服务器及n台工作站分别通过地址总线或以太网与前置机和物理隔离器连接,两台前置机通过五台通信机柜和变电站连接,WEB服务器直接和物理隔离器连接(如图1所示),其中n为2-10;五台通信机柜作为数据采集器将收集的变电站运行数据传输给前置机,数据服务器收到前置机发送的变电站运行数据后,存入数据库,并由数据库管理子系统与历史库数据比较、分析,给网络分析系统软件和调度员工作站提供源数据;然后由调度员工作站给维护工作站发送维护指令;
所述软件部分包括由监测控制和数据采集子系统及数据库管理子系统构成的数据平台、由电网安全分析与决策子系统、可视化展现与操作子系统、经济运行决策子系统构成的高级应用软件系统,该两部分通过网络接口连接(如图2所示);软件部分完成数据的收集、运行系统的分析、计算和可视化显示功能,对目前以及未来的系统状况进行安全评估,在电网正常时,提出“忧患预告”,告知系统薄弱所在;使电网智能调度技术支持系统对变电站实现监视、控制、故障记录、报表统计、可视化显示,使电网保持在正常、经济、安全的状态。
在运行规则指导下,经济运行决策子系统在正常状况下,根据系统约束条件,模型和知识,综合运用全局系统信息,进行不同优化模型、不同的优化目标的优化协调,使得作出的决策具有全局可行性,避免优化孤岛的出现,使电网保持在正常、经济、安全的状态。
图3所示为定西电网潮流分布情况示意图。“定西电网智能调度技术支持系统”由定西供电公司和华北电力大学协作研发,于2008年10月28日由甘肃省电力公司组织通过了功能竣工验收。在定西供电公司调度通信中心投入生产试运行,在图形上显示了操作漳(县)-岷(县)的一回线故障,另一回线为过负荷的画面。
在“定西电网智能调度技术支持系统”中建立UNIX系统和WINDOWS系统混合数据平台,实现电网运行信息的实时处理、监测、管理和控制为调度运行人员对电网进行操作提供以下方案:
1.在电网正常运行状态下,根据电网实时状态信息,对电网实时运行情况进行安全、经济状态评估和N-1事故预想安全分析,对超标和异常状态,进行调整策略分析,自动为调度人员提供辅助分析和调整、控制量化方案。
2.在图形环境下进行潮流计算和N-1事故预想安全分析计算,可以生动、形象地显示出电网潮流分布情况、线路功率越限情况、节点电压越限情况;预想事故对电网造成严重程度及负荷转移可通过动态图形通过WEB系统发布给相关人员,通过可视化展现与操作子系统展现给运行人员,还可以在图形环境下进行故障处理的模拟控制。
3.在电网元件检修时,根据检修操作任务和系统当前运行方式,可以在图形环境下,以图形操作的方式开具检修操作票,也可以自动开具规范的检修操作票。对检修设备通过图形形象显示检修标示牌。
4.当电网发生异常或事故时,即刻进行智能分析,根据分析结果,按照紧急程度以不同的声、像形式和内容分级向调度员发布报警信息。
5.当该系统运行异常、状态切换或需要维护时,通过无线传送短信的形式即刻向相关维护人员发布报警信息;当电网发生事故时,根据报警信息以及继电保护和开关动作信息,对故障元件进行诊断,提出故障诊断报告,在此基础上提出故障恢复策略和逐项令形式的故障操作票。
6.与DMIS(调度管理系统)系统接口,将负荷预测结果和调度操作票发送至DMIS系统进行流转或上传。
7.自动生成定西电网负荷月、年统计、电量统计等电子报表。
可视化的电网潮流分布情况示意图的图形环境下显示和操作性能指标:
●动画刷新频率<1s,满足在视觉上显示流畅的动画效果。
●显示图形动画时占用CPU不超过30%,避免因占有CPU过多导致计算机运行速度变慢。
●适应不同的显示器及分辨率,不发生图形动画变形、走样等错误。
web本意是蜘蛛网和网的意思。现广泛译作网络、互联网等技术领域。表现为三种形式,即超文本(hypertext)、超媒体(hypermedia)、超文本传输协议(HTTP)等;本发明的web服务器是通常的网络服务器。
Claims (5)
1.一种基于可视化的电网智能调度技术支持系统,其特征在于,所述电网智能调度技术支持系统包括硬件和软件两大部分构成;
所述硬件部分包括
两台数据服务器及n台工作站分别通过地址总线或以太网与前置机和物理隔离器连接,两台前置机通过五台通信机柜和变电站连接,WEB服务器直接和物理隔离器连接,其中五台通信机柜作为数据采集器将收集的变电站运行数据传输给前置机,数据服务器收到前置机发送的变电站运行数据后,存入数据库,并由数据库管理子系统与历史库数据比较、分析,给网络分析系统软件和调度员工作站提供源数据;然后由调度员工作站给维护工作站发送维护指令;
所述软件部分包括由监测控制和数据采集子系统及数据库管理子系统构成的数据平台、由电网安全分析与决策子系统、可视化展现与操作子系统、经济运行决策子系统构成的高级应用软件系统;软件部分完成数据的收集、运行系统的分析、计算和可视化显示功能,对目前以及未来的系统状况进行安全评估,在电网正常时,提出“忧患预告”,告知系统薄弱所在;使电网智能调度技术支持系统对变电站实现监视、控制、故障记录、报表统计、可视化显示,使电网保持在正常、经济、安全的状态。
2.根据权利要求1所述基于可视化的电网智能调度技术支持系统,其特征在于,所述数据平台的监测控制和数据采集子系统(SCADA:Supervisory Controland Data Acquisition)具有数据的收集、监视、控制、故障记录、报表统计的功能,将收集的数据发送给数据库管理子系统,数据库管理子系统管理来自实时SCADA系统数据和历史库数据,给网络分析系统软件和调度员工作站提供源数据。
3.根据权利要求1所述基于可视化的电网智能调度技术支持系统,其特征在于,所述高级应用软件系统的电网安全分析、决策子系统根据数据库管理子系统提供的源数据,进行网络拓扑、状态估计、潮流分析和静态安全分析,对目前以及未来的系统状况结合历史库数据的专家数据进行安全评估,在电网正常时,提出“忧患预告”,告知系统薄弱所在。同时,依据预测的可能电网忧患状况,进行预防性策略跟踪,自动生成电网调整和控制决策方案,并由可视化展现与操作子系统以图形的方式在屏幕上显示,并在图形上进行故障模拟与故障分析,直观的展现系统中可能发生故障的严重程度及造成的负荷转移,还可以通过图形中切机和切负荷的模拟功能进行故障处理的模拟控制;在运行规则指导下,经济运行决策子系统在正常状况下,根据系统约束条件,模型和知识,综合运用全局系统信息,进行不同优化模型、不同的优化目标的优化协调,使得作出的决策具有全局可行性,避免优化孤岛的出现,使电网保持在正常、经济、安全的状态。
4.根据权利要求1所述基于可视化的电网智能调度技术支持系统,其特征在于,所述WEB服务器直接和物理隔离器连接。
5.根据权利要求1所述基于可视化的电网智能调度技术支持系统,其特征在于,所述n台工作站至少包含一个调度员工作站和一个维护工作站。
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