電力系統(tǒng)仿真分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1/9電力系統(tǒng)仿真分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)0引言源成為世界各國(guó)的必然選擇,也是新能源變革的主要內(nèi)容。中國(guó)新能源變革的目標(biāo)可以歸納為：以可。設(shè)想,并逐步加以實(shí)施,近兩年根據(jù)國(guó)際電力系統(tǒng)發(fā)展的最新動(dòng)向,又進(jìn)一步提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的宏偉藍(lán)為基礎(chǔ),以通信信息平臺(tái)為支撐,具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征,包含電力系。在上述的大停電事故中,電力系統(tǒng)從第一次元件故障,到整個(gè)系統(tǒng)崩潰,一般調(diào)度運(yùn)行的基礎(chǔ),涵蓋的范圍非常到暫態(tài)分析的各個(gè)方面。根據(jù)實(shí)時(shí)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程響應(yīng)時(shí)間與系統(tǒng)仿真時(shí)間的關(guān)系,可分為非實(shí)時(shí)仿真和實(shí)時(shí)仿真；根據(jù)仿可分為離線仿真、在線仿真。其中在線仿真是實(shí)現(xiàn)在線預(yù)警和、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、通信等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域,引入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)以及數(shù)2/9時(shí)仿真數(shù)據(jù)的粗細(xì)程度可根據(jù)需要自4仿真建模應(yīng)具備更大的靈活性,以適應(yīng)智能電網(wǎng)中層出不窮的新元件、新6電網(wǎng)自愈對(duì)實(shí)時(shí)決策控制的要求。要求能實(shí)時(shí)跟蹤評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)行為,一旦發(fā)生故障,立即進(jìn)行快速仿真并提供決策控制支持,防止大面積停電,并快速?gòu)?可實(shí)現(xiàn)智能人機(jī)交互仿真,顯著提高用戶操作的便捷性和仿真系統(tǒng)的使用本文將依據(jù)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信等技術(shù)當(dāng)前和未來(lái)可能的發(fā)展,探討和預(yù)測(cè)系統(tǒng)建模技術(shù)包括建模方法和模型研究技術(shù),電力系統(tǒng)數(shù)字仿真分析方法主要指1電力系統(tǒng)仿真分析和先進(jìn)計(jì)算技術(shù)分類3/9網(wǎng)仿真分析相關(guān)的計(jì)算數(shù)學(xué)領(lǐng)域既有傳統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算方法,也包括新興實(shí)測(cè)是指導(dǎo)建模、進(jìn)行模型校驗(yàn)及修正的主要手段。目模、負(fù)荷建模、新能源發(fā)電建模等方系統(tǒng)可靠性分析模型及功率預(yù)測(cè)模統(tǒng)法、模糊辨識(shí)法以及基于遺傳算法的非線性系統(tǒng)辨識(shí)法等,在同步機(jī)建模、負(fù)systemstabilizer,PSS>等模型,均較為成熟,全國(guó)范圍內(nèi)絕大部分機(jī)組勵(lì)磁系直流輸電系統(tǒng)模型包括主電路模型和控制系統(tǒng)模型,可分為機(jī)電暫態(tài)仿真模型和暫態(tài)仿真模型,前者一般為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型。直流輸電系統(tǒng)控制系統(tǒng)模型目前大①電力系統(tǒng)模型的精確度有待進(jìn)一步提高,特別是如何利用WAMS、WASA技術(shù)進(jìn)4/9收斂速度,應(yīng)用較為廣泛。為提高潮流計(jì)算的收斂性,有時(shí)將2種方法相結(jié)合,如PQ分解轉(zhuǎn)牛頓法。此外,還提出了潮流計(jì)算中的自動(dòng)調(diào)整方法、適合實(shí)時(shí)計(jì)對(duì)稱情況的三相潮流算法,以及應(yīng)用于電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定計(jì)算的多種病態(tài)潮流算規(guī)劃、內(nèi)點(diǎn)法以及遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等智能算法。其中內(nèi)點(diǎn)法在算法由于具有全局收斂性和擅長(zhǎng)處理離散變量而日益得到重視,但還處在發(fā)展階靈敏度法、崩潰點(diǎn)法、非線性規(guī)劃法、連續(xù)潮流法、非線性動(dòng)力學(xué)方5/9模一般不超過(guò)百余條母線,計(jì)算步長(zhǎng)通常為20~200s。為提高仿真精度,有學(xué)者提出了電磁暫態(tài)與機(jī)電暫態(tài)混合仿真方法。近年來(lái),隨著分網(wǎng)并行算法的提出仿真分析方法都較為成熟,為提高仿真分定運(yùn)行,建立和健全電國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院、清華大學(xué)等單位直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)試驗(yàn)等方面,加拿大Opal-RT公司的RT-LAB全數(shù)字實(shí)高頻電力電子的精確仿真以及分布式并行計(jì)算等方面具有優(yōu)良的6/9展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一機(jī)并行計(jì)算或分布式計(jì)算技術(shù)來(lái).2相關(guān)計(jì)算數(shù)學(xué)是增強(qiáng)各種與現(xiàn)有數(shù)值仿真計(jì)算方法相結(jié)合的衍生算法的實(shí)用性,降低對(duì)參數(shù)的2.3計(jì)算模式未來(lái)高性能計(jì)算的發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：一是并行計(jì)算和分布式計(jì)算2種形態(tài)共存并互相結(jié)合、相互補(bǔ)充；二是從高性能計(jì)算走向高效能計(jì)算,提高計(jì)算性能、可編程性、可移植性和魯棒性,降低系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行及維護(hù)成本隨著中真分析中應(yīng)用預(yù)測(cè)先進(jìn)計(jì)算技術(shù)<計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算模式>的發(fā)展和應(yīng)用,將為電7/93.2電力系統(tǒng)建模技術(shù)能建模理論?；赪AMS和WASA數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真模型的修正成為建模的重要手化使得系統(tǒng)建模可在任一仿真軟件的建模環(huán)境下進(jìn)行,采用通用的輸入輸出格式,力設(shè)備中可自帶標(biāo)準(zhǔn)化的模型并具備對(duì)局部模型進(jìn)行仿真系統(tǒng)數(shù)字仿真分析方法最2建立靈活的仿真數(shù)據(jù)平臺(tái)和異地分布式仿真分析平臺(tái),結(jié)合智能電力設(shè)備中自帶的標(biāo)準(zhǔn)化模型,模型數(shù)據(jù)的云存儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù),WAMS、WASA等先進(jìn)測(cè)量4建立高度智能化的面向用戶、面向問(wèn)題、面向?qū)嶒?yàn)的建模與仿真環(huán)境,實(shí)6協(xié)同計(jì)算將在電力系統(tǒng)仿真分析中逐步應(yīng)用,使離線仿真分析從以往單地是大規(guī)模非線性系統(tǒng)求解、優(yōu)化的有效方法,為電力系統(tǒng)計(jì)算分析開(kāi)辟了一條新法和模糊數(shù)學(xué)方法則可以更好地處理仿真計(jì)算中的各種隨機(jī)性8/9力系統(tǒng)在線仿真分析2將WAMS數(shù)據(jù)引入到數(shù)據(jù)整合、參數(shù)校核和辨識(shí)、動(dòng)態(tài)仿真等各個(gè)環(huán)節(jié),3構(gòu)建描述電網(wǎng)各類不確定性特征<如天氣,間歇性能源接入等>的系統(tǒng)模型,4應(yīng)用數(shù)據(jù)融合技術(shù),提高對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、廣域量測(cè)系統(tǒng)、繼電保護(hù)穩(wěn)。5實(shí)現(xiàn)基于超實(shí)時(shí)仿真的在線控制和云控制,利用大規(guī)模電力系統(tǒng)的超實(shí)時(shí)仿真技術(shù),在故障發(fā)生后快速判別系統(tǒng)穩(wěn)定性,并給出控制措施,解決連鎖故障期電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真方法或?qū)扔蟹椒ㄟM(jìn)行改進(jìn),結(jié)合計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的FACTS儲(chǔ)能等新能真平臺(tái),實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模電力系統(tǒng)與數(shù)十條直流輸電、電力4分布式實(shí)時(shí)仿真全面應(yīng)用,開(kāi)展遠(yuǎn)程試驗(yàn)。通過(guò)異地多個(gè)實(shí)時(shí)仿真裝置的保護(hù)的繼電保護(hù)裝置、多個(gè)HVDC或FACTS控制器等異地試驗(yàn)設(shè)備的同步測(cè)試和控制器協(xié)調(diào)問(wèn)題。遠(yuǎn)程試驗(yàn)是分布式實(shí)時(shí)仿真的特殊應(yīng)用模式,即大電網(wǎng)的實(shí)9/9配備與物理待測(cè)設(shè)備的輸入輸5建立真實(shí)電力系統(tǒng)的影子系統(tǒng)——大電網(wǎng)在