鄭 亮,李碧君,周 霞

(1.東南大學(xué)，江蘇南京210096；2.國網(wǎng)電力科學(xué)研究院，江蘇南京210003)

隨著社會(huì)用電需求快速增長，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化生活對(duì)電力供應(yīng)可靠性的依賴度和敏感度日益提高，電網(wǎng)安全問題日益重要。區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)提高了運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性，但是電網(wǎng)特性變得更加復(fù)雜，局部故障的波及范圍更大，一旦發(fā)生事故，調(diào)度運(yùn)行人員不可避免的陷入海量數(shù)據(jù)中，難以做出快速、有效的決策。美加“8·14”大停電事故所反映出來的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行技術(shù)手段不足問題，給世界各國敲響了警鐘。應(yīng)對(duì)事故并消除環(huán)環(huán)相扣的事故連鎖反應(yīng)，必須有效借助電網(wǎng)監(jiān)控及預(yù)警能力，這是防止事故擴(kuò)大化的重要手段之一[1]。電力系統(tǒng)安全性、可靠性單一分析手段已無法滿足以市場(chǎng)化為背景的電力系統(tǒng)調(diào)度和決策管理的要求。

目前，我國已形成了以省級(jí)電網(wǎng)為基礎(chǔ)的大規(guī)模跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)，省級(jí)電網(wǎng)的不安全因素將會(huì)危及跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行方式和輸送功率的變化又影響省級(jí)電網(wǎng)的穩(wěn)定水平[2]。隨著特高壓工程的建設(shè)，電網(wǎng)正面臨著運(yùn)行機(jī)理及運(yùn)行特性復(fù)雜、方式變化大的困難局面。在生產(chǎn)運(yùn)行中迫切要求整合多種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)源，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行生產(chǎn)全過程給出系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性、可靠性以及相應(yīng)評(píng)價(jià)的綜合量化指標(biāo)，從而為電網(wǎng)的生產(chǎn)管理和調(diào)度運(yùn)行提供建議，保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在大電網(wǎng)安全穩(wěn)定防御方面，國內(nèi)已經(jīng)開展了較深入的研究。文獻(xiàn)[3-5]闡述了大電網(wǎng)綜合防御系統(tǒng)的框架，介紹了廣域測(cè)量與數(shù)據(jù)挖掘、在線穩(wěn)定量化分析與控制、多道防線的優(yōu)化與協(xié)調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)。文獻(xiàn)[6]從時(shí)間、空間和對(duì)象3個(gè)維度設(shè)計(jì)了安全穩(wěn)定預(yù)警和決策支持系統(tǒng)。文獻(xiàn)[7]介紹了大電網(wǎng)安全穩(wěn)定綜合防御系統(tǒng)在國內(nèi)網(wǎng)、省級(jí)電網(wǎng)的應(yīng)用。可以看出當(dāng)前運(yùn)行的防御系統(tǒng)其功能覆蓋的最大時(shí)間區(qū)間是，從電力系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的運(yùn)行時(shí)刻開始，到系統(tǒng)解列崩潰為止[8]。無法實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行生產(chǎn)全過程的安全穩(wěn)定預(yù)警和輔助決策。

1 全過程協(xié)調(diào)防御系統(tǒng)功能框架

電網(wǎng)遠(yuǎn)期特性研究和運(yùn)行方式安排，合理的日檢修計(jì)劃、周檢修計(jì)劃，正確安全的電網(wǎng)操作以及對(duì)實(shí)時(shí)電網(wǎng)安全性評(píng)估及預(yù)警預(yù)控，是電網(wǎng)長期安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障。綜合利用電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、超短期預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、日檢修計(jì)劃和周檢修計(jì)劃數(shù)據(jù)，構(gòu)建時(shí)間梯度上全過程協(xié)調(diào)防御系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系 （如圖1所示），將電網(wǎng)預(yù)警、預(yù)控、預(yù)決策提前至電網(wǎng)運(yùn)行檢修計(jì)劃安排階段，通過量化分析手段，使電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性相結(jié)合，在電網(wǎng)檢修計(jì)劃安排、運(yùn)行方式校核、調(diào)度運(yùn)行操作及調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控一連貫生產(chǎn)全程實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行有裕度、危險(xiǎn)狀態(tài)有預(yù)警、決策處理有依據(jù)。

圖1 全過程協(xié)調(diào)防御系統(tǒng)框架

1.1 離線研究子系統(tǒng)

離線研究子系統(tǒng)面向運(yùn)行方式人員，以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史斷面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)需要調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式開展安全穩(wěn)定計(jì)算分析，可以分析系統(tǒng)存在的安全穩(wěn)定問題。運(yùn)行方式人員通過選擇關(guān)心的斷面數(shù)據(jù)，借助于離線研究子系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)研究，尋找系統(tǒng)存在靜態(tài)和暫態(tài)安全穩(wěn)定問題的成因；利用調(diào)整電廠出力、負(fù)荷大小、修改網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞韧緩?，研究解決問題的根本方法，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，提高系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。也可以基于歷史典型方式和未來方式，進(jìn)行案例分析和未來電網(wǎng)研究分析。

（1）針對(duì)系統(tǒng)分析人員所關(guān)注的運(yùn)行方式下某個(gè)斷面或故障，進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定、靜態(tài)安全、暫態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定等方面的分析研究。

（2）分析歷史數(shù)據(jù)，研究電網(wǎng)的特性和運(yùn)行的機(jī)理。

（3）在詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠A(chǔ)上，評(píng)估外網(wǎng)故障對(duì)省級(jí)電網(wǎng)穩(wěn)定水平的影響，提出省級(jí)電網(wǎng)相應(yīng)控制措施。

（4）對(duì)電網(wǎng)集中發(fā)展、電源集中投產(chǎn)所引起的短路電流超限、系統(tǒng)穩(wěn)定水平降低、斷面變化等新問題、新矛盾開展專題研究，對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出可行的建議。

（5）針對(duì)電網(wǎng)開環(huán)分片運(yùn)行后區(qū)域電網(wǎng)與系統(tǒng)聯(lián)系薄弱的問題，通過對(duì)地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷分析及潮流、無功、短路及穩(wěn)定計(jì)算分析，重點(diǎn)剖析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上電網(wǎng)存在的薄弱點(diǎn)和安全危險(xiǎn)點(diǎn)，為開環(huán)提供建議和優(yōu)化方案。

（6）評(píng)估當(dāng)年電網(wǎng)的穩(wěn)定水平，對(duì)存在的薄弱環(huán)節(jié)開展網(wǎng)架結(jié)構(gòu)加強(qiáng)計(jì)算，結(jié)合成本核算提供多種可行性方案，向規(guī)劃部門提出電網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)建議。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展電網(wǎng)2～3年規(guī)劃計(jì)算校核工作，對(duì)規(guī)劃項(xiàng)目的適應(yīng)性進(jìn)行計(jì)算分析并提出優(yōu)化方案。

1.2 日計(jì)劃和周計(jì)劃校核及預(yù)警預(yù)控子系統(tǒng)

面向調(diào)度計(jì)劃的需要，進(jìn)行日、周計(jì)劃檢修項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)檢修引起的輸電阻塞進(jìn)行預(yù)警，研究確定與檢修方式配合協(xié)調(diào)的開機(jī)方式和負(fù)荷控制的要求，從而為合理安排檢修提供科學(xué)依據(jù)，為分析研究檢修對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式及安全穩(wěn)定特性的影響提供手段，規(guī)避檢修給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

（1）根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電計(jì)劃、區(qū)域和省間聯(lián)絡(luò)線交易計(jì)劃等數(shù)據(jù)對(duì)日前發(fā)電和輸電計(jì)劃進(jìn)行安全穩(wěn)定評(píng)估，得出線路或輸電斷面的安全穩(wěn)定裕度，并對(duì)出現(xiàn)的系統(tǒng)失穩(wěn)進(jìn)行預(yù)警，以減少電網(wǎng)阻塞。

（2）在日常檢修計(jì)劃安排中進(jìn)行短路電流計(jì)算確定開機(jī)方式，避免短路電流超限。

（3）對(duì)上報(bào)檢修項(xiàng)目開展停電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在此基礎(chǔ)上制定日、周檢修計(jì)劃。

1.3 操作前安全評(píng)估與校核子系統(tǒng)

電網(wǎng)操作前安全穩(wěn)定評(píng)估與校核面向調(diào)度運(yùn)行控制決策的需要，在當(dāng)前運(yùn)行方式下，調(diào)度運(yùn)行人員在下達(dá)調(diào)度命令前，針對(duì)實(shí)施調(diào)度操作后的電網(wǎng)，選擇與電網(wǎng)變化密切相關(guān)的預(yù)想故障集，進(jìn)行安全穩(wěn)定性的定量評(píng)估。如果存在安全穩(wěn)定裕度不能滿足要求的情況，則發(fā)出告警；如果該項(xiàng)命令必須執(zhí)行，則通過分析計(jì)算提出相應(yīng)的預(yù)防控制建議，與該項(xiàng)操作配合執(zhí)行，從而避免因調(diào)度命令不當(dāng)帶來的安全隱患。

（1）由于在電網(wǎng)操作過程中易誘發(fā)電網(wǎng)故障，為提高系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力，調(diào)度員可在日計(jì)劃所安排的設(shè)備操作前，依據(jù)當(dāng)前潮流水平在下令操作前利用“操作前安全評(píng)估與校核子系統(tǒng)”對(duì)該項(xiàng)操作任務(wù)開展操作風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作；針對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化后系統(tǒng)潮流及穩(wěn)定水平的改變，提供操作風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估事故處理預(yù)案。

（2）結(jié)合超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)可能存在暫穩(wěn)或熱穩(wěn)問題的斷面、線路提前報(bào)警。

1.4 在線安全評(píng)估與輔助決策子系統(tǒng)

以電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析電網(wǎng)安全穩(wěn)定性。對(duì)于滿足安全穩(wěn)定要求的斷面，計(jì)算斷面輸電裕度；對(duì)實(shí)際存在和預(yù)想故障后潛在的安全穩(wěn)定問題進(jìn)行預(yù)警，并計(jì)算預(yù)防控制輔助決策措施，為調(diào)度運(yùn)行人員消除安全問題和隱患提供建議。

（1）以系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行方式為基礎(chǔ)，對(duì)預(yù)設(shè)的故障集進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定、靜態(tài)安全、暫態(tài)功能、電壓和頻率穩(wěn)定性分析，評(píng)估系統(tǒng)阻尼特性，給出穩(wěn)定裕度并按照危險(xiǎn)程度進(jìn)行排序。

（2）對(duì)失穩(wěn)或接近穩(wěn)定邊界的故障進(jìn)行告警，并在預(yù)設(shè)的控制措施空間內(nèi)優(yōu)化控制措施，給出控制建議，提前消除事故隱患。

（3）對(duì)電壓偏移超出可接受程度的情況進(jìn)行告警，并提供投切電容器、電抗器的控制措施。

（4）計(jì)算實(shí)時(shí)的斷面功率極限，并與實(shí)際斷面功率進(jìn)行比較，按照危險(xiǎn)程度進(jìn)行排序，并給出相應(yīng)的嚴(yán)重故障；對(duì)超過或接近斷面功率極限的情況進(jìn)行告警，并在預(yù)設(shè)的控制措施空間內(nèi)優(yōu)化控制措施，給出控制建議；對(duì)于未達(dá)輸送極限的斷面，給出提高輸送功率的建議。

（5）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，?duì)與主網(wǎng)以薄弱斷面相聯(lián)的區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行辨識(shí)，提示告警信息。

（6）以系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行方式為基礎(chǔ)，進(jìn)行短路電流計(jì)算，與開關(guān)實(shí)際遮斷容量進(jìn)行比對(duì)，按照短路電流數(shù)值進(jìn)行排序，對(duì)越限的情形進(jìn)行告警；依據(jù)短路電流計(jì)算所得出的機(jī)組靈敏度向調(diào)度員提供停機(jī)等控制措施。

（7）針對(duì)開環(huán)后地市220 kV電網(wǎng)與主網(wǎng)聯(lián)系薄弱的問題，評(píng)估孤網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

2 河南電網(wǎng)4級(jí)梯度預(yù)警預(yù)控系統(tǒng)的實(shí)施

河南電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行4級(jí)梯度預(yù)警預(yù)控系統(tǒng)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行全過程協(xié)調(diào)防御思想在河南電網(wǎng)的具體實(shí)施。把預(yù)警預(yù)防的范圍在時(shí)間尺度上進(jìn)行了擴(kuò)展，對(duì)運(yùn)行和檢修計(jì)劃的安排和完善運(yùn)行方式的調(diào)整策略提供決策支持；并將電網(wǎng)協(xié)調(diào)防御系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域從實(shí)時(shí)預(yù)警及輔助決策、離線研究擴(kuò)展到電網(wǎng)操作前安全校核和計(jì)劃安全校核。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示，實(shí)時(shí)安全評(píng)估與控制決策子系統(tǒng)、電網(wǎng)操作前安全評(píng)估和校核子系統(tǒng)、周日計(jì)劃校核及預(yù)警預(yù)控子系統(tǒng)部署在安全Ⅰ區(qū)，離線研究子系統(tǒng)部署在安全Ⅲ區(qū)。系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)與EMS系統(tǒng)、計(jì)劃系統(tǒng)等外部系統(tǒng)互聯(lián)。

圖2 河南電網(wǎng)4級(jí)梯度預(yù)警預(yù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)總體目標(biāo)

（1）構(gòu)筑4級(jí)梯度預(yù)警預(yù)控系統(tǒng)平臺(tái)，在線跟蹤河南電網(wǎng)的實(shí)際工況，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的可視化監(jiān)視和在線輔助決策；能夠應(yīng)調(diào)度運(yùn)行人員的要求在電網(wǎng)操作前對(duì)操作后的電網(wǎng)，以及應(yīng)調(diào)度計(jì)劃和運(yùn)行方式人員的要求對(duì)日檢修計(jì)劃、周檢修計(jì)劃進(jìn)行安全穩(wěn)定和可靠性校核，系統(tǒng)主要邏輯及功能信息流程如圖3所示。

（2）建設(shè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、超短期負(fù)荷預(yù)報(bào)、發(fā)電計(jì)據(jù)、檢修計(jì)劃、臨時(shí)檢修、外網(wǎng)準(zhǔn)時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用。

（3）建設(shè)實(shí)時(shí)安全評(píng)估與控制決策子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下主要功能：

①實(shí)際過載監(jiān)視；

②電壓模式分析；

③小擾動(dòng)穩(wěn)定分析；

④靜態(tài)安全評(píng)估；

⑤暫態(tài)安全穩(wěn)定評(píng)估；

⑥動(dòng)態(tài)穩(wěn)定評(píng)估；

⑦網(wǎng)絡(luò)薄弱性評(píng)估；

⑧孤網(wǎng)頻率安全評(píng)估；

⑨在線短路電流評(píng)估；

圖3 河南電網(wǎng)4級(jí)梯度預(yù)警預(yù)控系統(tǒng)信息流程

⑩預(yù)防控制輔助決策和緊急控制策略優(yōu)化。

（4）建設(shè)電網(wǎng)操作前安全評(píng)估和校核子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以

下主要功能：

①靜態(tài)安全評(píng)估；

②暫態(tài)安全穩(wěn)定評(píng)估；

③預(yù)防控制輔助決策。

（5）建設(shè)周、日計(jì)劃校核及預(yù)警預(yù)控子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下主要功能：

①靜態(tài)安全評(píng)估；

②暫態(tài)安全穩(wěn)定評(píng)估；

③在線短路電流評(píng)估；

④預(yù)防控制輔助決策。

（6）建設(shè)離線研究子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的計(jì)算功能的離線應(yīng)用。

（7）實(shí)現(xiàn)分析計(jì)算結(jié)果的三維可視化表達(dá)。

2.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 模型重建技術(shù)

1級(jí)梯度電網(wǎng)安全穩(wěn)定預(yù)警預(yù)控系統(tǒng)要成功運(yùn)行，首先要正確建立合適的電網(wǎng)模型，這涉及3個(gè)方面工作：（1）通過狀態(tài)估計(jì)建立內(nèi)網(wǎng)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)模型；（2）接入外網(wǎng)動(dòng)態(tài)計(jì)算的全模型，對(duì)外網(wǎng)潮流進(jìn)行調(diào)整，使之和內(nèi)網(wǎng)潮流匹配；或者使用外網(wǎng)的動(dòng)態(tài)等值模型，進(jìn)行內(nèi)外網(wǎng)邊界狀態(tài)量匹配；（3）將內(nèi)網(wǎng)實(shí)時(shí)模型和外網(wǎng)模型合并，得到完整的電力網(wǎng)絡(luò)潮流模型。解決方法如下：（1）內(nèi)網(wǎng)的狀態(tài)估計(jì)和不良數(shù)據(jù)辨識(shí)；（2）外網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)整考慮聯(lián)絡(luò)線有功和邊界點(diǎn)電壓約束。采用等比例調(diào)整與根據(jù)外網(wǎng)調(diào)整點(diǎn)有功注入靈敏度二次規(guī)劃調(diào)整相結(jié)合的方法調(diào)整聯(lián)絡(luò)線有功功率；根據(jù)靈敏度選擇調(diào)整節(jié)點(diǎn)，利用二次規(guī)劃法調(diào)整外網(wǎng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的無功負(fù)荷，以滿足邊界節(jié)點(diǎn)電壓約束。（3）將內(nèi)網(wǎng)計(jì)算數(shù)據(jù)和模型與調(diào)整后的外網(wǎng)數(shù)據(jù)和模型合并，得到可用于安全穩(wěn)定分析計(jì)算的華中電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)。

2.2.2 基于多數(shù)據(jù)源的日計(jì)劃和周計(jì)劃生成方法

日預(yù)報(bào)潮流計(jì)算根據(jù)數(shù)據(jù)庫中第2d96個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的檢修計(jì)劃、負(fù)荷預(yù)測(cè)以及聯(lián)絡(luò)線傳輸計(jì)劃信息，預(yù)測(cè)出內(nèi)網(wǎng)第2d96個(gè)預(yù)報(bào)點(diǎn)的潮流分布。解決方法：通過讀取負(fù)荷預(yù)測(cè)和發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注入修正；支持檢修態(tài)的計(jì)算，通過讀取檢修計(jì)劃進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫拚?；從而形?個(gè)可計(jì)算的潮流模型，并且通過潮流調(diào)整，使得預(yù)測(cè)態(tài)潮流模型滿足聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃。與實(shí)時(shí)系統(tǒng)不同的是，由于外網(wǎng)相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的潮流數(shù)據(jù)無法獲得，外網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)又與第2d的潮流分布誤差過大，因此不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模型合并計(jì)算，但需要調(diào)整內(nèi)網(wǎng)潮流，使得其滿足聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃。

周預(yù)報(bào)潮流計(jì)算數(shù)據(jù)生成方法與日預(yù)報(bào)潮流計(jì)算數(shù)據(jù)生成方法基本相同。

日、周計(jì)劃潮流生成技術(shù)需要計(jì)劃系統(tǒng)支持，檢修計(jì)劃、負(fù)荷預(yù)測(cè)以及聯(lián)絡(luò)線傳輸計(jì)劃數(shù)據(jù)的充裕度和準(zhǔn)確性對(duì)日、周計(jì)劃潮流準(zhǔn)確性影響較大。

2.2.3 開放、靈活的集群計(jì)算平臺(tái)

河南電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行4級(jí)梯度預(yù)警預(yù)控系統(tǒng)的功能范圍涵蓋實(shí)時(shí)安全評(píng)估、操作前安全評(píng)估和日、周計(jì)劃校核等多個(gè)時(shí)間域，分析的安全穩(wěn)定特性包括暫態(tài)、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)全過程，安全穩(wěn)定分析計(jì)算量巨大，時(shí)效性要求高。需要采用分布式集群計(jì)算平臺(tái)支撐并行計(jì)算。

電力系統(tǒng)分析計(jì)算專用并行計(jì)算平臺(tái)由若干計(jì)算機(jī)（節(jié)點(diǎn)）通過網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)群和相應(yīng)軟件組成。從計(jì)算參與角色而言，節(jié)點(diǎn)可分為管理節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)，管理節(jié)點(diǎn)1個(gè)實(shí)例，計(jì)算節(jié)點(diǎn)可有若干個(gè)實(shí)例；分布式并行管理平臺(tái)偵測(cè)到管理節(jié)點(diǎn)因故障退出運(yùn)行后，計(jì)算節(jié)點(diǎn)中的1臺(tái)自動(dòng)升級(jí)成管理節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)行分布式計(jì)算；計(jì)算節(jié)點(diǎn)退出運(yùn)行后，系統(tǒng)降階繼續(xù)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)多機(jī)熱備功能。系統(tǒng)增加節(jié)點(diǎn)時(shí)，將自動(dòng)增加為計(jì)算節(jié)點(diǎn)。

2.2.4 三維可視化技術(shù)

采用三維可視化的表達(dá)方法，快速、高效和直觀地表達(dá)電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，以便調(diào)度員迅速識(shí)別出當(dāng)前系統(tǒng)電壓和潮流分布的概況、不同地區(qū)或廠站電壓?jiǎn)栴}的嚴(yán)重程度，從整體上把握電網(wǎng)的電壓和潮流分布情況。

針對(duì)與電壓和潮流相關(guān)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了三維柱狀圖、三維曲面圖、三維管道圖和三維箭頭圖等多種各有特點(diǎn)的表達(dá)方式。其中三維柱狀圖適用于點(diǎn)數(shù)據(jù)（例如廠站電壓、區(qū)域無功裕度等）的可視化表達(dá)；三維曲面圖適用于物理量在整個(gè)空間的總體分布情況的可視化表達(dá)（例如廠站電壓）；三維管道圖適用于無方向的線路數(shù)據(jù)（例如線路損耗）的可視化，也可用于有方向線路數(shù)據(jù)（如有功潮流）的可視化表達(dá)。

3 結(jié)束語

本文基于大電網(wǎng)停電防御體系的思想，提出了1種電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行全過程協(xié)調(diào)防御方法，并介紹了該方法在河南電網(wǎng)的建設(shè)、實(shí)施以及關(guān)鍵技術(shù)。擴(kuò)展了停電防御系統(tǒng)發(fā)揮作用的時(shí)間范圍，為國內(nèi)省級(jí)及以上電網(wǎng)調(diào)度中心以及國內(nèi)外大區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定防御系統(tǒng)構(gòu)建提供了新的思路。

[1]薛禹勝.綜合防御由偶然事故演化為電力災(zāi)難——北美“8·14”大停電的啟示[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2003，27（18）：1-5.

[2]李 建，龐曉艷，李 旻，等.省級(jí)電網(wǎng)在線安全穩(wěn)定預(yù)警及決策支持系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32（22）：97-101.

[3]薛禹勝.時(shí)空協(xié)調(diào)的大停電防御框架：（一）從孤立防線到綜合防御[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（1）：8-16.

[4]薛禹勝.時(shí)空協(xié)調(diào)的大停電防御框架：（二）廣域信息、在線量化分析和自適應(yīng)優(yōu)化控制[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（2）：1-10.

[5]薛禹勝.時(shí)空協(xié)調(diào)的大停電防御框架：（三）各道防線內(nèi)部的優(yōu)化和不同防線之間的協(xié)調(diào)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（3）：1-10.

[6]張伯明，吳素農(nóng)，蔡 斌，等.電網(wǎng)控制中心安全預(yù)警和決策支持（EWSC）系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（6）：1-5.

[7]李碧君，許劍冰，徐泰山，等.大電網(wǎng)安全穩(wěn)定綜合防御的工程應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32（6）：25-30.

[8]薛禹勝，費(fèi)勝英，卜凡強(qiáng).極端外部災(zāi)害中的停電防御系統(tǒng)構(gòu)思：（一）新的挑戰(zhàn)與反思[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32（9）：1-6.