動態(tài)電力系統(tǒng)的建模與網(wǎng)格計算研究.pdf

1、我國電網(wǎng)作為世界上最復(fù)雜的人造工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之一，其安全穩(wěn)定性的研究一直是電力科技工作者們關(guān)注的熱點。本文針對動態(tài)電力系統(tǒng)提出了復(fù)雜電網(wǎng)的動態(tài)安全評估系統(tǒng)模型，并在網(wǎng)格計算模式下進行并行化數(shù)值仿真。本文的主要工作可概括如下:
　　1.提出了一種廣域電力系統(tǒng)建模和參數(shù)辨識方法。廣域電力系統(tǒng)建模包括輸電線路、發(fā)電機和負(fù)荷等三個重要部分。首先，基于復(fù)功率平衡性指標(biāo)建立了輸電線路數(shù)學(xué)模型，并采用修改的擴展卡爾曼濾波技術(shù)和在線核學(xué)習(xí)技術(shù)進行不

2、良數(shù)據(jù)處理和線路參數(shù)快速辨識;然后，對發(fā)電機采用隨機微分方程進行建模，并結(jié)合最大似然估計法進行參數(shù)估計;最后，給出了電力負(fù)荷靜態(tài)和動態(tài)模型，以及其相應(yīng)的參數(shù)辨識方法。算例研究表明了應(yīng)用本文輸電線路建模方法可以對不良數(shù)據(jù)進行快速動態(tài)檢測和輸電線路參數(shù)在線并行化辨識，驗證了結(jié)合廣義卡爾曼濾波的改進參數(shù)辨識方法在發(fā)電機快速參數(shù)辨識和靜態(tài)負(fù)荷模型/動態(tài)負(fù)荷模型參數(shù)辨識的有效性。這對于未來基于廣域電力系統(tǒng)測量信息進行快速建模具有重要價值。

3、　　2.研究了基于網(wǎng)格計算資源靜態(tài)調(diào)度的電力系統(tǒng)并行化暫穩(wěn)計算方法。該方法基于多區(qū)域電網(wǎng)分解技術(shù)建立相對通用的并行化暫穩(wěn)計算模型，并使用一階Adams多步法和改進一階Adams多步法對邊界協(xié)調(diào)系統(tǒng)參數(shù)進行預(yù)測、基于混合法求解代數(shù)方程組等策略提高了計算效率。不同規(guī)模電網(wǎng)算例測試表明新算法具有較高的算法收斂性和計算速度，多步法參數(shù)預(yù)測策略的采用可以節(jié)約高達14.8％的計算時間，結(jié)合數(shù)據(jù)文件預(yù)處理等方法可以獲得近似線性加速比。
　　3.

4、提出一種基于網(wǎng)格計算資源適應(yīng)性調(diào)度的并行化暫穩(wěn)計算新方法。該方法基于電網(wǎng)“高內(nèi)聚、低耦合”和網(wǎng)格計算資源異構(gòu)且動態(tài)多變等特點進行電網(wǎng)區(qū)域分解適應(yīng)性任務(wù)調(diào)度，并基于核學(xué)習(xí)的大電網(wǎng)快速分區(qū)算法、適應(yīng)性指令級并行、適應(yīng)性數(shù)值積分步長調(diào)整和提前終止仿真、適應(yīng)性多時步協(xié)調(diào)計算等方法提高了并行化暫穩(wěn)計算效率。不同規(guī)模電網(wǎng)算例測試表明新算法可以更好的挖掘暫穩(wěn)計算的并行化能力。采用適應(yīng)性分區(qū)、指令級并行、適應(yīng)性數(shù)值積分步長調(diào)整和多時步協(xié)調(diào)計算等性能改進

5、措施對華東電網(wǎng)實際系統(tǒng)進行測試，當(dāng)處理器數(shù)目為8時，改進算法的并行計算時間比傳統(tǒng)方法縮短了約54.2％，而改進算法的總計算時間比傳統(tǒng)方法節(jié)省了約40.17％。
　　4.建立了考慮三維協(xié)調(diào)的并行化安全評估算法。該算法通過電網(wǎng)多區(qū)域并行化方法來保證區(qū)域電網(wǎng)交換功率和計劃斷面交流潮流的收斂性，引入隨機擾動和蓄意攻擊等策略來生成預(yù)想故障集合，在面向網(wǎng)格計算服務(wù)框架下進行多時段并行化安全評估，并對篩選后比較嚴(yán)重的故障進行輔助決策和并行化裕度

6、評估。通過仿真結(jié)果驗證了并行化安全評估計算方法的可行性和高效性，可作為大電網(wǎng)安全評估并行化計算的一種研究參考。
　　5.提出了一種基于網(wǎng)格計算模式的動態(tài)安全評估框架和平臺實現(xiàn)參考。建立了基于Globus進行定制的電力網(wǎng)格平臺原型系統(tǒng)，分析了原型系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和計算任務(wù)處理流程，提出了改進的基于.NET的動態(tài)安全評估網(wǎng)格計算平臺系統(tǒng)構(gòu)架，開發(fā)了基于.NET的計算環(huán)境，在單機/共享內(nèi)存機/集群機等計算資源下自動并行化執(zhí)行計算任務(wù)，實現(xiàn)了