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第1篇 大型互联电网运行可靠性的在线评估理论和方法3

第1章 电力系统暂态稳定性的评估和在线分析方法3

1.1 暂态稳定性的评估和快速判别理论3

1.1.1 引言3

1.1.2 基于连续法的不稳定平衡点求解方法4

1.1.3 稳定边界二次近似方法的比较研究12

1.1.4 包含异步电动机模型的能量函数14

1.1.5 稳定边界的可信域16

1.1.6 小结17

1.2 基于二维一阶伴随系统的电力系统暂态稳定在线分析方法17

1.2.1 引言17

1.2.2 电力系统的伴随二维一阶微分方程18

1.2.3 基于伴随系统的电力系统的功角稳定性判据20

1.2.4 投影能量函数及稳定极限的计算27

1.2.5 电力系统暂态稳定故障扫描算法30

1.2.6 算例分析32

1.2.7 小结35

第2章 电力系统电压稳定评估方法36

2.1 割集空间静态电压稳定域36

2.1.1 临界割集与割集空间36

2.1.2 CVSR边界的超平面表示36

2.1.3 CVSR边界实用表达式系数的计算38

2.1.4 EPRI 1000节点系统算例分析38

2.1.5 小结39

2.2 电压稳定分区和关键断面40

2.2.1 谱聚类算法40

2.2.2 电网电压稳定性分区算法41

2.2.3 算法验证和应用42

2.2.4 小结44

第3章 电力系统小扰动稳定评估45

3.1 电力系统小扰动稳定域45

3.1.1 小扰动稳定域边界45

3.1.2 小扰动稳定域边界与主导振荡模式的关系46

3.1.3 小扰动稳定域边界的超平面拟合法47

3.1.4 全国联网系统中小扰动稳定域的应用49

3.1.5 小结51

3.2 小扰动稳定域拓扑性质51

3.2.1 微分动力系统的退化Hopf分岔51

3.2.2 与退化Hopf分岔有关的小扰动稳定域边界突变现象52

3.2.3 小结58

第4章 输电系统动态安全风险评估59

4.1.1 动态安全风险评估模型59

4.1.2 风险控制最优化模型62

4.1.3 算例分析63

4.1.4 小结65

第5章 电力系统在线稳定评估和稳定极限计算66

5.1 安全稳定评估方法66

5.1.1 静态安全分析66

5.1.2 暂态稳定评估67

5.1.3 小干扰稳定评估76

5.1.4 电压稳定评估77

5.1.5 小结82

5.2 在线稳定极限的计算方法82

5.2.1 概述82

5.2.2 技术路线和计算原则83

5.2.3 稳定极限计算的在线实现84

5.2.4 小结89

第6章 调度辅助决策的计算方法90

6.1 概述90

6.2 灵敏度计算92

6.2.1 暂态稳定轨迹灵敏度的计算方法92

6.2.2 小干扰灵敏度的计算方法92

6.2.3 静态电压稳定灵敏度的计算方法93

6.3 调度辅助决策的计算过程95

6.3.1 基本过程95

6.3.2 调度辅助决策的并行化96

6.4 小结97

第7章 原型电力系统仿真98

7.1 原型电力系统仿真的硬件结构99

7.2 原型电力系统仿真的软件结构100

7.2.1 基于PSASP构建的系统100

7.2.2 面向服务的架构100

7.2.3 重要模块设计102

7.3 与其他系统的接103

7.3.1 实时数据库103

7.3.2 原型电力系统仿真与网络拓扑功能的接口实现103

7.3.3 原型电力系统仿真与SCADA/EMS系统的接口实现105

7.3.4 原型电力系统仿真与WAMS系统的接口实现107

7.3.5 原型电力系统仿真与故障信息系统的接口实现108

7.4 小结112

第2篇 大型互联电网在线故障诊断和预防控制决策理论和方法115

第8章 大型互联电网动态诊断与分析方法研究115

8.1 基于复杂事件处理技术的故障信息分析115

8.1.1 研究背景115

8.1.2 复杂事件处理技术的理论基础115

8.1.3 基于复杂事件处理的故障信息分析模型116

8.1.4 典型算例仿真及其分析122

8.1.5 小结124

8.2 基于贝叶斯网络和马尔可夫链蒙特卡洛方法的不确定性故障诊断方法研究125

8.2.1 研究背景125

8.2.2 贝叶斯网络理论和马尔可夫链蒙特卡洛方法126

8.2.3 基于贝叶斯网络理论和马尔可夫链蒙特卡洛方法的电力系统故障诊断127

8.2.4 故障诊断案例131

8.2.5 小结136

8.3 基于协同式专家系统的大型互联电网故障诊断与分析方法137

8.3.1 研究背景137

8.3.2 研究思路137

8.3.3 协同式专家系统的设计138

8.3.4 协同式专家系统的应用143

8.3.5 基于协同式专家系统的故障诊断案例146

8.3.6 小结149

8.4 基于广域量测系统的电网故障快速诊断与分析方法149

8.4.1 研究背景149

8.4.2 基于WAMS的电网故障诊断与分析151

8.4.3 案例分析155

8.4.4 小结158

8.5 动态诊断与分析的其他方法159

8.5.1 故障诊断规则演化推理方法159

8.5.2 基于混杂系统模型的复杂故障诊断161

8.5.3 基于OPA/CASCADE模型的连锁故障预警分析164

8.5.4 基于知识网格技术的电网故障诊断方法170

第9章 大型互联电网在线监控方法研究185

9.1 电网脆弱性分析185

9.1.1 研究背景185

9.1.2 电网结构脆弱性分析186

9.1.3 电网运行脆弱性分析191

9.1.4 小结196

9.2 扰动后的相继开断发展模式分析196

9.2.1 研究背景196

9.2.2 贝叶斯网络技术197

9.2.3 用于预想事故分析的贝叶斯网络相继开断模型198

9.2.4 算例分析202

9.2.5 小结203

9.3 基于慢同调理论和图论方法的电网解列点快速选择方法203

9.3.1 研究背景203

9.3.2 慢同调机群的辨识204

9.3.3 基于图论的解列点选择方法204

9.3.4 案例分析207

9.3.5 小结216

第10章 在线故障诊断及监控子系统开发和应用研究217

10.1 故障诊断及监控子系统开发217

10.1.1 概述217

10.1.2 故障诊断及监控子系统结构217

10.1.3 故障诊断及监控子系统数据源219

10.1.4 故障诊断及监控子系统配置219

10.2 故障诊断及监控子系统功能和技术特点220

10.2.1 系统功能220

10.2.2 方法应用221

10.2.3 技术特点222

10.3 小结223

第3篇 保证大型互联电网安全运行的在线分析平台和综合决策支持系统227

第11章 三维协调的新一代电网能量管理系统227

11.1 三维协调的新一代电网能量管理系统总体构想227

11.1.1 引言227

11.1.2 三维协调的构想和原理229

第12章 N-EMS在空间维度协调的原理和方法235

12.1 全局电网的分布式建模235

12.1.1 电网模型合并235

12.1.2 电网潮流匹配240

12.2 在线外网等值模型的自动生成242

12.2.1 方法原理描述242

12.2.2 一些技术问题的解决方法243

12.2.3 实际应用效果244

12.3 分布式分解协调计算245

12.3.1 分布式分解协调的基本原理245

12.3.2 应用例——省、地广域互联的分布式DTS系统248

第13章 N-EMS在时间维度协调的原理和方法255

13.1 （时间维）分级优化调度控制原理255

13.2 基于软分区的三级无功电压优化控制255

13.2.1 概述255

13.2.2 基于无功源控制空间的电压分区聚类方法257

13.2.3 交叉逼近最优潮流算法261

13.2.4 计及无功出力裕度均衡的协调二级电压控制方法265

13.2.5 电压稳定校验269

13.3 时间尺度协调的分级有功调度控制269

13.3.1 有功调度控制的分解协调269

13.3.2 协调有功调度控制方法271

13.3.3 离线计算、在线匹配的断面极限传输容量更新273

13.3.4 阻塞管理的校正控制273

13.3.5 现场应用情况274

13.4 考虑时间过程的电网安全分析277

第14章 N-EMS在目标维度协调的原理、方法以及应用系统实现278

14.1 静态安全评估、预警和预控279

14.2 暂态安全评估、预警和预控280

14.2.1 基本功能结构280

14.2.2 基于变参数轨迹追踪的时域仿真技术281

14.2.3 在线传输极限TTC的计算281

14.2.4 适用于在线调度决策的TTC——保守、乐观TTC286

14.2.5 暂态稳定安全的预防控制293

14.3 静态电压稳定评估、增强控制和预防控制294

14.3.1 概述294

14.3.2 电压稳定性评估（VSA）295

14.3.3 电压稳定故障筛选和排序（CS&R）296

14.3.4 电压稳定控制（VSC）296

14.3.5 最小奇异值分析297

14.3.6 连续潮流法298

14.3.7 故障型连续潮流法299

14.3.8 提高静态电压稳定性的控制算法302

14.4 继电保护配合安全预警306

14.4.1 概述306

14.4.2 保护定值在线校核的难点306

14.4.3 自定义规则的保护定值校核专家系统307

14.4.4 保护定值校核的快速计算方法309

14.4.5 基于电网分块的并行校核计算方法311

14.4.6 算例314

14.5 综合安全预警系统的应用情况316

14.6 支持平台技术318

14.6.1 系统功能的集成318

14.6.2 软硬件平台体系的集成319

第15章 电力系统在线动态安全评估、预警及决策支持的系统平台325

15.1 系统总体结构325

15.2 系统软硬件平台326

15.2.1 软硬件平台设计思想326

15.2.2 基于离线平台技术的在线化技术327

15.2.3 总体技术特点328

15.2.4 总体功能设计331

15.2.5 系统配置333

15.3 分布式计算平台334

15.3.1 分布式计算平台构建334

15.3.2 关键技术解决方案334

15.3.3 任务预分配机制336

15.3.4 数据触发计算机制338

15.3.5 子计算节点管理338

15.3.6 系统维护管理342

15.4 动态数据平台343

15.4.1 动态数据平台构建343

15.4.2 关键技术解决方案344

15.4.3 数据交换345

15.4.4 整合潮流计算346

第16章 电力系统安全评估、辅助决策和在线稳定极限计算349

16.1 安全稳定评估349

16.1.1 安全稳定评估算法的在线化处理349

16.1.2 安全稳定评估功能说明350

16.1.3 安全稳定评估内部模块功能说明350

16.2 调度辅助决策352

16.2.1 调度辅助决策计算的并行化实现352

16.2.2 辅助决策模块信息交互流程353

16.2.3 辅助决策模块实施新增目录组织结构356

16.3 在线稳定极限356

16.3.1 在线稳定极限计算的并行化实现356

16.3.2 在线稳定裕度模块信息交互流程357

16.3.3 稳定极限模块实施新增目录组织结构359

第17章 在线分析平台和综合决策支持系统的可视化展示360

17.1 安全域在线监视和可视化系统360

17.1.1 电压稳定安全域在线监视软件360

17.1.2 动态安全域在线监视软件363

17.1.3 本系统在EMS上的实现366

17.2 信息显示与可视化367

17.2.1 图模一体化支持平台概述367

17.2.2 潮流断面比较工具376

17.2.5 二维可视化技术377

17.2.6 三维可视化技术378

参考文献381