多时空导航式电力系统恢复决策支持系统及恢复决策方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多时空导航式电力系统恢复决策支持系统及恢复决策方法，包括负责恢复决策的相关展示与人机交互操作的人机会话层；负责与EMS建立接口并接受电网数据的接口适配层；为领域服务层提供底层的数据支持的数据访问层；用于进行各类图表定制与绘图的建模维护层；所述接口适配层、领域服务层通过网络通讯总线与人机会话层连接，领域服务层与数据访问层连接，数据访问层与建模维护层连接。本发明专利技术提高电力系统恢复的效率和成功率，实现了恢复决策的全过程覆盖和恢复进程的持续在线监视，集成了调度员培训仿真功能，适用于有关电力系统恢复操作培训。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统运行调度、恢复控制以及系统软件开发
，尤其涉及一种应用于电力系统中、能够在线提供恢复辅助决策与制定恢复方案、并可用作调度员培训仿真的多时空导航式电力系统恢复决策支持系统。
技术介绍
随着电网运行技术与自动化水平不断提高，以及各类保护与量测设备的普遍运用，当今电力系统运行的安全性得到大幅度提高，但是仍然无法避免大规模停电事故的发生。近十年间，在多个国家先后发生过大面积停电事故，对社会经济造成严重损失，我国在近20年内也发生过大小上百起停电事故。这些案例都充分暴露出当今电力系统在安全防御方面还存在严重不足，并且随着电网互联以及电源结构的日益多元化，由局部故障引发大面积停电事故的风险在不断增加。现代社会对电力供应的依存度越来越高，大停电事故造成的后果也日趋严重，因此很有必要研究相应的应对措施，使电网在发生大停电后能够快速地得到恢复，减少因大停电造成的损失。目前电力系统的恢复控制已逐步从主要依靠个人经验转变到把恢复过程规范化、标准化上来。世界各国都制定了相关技术标准与操作规范，例如NERC和我国电力部门分别在1997年发布的规划标准和2000年发布的《电力系统安全稳定控制技术导则》中系统阐述了恢复预案制定与具体操作的相关技术规定和注意事项。国内外学者也对电力系统的恢复问题做了大量的研究，自上世纪八十年代以来，一大批国内外学者针对电力系统恢复中需要考虑的诸多问题和解决方法、恢复控制的相关技术原则、各阶段恢复策略以及恢复过程中各类安全问题等进行了研究和总结。在各类研究成果基础上，以相关技术准则为指导，结合实际电网运行经验，目前许多电力部门都已制定了本辖区内系统的恢复预案，以便应对紧急事故的发生并为实际恢复操作提供指导。值得注意的·是，大部分地区的电网恢复预案都是人工事先制定的，这种离线的恢复预案本身存在诸多弊端。首先，它不具有普遍适用性，大停电场景本身的不确定性削弱了它对恢复决策的指导作用，停电范围的不同、某台机组不可用、某条线路故障或者某个厂站因一次电源不足无法进行开关操作等都会造成既有的恢复预案无法执行；其次，由于电力建设与电网改造的不断推进以及电网运行方式的调整，事先制定的恢复预案可能由于电网结构的改变而不再适用，而要对恢复预案进行持续更新与维护，势必会消耗大量精力。而随着计算机技术的不断发展和系统软件开发技术的不断成熟，以及电网自动化和信息化水平不断提高，使开发辅助决策支持系统进行电力系统恢复的实时辅助决策、在线生成系统恢复方案成为可能。另外，由于大多数电力系统调度人员基本没有经历过大面积停电事故，普遍缺乏大停电后的恢复操作经验，而且在电网发生紧急事故后，过多的报警信号和应急电源的切换以及可能发生的通讯中断都可能给调度员造成干扰，即便备有应急预案，也难以保证恢复操作的顺利进行。因此，电力部门急切希望有一套软件工具能够集成在现有的调控系统中、在发生紧急事故后能够自动获取电网数据、为调度员提供实时的恢复决策并跟踪系统恢复进程、全程指导调度员进行恢复操作。现有技术的电力系统的恢复辅助决策系统存在的缺陷是]，这些系统或者是只局限在恢复控制的某一阶段而没有实现全过程的辅助决策，或者是因为基于专家系统和案例推理技术而存在更新和维护困难，并且这当中的大多数都只停留在研究阶段而没有投入实际运用，更不具备在线运行与实时决策的功能。因此，已有的电力系统恢复辅助软件工具并不能在工程实际运用中给调度员提供实时的、可靠的、全方位的指导，目前电力系统在实时恢复辅助决策的商用软件开发领域仍然是空白。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术存在的上述不足，提供了一种多时空导航式电力系统恢复决策支持系统；本专利技术解决了电力系统在发生大停电后如何进行恢复决策、制定并实施可行的恢复方案、快速安全可靠的恢复供电的问题，有效提高电力系统恢复的效率和成功率，避免了以往恢复预案制定的诸多弊端；解决了现有技术的系统更新维护难、恢复决策缺乏全局性与实用性的问题，实现了恢复决策的全过程覆盖和恢复进程的持续在线监视；同时，集成了调度员培训仿真功能，适用于有关电力系统恢复操作培训。本专利技术还提供了一种利用多时空导航式电力系统恢复决策支持系统的恢复决策方法。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的:—种多时空导航式电力系统恢复决策支持系统，包括:主要负责恢复决策相关展示与人机交互操作的人机会话层；所述人机会话层作为客户端，主要负责恢复决策的相关展示与人机交互操作。作为整个系统的窗口，人机界面采用全图形界面的设计，风格贴近实际EMS系统，具备简洁直观、布置灵活、图文并茂、操作便捷等特点,采用多窗口技术和交互式菜单设计`,摒弃大多数键盘操作。根据系统展示与操作的需要，设计图形展示与管理、恢复决策基本操作、模拟实景演练、案例库管理、参数库设置与维护、相关统计应用等功能。负责与EMS建立接口并接受电网数据的接口适配层；所述接口适配层负责与EMS建立接口并接受电网数据。数据包括全遥测和全遥信的实时数据、状态估计数据以及电网图形数据。实时数据采用基于XML的CIM模型和E文件结合的方式进行传输，数据接收间隔设置为I 5分钟，图形数据以SVG格式进行导入，包括电网一次接线图、地理接线图、潮流图等。为领域服务层提供底层的数据支持的数据访问层；所述数据访问层包括电网模型库、恢复案例库和业务管理库，以SQL数据库为基础，用于存放和管理系统所需的各项数据。用于进行各类图表定制与绘图的建模维护层；所述建模维护层基于Visual Graph图形系统开发，使用高效的绘图组件，采用工业矢量绘图的行业标准进行各种图形的绘制，可提供定义图元、绘制与编辑图形、编号生成、连接关系生成、图模一体化设计、数据库填写、图形打印与输出、图形布局调整、颜色自定义设置、图元库建立、图元热点定义等功能。网络通讯总线采用网络中间件NetX，用于规范系统模块间的通信接口方式，使符合规范的模块能随时修改和增加，只要不依赖特定的硬件资源，软件模块可以在系统中任意机器上做到即装即用、灵活配置。NetX为系统内各服务模块及客户端之间提供通讯支持，还通过提供规范的接口，搭建出一个分布式软件环境，可有效解决系统规模的可伸缩性问题，降低了模块间的耦合程度，提高了系统可靠性。所述接口适配层、领域服务层通过网络通讯总线与人机会话层连接，领域服务层与数据访问层连接，数据访问层与建模维护层连接。所述领域服务层包含了本系统各项核心服务，它包括系统状态识别与网络拓扑分析模块、参数库建模模块、恢复决策模块、潮流计算模块、安全校验与方案调整模块、以及离线的调度员培训仿真模块，所述状态识别与网络拓扑分析模块、以及参数库建模模块用于根据电网的开关状态分析判断电网的拓扑结构，将电网表示成可用于计算的节点支路模型，并识别相互孤立的子系统；所述安全校验与方案调整模块用于检查方案是否满足各项暂稳态约束，并对方案进行优化调整，确保方案的可行性与安全性；通过离线的调度员培训仿真模块，实现在离线环境下、参照生成的恢复操作方案，模拟整个恢复过程，动态演示各项恢复操作，使调度员能够更直观地了解详细的电网恢复流程，对生成的恢复方案以及人工优化调整信息进行存档；所述潮流计算模块用于计算单个断面下的系统潮流，可校验每步操作后系统是否满足节点电压和线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多时空导航式电力系统恢复决策支持系统，其特征是，包括：进行核心恢复决策并自动生成恢复方案的领域服务层；主要负责恢复决策相关展示与人机交互操作的人机会话层；负责与EMS建立接口并接受电网数据的接口适配层；为领域服务层提供底层数据支持的数据访问层；用于进行各类图表定制与绘图的建模维护层；所述接口适配层、领域服务层通过网络通讯总线与人机会话层连接，领域服务层与数据访问层连接，数据访问层与建模维护层连接；所述领域服务层包括系统状态识别与网络拓扑分析模块、参数库建模模块、恢复决策模块、潮流计算模块、安全校验与方案调整模块、以及离线的调度员培训仿真模块，所述状态识别与网络拓扑分析模块、以及参数库建模模块用于根据电网的开关状态分析判断电网的拓扑结构，将电网表示成可用于计算的节点支路模型，并识别相互孤立的子系统；所述安全校验与方案调整模块用于检查方案是否满足各项暂稳态约束，并对方案进行优化调整，确保方案的可行性与安全性；通过离线的调度员培训仿真模块，实现在离线环境下、参照生成的恢复操作方案，模拟整个恢复过程，动态演示各项恢复操作，使调度员能够更直观地了解详细的电网恢复流程，对生成的恢复方案以及人工优化调整信息进行存档；所述潮流计算模块用于计算单个断面下的系统潮流，可校验每步操作后系统是否满足节点电压和线路传输容量约束；所述恢复决策模块用于制定多时空尺度下的恢复策略，并基于导航式理念生成恢复操作方案，为调度员提供全过程的恢复辅助决策。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪涛，刘玉田，曹曦，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：