电力战略防的御系统.ppt

电力战略防御系统the Strategic Power Infrastructure Defense (SPID)System 电力系统研究所 周双喜 2002.4.15 电力战略防御系统的几个问题 （1）电力系统脆弱性及其来源 （2）电力系统灾难性事故的一般历程 （3）继电保护的隐藏故障 （4）系统的脆弱性估计 （5）SPID系统的功能要求 （6） SPID电力战略防御系统的关键技术 （7） SPID御系统技术上的挑战 （8）工作设想 一、电力系统的脆弱性及其来来源 电力系统的脆弱性（vulnerability）原因 ? 自然灾害和气候条件 ? 大的力系统元件故障 ? 控制和保护系统故障 ? 信息和通信系统故障 ? 电力系统不稳定问题 ? 人为的错误 ? 不合适/错误的系统模拟和估计 ? 竞争的电力市场环境中的脆弱性 ? 不能获得、综合和利用可靠的信息 二、电力系统灾难性事故的发展历程和控制措施 三、保护系统隐藏的故障 （Hidden Failure） 方向比较闭锁（DCB） 四、系统脆弱性估计（1） 电力系统框架 脆弱性估计（2） 电力系统脆弱性定义：电力系统因人为因素、信息、计算（软、硬件）、通信、电力系统元件、以及保护或控制设备的事故而导致大范围停电的灾难性事故障有关，包括。这里人为的因素包括故意破坏、投切操作和运行中的差错、电力市场中的博弈等侵入到计算机、保护/控制网络。 采用包括风险概念的概率方法。要建立各个子系统的数学和逻辑模型以及子系统间相互作用的经验模型。 系统脆弱性估计（3） 风险计算的基本关系 Im: 随机事件产生的效用，Xt : 时段t预想事故运行条件。 E:表示求数学期望，Fi：随机事件。 系统在时段t可靠性风险指标其数值上等于在当前时段运行条件已知的情况下，下一个时段系统在所有可能出现的预想事故条件下的可靠性用货币来衡量时的期望平均值。 系统脆弱性估计（4） 风险评估体系4个主要部分： ? 事件识别 ? 风险计算 ? 快速网络分析 ? 决策分析 五、电力战略防御系统功能要求  SPID期望功能： ?能获取和说明广泛的来自不同源的实时信息； ?能快速评估与灾难性事件有关的系统的脆弱性； ?能使保护设备性能建立在系统全局估计的基础上； ?能自动重构电力网络使系统的脆弱性最小； ?能自动建立系统恢复计划使停电影响最小 SPID体系结构满足下列控制系统要求 多目标：各个代理可同时按各自目标、约束机制和来自更高层的仲裁计划采取措施。 多传感器：不是所有的传感器都要送到中央代理。然而，同一传感器的值可以由不同层使用。不同层可以处理某些形式的信息并利用其结果达到其自身的目标。 鲁棒性：多代理增加系统的鲁棒性。在增加较高层的时候，体系结构的较低层继续运行。 可扩展性：当系统需要增加新的层次时，每一个新增的层次可以独立运行而不受原有系统的约束。 六、SPID关键技术 √ 建立在GPS/PMU基础上的电力系统广域相量测量技术 √防范隐藏故障-自适应保护控制 √自适应自愈策略 √控制和分析的混合多代理框架 √分层多代理软件结构 √快速、可靠的通信系统  六（1）电力系统广域测量系统 √ 电力系统广域测量系统（2） 同步相量测量装置测量网络节点（母线）正序电压（电流）幅值和相角差的测量，每个工频周期测量一次（工频50Hz,即0.02秒一次） 量测量送到控制中心集中后就可获得网络状态的连续图谱 应用：扰动记录、故障录波、电力系统的状态估计、静态稳定的监视、暂态稳定的预测及控制、自适应失步保护等 电力系统广域测量系统（3）━基于广域测量的自治电力系统稳定器三层结构 六（2）自适应保护控制 保护系统的可靠性定义包括两个方面：可靠度和安全度 可靠度是保护系统能在设计的所有条件下都能动作。一个可靠的保护系统保证它所规定的故障都能被清除（该动的都能动） 保护系统的安全度意味着对于没有规定保护动作的系统事件它决不会动作。（不该动的都不会动）。一个安全的保护系统排除了误跳闸的可能性 自适应保护控制（续1） SPID自适应保护策略的主要思想：当系统的运行状态发生变化时，对所收集的数据进行筛选和合理的组织，实时在线地快速重新计算保护设备的整定值以维持保护系统正常运行，或者根据当时系统对可靠性和安全性要求的不同改变系统当前的运行方式。 和常规保护的区别就在于其整定值是通过量测系统状态来确定的，而常规保护的整定是假定电力系统存在于某种状态下确定的。 六（3）自适应自愈控制策略 自适应自