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電力系統分析理論范文1
關鍵詞：電力營銷管理系統抄表機DBFActiveX控件zlib解壓縮Base64編解碼
0引言
抄表機實際上是一臺功能強大的掌上數據電腦，由于其具有存儲容量大、數據保存時間長、攜帶方便、機器運行速度快等特點，在供電企業已經得到廣泛應用，主要用于現場電能表表碼數據的采集。與傳統的卡本抄表方式相比，具有提高工作效率、減少出錯率、方便等多方面的優勢。
抄表員每次抄表前將抄表戶的詳細數據從電力營銷管理信息系統下裝到抄表機中，然后攜帶抄表機到現場，利用抄表機簡便的查找方式查到該抄表戶資料，將現場表碼數據輸入到抄表機中，抄表結束后，將抄表機連接到微機上，抄表機內存儲的抄表數據就全部自動的錄入到電力營銷管理信息系統中。
目前在供電企業中使用的抄表機大多數是通過標準串口線RS232和微機互連，采用標準的DBF作為交換數據格式與電力營銷管理信息系統進行數據交互，電力營銷管理信息系統通過調用抄表機提供的接口程序，實現抄表數據的上下載過程。
1總體設計
基于J2EE的電力營銷管理信息系統和抄表機的集成主要由兩個重要的組件構成：客戶端基于COM組件模型開發的ActiveX控件和服務端的DBF格式轉換組件。系統結構示意圖如圖1所示。
(1)ActiveX控件提供了DBF格式二進制數據流的zlib解壓縮、Base64編解碼和調用抄表機的發送接收程序功能。
(2)DBF格式轉換組件實現了抄表數據的記錄形式和DBF格式之間的轉換，提供了DBF文件元數據解析、DBF格式二進制數據流的解壓縮和Base64編解碼功能。
使用抄表過程簡要描述如下：抄表機下載時，首先服務端數據提取程序從抄表中間庫中獲取抄表數據，通過DBF格式轉換組件將數據轉換為DBF格式的Java類數組，再轉換為字節數組輸出流格式，并進行壓縮和Base64編碼，在客戶端利用網頁上嵌入的ActiveX控件進行解碼和解壓，并在指定目錄下形成DBF格式的數據文件，利用COM通信機制，調用抄表機發送程序發送數據到抄表機。抄表機上載時，過程正好相反。
2系統實現關鍵技術
2.1客戶端實現技術
(1)抄表機的發送接收程序調用接口。ActiveTemplateLipary(ATL)和MicrosoftFoundationClasses(MFC)是目前編寫ActiveX控件的兩個流行的框架，但是從基本的設計結構上講，MFC不適合于開發專業的COM組件，它適合于在Windows應用的基礎上提供相應的COM支持，ATL完全面向COM組件[1]。采用ATL構建ActiveX控件，提供抄表機的發送接收程序調用接口。由于COM組件具有接口和實現分離的特性，屏蔽了對不同抄表機型號的不同的接口調用的實現差異，對外提供統一的抄表機的發送接收程序調用接口。接口的實現是對抄表機提供的動態鏈接庫的接口調用，實現了COM組件與組件之間的互操作。
(2)解壓縮接口。為有效地傳輸數據和提高網頁文件的下載速度，需要對抄表數據進行壓縮處理。采用zlib作為解壓縮引擎，為ActiveX控件提供解壓縮接口。GNUzlib是通用的壓縮庫，流行的deflate壓縮算法，提供了一套in-memory壓縮和解壓函數，并能檢測解壓出來的數據完整性。
(3)Base64編解碼接口。采用Base64編碼將二進制抄表數據進行編碼，并在網頁上作為對象緩存。Base64是網絡上最常見的用于傳輸8bit字節代碼的編碼方式之一，它將二進制數據編碼為字母和數字。ActiveX控件提供Base64編解碼接口，通過編碼將其轉換成為一種被稱為BASE64的ASCII子集的字符的組合，解碼實現逆過程。
(4)采用腳本對頁面對象進行訪問。將ActiveX控件嵌入抄表機應用程序網頁，通過VBScript和Jscript腳本直接調用頁面對象（如ActiveX控件）的訪問。
2.2服務端實現技術
服務端的DBF格式轉換組件，由一組通用的DBF操作組件構成，邏輯上分為DBF格式定義組件、DBF格式解析組件、DBF轉換組件和實用類。
(1)DBF格式轉換組件。DBF格式定義組件DBFField，定義了DBF字段的元數據以及get和set方法，字段元數據包括字段名、數據類型、長度、數據部分位數等。
采用XML[2]來描述DBF文件的元數據結構和語義，并以XML文件存放在Web應用程序WEB-INF目錄下。DBF格式解析組件，提供了通過XML文件或者直接解析DBF文件獲取DBF的元數據結構兩種方式。DBFStruParser利用DOM解析器將XML解析成DBFField數組。另一種實現是直接在WEB-INF目錄存放DBF格式文件，DBFReader解析DBF格式流文件生成DBFField數組。
DBF轉換組件DBFConvertRecords，實現數據庫中抄表數據結構和DBF格式之間的映射，以及抄表數據集合ArrayList、XML格式與DBF格式的相互轉換。
實用類Base64Util用于Base64編解碼。java.util.zip.Deflater用于解壓縮。
(2)利用XSLT進行格式轉換。抄表數據元數據和DBF元數據之間的映射可簡單地通過兩者一致的字段名或別名約定來實現，但是這種實現要求抄表中間庫表的定義和DBF的定義要嚴格的對應，由于不同電力企業使用的是不同廠商不同型號的抄表機，傳送的DBF格式和語義也不一定相同。
XSLT[3]樣式表描述了將源XML格式轉換為目標格式的一系列的規則。利用XSLT轉換器作為轉換引擎，對XML格式數據進行過濾、排序和重構[4]。過濾是選擇并提取數據的一個特定子集的處理過程，排序就是重新編排數據的過程，重構包括數據元數據轉換和翻譯數據[4]。以抄表機下裝為例，說明轉換過程，如圖2所示。
首先針對不同類型的抄表機，分別定義不同XSLT樣式表。利用DOM解析器將從數據庫中檢索的抄表數據集合ArrayList轉換為XML，根據XSLT樣式表所描述的規則，轉換為抄表機特定格式的XML數據，再將XML格式轉換為DBF格式，間接實現了抄表數據集合和DBF格式的映射。
(3)組件調用。采用基于MVC模型2的Struts的Web應用框架，WriteDbfAction用于處理JSP頁面的抄表機發送和接收處理請求，調用DBF格式轉換組件進行DBF解析、轉換，并利用實用類進行編解碼和解壓縮。為了向業務層隱藏特定表示層的細節，降低表示層和業務層耦合度，首先定義IWriteDbf接口，WriteDbfForm實現該接口，該接口不包括與請求處理和協議相關的表示層數據結構的引用。采用接口的方式提供合適的值對象給業務WriteDbfBD，再調用相應的業務邏輯類，如DBF格式轉換DBFConvertRecords。
電力系統分析理論范文2
關鍵詞：信息管理系統同步建設關系
隨著市場經濟的發展，廠網分開、競價上網辦法的試行，電廠按照現代企業制度和管理模式運作，擺脫舊習慣的束縛，科學地管理電廠的生產和經營活動，為建設標準規范的電廠信息流管理系統提供了良好的契機。而計算機技術和網絡技術的飛速發展，DCS系統的不斷推陳出新，為建設電廠信息管理系統（MIS）提供了可靠的技術保障．
以往MIS系統的開發工作，都是在電廠投產后進行。系統開發相對封閉，缺乏統一的標準規范和統一的規劃，與電廠其他系統（特別是DCS系統）不匹配，低水平重復開發現象普遍。隨著省電力公司Intranet的發展，有些電廠的MIS系統已經不能適應。若能在項目開發初期，特別是在新建電廠設計階段，按照省電力公司Intranet發展要求，統一標準，統一規劃，合理劃分MIS系統和DCS系統的功能，MIS系統存在的問題是可以避免的．
在新建電廠設計階段進行MIS系統總體設計，可以擺脫傳統管理方式的束縛，有利于建立現代企業管理制度；能充分發揮設計的作用，使MIS系統和電廠其他系統相匹配；有效地降低MIS系統的總投入，減少重復開發和建設的浪費；可以實現較高水平的系統集成，充分利用DCS系統的強大功能。
1對MIS系統的總體要求
燃煤電廠信息管理系統的基本任務是在計算機網絡和數據庫的支持下完成對全廠經營生產活動的管理。主要功能應包括：
（1）實時電價計算。通過分析機組運行狀況、燃料價格和電廠其他費用計算出實時電價，再根據電網電價政策、網內其他電廠情況和本企業贏利期望及經營策略為電廠的上網電價作出多方案比較，供領導決策，實現競價上網。
（2）運行管理。圍繞生產廠長、運行主任、值長、機組長、專工等人員的主要業務活動展開。包括運行日志、運行方式、啟停管理、保護管理、兩票（工作票、操作票）管理、異常記錄、超限管理、安全監察管理等。
（3）檢修管理。建立電子化的設備（含備品備件）檔案，做好設備檢修管理工作，包括制訂檢修計劃（大修、小修），檢修作業指導，檢修消缺驗收記錄，檢修成本計算分析等。
（4）燃料管理。對燃料的質、量、價、存、耗、到等進行全面管理，保證供給、準確結算、及時溝通、降低消耗。
（5）綜合指標管理。對電廠的生產指標（發電量、供電量），安全指標（安全運行日數、設備完好率、事故率），經濟指標（煤耗、廠用電率等），技術質量指標（負荷率、功率因素、頻率合格率、電壓合格率）等進行分時段、分機組的采集、計算、存儲與分析，滿足各種查詢需要。
（6）生產技術管理。電廠節能管理、可靠性管理以及電廠有關的技術資料及文檔的管理等。
（7）財務管理。建立符合國家會計制度的財務會計核算系統，為廠領導和各有關部門提供實時的財務信息。對全廠以及各部門的成本進行核算．
（8）人力資源管理。建立全廠人員檔案，合理劃分全廠的機構和人員、管理工資、獎金、福利及考勤，開展人員培訓、管理工作。
（9）辦公自動化。通過電廠內部的Intranet網和外部的Intranet網相連，提供有效的信息通道；通過電子郵件等手段，加快信息傳遞，提高工作效率。
2MIS系統的設計原則
MIS系統的設計原則總體應是成熟先進、安全可靠、開放可變、集成可管、實用方便，應用軟件基本國產化。
（1）成熟先進。信息系統的各種計算機設備、網絡設備和管理模型技術上是成熟先進的，應有使用業績。
（2）安全可靠。指系統的硬件和軟件及存儲于系統中的信息是安全可靠的，可以有效地防止有意或無意的侵犯及惡意的攻擊。在系統遭意外損壞后，系統具有方便地恢復到受損前狀況的能力。
（3）開放可變。建成的信息系統應該是開放式系統，可以方便地和其它系統實現信息共享，其硬件平臺、軟件平臺、數據應用環境均是開放的，其他先進軟件和硬件在該系統中能方便使用。
（4）集成可管。建成的信息系統是一個集成化的系統，系統管理統一，數據一致，用戶界面和操作方法一致。
（5）實用方便。系統的各項功能是針對電廠的經營管理活動專門設計的，性能滿足使用要求，操作簡便，輸出規范。
3MIS系統和分散控制系統的關系
DCS系統是保證現代大型機組安全經濟運行不可缺少的條件和手段。其主要任務是實現電廠生產過程監控和管理自動化，使電廠運行人員及時、準確、全面地監視和控制機組的運行狀況。
MIS系統的數據庫主要由二部分組成：實時信息數據庫和管理信息數據庫。實時信息數據庫主要用來定期處理和存放從DCS采集的所有實時數據，DCS系統是MIS系統的主要信息來源。
以前我們在DCS系統應用時，由于觀念上的陳舊，管理上的落后，費用上的限制，對DCS軟件應用特別是管理軟件認識不足，在電廠建設時沒有或者很少采用DCS專用管理軟件，僅僅留有一個向MIS系統單向輸出信號的接口，MIS系統則由國內單獨研究開發。
近幾年來推出的新一代DCS系統，自身就具備強大的廠級信息管理功能和成熟的廠級通訊網絡，系統的開放性也越來越好，并在國外電廠得到了成功的應用。如ABB，Bailay，FOXBORO，SIEMEMS等公司都有完善的廠級信息管理系統和先進的信息管理軟件。如電廠數據庫管理軟件、設備編碼軟件、優化管理軟件、性能計算軟件、監控和診斷軟件、維修管理軟件、備品備件管理軟件、文件管理軟件等，完全具備了對電廠從生產、檢修、文檔、財務等各個方面科學管理的要求。因此，利用新一代DCS系統的強大功能來實現廠級信息管理系統將是一種必然的趨勢。
雖然國內研究開發的MIS系統無論從硬件水平還是軟件水平與DCS系統不能相比，但與DCS制造廠在價格上，特別在應用軟件價格上有很大優勢，并且這一類做法在國內已形成一定規模，在今后一段時間內仍將占有很大市場份額。
不管采用哪種方法，在目前網絡安全性還得不到充分保證的前提下，DCS系統和MIS系統的信號接口必須是單向的，一定要確保直接面向工藝過程的DCS系統絕對安全。另外，采用國外DCS制造廠管理軟件時，一定要注意和國內管理制度相互匹配的問題．
4新建電廠MIS系統建設中應注意的幾個問題
建設一流的電廠，必須有一流的硬件，一流的軟件，一流的管理與之相適應。在基建過程中同步建設MIS系統，是解決新建電廠生產管理滯后的重要措施。但在建設過程中需注意以下幾個問題：
（1）新建電廠MIS系統建設關系到電廠今后的管理模式、運作模式，不同于一般的基建項目，需要電廠比較深地介入，某些部分如應用軟件的審定等甚至需要以電廠為主。
（2）MIS系統建設時既要考慮先進管理技術、管理模式的引用，也要充分考慮中國國情。
（3）新建電廠MIS系統建設時不僅要考慮電廠今后調整擴展的余地，還要考慮省電力公司Intranet發展規劃的要求。
電力系統分析理論范文3
HANA數據分析平臺在軟件方面，通過內存技術，應用程序能直接處理電力企業數據庫中的各種數據，并直接在主內存中處理。主要技術包括行+列的存儲、壓縮、數據分區、增量數據更新等。平臺采用的軟件包括數據抽取工具、內存數據庫（含數據庫服務器、建模工具Studio、客戶端工具）、報表展現層BusinessObjectsBI組件。在硬件方面，通過預配置的軟硬件結合體，提供高性能的數據讀寫操作，并在內存數據庫里采用列式存儲從而將更多的數據存入（列式存儲方式更適合數據壓縮）。
2HANA數據分析平臺實施過程
數據分析平臺建設應遵循最大限度的考慮應用實用性、縮短實現周期、降低技術風險等因素。
2.1需求分析
需求分析是要對用戶的訴求或需求進行深入了解，并在需求的基礎上對整個平臺進行一致約定。因此以重要性、分析的復雜性、數據量大小、以及快速見效為原則，需求分析需要明確下面的內容。
1)選擇需要分析的主題，結合當前電力營銷業務在計量、業擴、抄表、電費核算、電費繳納、賬務等工作職能的劃分，也要考慮分析的主題具有針對性的業務場景，這些場景往往跨越多個職能。
2)分析并描述各個主題的業務背景，包括使用的用戶角色，使用的業務場景。以電費出賬異常為例：電費出賬異常主要是由于用戶檔案錯誤、抄表錯誤所引發的，涉及到業擴、抄表、電費核算等多個職能部門。以電費出賬異常作為分析的主題，其業務場景主要用于電費發行后，對引發電費異常的用戶檔案數據、計量信息、抄表信息進行檢查并按職能需求進行分別展示。
3)分析各個主題間的關系，在這個平臺上用戶的所有活動信息，如用戶請求的數量，用戶對這些數據的訪問頻率、時間、數據細節層次、請求多大的數據量等之間的關聯。
4)分析主題所涉及的表的目錄、表的內容、表的容量、每個表的平均行大小、表的記錄數、表的增長情況等。
2.2平臺規劃
HANA數據分析平臺應用架構一般采用四層：數據源層、數據抽取及復制層、HANA數據集市層以及報表展示層。
1）數據源層：作為平臺的分析對象，提供報表分析所需的數據，數據源層可同時支持各種類型的數據庫，數據源層為營銷系統（管理庫），生產庫到管理庫之間采用SharePlex復制工具實現數據同步，以避免數據抽取對生產系統的影響。
2）數據抽取和復制層：數據抽取和復制層負責將數據源層中源系統的數據抽取和復制到HANA分析數據庫中，主要構成是數據抽取和復制工具，可以分別采用實時同步服務（SLT）以及非實時同步的數據服務（DataService）兩種不同的復制工具來滿足不同特征的源數據要求。在確定采用哪種工具前，需要對每個數據源的大小、變更時間、變更頻繁度、增量大小等信息做詳細了解，對不同數據源表選擇合適的復制工具。
3）數據集市層：數據集市層是整體系統架構的核心，負責分析數據的儲存、報表模型的建立以及數據計算。該層包含分析數據庫以及虛擬模型架構兩個主要組成，所有需分析展示的數據在數據集市層通過集市層進行儲存、壓縮、建立邏輯模型并計算，通過該平臺特有的內存計算技術可以使這個過程的效率大幅提升。
4）報表展示層：報表展示層負責將HANA數據庫中的數據運算結果按照報表需求進行展示，采用SAPBusinessObjectBI4.0以及EXCEL作為展示工具。
2.3平臺實現
2.3.1模型設計
依據報表的需求分析、功能需求、性能需求、模型擴展性、模型的靈活性、實現成本進行平衡，在達到性能要求的前提下，設計出可以重用的模型，HANA平臺不同于傳統的數據倉庫需要物理化模型設計，HANA采用了邏輯視圖模型設計的概念，邏輯視圖從表面看體現的是傳統的星型、雪花型模型設計，但這些模型中的數據并不是物理存放的。HANA提供了屬性視圖、分析視圖、計算視圖三種模型設計，屬性視圖實現對維度的設計，分析視圖則實現傳統的星型模型設計，計算視圖實現更復雜的雪花型模型設計。模型設計時是先將需求階段所確定的分析主題作為分析對象，梳理每個主題展示所需的事實表數據內容和數據粒度、分析維度、分析的數據指標。例如：一個以分析電費構成為主題的業務場景，該主題分析當期電費的構成情況，并同期比較各個電費構成的變動情況，那它的指標可以為目錄電度電費、峰谷品跌、豐枯品跌、基本電費、力調費、代征費、電度電費、結算電費等指標。分析的維度可包含：時間維度、用戶維度、組織維度、用電服務維度、抄表維度、計收維度等。并在此時完成對事實表和維度表的邏輯數據模型設計。
2.3.2表樣及功能設計
報表的樣式和功能應當考慮用戶對數據進行分析的使用習慣，借鑒數據倉庫中的多維數據可視化方法，通過對報表的上鉆、下鉆、切片等展示功能技術的利用，實現對匯總性數據、明細類數據、核心數據的快速查看和分析。以上述的分析電費構成主題為例，其展示需求決定表樣的設計采用圖型混合表格的方式，功能上采用按照組織維度進行上鉆、下鉆功能可查看不同供電區域的電費構成情況和各個指標的排名情況，前端展示采用了BOWebintelligence嵌入DashBoard圖表設計實現。
2.3.3數據抽取及復制設計
為確保數據質量，應當進行數據抽取和復制的規劃設計。首先，根據模型設計中指標、維度信息分別列舉出其相應的數據來源，即營銷系統的物理表和字段，指標來源于營銷系統的交易數據，而維度來源于營銷系統的主數據。其次，根據邏輯數據模型和數據來源確定營銷數據庫到HANA數據庫的ETL規劃，根據數據的質量規則（包括：數據清除、空值處理、數據替換、規范化數據格式等），確認營銷系統源數據到HANA目標數據庫數據的轉換規則，同時依據數據大小、數據變更時間、數據變更頻繁度、數據增量大小要求確定采用的實時工具SLT還是定時抽數工具BODataService，例如：收費賬務相關的交易數據存在記錄基數大、變更頻率很高等特征，采用實時復制增量數據更合適，而賬務的月結數據僅在每月初產生且數據量非常巨大，因此采用定時批量復制更合適。
2.3.4模型及報表開發
模型及報表開發共分為數據裝載、HANA建模、定義語義層（IDT）、報表開發、數據校驗五個步驟，這五個步驟相互交疊與重復，直至到達最優化設計。其中數據裝載的方式利用了SLT的實時同步技術，SLT同步技術其核心是基于數據庫的觸發器模式實現對源數據的增量復制，最大限度的避免了對源系統表結構的改變，同時采用的多任務復制機制使得實時復制的效率可保持在5~10秒內的數據延遲，裝載后的HANA數據的大小比較源數據庫數據大小可壓縮30%~70%的容量。
3發展前景
不斷的完善HANA數據分析平臺的分析主題，不僅是基于電力營銷系統，還可以基于用電采集系統等構建起電力企業的大數據分析平臺。利用HANA內置的PAL(預測分析庫)對海量電量數據、客戶服務數據實現數據高級分析，建立其有效的事前預測、事中控制、事后改善的企業快速輔助決策模式。營銷業務可以在客戶服務中對受理業務的情況信息、執行過程、執行結果進行深入分析、對客戶需求進行快速響應，改進服務質量、提升電網服務建設。更可以利用海量電能量數據對偷竊電稽核、客戶用電行為、能效管理等進行過分析和應用，助力營銷輔助決策與分析能力的快速提升。
4結論
電力系統分析理論范文4
配電自動化技術是服務于城鄉配電網改造建設的重要技術，配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，通信技術是配電自動化的關鍵。目前，我國配電自動化進行了較多試點，由配電主站、子站和饋線終端構成的三層結構已得到普遍認可，光纖通信作為主干網的通信方式也得到共識。饋線自動化的實現也完全能夠建立在光纖通信的基礎上，這使得饋線終端能夠快速地彼此通信，共同實現具有更高性能的饋線自動化功能。
二。配電網饋線保護的技術現狀
電力系統由發電、輸電和配電三部分組成。發電環節的保護集中在元件保護，其主要目的是確保發電廠發生電氣故障時將設備的損失降為最小。輸電網的保護集中在輸電線路的保護，其首要目的是維護電網的穩定。配電環節的保護集中在饋線保護上，配電網不存在穩定問題，一般認為饋線故障的切除并不嚴格要求是快速的。不同的配電網對負荷供電可靠性和供電質量要求不同。許多配電網僅是考慮線路故障對售電量的影響及配電設備壽命的影響，尚未將配電網故障對電力負荷（用戶）的負面影響作為配電網保護的目的。
隨著我國經濟的發展，電力用戶用電的依賴性越來越強，供電可靠性和供電電能質量成為配電網的工作重點，而配電網饋線保護的主要作用也成為提高供電可靠性和提高電能質量，具體包括饋線故障切除、故障隔離和恢復供電。具體實現方式有以下幾種：
2.1傳統的電流保護
過電流保護是最基本的繼電保護之一?？紤]到經濟原因，配電網饋線保護廣泛采用電流保護。配電線路一般很短，由于配電網不存在穩定問題，為了確保電流保護動作的選擇性，采用時間配合的方式實現全線路的保護。常用的方式有反時限電流保護和三段電流保護，其中反時限電流保護的時間配合特性又分為標準反時限、非常反時限、極端反時限和超反時限，參見式（1）、（2）、（3）和（4）。這類保護整定方便、配合靈活、價格便宜，同時可以包含低電壓閉鎖或方向閉鎖，以提高可靠性；增加重合閘功能、低周減載功能和小電流接地選線功能。
電流保護實現配電網保護的前提是將整條饋線視為一個單元。當饋線故障時，將整條線路切掉，并不考慮對非故障區域的恢復供電，這些不利于提高供電可靠性。另一方面，由于依賴時間延時實現保護的選擇性，導致某些故障的切除時間偏長，影響設備壽命。
2.2重合器方式的饋線保護
實現饋線分段、增加電源點是提高供電可靠性的基礎。重合器保護是將饋線故障自動限制在一個區段內的有效方式「參考文獻。參見圖1，重合器R位于線路首端，該饋線由A、B、C三個分段器分為四段。當AB區段內發生故障F1，重合器R動作切除故障，此后，A、B、C分段器失壓后自動斷開，重合器R經延時后重合，分段器A電壓恢復后延時合閘。同樣，分段器B電壓恢復后延時合閘。當B合閘于故障后，重合器R再次跳開，當重合器第二次重合后，分段器A將再次合閘，此后B將自動閉鎖在分閘位置，從而實現故障切除、故障隔離及對非故障段的恢復供電。
目前在我國城鄉電網改造中仍有大量重合器得到應用，這種簡單而有效的方式能夠提高供電可靠性，相對于傳統的電流保護有較大的優勢。該方案的缺點是故障隔離的時間較長，多次重合對相關的負荷有一定影響。
2.3基于饋線自動化的饋線保護
配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，其中饋線自動化實現對饋線信息的采集和控制，同時也實現了饋線保護。饋線自動化的核心是通信，以通信為基礎可以實現配電網全局性的數據采集與控制，從而實現配電SCADA、配電高級應用（PAS）。同時以地理信息系統（GIS）為平臺實現了配電網的設備管理、圖資管理，而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電自動化成為提供配電網保護與監控、配電網管理的全方位自動化運行管理系統。參見圖2所示系統，這種饋線自動化的基本原理如下：當在開關S1和開關S2之間發生故障（非單相接地），線路出口保護使斷路器B1動作，將故障線路切除，裝設在S1處的FTU檢測到故障電流而裝設在開關S2處的FTU沒有故障電流流過，此時自動化系統將確認該故障發生在S1與S2之間，遙控跳開S1和S2實現故障隔離并遙控合上線路出口的斷路器，最后合上聯絡開關S3完成向非故障區域的恢復供電。
這種基于通信的饋線自動化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護、RTU遙控及重合閘的多種方式，能夠快速切除故障，在幾秒到幾十秒的時間內實現故障隔離，在幾十秒到幾分鐘內實現恢復供電。該方案是目前配網自動化的主流方案，能夠將饋線保護集成于一體化的配電網監控系統中，從故障切除、故障隔離、恢復供電方面都有效地提高了供電可靠性。同時，在整個配電自動化中，可以加裝電能質量監測和補償裝置，從而在全局上實現改善電能質量的控制。
三。饋線保護的發展趨勢
目前，配電自動化中的饋線自動化較好地實現了饋線保護功能。但是隨著配電自動化技術的發展及實踐，對配電網保護的目的也要悄然發生變化。最初的配電網保護是以低成本的電流保護切除饋線故障，隨著對供電可靠性要求的提高，又出現以低成本的重合器方式實現故障隔離、恢復供電，隨著配電自動化的實施，饋線保護體現為基于遠方通信的集中控制式的饋線自動化方式。在配電自動化的基礎上，配電網通信得到充分重視，成本自動化的核心。目前國內的主流通信方式是光纖通信，具體分為光纖環網和光纖以太網。建立在光纖通信基礎上的饋線保護的實現由以下三部分組成：
1）電流保護切除故障；
2）集中式的配電主站或子站遙控FTU實現故障隔離；
3）集中式的配電主站或子站遙控FTU實現向非故障區域的恢復供電。
這種實現方式實質上是在自動裝置無選擇性動作后的恢復供電。如果能夠解決饋線故障時保護動作的選擇性，就可以大大提高饋線保護的性能，從而一次性地實現故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個保護裝置利用快速通信協同動作，共同實現有選擇性的故障隔離，這就是饋線系統保護的基本思想。
四。饋線系統保護基本原理
4.1基本原理
饋線系統保護實現的前提條件如下：
1）快速通信；
2）控制對象是斷路器；
3）終端是保護裝置，而非TTU.
在高壓線路保護中，高頻保護、電流差動保護都是依靠快速通信實現的主保護，饋線系統保護是在多于兩個裝置之間通信的基礎上實現的區域性保護?；驹砣缦拢?/p>
參見圖3所示典型系統，該系統采用斷路器作為分段開關，如圖A、B、C、D、E、F.對于變電站M，手拉手的線路為A至D之間的部分。變電站N則對應于C至F之間的部分。N側的饋線系統保護則控制開關A、B、C、D的保護單元UR1至UR7組成。
當線路故障F1發生在BC區段，開關A、B處將流過故障電流，開關C處無故障電流。但出現低電壓。此時系統保護將執行步驟：
Step1：保護起動，UR1、UR2、UR3分別起動；
Step2：保護計算故障區段信息；
Step3：相鄰保護之間通信；
Step4：UR2、UR3動作切除故障；
Step5：UR2重合。如重合成功，轉至Step9；
Step6：UR2重合于故障，再跳開；
Step7：UR3在T內未測得電壓恢復，通知UR4合閘；
Step8：UR4合閘，恢復CD段供電，轉至Step10；
Step9：UR3在T時間內測得電壓恢復，UR3重合；
Step10：故障隔離，恢復供電結束。
4.2故障區段信息
定義故障區段信息如下：
邏輯1：表示保護單元測量到故障電流，
邏輯0：表示保護單元未測量到故障電流，但測量到低電壓。
當故障發生后，系統保護各單元向相鄰保護單元交換故障區段，對于一個保護單元，當本身的故障區段信息與收到的故障區段信息的異或為1時，出口跳閘。
為了確保故障區段信息識別的正確性，在進行邏輯1的判斷時，可以增加低壓閉鎖及功率方向閉鎖。
4.3系統保護動作速度及其后備保護
為了確保饋線保護的可靠性，在饋線的首端UR1處設限時電流保護，建議整定時間內0.2秒，即要求饋線系統保護在200ms內完成故障隔離。
在保護動作時間上，系統保護能夠在20ms內識別出故障區段信息，并起動通信。光纖通信速度很快，考慮到重發多幀信息，相鄰保護單元之間的通信應在30ms內完成。斷路器動作時間為40ms~100ms.這樣，只要通信環節理想即可實現快速保護。
4.4饋線系統保護的應用前景
饋線系統保護在很大程度上沿續了高壓線路縱聯保護的基本原則。由于配電網的通信條件很可能十分理想。在此基礎之上實現的饋線保護功能的性能大大提高。饋線系統保護利用通信實現了保護的選擇性，將故障識別、故障隔離、重合閘、恢復故障一次性完成，具有以下優點：
（1）快速處理故障，不需多次重合；
（2）快速切除故障，提高了電動機類負荷的電能質量；
（3）直接將故障隔離在故障區段，不影響非故障區段；
（4）功能完成下放到饋線保護裝置，無需配電主站、子站配合。
四。系統保護展望
繼電保護的發展經歷了電磁型、晶體管型、集成電路型和微機型。微機保護在擁有很強的計算能力的同時，也具有很強的通信能力。通信技術，尤其是快速通信技術的發展和普及，也推動了繼電保護的發展。系統保護就是基于快速通信的由多個位于不同位置的保護裝置共同構成的區域行廣義保護。
電流保護、距離保護及主設備保護都是采集就地信息，利用局部電氣量完成故障的就地切除。線路縱聯保護則是利用通信完成兩點之間的故障信息交換，進行處于異地的兩個裝置協同動作。近年來出現的分布式母差保護則是利用快速的通信網絡實現多個裝置之間的快速協同動作如果由位于廣域電網的不同變電站的保護裝置共同構成協同保護則很可能將繼電保護的應用范圍提高到一個新的層次。這種協同保護不僅可以改進保護間的配合，共同實現性能更理想的保護，而且可以演生于基于繼電保護相角測量的穩定監控協系統，基于繼電保護的高精度多端故障測距以及基于繼電保護的電力系統動態模型及動態過程分析等應用領域。目前，在輸電網中已經出現了基于GPS的動態穩定系統和分散式行波測距系統。在配電網，伴隨賊配電自動化的開展。配電網饋線系統保護有可能率先得到應用。
電力系統分析理論范文5
[關鍵詞]電力系統；運行；可靠性；分析
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1006-0278（2013）03-156-01
電力系統的任務是向用戶提供源源不斷、質量合格的電能。隨著社會現代化進程的加快，生產和生活對電源的依賴性也越來越大，而停電造成的損失也日益增大。因此，要求電力系統應有很高的可靠性。電力系統可靠性是電力系統按可接受的質量標準和所需數量，不間斷地向電力用戶提供電力和電量的能力的量度?？煽啃园ǔ湓Ｐ院桶踩詢蓚€方面。
一、電力系統運行可靠性可靠性對比分析
（一）在傳統電力系統中
設備預防性檢修計劃由系統進行統一安排，如某一臺設備是否需要檢修、是大修還是小修都得按規定執行，并且在確定檢修計劃時不做任何經濟性的考慮。而市場環境下設備檢修的安排方法不會對電網運行造成大的影響。因此，整個系統只有一個檢修計劃。在市場環境下，各公司根據自己的判斷進行設備預防性檢修，不僅各公司有各自的計劃，而且不同類型的公司的計劃編制原則也將不盡相同。比如，電力采辦公司的計劃不會考慮一次能源的價格，而電力公司的計劃可能就要考慮一次能源的價格。所以，必須研究新的、適合不同類型公司的設備預防性檢修計劃的原理，并開發相應的軟件。
（二）穩定性都是至關重要的
尤其是作為民生與國家之本的電力系統。在電力市場環境下，不同公司的利益會因為這些措施的實施受到影響，因此，電網公司必須事先與其他公司就切機、切負荷等達成協議，以便在系統運行的穩定性受到威脅時能夠按協議采取措施。當然，具體到實際中到底采取何種方式，應在詳細的經濟分析基礎上做出決定?？傊?，電力市場下，可靠性必須滿足各方利益。
（三）輔助服務是電力市場經濟最重要的特征之一
關系到電力系統的安全運行與可靠性。包括電網頻率控制、機組旋轉備用、機組運行備用（非旋轉備用）、無功備用和電壓控制、電網能量不平衡的消除、有功網損補償、機組設備事故后的恢復、機組對系統的安全控制、發電再計劃（校正計劃）；此外還有大面積停電啟動、損耗補償、動態調度、備用支持、負荷跟蹤等。傳統的電力系統管理中，輔助服務問題一直沒有引起足夠的重視。在電力市場環境下，必須重視并且管理這些服務，同時給予合理的經濟補償，使輔助服務的供應者能夠得到應有的報酬。
二、深化電力系統可靠性管理分析
（一）加群全過程、全方位生產管理
可靠性管理工作要求全過程、全方位參與企業的電力生產，從規劃設計、設備選購、基建，到運行、計劃檢修，直到退役，涉及到電力生產環節中幾乎所有的部門?？煽啃怨芾砉ぷ魇欠衲軌蛏钊胝麄€生產過程直接影響到設備可靠性指標。沒有相關部門的支持，僅僅依靠可靠性管理機構去協調解決一系列的問題是不現實的。因此，建立能真正發揮作用、行之有效的可靠性管理體系是做好可靠性管理工作的前提。
（二）需要提高對電力可靠性的認識
可靠性管理工程是為適應產品的高可靠性要求發展起來的新興學科。它研究產品或系統的故障發生原因、消除和預防措施，從而保證產品的可靠性和可用性，延長使用壽命，降低維修費用，提高產品的使用效益。電力可靠性是一項復雜的系統工程，其重要的特點就是技術與管理的結合，全員全過程管理。電力可靠性研究不僅僅是技術人員的問題，也是政府部門的管理問題，需要國家和地方各級領導的重視和參與；而這個管理過程，涉及到設計、運行、維護、試驗等全過程，牽涉到發、輸、配、用電等各個環節的設備和人員。要讓電力系統可靠性始終保持在較高水平，需要精心籌劃，全員參與。供電企業要加大對電力可靠性的宣傳力度，讓可靠性的概念深入人心，并把這項工作作為一項長期的任務來抓。只有造就了人人關注可靠性的大環境，才能促進可靠性技術研究的深入開展，增大企業研究和應用電力可靠性技術的興趣，并保障各項可靠性管理工作的順利進行。
（三）大力開發輸變電可靠性系統與生產管理信息系統
電力系統分析理論范文6
所謂的“分層控制系統”是指從物理結構上或從功能上進行分層，使由此而形成的各子控制系統的動作從整個系統來看達到最恰當的控制效果，并自動或人工地把這些動作協調起來，遵循某一控制目標而工作的系統。為了構成達到預期目的的綜合自動化系統，把所有正在發展中的地區調度所及發電廠、變電站的自動化完善地協調起來以形成分層控制系統是比較現實的。
一、我國電力系統的分層(多級)調度控制
根據我國電力系統的實際情況和電力工業體制，電網調度指揮系統分為國家級總調度(簡稱國調)、大區級調度(簡稱網調)、省級調度(簡稱省調)和地區級調度(簡稱地調)四級。近年來隨著鄉鎮企業和農村經濟的蓬勃發展，廣大農村地區用電負荷急劇增長，己有數百個由大電網延伸供電的縣級電力網主變總容量達到或接近50～200MW。現在國家已經明確規定增加縣級調度，形成了五級調度分工協調進行指揮控制的電力系統運行體制。1.國家級調度國家調度(國調)通過計算機數據通信網與各大區電網控制中心相連，協調、確定大區電網間的聯絡線潮流和運行方式，監視、統計和分析全國電網運行情況。2.大區級調度大區調度(區調)按統一調度分級管理的原則，負責跨省大電網的超高壓線路的安全運行并按規定的發用電計劃及監控原則進行管理，提高電能質量和運行水平。3.省級調度省級調度按統一調度，分級管理的原則，負責省內電網的安全運行并按照規定的發電計劃及監控原則進行管理，提高電能質量和運行水平。
二、分層(多級)調度控制相關技術
1.結合電網自動電壓控制進行調度電壓是衡量電能質量的一項重要指標。隨著電網規模的不斷擴大，只通過人工控制無功潮流和進行電壓控制，以保證大電網運行的穩定性和經濟性是不實際的，必須實施自動電壓控制(AVC)。同頻率調節概念類似，電壓調節也可分為一次、二次和三次調節。電壓的快速無規則變化由發電機組無功功率“一次調節”進行補償，這種一次調節要求快速(毫秒級)，必須自動(類似機組一次調頻)，主要由機組勵磁調節器(AVR)實現二次調節是補償電壓的慢變化，控制的是控制區域內“控制機組”所吸收和發出的無功功率，以使區域內電壓合格，其反應時間為1—5min(類似二次調頻，即AGC)。三次調節則是使系統電壓和無功分布全面協調，控制電網在安全、經濟和優化狀態下運行，時間為15min以上(類似三次調頻，即經濟調度)。2.自動發電控制的分層控制與協調技術自動發電控制(auto-generation-control，AGC)也稱負荷和頻率控制(loadandfrequencycontrol，LFC)，它是能量管理系統的重要組成部分。按電網控制中心的目標函數將指令發送給有關發電廠的機組，通過電廠或機組的自動控制調節裝置，實現發電自動控制，從而達到控制中心(調度中心)的調控目標。在論文格式大的區域性電網互聯成為發展趨勢的情況下，采用AGC分層控制以保證電網的頻率質量顯得尤為重要?；ヂ撾娋W中AGC控制的基本原則是在保證系統頻率質量的前提下，執行區域間的交換功率計劃，每個區域負責處理本區域的負荷擾動，并在緊急情況下給予相鄰區域以臨時性支援。目前，網、省調度根據這一原則，結合我國電網“統一調度、分級管理”的網、省調度運行模式提出的網、省調度分層TBC控制和CPS控制策略，已在華東電網調度、江蘇省電網調度和上海市電網調度等實際運行中取得了良好的效果。我們完全可以借鑒其經驗，在其他網、省調度中推廣應用。超級秘書網
三、分層(多級)調度控制的優勢
電力系統調度控制可分為集中調度控制和分層調度控制。集中調度控制就是電力系統內所有發電廠和變電站的信息都集中到一個中央調度控制中心，由中央調度中心統一來完成整個電力系統調度控制的任務。在電力工業發展的初期階段，集中調度控制曾經發揮了它的重要作用。但是隨著電力系統規模的不斷擴大，集中調度控制暴露出了許多不足，如運行不經濟、技術難度大及可靠性不高等，這種調度機制已不能夠滿足現代電力系統的發展需要。為了解決集中調度控制的缺點和不足，現代大型電力系統普遍采用了分層調度控制。與集中調度控制相比，主要有以下幾方面的優點：
1.易于保證自動化系統的可靠性；
2.可靈活地適應系統的擴大和變更；
3.可提高投資效率；
4.能更好地適應現代技術水平的發展；
