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发布日期:
2023.06.26
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硬核提升:东方电子电力+算力基础算法提升篇

东方电子连续多年在电力系统状态估计、调度员潮流及静态安全分析等基础模块、核心模块开展相应核心技术的研究开发与实践,以适应新型电力系统对调度系统性能及自动化程度的要求。


一、状态估计:优异的核心算法保障计算效率


电力系统状态估计计算规模日益增大,以国网调控云系统为例,建模范围从特高压1000kV到10kV馈线出线,一个省的状态估计计算节点规模能达到万计,使得计算耗时大大增加,难以满足电网实时分析需求。


东方电子技术团队对状态估计计算节点采用半动态优化编号方法,从Givnes正交变换的原理展开优化,极大幅度减少数值计算工作量,提高Givens计算速度,对提高电力系统状态估计的效率起着举足轻重的作用。在某省级调控云1.2万计算节点的网络测试,单次正交变换耗时从20多秒提升到0.1秒,效果显著。在南网、国网部分网调等大电网计算运行,完成一次完整的状态估计计算,用时统计如下表:


二、调度员潮流:模型多、算法全、速度快


东方电子技术团队对调度员潮流软件包的模型处理、节点类型及算法控制方面做了持续改进与优化。目前模型处理除了支持常规模型外,还支持双端HVDC、多端HVDC、FACTS、移相器、零阻抗支路及ZIP负荷模型等,大大增强了调度员潮流的模型的通用性和普适性。在节点类型方面,除了支持常规的PQ节点、PV节点及参考节点外,还提出并增加了P节点及PQV节点的处理,解决了处理发电机集群远方控制场景的效率。在算法控制层面,除了支持常规的牛顿-拉夫逊法、PQ快速分解方法、前推回代方法及直流潮流方法,还增加了交直流混合迭代算法,大大丰富了算法适应场景。在计算速度方面,对于4000节点的电网规模,计算时间不大于2S,足以满足常规大型电网的计算要求。

三、静态安全分析:高效并行分析确保实用化


静态安全分析N-1是国网新一代主站、南网OS2系统必备的在线计算功能。国家电网要求单个故障平均扫描时间不大与0.01秒,南方电网要求每2000计算母线单个故障扫描平均处理时间不大于0.01秒。


东方电子技术团队对静态安全分析计算过程,采取数据降维、拓扑重构、故障处理逻辑优化等措施优化,并对算法进行并行化改造,充分利用多CPU算力,提高故障扫描效率。在南网某省调现场测试,处理870个N-1故障,开启18进程进行并行处理,总用时仅5秒,单个故障平均处理时间为0.006秒,可以满足两网的计算性能标准。