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摘 要：在日益庞大和复杂的现代电力系统中，远距离、高电压及大容量已成为现代电力系统的发展方向。在电力系统向着大规模电网互联发展的同时，其事故影响也随之扩大，一旦电力系统发生事故，将造成极其严重的后果。本文研究了电力系统在线安全稳定分析的安全稳定方法。阐述了在线安全稳定分析系统的整体结构及其数据仓库的建立方法。
关键词：电力系统； 安全稳定； 安全稳定
随着现代科学技术及人类文明的不断发展和进步，人类进行生产及生活活动对能源的依赖也越来越高。在各种形式的能源中，以电能最为方便快捷，人们可以轻松地将其转化为热能、光能、机械势能、动力等其它能源形式。电力系统已在我们现代生活生产中得到了广泛应用，并且已成为当代人类社会发展重要的物质基础。由于大多数电能的生产存在环境污染问题，一次能源受到开采及运输等多种因素的限制，且现代电力生产技术已具有很高的集约化水平，使得电能用户往往远离负荷中心。为满足广大用户迅速增长的电能连续供应需求，现代电力系统规模也越来越大，其结构也越来越复杂，远距离、高电压及大容量已成为现代电力系统的发展方向。然而，在电力系统向着大规模电网互联发展的同时，其事故影响也随之扩大，一旦电力系统发生事故，不但直接影响供电单位的业绩，而还可能引起大面积停电，将直接或间接影响到国民经济及整个社会的方方面面，造成严重后果。
1 在线安全分析任务划分
在线安全分析需要对电网参数数据进行串行算法，每个数据的设定对应一个事前预想的事故状态，经潮流计算可获得电气元件的相关参数（包括电压模值U，无功注入Q，有功注入P，相角θ）。在对大规模的电力系统进行在线安全分析时，其数据量较大，相对应的预想事故数量也将非常庞大。甚至在特定情况下，还需要将各种故障相叠加的复合故障考虑进去。
因电力系统预想事故数据庞大，为提高该项任务的工作效率，并减少错入、漏入及重入等现象，我们将其划分为多个子任务，这也是串行算法的关键。在划分时可采取功能划分方式或域名划分方式，其中采取功能划分方式时，系统的性能较差，固多采用域名划分方式。划分时可采用分区数据输出，输出过程中每个元素的计算均具有相应的独立性，这个计算过程即是整体算法的输入过程。在进行电力系统整体安全分析时，当某个元素被输出，这个元素则代表其对应的预想事故正处于故障状态，针对该元素可以对系统故障进行独立分析，不受其它预想事故的影响。以此，多个独立的子任务便可构成整个安全分析潮流计算任务。由于一个预想事故子任务对应电力系统的一种状态，因此，在实现时仅简单修改串行计算源代码即可。
系统对每个预想事故子任务按以下步骤进行计算处理：①首先根据输入数据采用潮流计算法进行计算，并输出结果；②然后将电压和指定的参数约束数据做比较，若当前状态高出了给定电压或某个功率范围，则认为电力系统正处于危险状态；③对当前电力系统中的各元件负载约束进行评价；④根据危险状态给出相应的报警信息。
2 系统的整体结构
2.1系统的结构框架概述
为适应电力系统运行的复杂性和时变性，根据“在线跟踪”、“自动识别”和“智能决策”的方法及“多侧面分诊”和“综合预警”的模式设计了在线安全稳定分析和预警系统整体结构框架。该系统从SCADA系统获取实时数据，采用计算机集群技术，实现对电网的在线安全分析和预防控制功能。该预警系统主要有2个突出的结构特点：①采用多代理技术的分布式系统构架；②具有高度集成和可视化的人机界面。
2.2 基于分散式多代理的系统结构
预警系统的构成包括一个由8台计算机组成的计算机群及一个由多个工作站组成的分散式机群。該系统采用了高效的智能代理技术，以确保系统具有较高的灵活性，结合软件系统的作用及实现功能，设置有后台代理（包括：电压稳定预警、静态安全预警、继电在线保护预警及动态安全预警等计算代理）、任务高度代理及通信协议、处理结果综合代理及可视操作界面。其中各代理在执行的过程中相互独立，且又具有一定的相互协调性，构成一个数据集成、分布式计算及人机结合的系统结构。
2.3 高度集成的可视化操作界面
系统安全指示灯位于主界面的右上角，可时刻对系统的电压稳定、静态及动态稳定等方面的安全水平作出响应，当3个指示灯均为绿色时，说明系统正处于安全良好状态；若其中一个指标出现警戒情况，其对应的指示灯则会变成黄色，发出预警；若其中一个指标出现紧急情况，则其对应的指示灯就会变为红色，并发出报警。界面上的消息栏中会弹出报警内容及相关信息。
3 构建在线分析数据仓库
根据下述内容对新生成的整合数据信息建立电力系统在线分析数据仓库，包括：主题的确定、建立星型模型、物理实现。
3.1 主题的确定
数据仓库中所有数据的组织均是围绕主题展开的，主题是对决策分析所关注问题的直接反映，因此数据仓库的建立首先要明确分析的主题。在线安全分析系统主要针对电压稳定、暂态稳定、小扰动稳定及静态稳定等4个方面，因此其数据仓库的分析主题应确定为：电压稳定分析、暂态稳定分析、小扰动稳定分析及静态稳定分析。对数据仓库结构进行设计时应围绕上述主题进行，采用星型模型作为各主题的逻辑结构形式。
3.2 建立星型模型
根据“电压稳定分析”主题的信息包图，即可得到“电压稳定分析”主题的星型结构图。
3.3 物理实现
主题数据确定好以后，最终物理实现是通过其在数据仓库中数据的存取及组织来完成的。数据库管理系统通过多维数据库表将星型数据信息进行有机组织。通过星型模型中心将每个主题的定义展开，并建立起对应的事实表（包括各维的信息标志及所有度量指标值）、对应的维表（包括所有维粒度信息及该维的信息标志）。事实表所包含的各记录信息均对应一个指向各维的指针，根据指针可将事实表与粒度信息、维表有机的关联起来，并归为一个主题，以便实现数据的统计和多维查询，进而使工作人员可从各个层次、各个角度来观察训练情况，例如分析只涉及到维度的主要信息时，只需查询维表即可，从而提高了处理速度。
4 结论
在线分析数据仓库的构建为在线安全分析提供了可靠的信息管理平台，方便了对系统状态的分析及决策的制定，在大规模电力系统的线安全分析中具有很大的优越性。
参考文献：
[1]李江，李国庆. 容错控制在电力系统中的应用研究综述[J]. 电力系统保护与控制. 2010（03）。
[2]陈晟，陈昊，刘启胜. 电力系统稳定控制方式探讨[J]. 东北电力技术. 2004（07）。
[3]周韩，刘东，吴子美，江悦，程浩忠. 电力系统安全预警评估指标及其应用[J]. 电力系统自动化. 2007（20）。
关键词：电力系统； 安全稳定； 安全稳定
随着现代科学技术及人类文明的不断发展和进步，人类进行生产及生活活动对能源的依赖也越来越高。在各种形式的能源中，以电能最为方便快捷，人们可以轻松地将其转化为热能、光能、机械势能、动力等其它能源形式。电力系统已在我们现代生活生产中得到了广泛应用，并且已成为当代人类社会发展重要的物质基础。由于大多数电能的生产存在环境污染问题，一次能源受到开采及运输等多种因素的限制，且现代电力生产技术已具有很高的集约化水平，使得电能用户往往远离负荷中心。为满足广大用户迅速增长的电能连续供应需求，现代电力系统规模也越来越大，其结构也越来越复杂，远距离、高电压及大容量已成为现代电力系统的发展方向。然而，在电力系统向着大规模电网互联发展的同时，其事故影响也随之扩大，一旦电力系统发生事故，不但直接影响供电单位的业绩，而还可能引起大面积停电，将直接或间接影响到国民经济及整个社会的方方面面，造成严重后果。
1 在线安全分析任务划分
在线安全分析需要对电网参数数据进行串行算法，每个数据的设定对应一个事前预想的事故状态，经潮流计算可获得电气元件的相关参数（包括电压模值U，无功注入Q，有功注入P，相角θ）。在对大规模的电力系统进行在线安全分析时，其数据量较大，相对应的预想事故数量也将非常庞大。甚至在特定情况下，还需要将各种故障相叠加的复合故障考虑进去。
因电力系统预想事故数据庞大，为提高该项任务的工作效率，并减少错入、漏入及重入等现象，我们将其划分为多个子任务，这也是串行算法的关键。在划分时可采取功能划分方式或域名划分方式，其中采取功能划分方式时，系统的性能较差，固多采用域名划分方式。划分时可采用分区数据输出，输出过程中每个元素的计算均具有相应的独立性，这个计算过程即是整体算法的输入过程。在进行电力系统整体安全分析时，当某个元素被输出，这个元素则代表其对应的预想事故正处于故障状态，针对该元素可以对系统故障进行独立分析，不受其它预想事故的影响。以此，多个独立的子任务便可构成整个安全分析潮流计算任务。由于一个预想事故子任务对应电力系统的一种状态，因此，在实现时仅简单修改串行计算源代码即可。
系统对每个预想事故子任务按以下步骤进行计算处理：①首先根据输入数据采用潮流计算法进行计算，并输出结果；②然后将电压和指定的参数约束数据做比较，若当前状态高出了给定电压或某个功率范围，则认为电力系统正处于危险状态；③对当前电力系统中的各元件负载约束进行评价；④根据危险状态给出相应的报警信息。
2 系统的整体结构
2.1系统的结构框架概述
为适应电力系统运行的复杂性和时变性，根据“在线跟踪”、“自动识别”和“智能决策”的方法及“多侧面分诊”和“综合预警”的模式设计了在线安全稳定分析和预警系统整体结构框架。该系统从SCADA系统获取实时数据，采用计算机集群技术，实现对电网的在线安全分析和预防控制功能。该预警系统主要有2个突出的结构特点：①采用多代理技术的分布式系统构架；②具有高度集成和可视化的人机界面。
2.2 基于分散式多代理的系统结构
预警系统的构成包括一个由8台计算机组成的计算机群及一个由多个工作站组成的分散式机群。該系统采用了高效的智能代理技术，以确保系统具有较高的灵活性，结合软件系统的作用及实现功能，设置有后台代理（包括：电压稳定预警、静态安全预警、继电在线保护预警及动态安全预警等计算代理）、任务高度代理及通信协议、处理结果综合代理及可视操作界面。其中各代理在执行的过程中相互独立，且又具有一定的相互协调性，构成一个数据集成、分布式计算及人机结合的系统结构。
2.3 高度集成的可视化操作界面
系统安全指示灯位于主界面的右上角，可时刻对系统的电压稳定、静态及动态稳定等方面的安全水平作出响应，当3个指示灯均为绿色时，说明系统正处于安全良好状态；若其中一个指标出现警戒情况，其对应的指示灯则会变成黄色，发出预警；若其中一个指标出现紧急情况，则其对应的指示灯就会变为红色，并发出报警。界面上的消息栏中会弹出报警内容及相关信息。
3 构建在线分析数据仓库
根据下述内容对新生成的整合数据信息建立电力系统在线分析数据仓库，包括：主题的确定、建立星型模型、物理实现。
3.1 主题的确定
数据仓库中所有数据的组织均是围绕主题展开的，主题是对决策分析所关注问题的直接反映，因此数据仓库的建立首先要明确分析的主题。在线安全分析系统主要针对电压稳定、暂态稳定、小扰动稳定及静态稳定等4个方面，因此其数据仓库的分析主题应确定为：电压稳定分析、暂态稳定分析、小扰动稳定分析及静态稳定分析。对数据仓库结构进行设计时应围绕上述主题进行，采用星型模型作为各主题的逻辑结构形式。
3.2 建立星型模型
根据“电压稳定分析”主题的信息包图，即可得到“电压稳定分析”主题的星型结构图。
3.3 物理实现
主题数据确定好以后，最终物理实现是通过其在数据仓库中数据的存取及组织来完成的。数据库管理系统通过多维数据库表将星型数据信息进行有机组织。通过星型模型中心将每个主题的定义展开，并建立起对应的事实表（包括各维的信息标志及所有度量指标值）、对应的维表（包括所有维粒度信息及该维的信息标志）。事实表所包含的各记录信息均对应一个指向各维的指针，根据指针可将事实表与粒度信息、维表有机的关联起来，并归为一个主题，以便实现数据的统计和多维查询，进而使工作人员可从各个层次、各个角度来观察训练情况，例如分析只涉及到维度的主要信息时，只需查询维表即可，从而提高了处理速度。
4 结论
在线分析数据仓库的构建为在线安全分析提供了可靠的信息管理平台，方便了对系统状态的分析及决策的制定，在大规模电力系统的线安全分析中具有很大的优越性。
参考文献：
[1]李江，李国庆. 容错控制在电力系统中的应用研究综述[J]. 电力系统保护与控制. 2010（03）。
[2]陈晟，陈昊，刘启胜. 电力系统稳定控制方式探讨[J]. 东北电力技术. 2004（07）。
[3]周韩，刘东，吴子美，江悦，程浩忠. 电力系统安全预警评估指标及其应用[J]. 电力系统自动化. 2007（20）。