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保护在线自适应整定的研究

作　者: 熊玮
导　师: 林湘宁
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 在线自适应整定大变化灵敏度多核并行计算实时网络等值分解
分类号: TM77
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 30次
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内容摘要

随着通信技术与信息采集手段的不断进步,本文提出了在选择性、快速性和灵敏性方面明显优于离线整定的在线自适应整定技术。即采用WAMS、SCADA和EMS等获取电网的运行方式,按照在线整定的算法,实时的刷新保护定值。考虑到计算定值的计算量很大,实时性不高,本文通过设计以大变化灵敏度的分区策略对大电网等效分解,各分区内根据扰动域自行整定更新保护定值,并通过集群技术与多核并行计算技术来加快计算速度。大型网络划分为若干个子网络,这意味着将表征电网特性的系数矩阵分为几个互联的子阵和协调部分。每个子矩阵是可以独立解决的,从而获得并行性。这种方法减少了网络维数,提高了计算的并行计算速度和效率。本文引入大变化灵敏度等电子技术来处理大规模电网模型,由此提出了一种电网等值分解的新思路,并对求解过程与通信过程进行了详细分析,并针对IEEE的标准13节点模型进行了分解等效和验证其等效性。电力系统短路的快速实时计算是实现大规模电力系统继电保护在线校核与在线整定计算功能的前提,而传统的并行计算方法不能发挥目前广泛采用的多核CPU的优势。论文提出了一种适用于电力系统分析计算的多核并行技术,详细给出了如何采用多核并行计算将节点矩阵进行分解并求解短路计算的基本流程。通过仿真分析验证了所提的方法,对算法使用前后的效果进行了对比。另外还就云平台并行计算技术展开了以电力系统计算为背景的研究,分析了云技术在结合传统集群技术和新的多核并行技术后,将给电力系统实时计算带来巨大帮助。最后,本文在只考虑当前运行方式的短路计算数据基础上,测试了EPRI7节点模型的过电流保护的整定值的灵敏度,结果证明在线自适应整定的灵敏度高于传统离线整定。并在多核并行计算的程序基础上,针对华中电网的节点模型,进行了故障计算的测试,并比较了基于多核并行计算方法与传统串行计算方法的性能。结果表明文中提出的多核并行计算方法是正确和有效的。并基于大变化灵敏度的网络等值分解技术,对华中电网简化模型进行了分块前后的短路计算速度测试,并结合并行计算技术进行了测试,结果表明网络分解技术可以很好的结合并行计算技术,并能提升在线整定的速度和性能。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-15
  1.1 在线自适应整定的目的和意义  10-12
  1.2 国内外研究概况  12-13
  1.3 论文的主要工作  13-15
2 在线保护整定的网络分解研究  15-28
  2.1 引言  15-16
  2.2 大变化灵敏度  16-18
  2.3 广域保护网络分解的定义  18-19
  2.4 求解过程  19-22
  2.5 通信过程  22-23
  2.6 实例分析  23-27
  2.7 小结  27-28
3 在线保护整定的并行计算研究  28-48
  3.1 引言  28-29
  3.2 多核并行计算  29-35
  3.3 云计算  35-47
  3.4 小结  47-48
4 在线整定初探  48-58
  4.1 引言  48-49
  4.2 灵敏度校验  49-53
  4.3 整定速度校验  53-56
  4.4 小结  56-58
5 总结与展望  58-60
  5.1 全文总结  58
  5.2 需要进一步做的工作  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-64

保护在线自适应整定的研究

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