電力系統(tǒng)在線安全分析并行分布式計算

王一辰

摘要：目前隨著我們國家經(jīng)濟不斷的發(fā)展，我們對于電力的需求也正在不斷的增加，所以說在電力系統(tǒng)運行過程當(dāng)中對它的安全質(zhì)量的要求變得越來越高，所以說這篇文章當(dāng)中，我們?nèi)シ治鲆幌?，目前電力系統(tǒng)在線安全分析并行分布式計算的一個原理，針對我們的介紹來更好的了解目前在電力系統(tǒng)運行過程當(dāng)中所出現(xiàn)的問題，系統(tǒng)的發(fā)展提供更加明確的方向。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);在線安全分析;并行分布式計算

1 引言

根據(jù)目前我們的電力系統(tǒng)運行過程當(dāng)中所存在的一些主要的問題，以及目前在這種如此復(fù)雜的市場環(huán)境之下，對于電力需求的增加，他了解目前我們的電力系統(tǒng)工程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)有哪些解決的地方來給我們提升電力系統(tǒng)的發(fā)展，所以說在這篇文章當(dāng)中，我們就討論一下電力系統(tǒng)在線安全分析并行分布設(shè)計上的一個原理來更好的了解電力系統(tǒng)發(fā)展的前景。

2 在線安全分析并行分布式計算的總體結(jié)構(gòu)

在電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析數(shù)據(jù)預(yù)處理的過程中，狀態(tài)估計是該過程不可或缺的重要成分之一，它可以把從原始輸入設(shè)備接收過來的低精度、不完整的不良數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呔?、完整而可靠的?shù)據(jù);同時，為了適應(yīng)在線分析和決策的需求，還要引入數(shù)據(jù)倉庫構(gòu)建技術(shù)來合理地存放轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)。電網(wǎng)在線安全穩(wěn)定分析數(shù)據(jù)預(yù)處理的總體結(jié)構(gòu)大致分為如下二個階段：

（1）數(shù)據(jù)整合階段。該階段要從SCADA和WAMS數(shù)據(jù)庫中提取與在線安全穩(wěn)定分析功能相關(guān)的量測信息，將其導(dǎo)入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表中。運用主成分分析算法對原始數(shù)據(jù)信息進行降維優(yōu)化，簡化存儲空間，之后利用二階段狀態(tài)估計算法對降維后的數(shù)據(jù)進行狀態(tài)量轉(zhuǎn)化，將轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)作為在線安全穩(wěn)定分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。

（2）數(shù)據(jù)倉庫建立階段。在該階段需要利用相應(yīng)的數(shù)據(jù)約簡、轉(zhuǎn)換、裝載等技術(shù)對狀態(tài)整合后的數(shù)據(jù)量進行變換和整理，將符合統(tǒng)一規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)存放在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中，然后根據(jù)不同分析功能的需求對特定主題的數(shù)據(jù)進行壓縮和約簡，并分別存放在相應(yīng)主題的數(shù)據(jù)集市中。

3 在線安全分析并行分布式計算的構(gòu)建方法

利用如下步驟對整合新生成的數(shù)據(jù)信息建立電網(wǎng)在線安全穩(wěn)定分析的數(shù)據(jù)倉庫，具體為：主題及信息包圖設(shè)計、雪花模型建立以及物理實現(xiàn)。

（1）主題及信息包圖設(shè)計。數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)是面向主題進行組織的，主題通常反映決策分析最關(guān)心的問題，因此建立數(shù)據(jù)倉庫首先就要確定分析的主題。由于在線安全穩(wěn)定分析主要圍繞暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、靜態(tài)穩(wěn)定和小擾動穩(wěn)定這四個方面進行，因此確定出在線安全穩(wěn)定分析數(shù)據(jù)倉庫的主題為：暫態(tài)穩(wěn)定分析、電壓穩(wěn)定分析、靜態(tài)穩(wěn)定分析和小擾動穩(wěn)定分析。數(shù)據(jù)倉庫的結(jié)構(gòu)圍繞這些主題進行設(shè)計，每個主題的邏輯結(jié)構(gòu)均采用星型模型。下面就以“電壓穩(wěn)定分析”主題為例，進行信息包圖的設(shè)計。首先，圍繞主題劃分維度、粒度并給出度量指標(biāo)。

①維度是觀察數(shù)據(jù)的角度，不同的維度組合構(gòu)成訪問數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的不同約束條件，從而實現(xiàn)不同角度的分析。根據(jù)電壓穩(wěn)定判定指標(biāo)對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的要求，為“電壓穩(wěn)定分析”主題認(rèn)定四個維度：時間維，存儲時間信息;位置維，存儲廠站或線路信息;量測屬性維，存儲測量屬性的詳細(xì)信息;量測類型維，存儲該測值的類型（實測值還是估計值）。

②粒度是在一個維度內(nèi)為表達不同細(xì)節(jié)程度的信息按順序劃分的多個層次，劃分粒度使分析可從數(shù)據(jù)的某一角度的不同粒度進行，從而滿足不同層次用戶的分析需求。上述各維具體劃分的粒度如下：時間維：年、月、日、時、分、秒、毫秒;變電站維：變電站名，電容器投入組數(shù)，分接頭運行檔位;變壓器維：電阻，電抗，容量，分接頭檔位數(shù)，中間值;線路維：電阻，電抗，充電容量;量測屬性維：有功功率、無功功率、電壓、頻率、相角;量測類型維：實測值、估計值。

③度量指標(biāo)是維度空間內(nèi)主題數(shù)據(jù)所表達的含義，是要實際分析的數(shù)據(jù)。以“系統(tǒng)擾動前后電壓值在允許范圍內(nèi)”作為當(dāng)前電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的判定標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)定“電壓穩(wěn)定分析”主題的度量指標(biāo)為狀態(tài)值、極限值和擾動值三項，其中，擾動值為布爾型數(shù)據(jù)，為1時表示有擾動，為0時表示無擾動。如果某時刻系統(tǒng)出現(xiàn)擾動（擾動值為1），即將當(dāng)前狀態(tài)值和上一時刻狀態(tài)值與其對應(yīng)的極限值作差，只要任何一項差值大于0，就判斷系統(tǒng)該時刻是不穩(wěn)定的，否則認(rèn)為系統(tǒng)是穩(wěn)定的。

（2）通過大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（如Oracle 10g）的多維數(shù)據(jù)庫表來組織星型結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)信息。對每個主題從星型模型中心展開定義，建立一個事實表（包含所有度量指標(biāo)值和各維的標(biāo)志）、每一維建立一個維表（包含該維的信息標(biāo)志、維粒度詳細(xì)信息）。事實表中的每條記錄含有指向每個維的指針，通過指針將事實表與維表、粒度信息關(guān)聯(lián)起來，歸并于一個主題，這易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多維查詢與統(tǒng)計，從而便于分析人員從不同角度、不同層次考察訓(xùn)練情況，如分析只涉及到維度的主要信息時，只需查詢維表即可，從而提高了處理速度。

對于數(shù)據(jù)的存儲，按照數(shù)據(jù)的重要程度、使用頻率以及對響應(yīng)時間的要求進行分類，然后再將不同類的數(shù)據(jù)分別存儲在不同的存儲設(shè)備中。由于經(jīng)預(yù)處理整合后的量測狀態(tài)量的存儲頻率較高，將其存儲在高速設(shè)備（如光盤或磁盤陣列）上，而原始的量測量和一些開關(guān)信息等輔助數(shù)據(jù)，由于存取頻率不高，可將其放在低速存儲設(shè)備上。

4 結(jié)束語

綜上所述，根據(jù)這篇文章當(dāng)中對于電力系統(tǒng)在線安全分析并行分布計算的分析，可以看出，目前我們在此方面的投入并不是特別的多，因為還能夠更好的促進電影的發(fā)展的話就必須正式提供更加強有力的決策，是為了更好的促進電力系統(tǒng)的發(fā)展，提升電力系統(tǒng)運行的安全性，能夠更好的保障我們對于電力的需求。

參考文獻：

[1]李江，李國慶.容錯控制在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究綜述[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2010（03）

[2]陳晟，陳昊，劉啟勝. 電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制方式探討[J].東北電力技術(shù).2004（07）

[3]周韓，劉東，吳子美，江悅，程浩忠.電力系統(tǒng)安全預(yù)警評估指標(biāo)及其應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化.2007（20）

[5]陳軍，王曉飛.電力系統(tǒng)變電運行中的信息管理技術(shù)分析[J].信息安全與技術(shù)，2013，10：19-21.