電力系統(tǒng)仿真分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1、電力系統(tǒng)仿真分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)0 引言隨著化石能源逐漸枯竭，發(fā)展利用清潔能源和可再生能源成為世界各 國(guó)的必然選擇，也是新能源變革的主要內(nèi)容。中國(guó)新能源變革的目標(biāo)可以 歸納為：以可再生能源逐步替代化石能源，提高化石能源的清潔高效利用 水平，實(shí)現(xiàn)可再生能源 （ 水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能 ）和核能 利用在一次能源消耗占較大份額。在新能源變革形勢(shì)下，電網(wǎng)的使命也將 發(fā)生變化，智能電網(wǎng)是適應(yīng)新能源變革和承擔(dān)電網(wǎng)新使命的新一代電網(wǎng)。中國(guó)自 21 世紀(jì)初就提出了建設(shè)特高壓電網(wǎng)的設(shè)想，并逐步加以實(shí) 施，近兩年根據(jù)國(guó)際電力系統(tǒng)發(fā)展的最新動(dòng)向，又進(jìn)一步提出了建設(shè)智能 電網(wǎng)的宏偉藍(lán)圖。中國(guó)的智能電網(wǎng)是以

2、特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng) 協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺(tái)為支撐，具有信息化、自動(dòng) 化、互動(dòng)化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度 各個(gè)環(huán)節(jié)的現(xiàn)代電網(wǎng)。 與此同時(shí)，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，新能源、 新設(shè)備的不斷加入，當(dāng)今電力系統(tǒng)已經(jīng)日益變得復(fù)雜，這使得運(yùn)行人員更 加難于對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視、分析和控制。近些年，國(guó)內(nèi)外不斷發(fā)生大規(guī)模的停 電事故，這些事故都造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，不斷地為人們敲 響警鐘，也給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。在上述的大停電事故中，電力系統(tǒng)從第一次元件故障，到整個(gè)系統(tǒng)崩 潰，一般會(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程， 如果這期間運(yùn)行人員能夠進(jìn)行正確的

3、處理， 大停電是可以避免的。換言之，電網(wǎng)缺乏有效的在線監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，不 能及時(shí)掌握實(shí)時(shí)電網(wǎng)穩(wěn)定情況并采取有效的控制措施是導(dǎo)致大停電事故 發(fā)生的重要原因。電力系統(tǒng)仿真分析是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和調(diào)度運(yùn)行的基礎(chǔ)，涵蓋的范 圍非常廣泛，包括從穩(wěn)態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析到暫態(tài)分析的各個(gè)方面。根據(jù)實(shí) 時(shí)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程響應(yīng)時(shí)間與系統(tǒng)仿真時(shí)間的關(guān)系，可分為非實(shí)時(shí)仿真 和實(shí)時(shí)仿真；根據(jù)仿真的數(shù)據(jù)來(lái)源，又可分為離線仿真、在線仿真。其中 在線仿真是實(shí)現(xiàn)在線預(yù)警和決策支持的必要手段。電力系統(tǒng)仿真分析涵蓋電力系統(tǒng)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、通信等多學(xué)科技術(shù) 領(lǐng)域，面對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)提出的要求，需要不斷地引入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和通 信技術(shù)以及數(shù)學(xué)

4、方法等，推動(dòng)仿真分析技術(shù)在仿真的準(zhǔn)確性、快速性、靈 活性等方面的發(fā)展。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）可實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模電網(wǎng)的仿真計(jì)算，同時(shí)仿真數(shù)據(jù)的粗細(xì)程度可根 據(jù)需要自動(dòng)調(diào)整。2）仿真計(jì)算應(yīng)具有更快的速度及更高的準(zhǔn)確性。3）仿真計(jì)算應(yīng)具備更多的功能，并與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等相關(guān)領(lǐng)域相結(jié)合。4）仿真建模應(yīng)具備更大的靈活性，以適應(yīng)智能電網(wǎng)中層出不窮的新 元件、新設(shè)備建模的需要。5）需加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)智能建模方法的應(yīng)用以及仿真結(jié)果的智能化分6）電網(wǎng)自愈對(duì)實(shí)時(shí)決策控制的要求。要求能實(shí)時(shí)跟蹤評(píng)價(jià)電力系統(tǒng) 行為，一旦發(fā)生故障，立即進(jìn)行快速仿真并提供決策控制支持，防止大面 積停電，并快速?gòu)木o急狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)。7）仿真

5、試驗(yàn)應(yīng)具備更大的靈活性。未來(lái)的仿真試驗(yàn)將可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)異地試驗(yàn)設(shè)備的同步測(cè)試。8）仿真計(jì)算應(yīng)適應(yīng)新的計(jì)算模式，如云計(jì)算、協(xié)同計(jì)算等。9）可實(shí)現(xiàn)智能人機(jī)交互仿真，顯著提高用戶操作的便捷性和仿真系 統(tǒng)的使用效率。10）數(shù)據(jù)融合技術(shù)在仿真分析中應(yīng)用，提高對(duì)仿真分析中對(duì)多源海量 數(shù)據(jù)的整合能力。本文將依據(jù)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信等技術(shù)當(dāng)前和未來(lái)可能的發(fā)展，探討 和預(yù)測(cè)新的先進(jìn)計(jì)算技術(shù) （如云計(jì)算等 ） 及其在電力系統(tǒng)仿真分析中的應(yīng) 用。1 發(fā)展現(xiàn)狀電力系統(tǒng)仿真分析技術(shù)概述如圖 1 所示，電力系統(tǒng)仿真分析技術(shù)可分為電力系統(tǒng)建模、電力系4項(xiàng)統(tǒng)數(shù)字仿真分析方法、電力系統(tǒng)在線仿真分析和電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真等技術(shù)，其中電力

6、系統(tǒng)建模技術(shù)包括建模方法和模型研究技術(shù)，電力系統(tǒng)數(shù)字仿真分析方法主要指針對(duì)各類仿真應(yīng)用的基礎(chǔ)方法，后2種技術(shù)則分別針對(duì)在線應(yīng)用和實(shí)時(shí)應(yīng)用。其中先進(jìn)計(jì)算技術(shù)包括計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)、與電力系統(tǒng)仿真分析相關(guān)的計(jì)算數(shù)學(xué)和計(jì)算模式這3項(xiàng)技術(shù)。下文分別描述上述 各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。圖1電力系統(tǒng)仿真分析和先進(jìn)計(jì)算技術(shù)分類2 ）相關(guān)計(jì)算數(shù)學(xué)。與電網(wǎng)仿真分析相關(guān)的計(jì)算數(shù)學(xué)領(lǐng)域既有傳統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算方法，也包 括新興的人工智能、模糊數(shù)學(xué)和概率類等方法。電力系統(tǒng)建模技術(shù)1）建模方法。目前，電力系統(tǒng)建模方法研究以機(jī)理分析法為主，結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)及人工智能等理論，又發(fā)展了數(shù)據(jù)分析法、層次分析法、智能建模法等 方法。 作為機(jī)理分

7、析法的重要補(bǔ)充，模型實(shí)測(cè)是指導(dǎo)建模、進(jìn)行模型校 驗(yàn)及修正的主要手段。目前，模型實(shí)測(cè)主要在發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)建模、 負(fù)荷建模、新能源發(fā)電建模等方面有所應(yīng)用。數(shù)據(jù)分析法主要用于建立電 力系統(tǒng)可靠性分析模型及功率預(yù)測(cè)模型、電力市場(chǎng)分析模型等。層次分析 法主要用于負(fù)荷預(yù)測(cè)建模等。近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，智能建模方法如專家系統(tǒng)法、神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)法、模糊辨識(shí)法以及基于遺傳算法的非線性系統(tǒng)辨識(shí)法等，在 同步機(jī)建模、負(fù)荷建模、電網(wǎng)規(guī)劃建模中得到應(yīng)用。電力系統(tǒng)模型參數(shù)的獲取，主要采用取典型值和實(shí)際測(cè)量 2 種方法。2)模型研究。 傳統(tǒng)發(fā)輸配用電系統(tǒng)模型傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)模型包括同步機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、電力

8、系統(tǒng)穩(wěn)定器(power system stabilizer , PSS)等模型，均較為成熟，全國(guó)范圍內(nèi)絕大部分機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)和 PSS 模型已采用實(shí)測(cè)參數(shù)，調(diào)速系統(tǒng)模型實(shí)測(cè)工 作正在開(kāi)展。交流輸電系統(tǒng)模型以等效電路為基礎(chǔ)，根據(jù)仿真要求的不同進(jìn)行相應(yīng) 處理。直流輸電系統(tǒng)模型包括主電路模型和控制系統(tǒng)模型，可分為機(jī)電暫 態(tài)仿真模型和電磁暫態(tài)仿真模型，前者一般為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型。直流輸電系統(tǒng) 控制系統(tǒng)模型目前大都采用典型結(jié)構(gòu)和參數(shù)，迫切需要建立與實(shí)際工程相 一致的控制系統(tǒng)模型和參數(shù)。 靈活交流輸電元件模型、新型電力系統(tǒng)元件模型。 新能源發(fā)電系統(tǒng)、分布式電源及微電網(wǎng)模型。3 ）建模技術(shù)中尚待解決的問(wèn)題。 電力系

9、統(tǒng)模型的精確度有待進(jìn)一步提高，特別是如何利用WAMSwasA技術(shù)進(jìn)行模型的校驗(yàn)與修正。 風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等各種新元件的模型有待進(jìn)一步研究并實(shí) 用化。 智能建模方法有待進(jìn)一步發(fā)展，或與傳統(tǒng)方法相結(jié)合，提升模型的 精確性和適應(yīng)性。 目前各類仿真軟件中模型各自獨(dú)立，重復(fù)建模工作時(shí)有發(fā)生，有待 建立模塊化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的模型，實(shí)現(xiàn)模型的“即插即用” 和共享。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真分析方法 電力系統(tǒng)數(shù)字仿真分析方法，包括穩(wěn)態(tài)分析（潮流、網(wǎng)損分析、最優(yōu)潮流、靜態(tài)安全分析、諧波潮流 ） 、動(dòng)態(tài)和暫態(tài)分析 （電磁暫態(tài)仿真、機(jī)電 暫態(tài)仿真、中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)仿真、小干擾穩(wěn)定計(jì)算、電壓穩(wěn)定計(jì)算等 ） 等。 電

10、力系統(tǒng)潮流計(jì)算主要是非線性方程組求解問(wèn)題，現(xiàn)有算法有牛頓-拉夫遜 法、PQ分解法、保留非線性潮流算法和最優(yōu)因子法等。其中，牛頓-拉夫遜法因其具有較好的收斂性和較快的收斂速度，應(yīng)用較為廣泛。為提高 潮流計(jì)算的收斂性，有時(shí)將 2 種方法相結(jié)合，如 PQ 分解轉(zhuǎn)牛頓法。此 外，還提出了潮流計(jì)算中的自動(dòng)調(diào)整方法、 適合實(shí)時(shí)計(jì)算的直流潮流算法、 考慮不確定性因素的隨機(jī) （ 概率）潮流方法、適合系統(tǒng)參數(shù)不對(duì)稱情況的三 相潮流算法，以及應(yīng)用于電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定計(jì)算的多種病態(tài)潮流算法。電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流計(jì)算實(shí)質(zhì)是一個(gè)非線性規(guī)劃問(wèn)題，主要算法有線 性規(guī)劃法、牛頓法、內(nèi)點(diǎn)法以及遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等智能算法。 其

11、中內(nèi)點(diǎn)法在可行域的內(nèi)部尋優(yōu)，收斂性好、收斂速度快，適用于大規(guī)模 電網(wǎng)的優(yōu)化計(jì)算。智能算法由于具有全局收斂性和擅長(zhǎng)處理離散變量而日 益得到重視，但還處在發(fā)展階段。 研究小擾動(dòng)電壓穩(wěn)定問(wèn)題的電力系統(tǒng) 靜態(tài)電壓穩(wěn)定計(jì)算方法常用的有奇異值分解法、靈敏度法、崩潰點(diǎn)法、非 線性規(guī)劃法、連續(xù)潮流法、非線性動(dòng)力學(xué)方法等，其中連續(xù)潮流法應(yīng)用較 多。電壓穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)分析方法，包括小干擾分析法和對(duì)大擾動(dòng)電壓穩(wěn)定的 時(shí)域仿真分析法、能量函數(shù)法等。 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算需要求解系統(tǒng) 的網(wǎng)絡(luò)方程和微分方程，一般采用數(shù)值積分方法交替迭代求解，有時(shí)也采 用直接法，應(yīng)用最多的直接法為擴(kuò)展等面 積準(zhǔn)則法。電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定計(jì)算的主

12、要方法有特征值分析法、小干擾頻域響 應(yīng)分析、小干擾時(shí)域響應(yīng)分析，其中特征值分析法應(yīng)用最為廣泛。電力系統(tǒng)中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)過(guò)程仿真要計(jì)入在一般暫態(tài)穩(wěn)定過(guò)程仿真中不 考慮的電力系統(tǒng)長(zhǎng)過(guò)程和慢速的動(dòng)態(tài)特性，采用數(shù)值積分的方法，主要有隱式梯形積分法和 Gear 類方法，為避免計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一般還采用自動(dòng) 變步長(zhǎng)計(jì)算技術(shù)。 電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真通常采用時(shí)域瞬時(shí)值計(jì)算，多 采用隱式梯形積分法，計(jì)算規(guī)模一般不超過(guò)百余條母線，計(jì)算步長(zhǎng)通常為 20200?s。 為提高仿真精度，有學(xué)者提出了電磁暫態(tài)與機(jī)電暫態(tài)混合仿 真方法。近年來(lái)，隨著分網(wǎng)并行算法的提出和電磁 - 機(jī)電接口的完善，混 合仿真已實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化。綜上，上述針對(duì)

13、輸電網(wǎng)的電力系統(tǒng)仿真分析方法都較為成熟，為提高 仿真分析速度， 近年來(lái)，并行和分布式計(jì)算方法逐漸在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、 最優(yōu)潮流、靜態(tài)安全分析、電磁暫態(tài)仿真、機(jī)電暫態(tài)仿真、小干擾穩(wěn)定計(jì) 算等分析方法中得到應(yīng)用。電力系統(tǒng)在線仿真分析隨著電網(wǎng)大停電事故的不斷發(fā)生，各國(guó)對(duì)電網(wǎng)安全愈加重視，電力系 統(tǒng)在線仿真分析也成為了研究的重點(diǎn)。 2005 年的調(diào)研報(bào)告表明，當(dāng)時(shí)國(guó) 際上已有 6 個(gè)電力系統(tǒng)在線軟件生產(chǎn)廠家，可以提供不同程度的在線暫 態(tài)穩(wěn)定評(píng)估軟件。國(guó)內(nèi)在智能電網(wǎng)建設(shè)的新環(huán)境下，為確保電 網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，建立 和健全電網(wǎng)安全防御體系，中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院、 清華大學(xué)等單位就在線仿真分

14、析開(kāi)展了研究與應(yīng)用工作。電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真的發(fā)展經(jīng)歷了從物理實(shí)時(shí)仿真、數(shù)?；旌鲜綄?shí)時(shí)仿真到全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真的 3 個(gè)歷史階段。物理實(shí)時(shí)仿真由于其仿真規(guī)模不大 和建模工作復(fù)雜，主要用于設(shè)備級(jí)的仿真和試驗(yàn)，如繼電保護(hù)裝置、安全 自動(dòng)裝置、電力電子設(shè)備及新技術(shù)、新設(shè)備的基本原理驗(yàn)證和性能指標(biāo)檢 驗(yàn)等。數(shù)?；旌鲜綄?shí)時(shí)仿真系統(tǒng)（如HYPERSIM目前主要用于直流輸電控制 保護(hù)系統(tǒng)試驗(yàn)。RTDS等全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真限于仿真算法和計(jì)算能力，只能進(jìn)行小規(guī)模系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真，主要用于繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置驗(yàn)證試 驗(yàn)，近年來(lái)也有應(yīng)用于電力電子設(shè)備驗(yàn)證試驗(yàn)、直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)試 驗(yàn)等方面，加拿大 Opa

15、l-RT 公司的 RT-LAB 全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真軟件在高頻 電力電子的精確仿真以及分布式并行計(jì)算等方面具有優(yōu)良的性能；新近出 現(xiàn)的全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真裝置 ADPSS因其具有大電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真的能力，因此 用途較為廣泛。2 先進(jìn)計(jì)算技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)未來(lái)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)將是通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)技術(shù) 的進(jìn)一步融合，朝著超高速、超小型、高性能、平行處理和智能化方向發(fā) 展。 發(fā)展高性能計(jì)算技術(shù)有 2 條途徑：一條是通過(guò)多核、多機(jī)并行計(jì)算 或分布式計(jì)算技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；另一條途徑是發(fā)展非傳統(tǒng)的新技術(shù)，包括超導(dǎo) 計(jì)算、光計(jì)算、量子計(jì)算、生物計(jì)算與納米計(jì)算等。相關(guān)計(jì)算數(shù)學(xué)數(shù)值計(jì)算方法未來(lái)的發(fā)展主要集中在提高

16、算法效率、計(jì)算結(jié)果精度和 非線性方程求解的收斂性等方面。 人工智能方法將與仿真環(huán)境結(jié)合得更 為緊密，從而提高仿真自動(dòng)化程度和仿真精度。 概率類算法在仿真計(jì)算 領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，主要是增強(qiáng)各種與現(xiàn)有數(shù)值仿真計(jì)算方法相結(jié)合的衍 生算法的實(shí)用性，降低對(duì)參數(shù)的要求，提高計(jì)算結(jié)果的質(zhì)量，以及計(jì)算結(jié) 果的進(jìn)一步分析應(yīng)用。 模糊數(shù)學(xué)將與人工智能技術(shù)的各分支進(jìn)一步結(jié)合， 求解用經(jīng)典數(shù)值計(jì)算方法難以求解的問(wèn)題，并進(jìn)一步實(shí)用化。計(jì)算模式未來(lái)高性能計(jì)算的發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：一是并行計(jì)算和分布式計(jì)算2 種形態(tài)共存并互相結(jié)合、 相互補(bǔ)充； 二是從高性能計(jì)算走向高效能計(jì)算， 提高計(jì)算性能、可編程性、可移植性和魯棒性，降低

17、系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行及 維護(hù)成本隨著中國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，分布式計(jì)算技術(shù)在仿真分析領(lǐng) 域的應(yīng)用將不斷深入，分布式計(jì)算以及網(wǎng)格計(jì)算的應(yīng)用，可以有效解決電 力系統(tǒng)實(shí)時(shí)、復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題。3 先進(jìn)計(jì)算技術(shù)在電力系統(tǒng)仿真分析中應(yīng)用預(yù)測(cè)概述先進(jìn)計(jì)算技術(shù) （計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算模式 ） 的發(fā)展和應(yīng)用， 將為電力系統(tǒng)仿真分析技術(shù)帶來(lái)巨大發(fā)展變化。本節(jié)預(yù)測(cè) 2050 年電力系 統(tǒng)仿真分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。電力系統(tǒng)建模技術(shù)1 ）電力系統(tǒng)的建模方法和工具得到長(zhǎng)足發(fā)展。形成完備的混合仿真建模和智能建模理論?；?WAM刪WASA數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真模型的修正成為 建模的重要手段。2 ）建立豐富、精確、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的各

18、類元件模型。模型的模塊 化、標(biāo)準(zhǔn)化使得系統(tǒng)建?？稍谌我环抡孳浖慕－h(huán)境下進(jìn)行，采用通用 的輸入輸出格式，并可在其他仿真軟件中進(jìn)行調(diào)用，使模型具備“即插即 用”的功能。3 ）未來(lái)的智能電力設(shè)備中可自帶標(biāo)準(zhǔn)化的模型并具備對(duì)局部模型進(jìn) 行仿真的能力，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)自行維護(hù)更新，模型可以是異地分布的。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真分析方法1 ）電力系統(tǒng)仿真計(jì)算方法在計(jì)算的收斂性和魯棒性、結(jié)果的準(zhǔn)確性以 及對(duì)最優(yōu)結(jié)果的搜索等方面都取得較大進(jìn)步。2 ）建立靈活的仿真數(shù)據(jù)平臺(tái)和異地分布式仿真分析平臺(tái)，結(jié)合智能電力設(shè)備中自帶的標(biāo)準(zhǔn)化模型，模型數(shù)據(jù)的云存儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，WAM、SWASA等先進(jìn)測(cè)量技術(shù)，云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)仿真數(shù)

19、據(jù)的自動(dòng)調(diào)整和對(duì)電網(wǎng) 的按需靈活仿真。根據(jù)研究目的不同，電網(wǎng)數(shù)據(jù)可以不同的精細(xì)程度自動(dòng) 組合和調(diào)整，形成計(jì)算用數(shù)據(jù)，用戶無(wú)需關(guān)心具體數(shù)據(jù)的存放位置和獲取 方式。3 ）開(kāi)辟新的仿真計(jì)算領(lǐng)域，如與環(huán)境保護(hù)、新型電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)相結(jié) 合。4 ）建立高度智能化的面向用戶、面向問(wèn)題、面向?qū)嶒?yàn)的建模與仿真 環(huán)境，實(shí)現(xiàn)智能人機(jī)交互仿真和仿真結(jié)果的智能化分析。5 ）不同時(shí)間尺度的混合仿真技術(shù)逐步成熟，實(shí)現(xiàn)電磁暫態(tài)-機(jī)電暫 態(tài)-中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)過(guò)程的連續(xù)仿真，可獲得系統(tǒng)從仿真幵始后微秒級(jí)到分鐘 級(jí)，甚至小時(shí)級(jí)時(shí)間尺度的動(dòng)態(tài)特性， 仿真結(jié)果更加貼近系統(tǒng)的實(shí)際表現(xiàn)6 ）協(xié)同計(jì)算將在電力系統(tǒng)仿真分析中逐步應(yīng)用，使離線仿真分析從

20、以往單地區(qū)單人工作的獨(dú)立模式向多人聯(lián)合協(xié)同計(jì)算模式轉(zhuǎn)變，大幅度提 高工作效率。7 ）人工智能、概率和模糊數(shù)學(xué)方法將會(huì)被更多地引入和研究。人工 智能算法是大規(guī)模非線性系統(tǒng)求解、優(yōu)化的有效方法，為電力系統(tǒng)計(jì)算分 析開(kāi)辟了一條新的路徑，而概率算法和模糊數(shù)學(xué)方法則可以更好地處理仿 真計(jì)算中的各種隨機(jī)性和模糊性問(wèn)題。8）量子計(jì)算機(jī)具有應(yīng)用可能，仿真分析方法將發(fā)生重大變革。電力系統(tǒng)在線仿真分析1 ）建立在線仿真專家系統(tǒng)，挖掘在線數(shù)據(jù)與系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的聯(lián)系， 根據(jù)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和電網(wǎng)運(yùn)行狀況找出薄弱環(huán)節(jié)。2 ）將WAMS數(shù)據(jù)引入到數(shù)據(jù)整合、參數(shù)校核和辨識(shí)、動(dòng)態(tài)仿真等各個(gè)環(huán)節(jié)，以提高在線仿真結(jié)果與實(shí)際系統(tǒng)響應(yīng)的

21、吻合程度3 ）構(gòu)建描述電網(wǎng)各類不確定性特征 （ 如天氣，間歇性能源接入等 ） 的 系統(tǒng)模型，建立在線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，采用統(tǒng)一的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，將確 定性安全評(píng)價(jià)拓展到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。4 ）應(yīng)用數(shù)據(jù)融合技術(shù)，提高對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、廣域量測(cè)系統(tǒng)、繼 電保護(hù)穩(wěn)控系統(tǒng)、離線方式數(shù)據(jù)等多系統(tǒng)多信息的整合能力和利用水平。5）實(shí)現(xiàn)基于超實(shí)時(shí)仿真的在線控制和云控制，利用大規(guī)模電力系統(tǒng) 的超實(shí)時(shí)仿真技術(shù)， 在故障發(fā)生后快速判別系統(tǒng)穩(wěn)定性， 并給出控制措施， 解決連鎖故障期間電網(wǎng)運(yùn)行狀況瞬息變化導(dǎo)致控制措施失效的問(wèn)題。云控 制是云計(jì)算技術(shù)與基于超實(shí)時(shí)仿真的在線控制技術(shù)的完美結(jié)合，是未來(lái)在 線控制技術(shù)的發(fā)展方向。電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真1）采用新的并行仿真方法或?qū)扔蟹椒ㄟM(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)軟硬 件技術(shù)的發(fā)展， 實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電、 太陽(yáng)能發(fā)電、 電壓源直流輸電、