大电网映像系统及其架构的制作方法

本发明涉及电网运行分析计算，具体而言，涉及一种大电网映像系统及其架构。

背景技术：

1、物理电网的发展和赓续与电网分析方法的升级和换代，两者如影随形、相互促进、共同演进。准确、快速、全面地反映不断变化的客观物理电网的特性，是电网分析工具突破的方向。长期以来，随着电网规模的扩大、动态元件增多，传统动模仿真、数字仿真等技术自身不断进步，支撑了电网的发展需要。

2、当前，新能源大规模并网以及电力系统电力电子化特征凸显，电网运行的不确定性、动态行为的复杂性面临空前变化，传统基于仿真的预案式电网分析方法面临仿真模型更新速度滞后、仿真分析速度慢，以及分析手段的智能化水平低等问题，将严重制约电网分析与运行人员认知和驾驭电网的能力。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种大电网映像系统及其架构，旨在解决现有技术中电网仿真模型更新及分析速度慢、智能化水平低等问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种大电网映像系统，包括：量测数据接入功能模块，用于实时获取数据，并将所获取的实时数据发送至实时映像电网功能模块；实时映像电网功能模块，用于对实时映像电网功能模块发送的实时数据进行处理，得到连续时间段数据，并存储所述连续时间段数据；映像模型同步演化功能模块，用于获取实时映像电网功能模块存储的连续时间段数据，根据所述连续时间段数据形成电网映像模型，并将所述电网映像模型发送至所述实时映像电网功能模块以用于存储；响应驱动智能分析和决策功能模块，用于获取实时映像电网功能模块存储的电网映像模型，基于所述电网映像模型进行分析、决策及验证，并将分析、决策及验证的结果发送至所述实时映像电网功能模块以用于存储；多元信息可视化功能模块，用于获取并展示所述实时映像电网功能模块中存储的电网映像模型以及基于所述电网映像模型的分析、决策及验证的结果。

3、进一步地，所述量测数据接入功能模块，用于：分别通过动态数据接入和稳态数据接入实时获取pmu数据和rtu数据；对所获取的pmu数据和rtu数据进行缓冲；将缓冲后的数据进行流式数据处理后发送至实时映像电网功能模块。

4、进一步地，对所获取的pmu数据和rtu数据进行缓冲，包括：将pmu数据和rtu数据发送到分布式消息队列kafka中进行数据高速缓冲。

5、进一步地，所述实时映像电网功能模块，还用于：基于所述电网映像模型，完善实时映像电网功能模块发送的实时数据。

6、进一步地，所述实时映像电网功能模块，还用于：对于实时映像电网功能模块发送的实时数据，按预定的窗口确定数据采集时间段，并基于所述电网映像模型，处理缺失或错误的测点量测数据，形成可供使用的连续时间段数据；将所述可供使用的连续时间段数据存入分布式内存数据网格和时序数据库，并按照预定条件将内存数据网格中的数据转移至分布式关系数据库以用于持久存储。

7、进一步地，所述映像模型同步演化功能模块，还用于：利用快速可观性计算，形成电网映像模型，以实现电网映像模型与实际电网的同步演变。

8、进一步地，所述响应驱动智能分析和决策功能模块，包括：响应驱动分析模块，用于基于电网映像模型，集成各种响应驱动及智能增强模型算法，计算得到稳定特征以及辨识稳定性质，并将稳定特征以及稳定性质发送至响应驱动控制策略生成模块；响应驱动控制策略生成模块，用于根据稳定特征以及稳定性质，生成并验证控制策略；智能增强分析模块，用于对所述响应驱动分析模块和所述响应驱动控制策略生成模块中的算法或模型进行优化。

9、进一步地，所述电网映像模型的数据结构，包括：案例集合表、节点集合表、元件集合表、拓扑结构信息表、模型参数信息表、运行状态信息表、运行参数信息表、模型参数定义表和运行参数定义表。

10、进一步地，所述电网映像模型的数据结构采用继承与派生机制得到。

11、第二方面，本发明实施例还提供了一种大电网映像系统的架构，应用于上述各个实施例提供的大电网映像系统，所述架构包括：依次连接的对象层、场景层、数据层、映像模型、算法层、应用层；其中，所述对象层，用于实时采集实际物理电网数据，得到实时量测数据，并实时量测数据输送至场景层；所述场景层，用于将对象层输出的实时量测数据进行分流处理，并将分流后的数据输送至数据层；所述数据层，用于将分流后的数据进行映像模型基础数据库的构建，并将映像模型基础数据库中的基础数据输送至映像模型；所述映像模型，用于将基础数据进行多源数据融合处理，得到融合数据，并将融合数据输送至算法层；所述算法层，用于将融合数据进行映像模型的分析计算，得到分析计算结果数据，并将分析计算结果数据输送至应用层；所述应用层，用于将分析计算结果数据进行定制化应用。

12、本发明实施例提供的大电网映像系统及其架构，基于实时量测建立非仿真的分析、决策方法，并与仿真分析手段相结合，实现“实时计算、实时分析”，以快速改变运行边界、调整运行方式，直至对扰动进行实时控制，可实现数据统一建模、信息高效提取，可支持实时电网分析计算，能够适应实时、离线、实验、规划等应用场景，支撑电调度、方式、计划、市场等调控中心的不同专业。

13、本发明一些实施例提供的大电网映像系统及其架构，可以部署到国、分、省调度端，从新一代调控系统调控云实时数据平台接入pmu、rtu数据，并可扩展其它动态量测数据。系统百毫秒级连续快速生成动态变化的全网运行信息，可以支持仿真、解析，以及ai计算，用于新能源多场站短路比实时监测与预警、频率稳定判别与控制、功角稳定判别与控制，以及电压安全稳定监测与控制等分析决策场景，能够对实时发生的系统扰动、振荡，连续进行快速分析，计算稳定特征、辨识稳定性质、给出控制策略，进行多角度可视化展示，为调度人员提供控制策略的实时更新、新能源出力优化调整等提供技术支撑，切实降低新能源高渗透率电网运行风险。

技术特征：

1.一种大电网映像系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的大电网映像系统，其特征在于，所述量测数据接入功能模块，用于：

3.根据权利要求2所述的大电网映像系统，其特征在于，对所获取的pmu数据和rtu数据进行缓冲，包括：

4.根据权利要求1所述的大电网映像系统，其特征在于，所述实时映像电网功能模块，还用于：

5.根据权利要求1所述的大电网映像系统，其特征在于，所述实时映像电网功能模块，还用于：

6.根据权利要求1所述的大电网映像系统，其特征在于，所述映像模型同步演化功能模块，还用于：

7.根据权利要求1所述的大电网映像系统，其特征在于，所述响应驱动智能分析和决策功能模块，包括：

8.根据权利要求1所述的大电网映像系统，其特征在于，所述电网映像模型的数据结构，包括：案例集合表、节点集合表、元件集合表、拓扑结构信息表、模型参数信息表、运行状态信息表、运行参数信息表、模型参数定义表和运行参数定义表。

9.根据权利要求1所述的大电网映像系统，其特征在于，所述电网映像模型的数据结构采用继承与派生机制得到。

10.一种大电网映像系统的架构，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一所述的大电网映像系统，所述架构包括：

技术总结
一种大电网映像系统及其架构，该大电网映像系统包括：量测数据接入功能模块、实时映像电网功能模块、映像模型同步演化功能模块、响应驱动智能分析和决策功能模块以及多元信息可视化功能模块。通过本发明实施例提供的大电网映像系统及其架构，可实现数据统一建模、信息高效提取，可支持实时电网分析计算。

技术研发人员：孙华东,赵兵,黄彦浩,王虹富,李勤新,何春江,郑超,徐式蕴,李宗翰
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10