電力系統仿真分析技術的發展趨勢

張　輝大唐七臺河發電有限責任公司

電力系統仿真分析技術的發展趨勢

張輝
大唐七臺河發電有限責任公司

為了加快我國電力系統現代化建設，充分發揮計算機、網絡、信息技術優勢，提升電力服務質量，進行計算機技術的深入的分析和判斷，明確信息技術等在電力系統未來發展的主要方向。因此，本文筆者從計算機網絡技術、計算模式、計算數學的等方面進行了電力系統仿真分析技術的探討和預測，進一步加快智能電網建設，提升電力系統仿真分析技術的快速性、準確性和靈活性。

智能電網；計算技術；電力系統

前言

電力系統仿真分析是電力系統規劃設計和調度運行的基礎，涵蓋的范圍非常廣泛，包括從穩態分析、動態分析到暫態分析的各個方面。而為了更好的順應時代發展，促進社會經濟的快速增長，我們有必要做好現代化科學技術在電力系統中的實際應用研究工作，努力開發新型可再生電能資源，提升現代化電力系統建設，完成能源變革，創建新時代智能電網。本文筆者結合個人實踐工作經驗與相關參考文獻，依據計算機、網絡、通信等技術當前和未來可能的發展，探討和預測了新的先進計算技術（如云計算等）及其在電力系統仿真分析中的應用，以期為進一步提升電力系統仿真分析技術的快速性、準確性和靈活性做有益的參考與借鑒。

1.電力仿真分析技術的應用的意義

隨著時代的變遷、社會的發展，能源已經成為現今人們所關注的問題。由于長期不斷的開采和使用，化石能源急劇減少，其很可能在未來的某一天用無可用，因此，新能源開發已經成為世界發展中的重要舉措，成為各國發展的主要限制因素，在這種世界能源變革的整體形勢影響下，電力能源開發也將成為未來一段時間內電網研究的主要課題，是順應時代發展、社會進步的電網新使命。

電力系統仿真分析技術在電網中的應用十分廣泛，它是電力系統整體規劃設計、調度運行的重要基礎。該技術涉及到了動態分析、穩態分析和暫態分析等各個方面，極大了提升了仿真的快速性、準確性和靈活性等內容，其主要表現在以下幾方面：

實現電網仿真計算規模擴大化。仿真分析技術的應用極大的提升了電網仿真計算的速度和質量，該技術還能夠為電網工作的開展提供有力的數據支持，仿真數據還具有很強的靈活性，可自行根據情況進行仿真數據粗細的調整。

仿真分析技術的應用可提升了仿真計算的速度和準確性，是加快我國電網整體運行控制的一種有效的技術措施和手段。

仿真計算應當具備更加全面豐富的功能，能夠更好的適應經濟、環境等領域的發展。仿真計算還應具備較高的靈活性，才能夠更好的適應現代化智能電網的發展變化，滿足日新月異的設備和原件建設需求。

2.電力系統仿真分析技術的發展狀況

為了加深對仿真分析技術的了解，全面推動仿真分析技術在電網中的應用，下面我們就電力系統仿真技術發展現狀進行簡要分析論述。

2.1電力系統仿真技術簡要概述

電力系統仿真分析技術大致可分為電力系統實時仿真、數字仿真分析方法、電力系統建模以及電力系統在線仿真分析幾種，具體來說仿真分析方法就是各類仿真應用基礎方法。仿真分析技術就是在現代化計算機、網絡技術的基礎上進行的電力系統數字仿真分析，全面結合了計算機、網絡、電力系統仿真分析技術特點，發揮了現代化技術優勢。

2.2先進計算技術

隨著現代科技水平的逐步提升，平行處理技術在超高速計算機中的應用也提高了電力系統的整體計算能力，具備更多智能成分，并逐步形成了更多感知、判定、思考和自然語言能力。網絡時代的來臨也推動了計算機網絡技術的發展，光纖、微波、衛星等先進通信技術也逐漸應用到電力系統當中，網絡信息傳輸信息逐漸加快，網絡管理逐漸呈現智能化、自動化發展趨勢。

2.3電力系統建模技術

機理分析法是當前電力系統建模中應用的主要技術方法，它結合了統計學、人工智能和運籌學等多種科學理論，并逐步發展了層次分析法、數據分析法和智能建模法等等。而模型實測則是對機理分析法的一種重要補充說明，是進行建模指導、模型校驗和修正的重要手段。

3.計算技術的整體發展趨勢

3.1計算機和網絡技術

計算機和網絡技術早已成為當今社會普遍應用的一種現代化技術手段，未來計算機及網絡將會向著通信技術、網絡、計算機技術三者融合的方向發展。高性能計算技術主要有兩條發展途徑：發展非傳統新技術，如量子計算、光計算、生物計算、超導計算等；利用分布式計算技術和多機并行計算的方式。

3.2相關計算數學

從字面上的意思來看，數值計算方法就是利用計算結果精度、非線性方程求解收斂性、算法效率的優勢，不斷提高其計算數學的精度和準度。概率類算法的未來發展主要是不斷進行現有數值仿真計算方法衍生算法的科學性和實用性，提高計算質量，降低參數要求，深入分析應用計算結果。將人工智能與模糊數學進一步結合，更好的解決各種疑難問題，提升計算的速度和準確性。計算數學未來發展就是要將各種數學與多種先進技術充分結合起來，發揮其作用，提高數學計算的實用性和適用性。

3.3計算模式

高性能計算在未來一段時間內將會呈現這樣的發展趨勢：首先，實現并行計算與分布式計算兩種形態共存和相互融合、補充；其次，由高性能計算向高效能計算發展，不斷提升計算的性能、可移植性、可編程性，極大的降低了系統的開發、運行和維護成本。

4.電力系統仿真分析中先進計算技術的應用預測

預測的精度和準確將會極大的提升電力系統工程效率、節省大量的人力物力，快速排除各種疑難問題。

4.1電力系統建模技術

由于科技技術水平的不斷提升，電力系統建模方法及工具都有了一定的發展，仿真建模、智能建模理論日益完善。同時，在WAMS和WASA數據的基礎上進行的仿真模型修正也將成為重要的建模手段。

完善各類模型建設。提升模型的精確性和準確性，實現標準化建模。標準化、模塊化建模能夠在任一仿真軟件建模環境下進行，具有一定的便利性和通用性，極大的提升了模型的利用率。

智能電力設備所具備的標準化模型能夠進行局部模型仿真，有利于開展設備結構和參數的自行維護和更新，其能夠實現異地分布，有利于長距離電力系統的監控和管理。

4.2電力系統數字仿真分析法

我國電力系統仿真計算方法有了極大的提升和進步，計算收斂性、結果準確性和最優結果搜索等方面有著極大的發展。同時在建立異地分布式仿真分析平臺和靈活仿真數據平臺方面均采用了自帶標準化模型，使用了模型數據的標準化和云儲存技術。實現了仿真計算新領域的開發，推動了電力系統仿真技術的發展，如：現代化仿真技術結合了環境保護和市場運行等內容，極大的提升了技術的實用性。

4.3電力系統在線仿真分析

構建完整的在線仿真專家體系，形成良好的在線數據與系統穩定性間的關系，根據運行數據與電網運行狀況不斷尋找突破點，提升電力系統服務質量。引入先進的數據處理技術，將其更好的融入到參數校核、數據整合和動態仿真等環節，不斷提升在線仿真結合和系統的吻合程度。采用數據融合技術，實現對電力系統各環節、多領域調動的自動化、繼電保護穩控系統，提升系統信息的利用水平和整合能力，加快電力系統仿真分析技術體系建設，推動電力事業發展。

4.4電力系統實時仿真

電力系統仿真技術水平的提高就是要在原有方法上進行改進或是采用新的并行仿真方法，充分發揮計算機軟硬件技術優勢，進行各種可再生能源的開發和利用，如：風力發電、水力發電、太陽能發電等等，采用先進的新能源、新設備的實時仿真。建立機電暫態、電磁暫態和中長期動態一體化實時仿真，構建超大規模的電力系統數模混合實時仿真平臺，實現吸能能源設備的物力仿真聯合實時仿真，建立超大規模的電力系統仿真體系。

構建完善的電網、電廠、變電站的實時仿真平臺的聯合，直接進入到電網二次設備、變電站監控設備的仿真實驗分析當中，全面提升電網仿真分析技術的實際應用水平，充分發揮現代化能源競爭優勢，提高電網能源最大限度的利用和開發，提升我國綜合國力。

結束語

能源是未來國際競爭和發展的主要研究課題，可再生能源開發和利用是能源變革的主要內容。我國電網也應當與時俱進，順應時代、能源整體發展趨勢，充分利用現代化技術手段，實現智能電網建設和利用，肩負了新時期電網建設的使命，不斷提升電力系統仿真分析技術水平，提高仿真分析技術的快速性、準確性和靈活性，推動智能電網的發展。

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