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基于CPS的多源配电网保护方案
张学军;郭文花;田俊梅
【期刊名称】《太原理工大学学报》
【年(卷),期】2016(47)2
【摘要】针对传统保护方案不能满足分布式电源接入后配电网继电保护要求的问题,提出了一种基于信息物理融合系统(CPS)思想的多源配电网区域保护方案.方案以CPS保护终端为界将配电网分区,与同一区域关联的CPS终端通过通讯网络共享信息,使每个终端都能获得关联区域边界处的运行参数;嵌入在CPS终端中的计算机程序实时处理获得的信息,判断故障是否在关联区域的内部发生,从而实现区域的保护.
【总页数】6页(P259-263,269)
【作者】张学军;郭文花;田俊梅
【作者单位】山西大学电力工程系,太原030006;山西大学动力工程系,太原030006;山西大学动力工程系,太原030006
【正文语种】中文
【中图分类】TM77
【相关文献】
1.一种基于CPS的多源配电网故障定位与隔离方案 [J], 郭文花;张学军
2.云环境下一种基于数据分割的CP-ABE隐私保护方案 [J], 施荣华;刘鑫;董健;胡炳浩;李西柯
3.一种基于CP-ABE多属性授权中心的隐私保护方案 [J], 谭跃生;娄燕贺
4.基于组播通信技术的多源微网保护方案研究 [J], 潘汉广;方存洋;吕亚
5.基于KCAC和CP-ABE的隐私保护方案研究 [J], 张月雅
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基于CPS标准的自动发电控制策略研究摘要：现代电网已发展成为多控制区域构成的互联系统，自动发电控制是实现互联电网频率及联络线功率控制的有效手段，而其控制策略决定了控制效果。
本文阐述了互联电网频率调整、自动发电控制的相关理论，选取“与频率偏差反号的AGC控制策略”、“基于频差预期的AGC控制策略”、“从其理论依据、作用机理和工作重点等方面进行分析，为控制区域制定更为有效合理的控制策略提供了可靠和有益的依据。
关键词：互联电网；CPS标准；自动发电控制；控制策略1 绪论1.1 课题研究的背景在稳态条件下，电力系统的频率全网一致。
也就是说系统内所有同步发电机产生交流电压的频率一致。
它是重要的电力系统运行参数，也是评价电能质量的重要指标。
维持整个电网频率相对恒定，保证频率的偏移不超越限值，净区域联络线潮流与计划尽量相等，是电力系统调度控制的重要目标之一。
现代电网是由多个控制区域共同构成的互联系统，在国内现有六个同步电网。
调控中心既要保持或提高电网中的频率质量，确保电网按预先计划的联络线交换功率运行，又要使区域运行最经济。
即达到以下目标：（1）使整个互联电力系统的发电机输出功率和总负荷功率匹配，维持电力系统频率；（2）在控制区域间合理分配发电功率，按计划进行区域间功率交换，实现区域内部功率平衡；（3）按负荷变化的周期性制定发电计划。
按发电计划调整机组出力，实现区域内各发电厂间在线经济负荷分配。
维持整个系统的发电功率和负荷功率平衡，及时进行有功功率、频率的调控，需要实时监控电力系统的频率。
当频率发生偏移时，调整发电机组的出力，使电力系统的有功功率再次平衡，频率也又回到标准值。
而自动发电控制（Automatic Generation Control，AGC）是实现上述目标的有效手段。
1.2 课题研究的必要性在电网频率调整的过程中，系统频率稳定是首要目标，而对于其中各个控制区域，发电及调整的成本更是不可忽视的因素。
电力信息物理融合系统研究与分析初步【摘要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能，基于信息物理系统（CPS）技术构建电力信息物理融合系统（CPPS）为实现未来智能电网提供了新的思路。
本文对CPPS平台进行了初步研究分析，介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。
【关键词】CPPS；同步PMU；开放式通信；分布式控制【Abstract】The construction of future smart grid became achievable due to the rapid development of embedded system，computing technology and communications technology. Modeling of Cyber-Physical Power System which based on CPS technology gave a new way to build the future smart grid. The platform of CPPS was studied and analyzed in a preliminary step. Synchronous PMU，open communication network，distributed control which was applied to CPPS was introduced.【Key words】CPPS；Synchronous PMU；Open communication network；Distributed control0 引言受能源危机、环保压力的推动，以及用户对电能质量（QoS）要求的不断提高，当代电力系统不再符合社会的发展需求，智能电网（Smart Grid）成为未来电力系统的发展方向。
基于CPS技术的智能电力系统监控平台研究摘要：智能电力系统监控平台是基于CPS技术的一种创新应用，它结合了电力系统、物联网和大数据技术，具有实时监测、故障诊断、智能调度等功能。
本文针对该平台的研究进行了探索和分析，并对其应用前景进行了展望。
1. 引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，对于经济、社会的发展起着至关重要的作用。
随着电力系统的不断发展和扩大规模，智能化、自动化、高效化的电力系统监控成为迫切需求。
而当前的电力系统监控手段存在一些问题，如信息不够实时、故障诊断不够准确等，这些问题需要解决。
2. CPS技术在电力系统监控中的应用CPS（Cyber-Physical Systems）是指将计算机、通信和控制技术与物理实体相融合，在实时感知、实时响应和实时调度方面具有独特优势。
在智能电力系统监控平台中，CPS技术能够实现电力系统的实时监测、故障诊断和智能调度等功能。
具体应用包括：2.1 实时监测利用CPS技术，智能电力系统监控平台可以实时监测电力系统的各项指标，如电网频率、电压、功率负载等。
通过传感器、智能设备和物联网技术，平台能够对电力系统进行全面、准确的监测，及时发现潜在问题。
2.2 故障诊断CPS技术能够对电力系统中出现的故障进行准确、快速的诊断。
通过对电力设备的监测和分析，平台能够识别出可能导致故障的因素，从而提前预警并采取必要的措施，防止事故的发生或扩大。
2.3 智能调度基于CPS技术的智能电力系统监控平台能够通过数据分析和智能算法，实现对电力系统的优化调度。
平台可以根据电力需求和电力设备的实时状态，合理安排电力供应，提高供电效率，降低能源损耗。
3. 智能电力系统监控平台的建设与应用智能电力系统监控平台的建设需要综合运用电力系统、物联网和大数据等技术手段。
具体步骤包括：3.1 传感器和智能设备的部署平台需要部署大量传感器和智能设备，实现对电力系统各个节点的实时监测。
传感器负责采集各项数据，并通过物联网连接到中央控制中心。
主动配电网CPS安全风险研究摘要：在主动配电网信息物理系统中，电网和信息通信网络高度耦合，为电网安全带来了新的风险。
本文研究了主动配电网CPS架构，从配电网结构、通信网络、系统设备、人员安全意识等方面分析了主动配电网CPS安全风险因素，提出了加强智能终端设备安全管控、加强信息通信系统安全规划、提升人员安全意识的防范措施。
关键词:主动配电网；信息物理系统；安全风险1 主动配电网CPS架构主动配电网CPS中，“信息”代表着由信息系统和信息通信设备、网络所组成的信息世界，包括离散的计算进程、逻辑的通信过程和反馈控制过程等；“物理”代表着由电力设备、光伏等新能源设备及储能设备等组成的电力网络。
信息域与物理域实时交互，通过传感器、智能电表等各类智能配电终端设备采集用户信息及设备运行状态等数据，通过电力通信专网、以太网、无线网络等通信通道发送到控制中心进行分析决策，然后接收来自控制中心的各类指令，对相应设备进行控制操作。
配电主站负责进行数据信息分析、处理，以及各种应用实现，是主动配电网的核心；配电子站是位于配电主站和智能终端之间的信息交换和处理的中间站，具备通信汇集和区域监控功能，负责所辖区域内配电终端的数据采集、处理与转发，并根据所辖区域配电系统运行情况进行自动控制及优化应用，也能下发配电主站对开关设备的控制命令，实现“三遥”智能终端设备位于一次设备运行现场，包括馈线终端设备、开关所终端设备、配变终端设备等，实时采集馈线分段开关、联络开关的状态和馈线电流、电压数据，并实现开关的远方合闸、分闸操作，在配电网发生故障时，接收配电主站的控制命令进行网络重构，恢复对非故障区段的供电，进而减少故障影响的停电范围和停电时间；ICT系统实现配电主站、配电子站和智能终端之间的信息传输。
从网络层次上划分，配电主站与子站之间的通信通道为骨干层网络，一般采用光纤通信；配电子站与智能终端之间的通信通道为接入层网络，可采用光纤通信、电力线载波通信以及无线通信等多种方式。
智能电网的CPS混合控制方法【摘要】为了使电网具有了灵活、高效、可持续、高可靠性、高安全性，本文将CPS引入到智能电网中。
重点分析了CPS在电力系统中的混合控制方法，并详细介绍了微电网CPS体系结构，把CPS控制分为应用层、网络层、连接层、协调层、调节层和物理层，从而实现了CPS混合控制方法。
【关键词】CPS；控制方法；智能电网1.引言近年来，智能电网已经成为电力工业界和学术界关注的热点。
智能电网应具有灵活、高效、可持续、高可靠性、高安全性等重要特征。
此外，智能电网还必须能够支持大规模间歇性可再生能源和分布式电源，能够促进电力市场公平、有效运营，能够促进用户侧参与等。
要实现上述目标和要求，就需要进一步发展电力系统现有的理论、模型、方法和算法体系。
其中，引入新的计算、通信和传感技术，并实现信息系统和电力系统更紧密的融合与协作是实现电力系统智能化的关键。
信息物理融合系统（cyber physical system，CPS）为解决这些问题提供了一种新的途径。
CPS是涉及信息系统和物理系统交互与融合的一个新的研究领域。
CPS是集成了计算系统、大规模通信网络、大规模传感器网络、控制系统和物理系统的新型互联系统。
CPS具有对大规模互联物理系统进行实时监视、仿真、分析和控制的功能，最终目标是使未来的物理系统具有目前尚不具备的灵活性、自治性、高效率、高可靠性和高安全性。
CPS是物理过程、经济过程和计算过程的集成系统，描述人类与物理世界的交互。
可以看出，CPS与物联网概念有相似之处，即两者都强调物理实体的互联。
然而，CPS与物联网也有显著区别。
建立物联网的主要目的在于采集各种物理实体信息，以实现对物理世界的感知。
另一方面，CPS 可以看做是对物联网的进一步发展，其目标是在感知物理世界的基础上，进一步实现对各种物理实体的最优控制。
CPS愿景的实现意味着人类将拥有远超以往的对物理世界的强大控制能力。
2.电力CPS的混合控制方法未来的智能电网必须依赖通信网络在调度机构和智能负荷、分布式电源、电动汽车等设备之间传递信息与控制信号。
配电网实时建模技术及关键问题研究综述发布时间：2023-02-02T01:21:22.682Z 来源：《中国科技信息》2022年9月第18期作者：岳智晟邝大超[导读] 近年来，低压配电网由于系统信息更新不及时和管理的无序性导致配网拓扑与实际配置信息出现偏差。
岳智晟邝大超国网西藏电力有限公司拉萨供电公司摘要：近年来，低压配电网由于系统信息更新不及时和管理的无序性导致配网拓扑与实际配置信息出现偏差。
这些问题的出现影响配电网安全运行的同时，也对供电企业经营风险造成了影响。
特别是针对某些偏远地区，基础设施融合薄弱，交通不便利，容易面临供电可靠性低、私自线路改造多发等问题，有效的配电网的实时建模技术，通过精准辨识用户的接入信息，能有效保障配网的安全稳定运行。
基于此，本文主要分析了配电网实时建模技术及关键问题。
关键词：配电网；实时建模技术；关键问题中图分类号：TM28文献标识码：A引言配电网是电网与用户之间相互维系的重要纽带，配电网是电网系统的电力电能的载体，利用信息技术对配电网线路进行状态的分析，通过对现阶段配电网存在的问题进行研究，在结合配电网运维平台对配电网在进行运维的过程中提升工作人员的运检效率，同时不断的对网络信息技术进行更新，提升配电网运检的工作效率。
1配电网工程概述配电网作为电力工程建设中的重要组成部分，对电力行业的高效、可持续化发展具有较大影响。
通常情况下，电力工程中包含大量电力信息数据与资源，应用科学合理的配电网技术能够监督、控制与管理电力工程的建设和运行状况。
现阶段，我国在电力工程建设方面的研究日益成熟，能够及时解决建设过程中存在的问题与不足。
然而，传统的配电网技术在应用中缺乏智能化、自动化的特征，需要消耗大量的人力与物力资源，无法提升电力设备的稳定性，不能合理调控资源配置，在一定程度上降低了电力行业的生产效率与生产质量[4]。
应用自动化技术能够改善这一问题，其融合了信息化技术、计算机技术和互联网技术，具有远程自动化控制的优势[1]。
基于CPS标准的互联电网最优自动发电控制策略研究田启东;翁毅选【摘要】研究了考虑CPS的互联电网自动发电控制问题,提出了基于CPS和最优动态闭环控制的自动发电控制策略,在区域间互联电网中建立自动发电控制状态空间数学模型,采用了外点罚函数法进行目标函数的求解,并计及了CPS的新动态性能指标.与传统A标准下的PI控制策略相比,文中提出的方法考虑了区域控制偏差对系统频率恢复的贡献,明显地提高了CPS考核指标,降低了AGC机组的调节次数,减少了发电成本.同时,结合了最优化控制的良好的内部感知能力和动态适应性的优点.通过仿真分析,并与传统的控制策略相比较,结果表明文中提出的控制策略具有更优异的动态特性和更好的调节性能.%This paper studies the automatic generation control of the interconnected power grid considering CPS,and puts forward an automatic generation control strategy based on the CPS standard and optimal dynamic closed-loop control. It establishes the state space mathematic model of the automatic generation control of a two-region power grid,and introduces a new dynamic performance index which takes CPS into account and uses the outer point penalty function method to solve the objective function. Compared with the traditional PI control strategy based on A standard,the proposed method in the paper considers the contribution of ACE for frequency recovery,and obviously improves the CPS Assessment index,and reduces the number of regulation orders of AGC units and the cost of power generation. It combines the good internal perception and dynamic adaptability advantages of optimal control. Through simulation analysis,compared with conventional control stra-tegy,the proposed control strategy has more excellent dynamic characteristics and better regulation performance.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2015(031)006【总页数】7页(P33-38,43)【关键词】互联电力系统;状态空间模型;控制性能标准(CPS);自动发电控制(AGC);最优动态闭环控制【作者】田启东;翁毅选【作者单位】深圳供电局有限公司,广东深圳 518001;深圳供电局有限公司,广东深圳 518001【正文语种】中文【中图分类】TM13;TP13现代电网已发展成为多个控制区域构成的互联系统，具有复杂的结构和强耦合性的特点。
电网信息物理系统耦合建模研究摘要：随着电网智能化程度不断加深，电网信息物理耦合建模技术扮演着越来越重要的角色，使得电力系统远程监测和控制更易实现。
阐述电网信息物理耦合建模技术，并对电网信息物理耦合建模技术的应用领域进行了总结。
关键词：电网信息物理系统；耦合建模；智能电网引言为研究电网运行状态，将实际运行中的电网看成由信息系统、跨空间联动接口和电网物理系统组成的多维异构复杂耦合系统，跨空间联动接口将电网物理系统的运行状态信息传递给信息系统，信息系统在对当前采集到的电网物理系统的状态进行综合分析的基础上，触发控制命令，用来改变电网物理系统的运行状态，这便是完整的电网信息物理耦合（电网CPS）过程。
电网信息物理系统（CyberPhysicalSystem，CPS）建模关键技术如图1所示，本文按照顺序，分别阐述现有研究人员所使用的方法及优缺点。
1电网CPS建模目前电网CPS建模方法主要分为基于信息作为输入变量考虑到电网物理过程中建模的方法和基于信息物理交互进行建模的方法。
基于信息作为输入变量考虑到电网物理过程中建模的方法，侧重于将离散信息考虑到传统的连续电网物理模型中。
该方法用若干参数表示与电网CPS状态有密切关联的离散信息，并将参数或参数的组合作为输入变量考虑到连续电力过程中进行建模的一类方法。
该类方法的优点是重要离散信息被表示成低维量，缺点是独特的建模方法可能没能包含所有相关的电网CPS信息。
基于信息物理交互进行建模的方法，是直接从信息物理耦合路径、性能方面进行建模并定量分析的方法。
这类方法的优点在于揭示了电网CPS运行方式及运行状态的演化过程，在某种程度上揭示了信息系统与电网物理系统间动态交互的数学本质。
1.1基于信息作为输入变量加入电网物理过程中建模方法美国德州A&M大学的ILICMD等人提出一种将离散信息作为输入变量加入电网信息物理耦合系统内部动态特性、传感器和执行器中表征电网信息物理交互动态框架的建模方法[1]。
智能电网CPS的混合控制方法摘要为了使电网具有了灵活、高效、可持续、高可靠性、高安全性，本文将CPS引入到智能电网中。
重点分析了CPS在电力系统中的混合控制方法，并详细介绍了微电网CPS体系结构，把CPS控制分为应用层、网络层、连接层、协调层、调节层和物理层，从而实现了CPS的混合控制方法。
关键词: CPS，控制方法，智能电网1.绪论近年来，智能电网已经成为电力工业界和学术界关注的热点。
智能电网应具有灵活、高效、可持续、高可靠性、高安全性等重要特征。
此外，智能电网还必须能够支持大规模间歇性可再生能源和分布式电源，能够促进电力市场公平、有效运营，能够促进用户侧参与等。
要实现上述目标和要求，就需要进一步发展电力系统现有的理论、模型、方法和算法体系。
其中，引入新的计算、通信和传感技术，并实现信息系统和电力系统更紧密的融合与协作是实现电力系统智能化的关键。
信息物理融合系统(cyber physical system, CPS)为解决这些问题提供了一种新的途径。
CPS是涉及信息系统和物理系统交互与融合的一个新的研究领域。
CPS是集成了计算系统、大规模通信网络、大规模传感器网络、控制系统和物理系统的新型互联系统。
CPS具有对大规模互联物理系统进行实时监视、仿真、分析和控制的功能，最终目标是使未来的物理系统具有目前尚不具备的灵活性、自治性、高效率、高可靠性和高安全性。
CPS是物理过程、经济过程和计算过程的集成系统，描述人类与物理世界的交互。
可以看出，CPS 与物联网概念有相似之处，即两者都强调物理实体的互联。
然而，CPS与物联网也有显著区别。
建立物联网的主要目的在于采集各种物理实体信息，以实现对物理世界的感知。
另一方面，CPS可以看做是对物联网的进一步发展，其目标是在感知物理世界的基础上，进一步实现对各种物理实体的最优控制。
CPS愿景的实现意味着人类将拥有远超以往的对物理世界的强大控制能力。
2.电力CPS的混合控制方法未来的智能电网必须依赖通信网络在调度机构和智能负荷、分布式电源、电动汽车等设备之间传递信息与控制信号。
