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浙江大学学报（理学版）
浙江大学学报（理学版）  2020, Vol. 47 Issue (1): 36-44    DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2020.01.005
人工智能与可视计算     
面向仿真数据的电网运行方式可视分析
赵喆1, 张天野1, 黄彦浩2, 郑文庭1, 陈为1
1.浙江大学 计算机辅助设计与图形学国家重点实验室，浙江杭州 310058
2.中国电力科学研究院国家电网仿真中心，北京 100192
Simulation-based visual analysis of power grid operation mode
ZHAO Zhe1, ZHANG Tianye1, HUANG Yanhao2, ZHENG Wenting1, CHEN Wei1
1.State Key Lab of CAD&CG, Zhejiang University, Hangzhou 310058,China
2.State Key Lab of Power Grid Safety and Energy Conservation, China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China
 全文: PDF(1980 KB)   HTML  
摘要： 对真实电网提出故障发生的假设并通过计算检验，观察故障对真实电网的影响。电网仿真能有效发现电网运行中的问题，被广泛应用于电网规划与电网运行方式调整。然而，在实际仿真计算过程中，往往需要依据经验调整电网配置和计算参数，以得到稳定、收敛的电网运行方式。大规模的仿真数据、调整的未知性加之分析的片面性会影响传统人工调整的准确性，为此提出了基于可视化的仿真计算调整方法。分析人员通过与可视分析系统的交互，可以快速认识电网的整体状态，发现问题元件，从而实现高效的仿真调整与计算。最后通过案例分析验证了本可视分析系统的有效性。
关键词： 潮流计算;  收敛性;  潮流调整;  可视分析    
Abstract: One of the most fundamental simulation of power systems is the power flow simulation, which has been widely applied in power grid planning and adjustment. In the actual calculation process, however, analysts cannot guarantee that the power flow equations have real solutions. Therefore, it is necessary to continuously adjust the grid configuration and calculation parameters to obtain a stable and convergent power flow operation mode. The adjustment of power flow calculation depends on domain expertise, but the large-scale datasets, the uncertainty of power flow adjustment and analysis hinder the improvement of the traditional manual adjustment process. This paper proposes a visualization-based method that adjust the convergence of power flow. By interacting with the visual analysis system, analysts can efficiently understand the overall state and the significant components of the power grid, enabling more efficient power flow adjustments. The case study of this paper verifies the effectiveness of the visual analysis system.
Key words: power flow calculation    convergence    power flow adjustment    visual analysis
收稿日期: 2019-09-29 出版日期: 2020-01-25
CLC:  TP391.7  
基金资助: 国家重点研发专项课题项目(2018YFB0904503)；国家自然科学基金资助项目(U1866602,61772456).
作者简介: 赵喆（1995―），ORCID:http://orcid.org/0000-0003-4636-8276，女，硕士研究生，主要从事可视化与可视分析研究.
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赵喆
张天野
黄彦浩
郑文庭
陈为

引用本文:

赵喆, 张天野, 黄彦浩, 郑文庭, 陈为. 面向仿真数据的电网运行方式可视分析[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2020, 47(1): 36-44.

ZHAO Zhe, ZHANG Tianye, HUANG Yanhao, ZHENG Wenting, CHEN Wei. Simulation-based visual analysis of power grid operation mode. Journal of Zhejiang University (Science Edition), 2020, 47(1): 36-44.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/sci/CN/10.3785/j.issn.1008-9497.2020.01.005    或    https://www.zjujournals.com/sci/CN/Y2020/V47/I1/36

1 田芳, 黄彦浩, 史东宇, 等 . 电力系统仿真分析技术的发展趋势[J]. 中国电机工程学报, 2014, 34(13): 2151-2163.DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.13.017 TIAN F , HUANG Y H , SHI D Y , et al . Developing trend of power system simulation and analysis technology[J]. Proceedings of the CSEE, 2014, 34(13): 2151-2163.DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.13.017
2 马国旗, 王志贺, 纪亿 . 电力系统潮流计算[J]. 卷宗, 2011(6):73-74. MA G Q , WANG Z H , JI Y . Power system power flow calculation[J]. File. 2011(6):73-74.
3 柳影 . 电力系统潮流算法发展综述[J]. 电气开关, 2013, 51(3):10-12.DOI:10.3969/j.issn.1004-289X.2013.03.004 LIU Y . Summary for development of the power flow computation[J]. Electric Switchgear, 2013, 51(3):10-12. DOI:10.3969/j.issn.1004-289X.2013.03.004
4 李敏, 段献忠 . 潮流计算收敛性问题研究综述[J]. 电力系统保护与控制, 2006, 34(4):74-79. DOI:10.3969/j.issn.1674-3415.2006.04.018 LI M , DUAN X Z . A study of load flow calculation when power flow does not converge to a solution[J]. Power System Protection and Control, 2006, 34(4):74-79. DOI:10.3969/j.issn.1674-3415.2006.04.018
5 王守相, 刘玉田 . 电力系统潮流计算研究现状[J]. 山东电力技术, 1996(5):8-12. WANG S X , LIU Y T . Research status on power system power flow calculation[J]. Shandong Electric Power, 1996(5):8-12.
6 HALE H , WARD J . Digital computer solution of power flow problems[J]. AIEE Trans Pt, 1956 （3）: 75.
7 TINNEY W F , HART C E . Power flow solution by Newton's method[J]. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1967 (11): 1449-1460.DOI:10.1109/TPAS.1967.291823
8 STOTT B , ALSAC O . Fast decoupled load flow[J]. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1974 (3): 859-869.
9 曾超, 彭建春, 金灵满,等 . 基于改进布罗伊登法的交直流潮流计算[J]. 电力系统保护与控制, 2008, 36(11):5-8. ZENG C , PENG J C , JIN L M , et al . Integrated AC/DC systems power flow solution using improved Broyden approach[J]. Power System Protection and Control, 2008, 36(11):5-8.
10 彭世康 . 一种新的三相潮流算法[J]. 电力系统保护与控制, 2000, 28(8):10-12.DOI:10.3969/j.issn.1674-3415.2000.08.003 PENG S K . A new algorithm on three-phase load flow[J]. Power System Protection and Control, 2000, 28(8):10-12. DOI:10.3969/j.issn.1674-3415.2000.08.003
11 张金奎, 林荫宇, 杨传忠, 等 . 基于遗传算法的潮流多根求解方法[J]. 重庆大学学报, 2000, 23(1):56-59.DOI:10.3969/j.issn.1000-582X.2000.01.015 ZHANG J K , LIN Y Y , YANG C Z , et al . Multi-root solution method for tidal current based on genetic algorithm[J]. Journal of Chongqing University, 2000, 23(1):56-59.DOI:10.3969/j.issn.1000-582X.2000.01.015
12 DEHNEL M , DOMMEL H W . A method for identifying weak nodes in nonconvergent load flows[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 1989, 4(2):801-807. DOI:10.1109/59.193854
13 于尔铿, 潘毅, 王宪荣, 等 . 电力系统潮流收敛性的实用性改进[J]. 电网技术, 1995(1):23-26.DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.1995.01.005 YU E K , PAN Y , WANG X R , et al . Practical improvements upon convergence of load flow calculation[J]. Power System Technology, 1995(1):23-26. DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.1995.01.005
14 陈为, 沈则潜, 陶煜波, 等 .数据可视化[M]. 北京:电子工业出版社, 2013. CHEN W , SHEN Z Q , TAO Y B , et al . Data Visualization[M]. Beijing: Electronic Industry Press, 2013.
15 OVERBYE T J , SAUER P W , MARZINZIK C M , et al . A user-friendly simulation program for teaching power system operations[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 1995, 10(4):1725-1733. DOI:10.1109/59.476035
16 WONG P C , SCHNEIDER K , MACKEY P , et al . A novel visualization technique for electric power grid analytics[J]. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2009, 15(3): 410-423.DOI:10.1109/TVCG.2008.197
17 郭崇军, 洪峰, 陈金富, 等 . 可视化技术在电力系统中的应用探讨[J]. 水电能源科学, 2011(2):152-155. GUO C J , HONG F , CHEN J F . Discussion on application of visualization technology in power system[J]. Water Resources and Power, 2011(2):152-155.
18 OVERBYE T J . Visualization enhancements for power system situational assessment[C]//2008 IEEE Power and Energy Society General Meeting-Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century. New York: IEEE, 2008: 1-4. DOI:10.1109/PES.2008.4596284
19 AJJARAPU V , CHRISTY C . The continuation power flow: a tool for steady state voltage stability analysis[C]// Conference Papers 1991 Power Industry Computer Application Conference. New York: IEEE, 1991: 304-311. DOI:10.1109/59.141737
20 胡之武, 邱家驹, 王康元 . 电力系统节点运行数据等高线可视化实现方法[J]. 电力系统自动化, 2005, 29(8):55-59. DOI:10.3321/j.issn:1000-1026.2005.08.012 HU Z W , QIU J J , WANG K Y . Implementation of contour visualization for the nodal operation data of power systems[J]. Automation of Electric Power Systems, 2005, 29(8):55-59. DOI:10.3321/j.issn:1000-1026.2005.08.012
21 TSAI S J S , ZUO J , ZHANG Y , et al . Frequency visualization in large electric power systems[C]//IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2005. New York: IEEE, 2005: 1467-1473. DOI:10.1109/PES.2005.1489362
22 江梦源 . 基于电力系统仿真数据的可视分析[D]. 杭州：浙江大学, 2017. JIANG M Y. [D].Visual Analysis based on Simulation Data of Electric Power System[D] Hangzhou:Zhejiang University,2017.
23 FRUCHTERMAN T M J , REINGOLD E M . Graph drawing by force-directed placement[J]. Software: Practice and Experience, 1991, 21(11): 1129-1164.DOI:10.1002/spe.4380211102
[1] 金红燕,孙根年,张兴泰. 中国旅游业高质量发展水平的区域差异及收敛性[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2023, 50(4): 495-507.
[2] 虞瑞麒,刘玉华,沈禧龙,翟如钰,张翔,周志光. 表征学习驱动的多重网络图采样[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2022, 49(3): 271-279.
[3] 石金诚,肖胜中. 多孔介质中相互作用的Brinkman方程组与Darcy方程组解的收敛性[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2022, 49(2): 151-158.
[4] 李娟. 高阶对流Cahn-Hilliard型方程的二阶线性化差分方法[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2022, 49(1): 60-65.
[5] 徐敏, 王科, 戴浩然, 罗晓博, 余炜伦, 陶煜波, 林海. 基于电子病历的乳腺癌群组与治疗方案可视分析[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2021, 48(4): 391-401.
[6] 章茜, 蔡光辉. WOD随机变量序列加权和的完全收敛性[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2021, 48(4): 435-439.
[7] 宋明珠, 邵静, 刘彩云. END随机变量序列移动平均过程的极限性质[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2020, 47(5): 559-563.
[8] 杨颐, 李国清, 王健, 王海军, 翟翊辰, 黄卫星. 云端结合的书法大数据平台[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2020, 47(4): 397-407.
[9] 高云峰, 邹广玉. NSD序列生成的移动平均过程的矩完全收敛性[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2020, 47(2): 172-177.
[10] 章茜, 蔡光辉, 郑钰滟. WOD随机变量序列的完全收敛性[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2019, 46(4): 412-415.
[11] 章茜. 行为两两NQD随机变量阵列加权和的完全收敛性[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2017, 44(5): 538-541.
[12] 张理涛, 谷同祥, 孟慧丽. 解非对称鞍点问题的广义交替分裂预处理子的一个注记[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2017, 44(2): 168-173.
[13] 张理涛. 解鞍点问题的新SOR类迭代法的一个注记[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2016, 43(3): 292-295.
[14] 宋明珠, 吴永锋, 向亚云. 两两NQD阵列加权和的LP收敛性[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2016, 43(2): 164-167.
[15] 郭学萍. Banach空间中Newton法的收敛性[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2000, 27(5): 484-492.