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主题：国家电网的秒级“大停电”事故拦截系统 -- 罗博
家园 国家电网的秒级“大停电”事故拦截系统 新闻联播报道国家电网在江苏实现了秒级“大停电”事故拦截系统，据说可以在一秒钟之内把停电事故给隔离开来。
２００５年江苏省电力公司正式启动国家电网公司重大科技创新项目“电网安全稳定实时预警及协调防御系统”的研究与开发，与国电南京自动化研究院协作攻关，历经３年之久终于率先破解 “大停电”事故自动防控技术的世界性难题，实现了大电网形成以来电网连锁故障紧急控制手段从人工调度转变为智能化控制的突破。我就纳闷了，电力网络和数据网络在网络管理上不是一路货么？该系统主要由调度中心站、控制主站、子站、执行站４个部分组成，遍布江苏电网的实时数据采集点达１万多个。当电网发生异地、多点紧急故障时，该系统能够对上万条电网实时运行数据进行高速动态运算和分析判断，并自动调整电网运行方式，有效防控电网事故连锁扩散导致电网崩溃。
现在的电话或者光纤网络不是早就可以做到某个地方中断，自动的把路由更改绕过去。电力网络运行中也应该有类似的协议使得电网事故能够很快的被隔离。从新闻上看这个系统有2个特点：
A) “遍布江苏电网的实时数据采集点达１万多个”这些采集点应该分布在变压器/逆变器/大型开关，就算安装1万个，足够么？难道平时这些电网的重要交换设备没有故障自动报警的设施？
B) “对上万条电网实时运行数据进行高速动态运算和分析判断”这种优化设计的算法应该很成熟才对。TCP/IP的网络复杂度比电网大多了，TCP/IP早在多少年前就已经实现动态的负载平衡了，电力网络现在才搞，甚至在原来是“电网调度决策的参考数据从原来人工调度所能顾及的十几条、几十条猛增到上万条，而且把电网调度处置紧急状况的时间从原来的３分钟至５分钟缩短为０．１秒。”
请各位电力系统的大虾来发表自己的看法。
“大停电”自动防控系统的应用，不仅使电网调度决策的参考数据从原来人工调度所能顾及的十几条、几十条猛增到上万条，而且把电网调度处置紧急状况的时间从原来的３分钟至５分钟缩短为０.１秒。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 看您的评论想起了RFC3251 "Electricity over IP"外链出处。
IETF的RFC就是互联网的标准。不过呢，这个RFC可是一个“愚人节RFC”，是IETF的一个传统，网络工程师们每年4月1号发几个搞笑RFC来自我娱乐一下。
电网和铁路网倒是有些相近。铁路网为了自动化传各种信号还专门建了个全国性的通讯网（铁通就是靠这个网起家的）。
家园 估算一下通讯和采集的时间延迟就知道了 数据采集：普通继电保护的测量速度很快，20毫秒左右；如果要用广域测量，要经过A/D转换、Fourie变换等计算，还需要同步，虽然都是一瞬间的事，但大概也要70毫秒。既然是电网大面积故障隔离，假定是用广域测量。
光纤通讯：假设上行（送采集数据到控制中心）下行（发控制命令到隔离设备）速率相同，大概各需要25毫秒，加起来是50豪秒。
计算用到的数据量：每组采集量之间有固定的延迟，一般为30到40毫秒。这里假定只用事件发生后的第一组采集量。无延迟。
计算：计算本身时间，视算法而定。这里先忽略不计。但这种real time的计算，要考虑到采集数据的鲁棒性，要人为加入延迟，30毫秒。
总延迟为 70+50+30 = 150毫秒=0.15秒。
另外，还要加上隔离设备的动作时间。
按此估算，0.2s左右是可行的。再快就难说了，和采集设备的性能也有关系。实际上，国际上电力系统中很多系统故障隔离系统也可以达到这个速度，但基本上没有什么计算，就是简单的逻辑比较。
家园 WAPS这种东西的难点 在通信带宽和并行计算的算法上，前者现在新建线路已经OPGW遍地开花了，如果卡脖子也就是卡在光端机上。计算的问题，事前安排开机和接线方式以及机组出力计划的时候就对特定模式进行过计算，孰轻孰重已经掂量过了，能够的上系统级事故的并不多。至于从直接法或者仿真法推演出的先进算法，有没有人敢用还是个问题。
断路器分闸熄弧120毫秒到头，变压器分接头调整慢一点，FACTS设备可控硅调制快一点，机组反应则要慢的多，考虑到只是隔离故障，绝对没问题。
个人感觉真正的问题是，GPS卫星信号的可靠性，考虑到“为军事斗争做准备”，国内过一段时间可能得统一换北斗。
家园 国内这一块好像还比较土 华东电网WAMS由前台PMU采集装置和主站设备2部分组成，如图1所示。前台PMU为ADX3000多功能数据采集器，它可以采集32路模拟量和32路状态信号，采样频率为3000Hz。该系统的数据流是这样的：现场电气单元的电压、电流信号经功角采集装置采样后，通过Modem专线方式或数字数据(DDN)将采集到的数据送华东网调主站，主站的监测工作站对这些实时数据进行处理后，在监视器和大屏幕上显示，并提供Web浏览及实时数据库的访问。
家园 我正好懂点IP,电力也懂点皮毛（也即是在国内时候与调度中心的 人砍过大山的水平），这里写一下这个问题的难度。
报道里说的0.1秒，显然只是指数据收敛后控制中心的运算决策处理时间，就这点我都有点怀疑。不管你的计算机有多牛，如果是全国级别或是华东级别的电网，如果有个采1%的采集数据发生了变化，你要在0.1秒内算出方案都是很难的。0.1秒必然是优化又优化后的结果。所谓的优化，一个是算法的优化，再一个就是条件的优化，比如你永远假定在两次采集之间只有万分之一的数据发送了显著变化之类，这当然可以提高速度，可是碰见唐山地震那种事你就没招了。
关键的问题还是，真正的大事件发生的时候，数据像山崩一样到来，每组数据给你一个完全不同的描述（参考山而王同学对鲨鱼吃了光缆的故事）。你不能行动太早，那么你是在根据错误的描述在行动，这会造成更大的波动；你也不能行动太晚，要不大面积的事故早就发生了。还有一种情况，就是比如唐山的数据干脆就断了（但有可能电网本身还能工作），你只能根据附近的天津河北的
间接数据来行动，但这两地方的数据有可能不一致！你多加冗余的测试点和通讯线路只解决了部分问题，因为你马上就面临这些冗余数据的一致性问题，这会进一步减低收敛速度。一般可以把这些采集数据的工作交给专门的计算机，但多一层总是降低系统的整体响应速度的。实际中的方案往往是这些想法的综合。
好了，你取得了数据，判断了最佳方案，决定了关掉唐山的电网就可以解决河北的问题。第一你的通讯线路必须还在，第二你也不能一个毫秒就关掉全网。要死人的！你就是一下关掉一个几十万的发电机都是要出事的，你只要想象一下电路课看见过的微分方程就清楚了。当然这部分一般各地的子系统平时就算好了，只是按部执行的事情了，但你又得保障这个过程不能太慢，要不对邻居的冲击已经扩散出去了。
把这一切在大范围内实现的难度可想而知。由于不大可能把国家的电网拿来给大家练手，对电网的各种计算机模拟一直就是一个高端的课题，与天气预报其实也差不多了。
家园 我对您上文的理解就是 a)在末端收集信息必定有延迟
b)可以通过调整采样频率部分解决信息爆炸的问题
c)例外发生的时候，真假数据突然涌现，很难去伪存真，同时能够最快的做出做好的决策是不可能的。
d)决策出来之后，要反馈给终端，又需要延迟。数据连路还可能不稳定
e)大系统中进行平衡是个世界难题
家园 这个很牛的，如果真的能实现的话。TCP/IP实际上也做不到 秒级别，俺在LAB里可以做到几十毫秒，但那只有十来个节点，一般的通讯的OSPF或ISIS都经常有好几百节点。电网应用还有点不一样，关掉一个大变压器或一个电网可没有关掉一个接口容易。
我估计写这报道的主不是太懂技术。如果要在全国范围内实现任何事故都在一秒内能隔离的话，需要的技术水平和硬件冗余度都是了不得的。要牢固，就得用类似OSPF的分布式处理；要反映快，就得把一切网络信息都一次集中采集到控制中心，这样又不鲁棒了。这两个设计目标本身就矛盾。至少加拿大还远没有这个水平，要不几年前安省就不会大停电了。一般认为加拿大的电力工业不说是世界第一，是一流水平是没问题的。
他写的这东东通讯上都还没实现，电力上就更难了。我估计国内的是某种集中控制方案，可能只是对网络情况进行了优化可以对付大多数情况啥的。
家园 俺觉得吧 电网管理还是鲁棒重要一些，电网出问题都是大问题.局部出问题只要能够隔离不影响主网还是可以接受的。
家园 isis鲁棒是鲁棒了 但是：至少存在两个技术问题：
A)ISIS使用一个小的度量值（6 比特），严重限制了能与它进行转换的信息；
B)而且链接状态也只有8 比特长，路由器能通告的记录只有256个。
还有一个非技术问题是ISIS受OSI约束。
而OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。跨域又麻烦了！
家园 北美电网建设停滞已经很多年了 WAMS玩得转的也就是加州和西部系统的那个
EPAct2005里面要求FERC召集大伙出个能monitor全北美电网的东东，结果大伙说好归说好就是没说怎么办。
家园 通讯网也一样，设备商都死得差不多了，那些新的标书都没 多少人来投了。前几天好像VZ要大家投标搞100g传输啥的，大家都说先40G凑合凑合吧，哪里还有人去搞100G.
现在好的通讯设备和网络都在亚洲，日本韩国啥的，中国的好东东也很多。小树丛这几年是把美国搞来伤了元气了。
家园 这篇报道来源于江苏电网的网站 更深的来源于新华社
