电力系统调度自动化PPT课件

电力市场技术支持系统 44
两种模式
实时模式 研究模式
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一、网络拓扑分析
定义：根据开关的开合状态（遥信信息） 和电网一次接线图来确定网络的拓扑关 系，即节点－支路连通关系。
网络建模：建立和修改网络数据库；
网络模型分为物理模型和计算模型；
节点模型 数据
网络 拓扑
母线模型 数据
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基本算法
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上篇：
数据采集和监视控制系统
SCADA
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SCADA的基本功能
数据采集 数据预处理 信息显示和报警 调度员遥控遥调操作 信息统计、存储和打印 事故追忆和事件顺序记录 状态监视和控制
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一、实时信息的采集
远动：四遥（远程监控）
遥测：（远程测量） 遥信：（远程信号） 遥控：（远程切换） 遥调：（远程整定）
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调度自动化的三大任务
保证电力系统运行的安全 保证供电质量 保证电力系统运行的经济性
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安全性
防止系统失去稳定、崩溃、大停电； 保证工作人员的人生安全； 保证电力设备的安全；
– 外部系统的影响：恶劣气候等； – 自身系统的隐患： – 指挥倒闸操作； – 进行事故处理；
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合格性
电能质量三个指标： 频率
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电话调度
速度慢、同时性差； 信息量少、片面； 依赖运行人员的经验； 直到今天，电话是无法取代的；
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远动调度阶段
四遥（厂站）：
– 千里眼：遥测、遥信； – 千里手：遥调、遥控；
系统模拟屏（调度中心） 植物电力系统，没有大脑的电力系统
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计算机调度
计算机技术的发展及其在电力系统分析 中的应用；
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定义
定义：利用现代计算机、通信和网络技 术对于物理电力系统进行监视、分析和 控制。
能量管理系统(Energy Management System-EMS)：属于计算机系统、二次 系统
由软件系统和硬件系统构成；
几个类比：人体的神经系统、个人电脑、 比尔盖茨的家庭管理系统
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二、实时信息的传输过程
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下篇：
高级应用软件系统
（PAS）
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PAS软件功能结构框图
自动发电控制
自动电压控制
生数据
熟数据 静态安全分析
优
网络 拓扑
状态 估计
在线 潮流
安全约束调度
化 控
动态安全分析
制
负荷 预测
机组 组合
灵敏度分析 调度员培训仿真系统
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专著推荐
张伯明，相年德，邓佑满. 《电力系统调 度自动化》. 清华大学电机系讲义，2000
王士政. 《电网调度自动化与配网自动化 技术》 北京：中国水利水电出版社, 2003年
周杰娜.现代电力系统调度自动化. 北京: 中国电力出版社. 2005年
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本课程内容
上篇：SCADA系统（EMS的硬件系 统和低级软件）40％
Supervisory Control And Data Acquisition
下篇：PAS系统（EMS的高级软件 系统）60％
Power-system Analysis System
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何为系统？
紧密耦合与松散耦合； 最复杂的人造系统：电力系统。 最复杂的自然系统：人自身。 电力系统崩溃《＝＝》心脏停止跳动！
何为“状态估计”？
去伪存真、去粗取精、填平补齐。
是一种数学滤波方法，用量测信息的冗余度 来提高数据精度，自动排除随机干扰所引起 的错误信息，估计出系统的状态。
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状态估计四步曲
1. 建立数学模型 2. 状态估计计算 3. 不良数据的检测 4. 坏数据的辨识
– 有功功率的平衡； – 负荷预测、发电计划、AGC、卸负荷
电压
– 无功功率的平衡； – AVC、电容电抗器投切
波形
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经济性
经济调度； 环保调度； 降低网损； 水火电协调； 电力市场化改革：电能交易、报价与出
清、辅助服务获取与回报；
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调度自动化系统的基本结构
信息收集和执行子系统； 信息传输子系统； 信息处理子系统； 人机联系子系统；
本科生课程讲义
电力系统调度自动化
赵晋泉
河海大学电气工程学院 2006年11月
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题目解析
电力系统
调度
自动化
– 最好的类比：城市道路交通系统及其调度自 动化；
– 石油管道系统及其调度自动化； – 医疗救护系统； – 公安报警系统；
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Hale Waihona Puke Baidu
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美国加州电力调度大厅
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我国某电厂调度室 9
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Q I(xP , xQ ) 0
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内容
序论：
调度自动化的定义、内容、历史与现状
上篇：SCADA系统 下篇：PAS 展望：
基于PMU/WAMS的新一代调度自动化
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电力系统调度自动化的发展历程
电话调度阶段 远动调度阶段 计算机调度阶段
– 集中式系统； – 分布式系统； – 开放型系统； – 基于PMU/WAMS的动态系统；
厂站母线分析和系统网络分析 岛分析； 采用“堆栈原理”－后进先出的搜索逻
辑
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二、状态估计(State Estimation)
何为“状态”？ 电力系统的运行状态可用各母线的电压幅
值和相角来表示。 状态由谁决定？
1，元件的电气参数； 2，各元件之间的联结情况； 3，边界条件：发电和负荷的状况；
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量测系统可观测性分析的拓扑方法
何为“可观测性”？ 量测系统分析的步骤 先用支路潮流量测形成可观测岛； 再用可用注入量测扩大可观测岛； 注入量测的可用性及其判断法 1. 辐射岛准则 2. 递归搜索法 3. 环形岛准则
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为什么要进行状态估计？
1. 数据不齐全； 2. 不良数据； 3. 数据不准确；
何为电力系统？ 发电机及其控制系统、网络和负荷
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物理电网
数字电网
Y A yAT dx f (x,y) dt 0 g (x,y)
m in f ( x P , xQ )
s .t . P E ( x P , x Q ) 0
发电
输电
变电
配电
用电
PI (xP , xQ ) 0 Q E (xP , xQ ) 0
1965年前后，北美发生了大停电事故； 现代调度自动化之父：Dyliaco； 通信技术和网络技术的飞速发展；
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电力系统的分层分级调度
国调：三峡电厂与跨网联络线 网调：网调电厂与省间联络线 省调：省调电厂与省内220KV以上电网 地调：地方电源和地区110KV及其以下
电网 县调：农村电网