电力系统自动化第12讲 电力系统调度自动化(1)

1、North China Electric Power University第十二讲 电力系统调度自动化（1）第六章 电力系统调度自动化North China Electric Power Universitypage22022-6-15国内外电力系统分析软件国内外电力系统分析软件国内外电力系统分析软件国内外电力系统分析软件1、ANA2、ASPEN3、ATP4、CAPE5、CDEGS6、CYME7、DEW8、DigSILENT9、DINIS10、DMS11、DSA12、EDSA13、EMTP-RV14、ESA15、ETAP16、Eurostag17、FENDI18、FlowDemo19、GE-P

2、SLF20、Intellicon21、IterPSS22、IPSA23、matpower24、MicroTran25、mipower26、NEPLAN27、AEMPFAST28、PET29、POM30、Powerworld31、PSAT32、PSCAD33、PSSE34、PST35、QuickStab36、SCOPE37、SKM38、Simpow39、SimpowerSystems40、SPARD41、SynerGEE42、Transmission200043、UWPFLOW44、VST45、powerwebNorth China Electric Power Universitypage32

3、022-6-15领域设置和功能定位领域设置和功能定位ASPEN OneLiner 在输电系统中的短路和保护整定领域占据着在输电系统中的短路和保护整定领域占据着46%的市场份额，的市场份额，ASPEN Line Constants Program 用于计算架用于计算架空输电线路和地下电缆电气参数空输电线路和地下电缆电气参数 ATP程序是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版程序是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本，与本，与EMTP程序有着相同的渊源，主要用于电力系统中电磁暂程序有着相同的渊源，主要用于电力系统中电磁暂态过程的计算态过程的计算 。CAPE 是面向电力系统高压输电和

4、配电系统的软件，具有世界是面向电力系统高压输电和配电系统的软件，具有世界上最大的详细的继电保护模型库上最大的详细的继电保护模型库 。 North China Electric Power Universitypage42022-6-15领域设置和功能定位领域设置和功能定位CDEGS用来精确分析接地、电磁场、电磁干扰问题；用来精确分析接地、电磁场、电磁干扰问题；计算计算由埋设或地面以上的带电导体组成网络结构在各种条件下的由埋设或地面以上的带电导体组成网络结构在各种条件下的电流和电磁场；电流和电磁场；可以提供从简单的接地网络设计到由闪电等可以提供从简单的接地网络设计到由闪电等引发的埋设系统或地面系

5、统的复杂问题的解决方案。引发的埋设系统或地面系统的复杂问题的解决方案。CYME用于电力系统规划和工程中。用于电力系统规划和工程中。在配电系统中，在配电系统中，可用于分析单相电压骤降、潮流、故障、保护整定、电可用于分析单相电压骤降、潮流、故障、保护整定、电容器最优安装地点及大小、配电网预测、可靠性评估、容器最优安装地点及大小、配电网预测、可靠性评估、弧闪频率、谐波、动态电机启动、单相扰动等；弧闪频率、谐波、动态电机启动、单相扰动等；在输电在输电网中，可分析潮流、短路、谐波、暂态稳定、动态电机网中，可分析潮流、短路、谐波、暂态稳定、动态电机启动、继电保护整定、电站接地网设计等。启动、继电保护整定、

6、电站接地网设计等。North China Electric Power Universitypage52022-6-15领域设置和功能定位领域设置和功能定位DINIS是一个综合的数据采集和电网运行分析工作站软件包，能是一个综合的数据采集和电网运行分析工作站软件包，能够为过负荷、低负荷管理，降低损耗以及优化投资计划提供快速够为过负荷、低负荷管理，降低损耗以及优化投资计划提供快速解决方案。解决方案。 DMS Software 可以用有效和优化的方法实现配电系统的全部技可以用有效和优化的方法实现配电系统的全部技术任务，为动态显示、监控配电网提供了工具，也具有广泛的运术任务，为动态显示、监控配电网提供

7、了工具，也具有广泛的运行分析、规划和优化功能。系统建立在开放的数据库和标准算法行分析、规划和优化功能。系统建立在开放的数据库和标准算法的基础上，与的基础上，与SCADA 和和GIS紧密结合。紧密结合。North China Electric Power Universitypage62022-6-15ETAP ETAP 是一个用于发电、输电、配电和工业电力系统的设计、仿是一个用于发电、输电、配电和工业电力系统的设计、仿真和运行的综合分析软件。功能包括：弧闪分析、电网分析、真和运行的综合分析软件。功能包括：弧闪分析、电网分析、电电动机启动动机启动、负荷分析、电缆系统分析、继电保护整定、负荷分析、

8、电缆系统分析、继电保护整定、暂态稳定暂态稳定性性、参数估计参数估计、新能源模型、新能源模型、接地网系统接地网系统、可靠性评估可靠性评估、分布式、分布式系统、直流系统、电能质量、系统、直流系统、电能质量、配电板系统配电板系统等等领域设置和功能定位领域设置和功能定位EMTP-RV是基于是基于Windows平台的新一代图形化电磁暂态仿真工具，平台的新一代图形化电磁暂态仿真工具，是一个电磁、机电和控制系统瞬变多相电力系统的模拟复杂的计算是一个电磁、机电和控制系统瞬变多相电力系统的模拟复杂的计算机程序。机程序。该软件包有该软件包有3个组成部分：个组成部分：EMTP-RV核心计算引擎、核心计算引擎、EMT

9、PWorks图形化编辑界面和图形化编辑界面和ScopeView可视化数据处理程序可视化数据处理程序。 EasyPower可对电力系统进行智能设计，分析和监测。可对电力系统进行智能设计，分析和监测。 功能包括：功能包括：弧闪分析、短路分析、潮流分析、功率因数分析、电动机启动分析、弧闪分析、短路分析、潮流分析、功率因数分析、电动机启动分析、继电保护整定、谐波分析、稳定分析、甩负荷分析、可靠性分析、继电保护整定、谐波分析、稳定分析、甩负荷分析、可靠性分析、冲击保护。冲击保护。North China Electric Power Universitypage72022-6-15领域设置和功能定位领域设

10、置和功能定位电力系统动态仿真软件电力系统动态仿真软件Eurostag可以仿真：从暂态到中可以仿真：从暂态到中期长期的整个过程；期长期的整个过程；紧急开断、时间控制、机组启停、紧急开断、时间控制、机组启停、系统振荡、负荷变化等典型的系统问题；系统振荡、负荷变化等典型的系统问题；电压崩溃、发电压崩溃、发电机单元控制、负荷切除等问题。电机单元控制、负荷切除等问题。Fendi（Free Electricity Network Drawing Interface)是电力系统仿真软件的图形用户界面。它的结构形式是是电力系统仿真软件的图形用户界面。它的结构形式是外挂插件式，其源代码对于通用公共许可证（非盈利

11、公外挂插件式，其源代码对于通用公共许可证（非盈利公共许可证）用户完全开放。共许可证）用户完全开放。仿真模块包括：短路电流计仿真模块包括：短路电流计算、阻抗测量、潮流、稳态及暂态仿真等。算、阻抗测量、潮流、稳态及暂态仿真等。Fendi界面界面及仿真模块是以插件的形式完全独立的及仿真模块是以插件的形式完全独立的。North China Electric Power Universitypage82022-6-15领域设置和功能定位领域设置和功能定位Intellicon软件功能定位于电压的稳定性分析，满足美国联邦能软件功能定位于电压的稳定性分析，满足美国联邦能源委员会（源委员会（FERC）和联邦电力

12、安全委员会（）和联邦电力安全委员会（NERC）对于电压稳）对于电压稳定性的最新规定。定性的最新规定。InterPSS 是一种基于计算机网络，应用于电力系统设计、分析是一种基于计算机网络，应用于电力系统设计、分析和仿真，源代码开放的电力系统仿真软件，其最大有点在于开放和仿真，源代码开放的电力系统仿真软件，其最大有点在于开放的结构，可以方便用户增加附加模块插件。的结构，可以方便用户增加附加模块插件。IPSA是关于电力系统设计、操作、分析的综合性软件。典型应用是关于电力系统设计、操作、分析的综合性软件。典型应用有：配电网分析、工业电力系统分析、风场开发以及一些新技术有：配电网分析、工业电力系统分析、

13、风场开发以及一些新技术的应用，包括：海洋风力发电的超高压直流输电、潮汐发电、作的应用，包括：海洋风力发电的超高压直流输电、潮汐发电、作为快速储存和频率响应的大规模储能。为快速储存和频率响应的大规模储能。North China Electric Power Universitypage92022-6-15领域设置和功能定位领域设置和功能定位MATPOWER 是一个基于是一个基于matlab 软件包，用来解决电力潮流和软件包，用来解决电力潮流和优化潮流的问题。它致力于为研究人员和教育从业者提供一种易优化潮流的问题。它致力于为研究人员和教育从业者提供一种易于使用和可更新的仿真工具。于使用和可更新的仿

14、真工具。 MicroTran，也被称为，也被称为UBC（The University of British Columbia 英属哥伦比亚大学）版本的英属哥伦比亚大学）版本的EMTP（电磁暂态仿真程（电磁暂态仿真程序），在动力系统和电力电子中得到广泛应用，用于对暂态过电序），在动力系统和电力电子中得到广泛应用，用于对暂态过电压、电机、共振、谐波、电能质量和电力电子应用的仿真。压、电机、共振、谐波、电能质量和电力电子应用的仿真。基于基于windows的电力系统分析软件工具的电力系统分析软件工具MiPower包括模块：单包括模块：单相负载潮流分析、暂态稳定性分析、动态稳定性分析、次同步谐相负载潮流

15、分析、暂态稳定性分析、动态稳定性分析、次同步谐振、中长期负荷预测、短路分析、谐波分析、网损分析、电磁暂振、中长期负荷预测、短路分析、谐波分析、网损分析、电磁暂态分析、架空线及电缆参数计算等态分析、架空线及电缆参数计算等North China Electric Power Universitypage102022-6-15一、电力系统调度自动化五级分层调度管理国家调度控制中心国调国调大区电网调度控制中心网调网调省电网调度控制中心省调省调地市电网调度控制中心地调地调l调度基本原则：统一调度，分级管理，分层控制统一调度，分级管理，分层控制县级电网调度控制中心县调县调North China Elect

16、ric Power Universitypage112022-6-15国家调度中心（国调）国家调度中心（国调）l 收集各大区网省网信息，监视重要监收集各大区网省网信息，监视重要监测点运行工况并统计分析制作报表测点运行工况并统计分析制作报表l 进行大区互联系统的各种计算，校核进行大区互联系统的各种计算，校核计算结果正确性并向下传达计算结果正确性并向下传达l 处理有关信息，参与规划及各种指标处理有关信息，参与规划及各种指标制定和审查，做中、长期安全经济运行分制定和审查，做中、长期安全经济运行分析析North China Electric Power Universitypage122022-6-1

17、5大区级电力调度（网调）大区级电力调度（网调）l实现实现大区大区电网的数据收集和监控电网的数据收集和监控l进行进行大区大区负荷预测，制定开停机计划负荷预测，制定开停机计划l省间和有关大区省间和有关大区电网电量编制电网电量编制l进行进行大区大区潮流、稳定、短路电流及潮流、稳定、短路电流及离线或在线的经济运行分析计算离线或在线的经济运行分析计算l大区大区电网继电保护定值计算电网继电保护定值计算l大区大区内系统性事故处理和检修计划安排内系统性事故处理和检修计划安排North China Electric Power Universitypage132022-6-15省级电网调度（省调）l实现实现省内

18、省内电网的数据收集和监控电网的数据收集和监控l进行进行省内省内负荷预测，制定开停机计划负荷预测，制定开停机计划l市间和省内市间和省内电网电量编制电网电量编制l进行进行省内省内潮流、稳定、短路电流及潮流、稳定、短路电流及离线或在线的经济运行分析计算离线或在线的经济运行分析计算l省内省内电网继电保护定值计算电网继电保护定值计算l省内省内系统性事故处理和检修计划安排系统性事故处理和检修计划安排North China Electric Power Universitypage142022-6-15地市级电网调度（地调）l实现对所辖地区电网的数据采集和实现对所辖地区电网的数据采集和安全监控安全监控l实施

19、所辖有关站点开关远方操作，实施所辖有关站点开关远方操作，调控潮流分布，保持所辖站点电压的调控潮流分布，保持所辖站点电压的合格和稳定合格和稳定l对所辖地区的用电进行负荷管理及对所辖地区的用电进行负荷管理及负荷控制负荷控制North China Electric Power Universitypage152022-6-15县级电网调度（县调）l指挥系统运行和倒闸操作指挥系统运行和倒闸操作l保证系统安全运行和对用户连续保证系统安全运行和对用户连续供电供电l合理安排运行方式，保证电能质量合理安排运行方式，保证电能质量North China Electric Power Universitypage1

20、62022-6-15二、智能电网调度技术支持系统国、网、省三级调度智能电网调度技术支持系统框架国、网、省三级调度智能电网调度技术支持系统框架North China Electric Power Universitypage172022-6-15智能电网调度技术支持系统应用North China Electric Power Universitypage182022-6-15智能电网调度技术支持系统与基础平台的逻辑关系North China Electric Power Universitypage192022-6-15智能电网调度技术支持系统应用之间的数据逻辑North China Elect

21、ric Power Universitypage202022-6-15智能电网调度技术支持系统硬件典型配置结构North China Electric Power Universitypage212022-6-15三、电力系统网络拓扑分析电力网络物理接电力网络物理接线图线图电力网络分析系电力网络分析系统图统图North China Electric Power Universitypage222022-6-15电力系统网络拓扑分析l 电力系统网络拓扑分析电力系统网络拓扑分析就是根据开关和刀闸的开合状就是根据开关和刀闸的开合状态和电网态和电网一次接线图来确定电力系统的网络拓扑关系，即一次接线图来

22、确定电力系统的网络拓扑关系，即建立节点建立节点支路支路的连通关系的连通关系North China Electric Power Universitypage232022-6-15网络拓扑分析的基本概念网络元件网络元件节节点点开关、机组、负荷、电容器或电抗器、变压器和线路开关、机组、负荷、电容器或电抗器、变压器和线路网络元件的联接点网络元件的联接点逻辑支路逻辑支路联接两个节点联接两个节点的逻辑支路的逻辑支路零阻抗支路零阻抗支路阻抗为零的阻抗为零的特殊支路特殊支路元件的开元件的开/ /合合状态标志状态标志双端双端元件元件单单端端元件元件North China Electric Power Universitypage242022-6-15网络拓扑分析基本算法厂站母线分析厂站母线分析根据开关的开根据开关的开/合状态和元件的退出合状态和元件的退出/恢复恢复状态，将厂状态，将厂站划分为若干个母线站划分为若干个母线系统网络分析系统网络分析整个电网的母线由闭合支路联接成多少个子电网整个电网的母线由闭合支路联接成多少个子电网North China Electric Powe