运方专业管理和新设备投产

1、运行方式专业的现状与发展运行方式专业的现状与发展一、运行方式专业综述一、运行方式专业综述n电网现状电网现状n运行方式专业概况运行方式专业概况n运行方式专业及电网新技术的应用、研运行方式专业及电网新技术的应用、研究方向究方向1、电网现状、电网现状全国联网全国联网n近两年我国国民经济和社会快速发展，用电需求急速增长，促使电源和电网建设快速发展。2004年末全国发电装机容量达4.4亿kW，随着三峡电站的投运和华中华北、华中西北联网工程的建成，全国六大区域电网通过交、直流等形式实现互联，全国联网格局已基本形成，出现了地跨东北、华北、华中三大区域，纵长4600km特大型的交流同步电网。 全国联网全国联网

2、电力供需形势电力供需形势2、运行方式专业概况运行方式专业概况（1）专业现状n近年来，运行方式专业在互联电网计算分析及稳定控制、提高现有电网输送能力、技术进步、管理进步等方面都取得了较大的成效。但随着电网规模的逐步扩大和全国互联电网的形成，电网运行中又出现一些新问题。各级调度部门运行方式专业组织力量对电网运行特性、控制方式进行了深入研究和分析，制定了相应的对策和措施，确保了全国电网的安全稳定运行。同时，为促进电力市场的发展，加大跨省、区电网间电力电量交换力度，在现有电网条件下，通过优化系统运行方式、增加控制手段，逐步提高了联络线的输电能力，创造了明显的经济效益。运行方式专业向人尽其才、物尽其用、

3、技术先进适用、管理科学高效的目标又迈进了坚实的一步。专业现状n在电网规模日趋扩大，系统特性日趋复杂，运行约束日趋苛刻的不利条件下，运行方式专业始终坚持依靠专业人员的责任心和创造力，适时组织交流、协作和联合攻关，充分调动各方面的积极因素，最大限度地挖掘和发挥各级运行方式专业人员的潜力，既依据职责有所分工，又共同维护系统稳定的统一目标，努力做到人尽其才。通过这几年在电力市场环境和互联大电网背景下的磨练，造就了一支拥有深厚理论背景知识、熟悉大电网系统运行特性、善于沟通协调的过硬的专业人才队伍，给电网发展提供了强大的智力支持。专业现状n在资源日趋紧张，效益日趋重要，用电需求又超常增长的情况下，运行方式

4、专业始终坚持立足于现有的电网，依靠设备挖潜、分析挖潜，不断提高现有电网的输电能力，最大限度的满足用户的需求，提高电网运行的效益。近年来积极推行的精细化稳定限额管理、简单可靠的安全自动装置应用、解开电磁环网分层分区运行、采用更为详细的模型进行计算分析等都在不同程度上提高了电网的输电能力。专业现状n运行方式专业作为电网运行的参谋机构，对电网运行技术发展在一定程度上起着导向作用。近几年，在推动先进实用技术的应用方面，一直发挥着积极的作用。遵循技术先进、经济可行、适度超前的原则，在各级调度机构大力开展了自动无功电压优化控制系统、广域测量系统、在线稳定分析和动态稳定监视控制技术、并行计算技术、短路电流抑

5、制技术、同塔多回路应用研究、在线预决策技术等的研究、推广和应用工作。对特高压大容量交直流输电技术应用、分布式发电技术、超导储能暂态稳定控制技术等超前技术也进行必要的技术准备。专业现状n适应电网运行环境的变化，各级调度机构运行方式专业在管理上也积极探索，推陈出新，根据各自电网的具体情况，适时修订了一系列管理规定，规范了技术管理和专业管理行为，规范了新形势下的厂网关系，理顺了各级调度机构间的稳定控制界面。在参数管理流程和标准、电力系统分析管理流程和标准、电网运行准则和功角量测系统接口标准的等方面都开展了有效的工作。（2）运行方式专业存在的问题n跨区域的电网稳定管理机制落后于全国联网的工程实践n跨区

6、联网的深入实施及电力市场的发展对系统仿真分析技术提出更高的要求n电力系统仿真计算用模型及参数的测试及管理工作仍然不完善n稳定监视和控制手段落后，现有电网的输电能力得不到有效发挥n新技术飞速发展，专业人才储备明显不足（3）运行方式专业发展方向n完善适应全国联网新形势的电力系统稳定管理机制n围绕提高电网输电能力，深入研究跨区电网的运行特性，提高电网效益n进一步推进电力系统仿真计算用模型及参数的测试及管理工作n充分利用现代信息技术提高电力系统分析计算的水平n以交直流特高压电网的特性为重点内容，进一步做好技术、人才储备工作，积极推动新技术的应用。n适应电力市场建设要求，建立电力市场环境下运行方式专业工

7、作新机制3、运行方式专业及电网新技术应用、运行方式专业及电网新技术应用nAVCnFACTSn离、在线仿真计算分析及监控系统n21世纪能量管理系统（EMS）及数据整合n电网运行决策支持及可视化技术研究n特高压n新型输电方式AVCn多控制目标的分解协调问题多控制目标的分解协调问题：安全、优质和经：安全、优质和经济三个控制目标通常是济三个控制目标通常是相互矛盾和相互制约相互矛盾和相互制约。例如：无功优化（例如：无功优化（OPFOPF）后的发电机无功出力）后的发电机无功出力经常达界，或离边界较近，降低了动态无功备经常达界，或离边界较近，降低了动态无功备用，降低了电网承受事故扰动能力，不可行！用，降低了

8、电网承受事故扰动能力，不可行！n与与AGCAGC有功频率控制的不同之处有功频率控制的不同之处：电网中需要：电网中需要监控的电压点多，无法对所有节点电压实施精监控的电压点多，无法对所有节点电压实施精确控制，而且无功电压的局域性强，分区电压确控制，而且无功电压的局域性强，分区电压控制方案是最佳选择，如何进行分区？控制方案是最佳选择，如何进行分区？nOPFOPF计算困难计算困难：大规模非线性优化问题，如何：大规模非线性优化问题，如何保证计算速度和收敛性？保证计算速度和收敛性？n量测不可靠问题量测不可靠问题：SCADA经常会出现局经常会出现局部故障或者精度不高，如何保证部故障或者精度不高，如何保证AV

9、C的的可靠运行？可靠运行？n电压稳定问题电压稳定问题：如何评估当前电网的电：如何评估当前电网的电压稳定性，确保在电压稳定裕度足够的压稳定性，确保在电压稳定裕度足够的条件，提高经济性和电压质量。条件，提高经济性和电压质量。nAVCAVC系统的维护问题系统的维护问题：如果维护工作量太：如果维护工作量太大，影响系统生命力。大，影响系统生命力。控制模式nRWE模式模式n两级电压控制模式两级电压控制模式nEDF模式模式n三级电压控制模式三级电压控制模式系系统统电电压压控控制制地地区区i i不受控机组中中枢枢节节点点电电压压受控机组分分区区i i电电压压控控制制地地区区j j受控机组不受控机组中中枢枢节节

10、点点电电压压分分区区j j电电压压控控制制)(iPilotrefV)( jPilotrefV实实时时信信息息 一级电压控制一级电压控制二级电压控制二级电压控制三级电压控制三级电压控制EDF模式：模式：最先进最先进根据无功的区域性根据无功的区域性EDF模式n三级电压控制：三级电压控制：OPF计算出各分区中枢节点电计算出各分区中枢节点电压最优设定值，运行约束下的网损最小，考虑压最优设定值，运行约束下的网损最小，考虑经济性，小时级。经济性，小时级。n二级电压控制：控制区域内的无功设备，使中二级电压控制：控制区域内的无功设备，使中枢节点电压等于最优设定值，分钟级，保证区枢节点电压等于最优设定值，分钟级

11、，保证区域电压的优质和安全。域电压的优质和安全。n一级电压控制：厂站端当地控制，如：发电机一级电压控制：厂站端当地控制，如：发电机组的组的AVR，秒级，响应快速扰动，保证电网安，秒级，响应快速扰动，保证电网安全。全。n三个控制级别：三个控制级别： 时空解耦和协调，较好地解时空解耦和协调，较好地解决了优质、安全和经济性等多目标控制问题。决了优质、安全和经济性等多目标控制问题。FACTSnFACTS任务n输电容量最大化n提高性能、控制、保护、监视与诊断工具n基于电力电子的控制器，多种功能。n变“被动”电网为“主动”电网，即灵活、可控、安全使用达到最大容量，满足输电质量、可靠与安全。n经济性、可靠性

12、的问题FACTS解决的问题n潮流不可控n电网稳定性n暂态稳定n动态稳定n电压稳定n输电能力FACTS主要手段n控制线路电压n机械开关电容器、电抗器；n静态无功补偿器，可控硅电抗器（TCR），可控硅电容器（SVC）；n静态同步补偿器（STATCOM）n改变线路阻抗n固定串联电容器降低线路阻抗n固定串联电抗器提高线路阻抗n可控硅串联电容器（TCSC）可变式调节n静态同步串联补偿器（SSSC）提高/降低阻抗FACTS主要手段n改变功角n相角调节器控制有功潮流n统一潮流控制器（UPFC）控制有功、无功潮流和输电电压n线间潮流控制器（IPFC）在两条或多条线路上，控制有功、无功潮流和电压FACTS的应用

13、实例的应用实例n甘肃碧口-成县220KV送出线路上装设的TCSC，是我国第一套国产化可控串补装置，2004年12月22日投运，世界第8套装置。有效地配合PSS抑制了该线的低频振荡。n巴西伊泰普水电厂送出线路上的TCSC装置。n川电东送通道上的陈家桥、洪沟、万县SVC装置，二滩送出二普线40%串补，万龙线35%串补。n上海STATCOM、SVC的规划应用。离、在线仿真计算分析及监控系统离、在线仿真计算分析及监控系统n大规模互联电网带来的新问题需深入研究，目前，我国的电网结大规模互联电网带来的新问题需深入研究，目前，我国的电网结构尚不十分合理，在纵贯数千公里、容量超过构尚不十分合理，在纵贯数千公里

14、、容量超过2亿千瓦的交流弱亿千瓦的交流弱联系统中，互联电网两端的区域电网受电网互联的影响，在不采联系统中，互联电网两端的区域电网受电网互联的影响，在不采取措施时稳定水平有所下降，互联电网暂态、动态稳定问题比较取措施时稳定水平有所下降，互联电网暂态、动态稳定问题比较突出，在某些运行方式下容易诱发低频振荡，对电网安全构成威突出，在某些运行方式下容易诱发低频振荡，对电网安全构成威胁。目前电网安全稳定分析工具不适应电网发展的需要，电网的胁。目前电网安全稳定分析工具不适应电网发展的需要，电网的在线动态安全分析、实时预想故障分析（故障分析与对策）、电在线动态安全分析、实时预想故障分析（故障分析与对策）、电

15、网故障辨识等工具有待建立或进一步完善，电网事故的判断和处网故障辨识等工具有待建立或进一步完善，电网事故的判断和处理还处在依靠调度员经验的阶段。理还处在依靠调度员经验的阶段。n广域量测系统（广域量测系统（WAMS）、相量测量装置（相量测量装置（PMU）n仿真计算仿真计算n电力系统负荷模型的研究电力系统负荷模型的研究n电网动态稳定监测、预警、控制电网动态稳定监测、预警、控制 广域量测系统（广域量测系统（WAMS）、相量测量装置相量测量装置（PMU） 华北电网的应用实例介绍华北电网的应用实例介绍n电网广域实时动态监测系统:n同步相量测量技术n n高速数字通信网络n华北电网广域实时动态监测系统（简称华

16、北WAMS）：n2002年开始技术准备n2003年8月与北京四方继保公司合作开发n2004年3月投入运行故障扰动故障扰动低频振荡低频振荡人工试验人工试验实时监视实时监视系统构成系统构成 通 信 网 络 备 前 置 服 务 器 主 前 置 服 务 器 调 度 运 行 监 视 工 作 站 在 线 分 析 工 作 站 离 线 分 析 工 作 站 聊 城 变 电 站 P M U 辛 安 开 关 站 P M U 卫 星 丰 镇 电 厂 P M U 盘 山 电 厂 P M U 姜 家 营 变 电 站 P M U 大 同 二 电 厂 P M U 主 历 史 服 务 器 备 历 史 服 务 器 磁 盘 阵 列

17、 主 后 台 服 务 器 备 后 台 服 务 器 交 换 机 防 火 墙 W eb 服 务 器 安 全 区 III 安 全 区 I 以 太 网 I 以 太 网 II 子站系统子站系统n提供全网同步采样、计算同步相量数据n分布的模/数（A/D）转换通道：同步采样的同步误差不大于5s；n14天的数据循环记录功能：以100次/s的密度记录带有全网同步时标的相量数据； n扰动触发记录暂态波形数据：采样频率4800Hz（-5 15s ）；n实时相量数据网络方式上传：频率100次/s n每个子站：采集测点数100280 （线路、母线、机组的Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、机组内电势、频率及正序计算量等

18、）主站系统主站系统n将各子站的相量数据集成为一个实时动将各子站的相量数据集成为一个实时动态数据平台，向分析、应用工作站提供态数据平台，向分析、应用工作站提供实时数据服务实时数据服务实时数据信息的监视系统管理维护功能 数据定期转存到历史数据库中关键数据及图形画面通过安全防护体系送到安全区III的Web服务器进行结果发布。在线应用分析功能在线应用分析功能功角预警功能功角预警功能：对被监测的相对角度信号进行在线辨识并实现预测，较为准确地估计100ms以后的相对角度位置；扰动识别扰动识别：采用类似继电保护判别原理，可以判断线路或母线的短路故障以及线路的断线故障。由于华北WAMS子站上送了A、B、C相的

19、相量数据，因此可以通过计算得到零序和负序相量用以判断非对称故障，并能准确得到故障相别的信息 ；在线低频振荡监测与分析在线低频振荡监测与分析：基于改进的Prony算法实现了对电网实测信号的在线实时特征分析，得出振荡信号的频率、阻尼系数、相位以及幅值信息，并根据这些振荡特征进行弱阻尼低频振荡的判断、告警与记录 2004年3月20日16:29:48绥姜线功率振荡（波动的峰谷差最大约为100 MW ） ：48 58 68 t/s 660 700 740 P /M W 辨 识 结 果 的 拟 合 曲 线 原 始 测 量 信 号 0.2 0.6 1.0 1.4 1.8 x 50 40 30 20 10 0

20、 0.7 0.5 0.3 0.1 0.2 0.6 1.0 1.4 1.8 z x 0 10 20 30 40 50 y 0.7 0.5 0.3 0.1 y z 主导振荡模式（约0.27 Hz） 实际应用实际应用东北电网在500kV输电网首次人工三相接地短路试验：相电压幅值/kV 故障时刻 t/s 297 296 295 294 293 44.400 51.800 59.200 P/MW 故障时刻 230 250 270 290 310 330 350 370 t/s 39.000 42.900 46.800 50.700 54.600 58.500 (a)绥姜线的电压幅值 (b)绥姜线的有功功

21、率变化 大扰动后华北东北联络线的动态过程大扰动后华北东北联络线的动态过程 大扰动后华北电网内机组内电势相对角度的变化大扰动后华北电网内机组内电势相对角度的变化 相对转子角/() 故障时刻 t/s 丰镇盘山 大同盘山 5.6 5.2 4.8 4.4 4.0 42.020 45.840 49.660 53.480 57.300 大扰动后华北电网内机组内电势相对角度的变化大扰动后华北电网内机组内电势相对角度的变化 相对转子角/() 故障时刻 t/s 丰镇盘山 大同盘山 5.6 5.2 4.8 4.4 4.0 42.020 45.840 49.660 53.480 57.300 东北电网第二次人工三相

22、短路试验 ：试验点在辽吉断面试验点在辽吉断面500kV500kV沙梨乙线梨树侧，东北送华北沙梨乙线梨树侧，东北送华北500MW500MW的情况的情况 瞬间电压下降在瞬间电压下降在3kV左右（左右（512.4-509.4 kV） 高姜高姜#1线功率波动在线功率波动在25万千瓦左右（万千瓦左右（35-60万）万）试验点在吉黑断面试验点在吉黑断面500kV500kV合南线哈南侧，东北送华北合南线哈南侧，东北送华北800MW800MW的情况的情况 瞬间电压下降在瞬间电压下降在8.7kV左右（左右（515.7-507.0kV） 高姜高姜#1线功率波动在线功率波动在20万千瓦左右（万千瓦左右（78-98万

23、）万）2004年5月29日21:12:01 山西神二电厂1号、2号机同时甩负荷，电网共损失发电出力750MW，系统频率降至49.84Hz ：大同大同500kV母线电压对比母线电压对比 大同大同3号机转速偏差对比号机转速偏差对比 大同大同3号机相对于盘山号机相对于盘山3号机功角对比号机功角对比 模型校核模型校核：WAMS 系统功能WAMSGPS国调国调WAMS系统测到的斗笠站低频振荡系统测到的斗笠站低频振荡 2003-11-05 19:48:53 :57:5949:01:03:05:07:09210215220225230235time / sActive Power / MW2003-11-0

24、5 19:48:53:57:5949:01:03:05:07:09525530535540545550555560time / sVoltage / Kv仿真计算仿真计算 研究方向研究方向n直流调制及串补附加控制对电网安全稳定的影响；n新型电力电子设备仿真技术；n中长期电力系统动态仿真技术；n分布式并行电力系统仿真技术；n同塔多回线路运行技术；n短路电流限制技术等新技术。 电力系统负荷模型的研究电力系统负荷模型的研究中国电力科学研究院的研究引言国内外常用负荷模型负荷模型对仿真的影响负荷建模技术的现状东北电网大扰动试验负荷建模的基本原则与方法电网动态稳定监测预警控制（智能调度）电网动态稳定监测预

25、警控制（智能调度）n智能调度是在预防性安全分析基础上的电网实时平衡自动调度；它包括：n安全性与经济性协调的电网调度计划（年度、月度、周、日、实时）安排分析；n动态（滚动）自动优化调度；n调度员潮流、静态安全分析（实时预想故障分析、故障分析与对策）；n电网故障智能化辨识；n电网动态稳定监测预警与控制；n电网无功电压在线优化控制；n继电保护分析、智能技术、可视化技术等。 电网动态稳定监测预警功能示意图电网动态稳定监测预警功能示意图 方式方式/DTS计划数据计划数据秒秒日日估计估计EMS稳态数据稳态数据几秒几秒实测实测相量测量相量测量动态数据动态数据几十毫秒几十毫秒实测实测保护稳控保护稳控暂态数据暂

26、态数据几毫秒几毫秒实测实测在线动态在线动态安全分析安全分析实时动态实时动态安全分析安全分析实时动态实时动态稳定控制稳定控制第一阶段第一阶段第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段现现有有系系统统功功能能新新建建系系统统功功能能稳定稳定稳定稳定经济经济经济经济市场市场市场市场目标目标目标目标方式方式/DTS计划数据计划数据秒秒日日估计估计EMS稳态数据稳态数据几秒几秒实测实测相量测量相量测量动态数据动态数据几十毫秒几十毫秒实测实测保护稳控保护稳控暂态数据暂态数据几毫秒几毫秒实测实测在线动态在线动态安全分析安全分析实时动态实时动态安全分析安全分析实时动态实时

27、动态稳定控制稳定控制第一阶段第一阶段第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段现现有有系系统统功功能能新新建建系系统统功功能能稳定稳定稳定稳定经济经济经济经济市场市场市场市场目标目标目标目标电网动态监测预警系统结构示意图电网动态监测预警系统结构示意图 调度数据网络调度数据网络调度数据网络调度数据网络国调侧国调侧国调侧国调侧厂站侧厂站侧厂站侧厂站侧保护保护保护保护稳控稳控稳控稳控PMUPMU监控监控监控监控网关网关网关网关节点测控节点测控节点测控节点测控保护保护保护保护稳控稳控稳控稳控PMUPMU监控监控监控监控网关网关网关网关厂站侧厂站侧厂站侧厂站侧节点测

28、控节点测控节点测控节点测控WAMSWAMS稳控稳控稳控稳控管理管理管理管理保护保护保护保护管理管理管理管理在线在线在线在线计算计算计算计算动态动态动态动态控制控制控制控制EMSEMSWAMSWAMS稳控稳控稳控稳控管理管理管理管理保护保护保护保护管理管理管理管理在线在线在线在线计算计算计算计算动态动态动态动态控制控制控制控制EMSEMSWAMSWAMS稳控稳控稳控稳控管理管理管理管理保护保护保护保护管理管理管理管理在线在线在线在线计算计算计算计算动态动态动态动态控制控制控制控制EMSEMS网调侧网调侧网调侧网调侧网调侧网调侧网调侧网调侧调度数据网络调度数据网络调度数据网络调度数据网络国调侧国调

29、侧国调侧国调侧厂站侧厂站侧厂站侧厂站侧保护保护保护保护稳控稳控稳控稳控PMUPMU监控监控监控监控网关网关网关网关节点测控节点测控节点测控节点测控厂站侧厂站侧厂站侧厂站侧保护保护保护保护稳控稳控稳控稳控PMUPMU监控监控监控监控网关网关网关网关节点测控节点测控节点测控节点测控保护保护保护保护稳控稳控稳控稳控PMUPMU监控监控监控监控网关网关网关网关厂站侧厂站侧厂站侧厂站侧节点测控节点测控节点测控节点测控保护保护保护保护稳控稳控稳控稳控PMUPMU监控监控监控监控网关网关网关网关厂站侧厂站侧厂站侧厂站侧节点测控节点测控节点测控节点测控WAMSWAMS稳控稳控稳控稳控管理管理管理管理保护保护保

30、护保护管理管理管理管理在线在线在线在线计算计算计算计算动态动态动态动态控制控制控制控制EMSEMSWAMSWAMS稳控稳控稳控稳控管理管理管理管理保护保护保护保护管理管理管理管理在线在线在线在线计算计算计算计算动态动态动态动态控制控制控制控制EMSEMSWAMSWAMS稳控稳控稳控稳控管理管理管理管理保护保护保护保护管理管理管理管理在线在线在线在线计算计算计算计算动态动态动态动态控制控制控制控制EMSEMSWAMSWAMS稳控稳控稳控稳控管理管理管理管理保护保护保护保护管理管理管理管理在线在线在线在线计算计算计算计算动态动态动态动态控制控制控制控制EMSEMSWAMSWAMS稳控稳控稳控稳控管

31、理管理管理管理保护保护保护保护管理管理管理管理在线在线在线在线计算计算计算计算动态动态动态动态控制控制控制控制EMSEMSWAMSWAMS稳控稳控稳控稳控管理管理管理管理保护保护保护保护管理管理管理管理在线在线在线在线计算计算计算计算动态动态动态动态控制控制控制控制EMSEMS网调侧网调侧网调侧网调侧网调侧网调侧网调侧网调侧21世纪能量管理系统（世纪能量管理系统（EMS）及数据整合）及数据整合市场化以后在全世界范围内出现了一系列连锁停电事故市场化以后在全世界范围内出现了一系列连锁停电事故第一次国际特大电网运行会议（第一次国际特大电网运行会议（VLPGO） - 2004年年10月月25-26日，

32、日， 美国，费城美国，费城 - 目标目标: 找出并交流在找出并交流在“保持稳定性保持稳定性”方面共同关注的内容方面共同关注的内容 交流经验和教训，以及现有的最佳实践方法交流经验和教训，以及现有的最佳实践方法 在开发必要的手段和措施方面进行合作在开发必要的手段和措施方面进行合作建立了三个工作组：建立了三个工作组： 第一工作组第一工作组:防止大电网停电事故研究防止大电网停电事故研究(组长单位组长单位TEPCO) 第二工作组第二工作组: 21世纪调度自动化系统体系结构世纪调度自动化系统体系结构 (组长单位组长单位PJM和和MISO) 第三工作组第三工作组 :电网运行决策支持和可视化技术研究电网运行决

33、策支持和可视化技术研究 (组长单位组长单位RTE) 下一代EMS/MMS体系结构数据整合数据整合n近些年，调度系统的近些年，调度系统的应用系统越来越多，应用系统越来越多，包括电网调度自动化包括电网调度自动化系统、电量采集系统、系统、电量采集系统、电网仿真分析系统、电网仿真分析系统、电网方式及继电保护电网方式及继电保护的分析计算、电网动的分析计算、电网动态监测系统等等，数态监测系统等等，数据的共享、数据的一据的共享、数据的一致性、数据的有效存致性、数据的有效存储、数据的挖掘、数储、数据的挖掘、数据的安全性显得越来据的安全性显得越来越重要，为了满足各越重要，为了满足各类业务、各种应用功类业务、各种

34、应用功能对数据的需求和共能对数据的需求和共享，实现调度系统的享，实现调度系统的数据整合。数据整合。 电网运行决策支持及可视化技术研究电网运行决策支持及可视化技术研究nVLPGO第三组n九个课题：n用于监视系统稳定性的实时工具（动态稳定分析）用于监视系统稳定性的实时工具（动态稳定分析）n用于监视系统电压稳定性的实时工具（电压稳定分用于监视系统电压稳定性的实时工具（电压稳定分析）析）n电网运行工作中对相量测量装置（电网运行工作中对相量测量装置（PMU）的使用情）的使用情况，以及此类装置在提高系统安全性方面的作用。况，以及此类装置在提高系统安全性方面的作用。基于广域量测系统（基于广域量测系统（WAM

35、S）的决策支持工具开发）的决策支持工具开发情况。情况。n在考虑约束的情况下进行智能化倒闸操作的实时支在考虑约束的情况下进行智能化倒闸操作的实时支持工具（例如，基于专家知识的系统，神经网络系持工具（例如，基于专家知识的系统，神经网络系统）统）n九个课题：n使用经典实时工具（如状态估计、最优潮流、安全使用经典实时工具（如状态估计、最优潮流、安全分析等等）的经验教训，以及提高其有效性的途径分析等等）的经验教训，以及提高其有效性的途径（如分层状态估计）（如分层状态估计）n在基于概率风险评估的综合运行规则（供调度员使在基于概率风险评估的综合运行规则（供调度员使用）方面的研究工作用）方面的研究工作n在（用

36、于决策支持工具的）数据可靠性方面的经验在（用于决策支持工具的）数据可靠性方面的经验教训。特别是在了解对相邻系统情况方面的问题教训。特别是在了解对相邻系统情况方面的问题n有助于提高上述以及其他工具的决策支持能力的可有助于提高上述以及其他工具的决策支持能力的可视化方法、技术和工具，供调度员在调度室内使用视化方法、技术和工具，供调度员在调度室内使用n智能告警处理及其作为决策支持工具的使用智能告警处理及其作为决策支持工具的使用使用经典实时工具的经验教训使用经典实时工具的经验教训“经典经典”EMS系统开发并安装到控制中心的历史已经超过系统开发并安装到控制中心的历史已经超过20年年n目前，对诸如状态估计、

37、最优潮流和安全分析等经典实时工具，大家均目前，对诸如状态估计、最优潮流和安全分析等经典实时工具，大家均认为是必须的认为是必须的n这些工具已经变得越来越复杂，并且维护难度越来越大、维护成本越来这些工具已经变得越来越复杂，并且维护难度越来越大、维护成本越来越高越高n数据质量必须保证数据质量必须保证n需要更直观的显示需要更直观的显示第三工作组提出了使用如下新技术的可能第三工作组提出了使用如下新技术的可能n并行和分层计算（状态估计）并行和分层计算（状态估计）n稳定性分析稳定性分析n可视化软件工具可视化软件工具n不良数据检测不良数据检测n开放的体系结构（参考第二工作组白皮书）开放的体系结构（参考第二工作

38、组白皮书）数据可靠性数据可靠性n数据可靠性是特大电网运营机构最关心的问题，前述的各种决数据可靠性是特大电网运营机构最关心的问题，前述的各种决策支持工具都需要精确并且不断刷新的数据。策支持工具都需要精确并且不断刷新的数据。n目前，相关方面正在进行巨大努力，以改进实时数据获取（包目前，相关方面正在进行巨大努力，以改进实时数据获取（包括量测和网络拓扑模型两方面）和网络元件建模。括量测和网络拓扑模型两方面）和网络元件建模。n对对RTU数据来说，同步化与打上时标很重要，特别是当数据丢数据来说，同步化与打上时标很重要，特别是当数据丢失、停刷或者通信中断发生的时候，更需要调度机构意识到这失、停刷或者通信中断

39、发生的时候，更需要调度机构意识到这一点一点n此外，特大电网调度机构需要有可靠的工具，用于找出不良数此外，特大电网调度机构需要有可靠的工具，用于找出不良数据（实时数据和网络建模数据）及其起因，特别是一些被有意据（实时数据和网络建模数据）及其起因，特别是一些被有意破坏的数据（黑客攻击或恐怖袭击）破坏的数据（黑客攻击或恐怖袭击）n西班牙西班牙REE已经开发了一个此类工具（已经开发了一个此类工具（GESTIME），这是一），这是一个基于对实时量测和状态估计结果进行统计分析的系统。个基于对实时量测和状态估计结果进行统计分析的系统。电压稳定评估（电压稳定评估（VSA）n大多数的特大电网运营机构调度员都在实

40、时运行工作大多数的特大电网运营机构调度员都在实时运行工作中使用中使用VSA工具，以将离电压崩溃点的距离纳入考虑。工具，以将离电压崩溃点的距离纳入考虑。鉴于电压稳定性与电力系统结构关系密切，所以各个鉴于电压稳定性与电力系统结构关系密切，所以各个特大电网的情况存在差异。特大电网的情况存在差异。n由于其在实时运行工作中的基础性作用，特大电网运由于其在实时运行工作中的基础性作用，特大电网运营机构在这个领域的研究已成为重要的事项。主要使营机构在这个领域的研究已成为重要的事项。主要使用两种不同的技术（静态方法和时域仿真方法）用两种不同的技术（静态方法和时域仿真方法）n进一步，进一步，VSA中加入了其他功能

41、。比如，减载决策、中加入了其他功能。比如，减载决策、突发事件后优化控制和安全性序列评估等。突发事件后优化控制和安全性序列评估等。n在确定电压崩溃点距离方面，正在研究其他一些方法在确定电压崩溃点距离方面，正在研究其他一些方法（例如，西班牙（例如，西班牙REE的非迭代潮流算法）的非迭代潮流算法）相量测量装置（相量测量装置（PMU）n在电网运行工作中使用在电网运行工作中使用PMU和广域量测系统（和广域量测系统（WAMS），是最具），是最具前景的研究领域之一，值得进行进一步开发。前景的研究领域之一，值得进行进一步开发。n目前安装的目前安装的PMU数量相对还较少。数量相对还较少。PMU/WAMS还未在运

42、行决策还未在运行决策中得到使用，而主要用于采集实时网络数据，以供事后分析和系中得到使用，而主要用于采集实时网络数据，以供事后分析和系统模型验证。统模型验证。n各特大电网运营机构已经开发了一些高级实时工具，以协助调度各特大电网运营机构已经开发了一些高级实时工具，以协助调度员对系统安全性进行评估。员对系统安全性进行评估。nVLSO希望将来能够在如下几个方面受益于这项技术希望将来能够在如下几个方面受益于这项技术:n实时系统稳定性监视与评估实时系统稳定性监视与评估n对网间振荡进行日常监视对网间振荡进行日常监视n为状态估计模块提供相角量测数据为状态估计模块提供相角量测数据n开发决策支持工具开发决策支持工

43、具nPMU/WAMS技术与经典技术与经典EMS系统的集成系统的集成智能告警处理智能告警处理n任何一个特大电网都面临着一个严重的挑战，即提供给调度员的数据铺天盖地n智能高级处理（IAP）帮助调度员提高处理大量信息的能力n目前，基于EMS简单内嵌规则的告警处理，对日常运行工作来讲似乎已足够了。然而，大多数特大电网运营机构也都同意一点，即需要带有智能（例如，人工智能，模糊控制和神经网络等）的处理器n尽管大家兴趣很高，但到目前为止，在特大电网运营机构中还没有使用此类高级工具的例子。某些特大电网运营机构正开发某种IAP系统。他们之中的大多数都表达了在这方面继续进行探索的兴趣可视化方法可视化方法n当前，要

44、促成快速直观的决策制定以及在实时运行中对大量数据的评估，需要高级可视化方法和工具提供支持，在紧急情况下更是如此。n该领域内有一些有意思的研究，想把一些在规划阶段和离线研究中使用的视觉呈现方法用于实时运行中，比如基于地理信息系统（GIS）的图形技术。n除GIS以外，其他可视化功能也不断出现，包括：三维显示、等高线显示、动画以及虚拟等。n这方面的改进需要注意三个要素：标准化、集成化和可认知性智能化倒闸操作智能化倒闸操作n特大电网运营机构都同意一点，即为了在考虑安全约束的前提条件下，帮助调度员寻求最优智能化操作，需要开发相应的实时决策支持工具。并且，在电力系统越来越接近极限运行的情况下，此类需求将会

45、不断增长。n一些特大电网运营机构正在或已经开展了相关的研究，但还没有成功使用的例子。一般情况下，这类工具都基于发电最优再调度（基于最优潮流算法）和一次或多次拓扑扫描（设备开断与母线重组）概率风险评估概率风险评估n到目前为止，调度员实时使用的所有运行规则均是以确定的方式给出的。而对基于概率风险评估的运行规则进行研究，已被认为是一个值得特大电网运营机构考虑的重要课题。n目前，该领域的研究工作正在开展。该领域最前沿的应用是，用在制定使系统免遭电压崩溃危险的运行规则（法国RTE），目前已提供给调度员实时使用。n在所有受期望的应用中，特大电网运营机构对以下几项很感兴趣:细化运行规则，提高安全性细化运行规

46、则，提高安全性在风电对运营过程影响方面的研究在风电对运营过程影响方面的研究确定相邻系统间转送能力确定相邻系统间转送能力特高压特高压（UHV）n发展特高压的必要性n目前的概况n主要研究问题特高压基础特高压基础n电压等级：交流1000/750KV；直流：800KVn电流：4000A左右。n输送功率：400-500万千瓦。n输电距离：n现有500KV网络叠加特高压：1000-1500KMn1000KV交流：1000KM内n800KV直流：1000KM以上，1500-2000KM将更凸现直流优势特高压建设的必要性特高压建设的必要性n全国联网n西电东送：金沙江、大渡河、澜沧江水电开发、“三西”煤电基地开

47、发外送n线路走廊资源紧张n控制电网短路电流水平n减少输电回路数、解决直流落点过多问题n节能减耗、经济输电特高压目前概况特高压目前概况n我国西北地区：兰州东南官亭750KV特高压示范工程已投入运行。拟建陕北晋东南南阳荆州武汉之1100KV输变电工程。n美国电力公司（AEP）以765KV为骨干网架。n研究情况：n美国电科院1974年扩建的LENOX实验室研究交流1000KV。n日本的东芝、三菱电机也从70s开始研究的1000KVGIS、主变等n加拿大、瑞典ABB公司对800KV直流输电的研究特高压关键技术特高压关键技术n硬件设备：n交流：主变、开关、GIS、外绝缘、试验设备、可靠性、运输尺寸、工频

48、过电压n直流：输电线路、换流站、试验设备、可靠性、外绝缘、可控硅阀、运输尺寸n电网运行n运行方式变化大带来的困难n无功电压控制n可靠性n电磁影响环境评估新型输电方式新型输电方式 分频输电分频输电n1994首次提出了分频输电方式。其实质就是通过降低输电频率，从而降低线路阻抗以达到大幅度提高线路输送容量的目的。n1998 cigre 美、德、南非、印尼关于向边远小负荷地区供电采用低频输电的建议。n2000 日本大阪大学提出低频交流输电系统。 交交变频器置于电缆线路两端。n美国Grid2030研发计划提出在未来10年左右间要发展多频配电网，其优先发展等级为中等。n2002年，在我们提出的FFTS基础

49、上，国外学者提出了分频配电系统FFDS的概念，以提高系统的电压稳定性和改善电压质量。n2004 加拿大采用世界上第一个变频变压器以提高输电容量。分频输电原理分频输电原理n电力传输速度接近光速，大致为300,000km/sec。n当电能频率为50Hz时，波长为6000 km; 而频率为50Hz/3时，波长为18000 km。n电气距离缩短为1/3： 1200 km(50Hz)400km(50Hz/3) 西安交西安交大大-分频试验输电研究成果分频试验输电研究成果1FFTS从理论上揭示了降低频率本质上减小了输电线路的电气距离，从而可以成倍提高交流输电的输送极限。2该项目利用相控式交-交变频器作为倍频

50、器，首次建成了分频输电系统的物理模型，成功地实现了一种新型FACTS装置。该装置利用有源逆变的机理，完成了交交变频器的功率逆向传送，把分频电力倍频后送入工频电力系统。实验表明该装置具有很高的运行效率。3实验系统的成功创建说明该系统在工程实现上不存在难以克服的困难；实验证明FFTS并入工频系统和运行调节的操作可靠简便。4实验结果证明一回1200km的500kV分频输电线路输送能力可以达到2000MW，是工频输电极限输送容量800MW的2.5倍，表明了分频输电系统的巨大应用潜力。二、运行方式专业管理二、运行方式专业管理n运行方式专业的历史与现状n运行方式专业分类、设置及管理n运行方式专业特点n地调

51、运行方式专业管理运行方式专业的历史与现状运行方式专业的历史与现状n早期与调度共处一个部门n发展 专业分工细致 运行方式专业n电力市场开展 专业分工细致 分为市场和方式（系统）专业 n方式（系统）侧重电网安全生产、技术应用和发展n市场侧重电网经济运行运行方式专业分类、设置运行方式专业分类、设置n电网仿真计算分析（潮流、稳定、电压、短路电流等）、n稳措管理n电网日常运行（电压分析、检修安全校核）n新设备投产管理n参与电网规划、设审、基建运行方式专业特点运行方式专业特点n纵向管理与横向协调n管理层次上n时间轴上n数据加工中心n安全把关n汇报n电网新技术的推动、应用地调运行方式专业管理地调运行方式专业

52、管理n年度运行方式管理n计算管理n电网安全自动装置管理n无功电压管理n前期规划、设审、基建管理n新设备投产管理n负荷管理n电网参数、电网接线图纸管理n检修管理三、新设备投产管理三、新设备投产管理n发电机组n输变电设备发电机组发电机组新设备投产管理内容新设备投产管理内容n1、参与新设备接入系统审查；n2、参与并网调度协议或调度协议的谈判签订；n3、新设备并网技术资料的收集；n4、组织新设备必备技术条件的审查和验收；n5、有关运行人员调度业务培训和考试；n6、确定新建电厂（机组）调度名称，确定新设备名称及编号；n7、新设备启动调试方案、220kV系统继电保护方案的编制；n8、新建电厂通信电路的接入

53、和管理；n9、新建电厂（机组）远动和电量计量信息的接入管理；n10、电力市场技术支持系统电厂端设备、软件的安装调试、接入管理及有关人员培训；n新设备启动试运行的方式安排和调度指挥。发电机组并网必备条件发电机组并网必备条件n并网电厂应具备由相应电力监管委员会颁发的许可证。并网电厂应具备由相应电力监管委员会颁发的许可证。n并网电厂中涉及江西电网安全稳定运行的继电保护和安全自动装置、励磁系统和调并网电厂中涉及江西电网安全稳定运行的继电保护和安全自动装置、励磁系统和调速系统、并网电厂高压侧和升压站电气设备、电力通信和调度自动化设备等应纳入速系统、并网电厂高压侧和升压站电气设备、电力通信和调度自动化设备

54、等应纳入电网统一规划、设计、运行管理，以满足电网安全稳定运行的要求。并在接入系统电网统一规划、设计、运行管理，以满足电网安全稳定运行的要求。并在接入系统审查阶段考虑并落实。审查阶段考虑并落实。n1、并网电厂的电气主接线方式以及并网方式的设计和运行应满足江西电网安全稳定运行、并网电厂的电气主接线方式以及并网方式的设计和运行应满足江西电网安全稳定运行的需要的需要 。n2、并网电厂的发电机励磁系统、调速系统参数必须达到国家标准。、并网电厂的发电机励磁系统、调速系统参数必须达到国家标准。n3、并网发电机组调峰能力、一次调频能力、无功调整能力、自动化水平应满足江西电网、并网发电机组调峰能力、一次调频能力

55、、无功调整能力、自动化水平应满足江西电网发电机组并网必备技术条件。发电机组并网必备技术条件。n4、继电保护装置和安全自动装置应符合有关电力行业标准、规范以及江西电网有关技术、继电保护装置和安全自动装置应符合有关电力行业标准、规范以及江西电网有关技术要求、配置原则等规定要求、配置原则等规定 。n5、调度自动化设施、电量计量装置、调度自动化设施、电量计量装置、AGC、AVC、功角测量装置的设计应符合电力行业、功角测量装置的设计应符合电力行业标准、规范及江西电网技术要求等规定。标准、规范及江西电网技术要求等规定。n6、电厂自动化装置与其它系统间的联接符合、电厂自动化装置与其它系统间的联接符合电网和电厂计算机监控系统及调度数据网电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定络安全防护规定要求。要求。n7、电力调度通信设施应符合电力行业标准、规