15电网调度自动化(调度自动化)ppt课件

1、North China Electric Power University电气与电子工程学院 电网调度自动化.第五章 调度自动化技术的运用和开展什么是电网调度自动化？运用现代自动化技术对电网进展实时监控。电网调度自动化系统包括远动、通讯和调度主站系统。主要功能为：1、 对电网平安运转形状实现监控；2、 对电网进展经济调度；3、 对电网进展平安分析和事故处置。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 一、调度自动化技术的运用背景 对于电力系统，最重要的是运转的平安性，其次是经济性。在电力系统的运转中，调度运转人员为实现这一目的付出了辛勤的劳动。.第五章 调度自动化技术的运用和开展调度运转人员的根本义

2、务是: 当电力系统正常运转时，实时监视和调整电力系统的运转，使系统运转在最正确形状。当电力系统发生缺点时，要尽快进展缺点诊断，事故处置，把事故限制在最小范围内，在此根底上实施恢复控制，使系统尽快恢复正常。当运转方式变化和电力设备检修时，要编写调度操作票，并指挥电网各级运转值班人员进展平安有效的电气倒闸操作。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 随着电力系统不断向前开展，对系统运转的要求也日益提高。为了进一步提高伐度员的任务效率，减轻调度员的劳动强度,许多学者和工程技术人员开场研讨电力系统自动化技术,希望调度自动化技术在电力系统运转中得到运用，来协助调度员进展电力系统的调整、指挥和操作。.第五章

3、 调度自动化技术的运用和开展二、调度自动化技术的运用 70年代SCADA系统运用于电网 Supervisory Control and Data AcquisitionSCADA 数据采集和监测控制 1965年11月9日，美国东北部电网发生大停电事故，主要缘由是由于系统稳定破坏。不但使纽约市和东北部六州大停电，还涉及加拿大安大约省，停电区域20万平方公里，经济损失达1亿美圆，影响3000万居民。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 这次事故，使得多数电力公司认识到依托远动设备只在模拟盘上显示信息的方式远不能满足复杂电网平安运转的要求，开场把计算机运用从只思索经济为主转移至以平安为主，出现了所谓

4、电网SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) 系统。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 SCADA的出现，实现了实时数据经过计算机的远方在线显示、管理和控制，尤其是在提高事故处置和缺点恢复的时间方面起到了很大的作用。这是电力系统调度自动化技术在电力系统运转运用中构成系统的第一个飞跃。具有代表性的系统是美国BPA的迪特茂调度中心。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 由于这期间，远动设备、通讯通道还未开展到相应的程度，SCADA采集的数据存在误差较大。为理处理这一问题，70年代初开场，开展了各种根底算法，开发了网络拓扑、外部网络等值、短期

5、母线负荷估计、形状估计等一系列软件，将SCADA采集到有误差的“生数据转变成“熟数据，建立了熟数据库。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 80年代在这一根底上开发了调度员在线潮流、静态平安分析等等电网高级运用软件。电网运转方式的改动以及当前运转方式下遇到大扰动时的后果就可以经过高级运用软件自动估计出来。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 90年代构成EMSEnergy Management System( SCADA+ AGC/ED+ PAS)PAS(Power Analysis System) 90年代又进一步研讨和开发了各种电力系统的优化软件，如线损修正、无功优化、最优潮流等软件。电网

6、调度自动化系统从SCADA系统晋级为能量管理系统EMS.第五章 调度自动化技术的运用和开展 电网调度自动化从SCADA开展到EMS花了近30年的时间。 从它的开展过程看，除了各功能算法和软件的开发及完善外，总体趋势是不断地综合，其目的就是更好地保证大电网平安、稳定、经济运转。.第五章 调度自动化技术的运用和开展调度自动化的根本构造.第五章 调度自动化技术的运用和开展 以计算机为中心的电网调度自动化，其根本构造包括主站控制中心、厂站端和信息通道三大部分。根据所完胜利能的不同，可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处置子系统和人机联络子系统。.第五章 调度自动化技术的运用和开

7、展 .第五章 调度自动化技术的运用和开展 信息采集与监控子系统的根本功能是在各发电厂、变电站采集各种表征电力系统运转形状的实时信息。如发电机功率、母线电压、变压器负荷、输电线路功率等等，并根据需求向调度控制中心提供各种监视、分析和控制电力系统所需的其它信息。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 信息传输子系统为信息采集、执行子系统和调度控制中心提供了信息交换的桥梁，其中心是数据通道，传统的信息传输通道普通为微波和电力线载波两种，随着电力通讯事业的开展，光纤通讯已开场普及运用。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 信息处置子系统是整个调度自动化系统的中心，以计算机为主要组成部分。该子系统包含大量

8、的直接面向电网调度、运转人员的计算机运用软件，完成对采集到的信息的各种处置及分析计算，乃至实现对电力设备的自动控制与操作。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 人机联络子系统将传输到调度控制中心的各类信息经过各种显示设备、打印设备和其它输出设备，为调度人员提供完好适用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也经过此系统输入，传送给执行机构。.第五章 调度自动化技术的运用和开展.第五章 调度自动化技术的运用和开展 在整个调度自动化系统中，各子系统是相互联络、密不可分的，只需各个子系统亲密配合、相互协调，调度自动化系统才干真正发扬作用，反之，任何一个子系统出现问题，都将影响整个系统的适用性

9、与可靠性。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 我国从2000年1月，国家电力公司正式下发文件，EMS开场在全国各电网推行运用。目前我国EMS所具备的根本功能的内容为： SCADA 形状估计调度员潮流静态平安分析负荷预测 AGC/ED. 第五章 调度自动化技术的运用和开展1、SCADA的功能：数据采集和处置报警处置历史数据管理报表管理拓扑着色人机联络实时数据及历史数据库系统时钟.第五章 调度自动化技术的运用和开展2、形状估计形状估计有三种功能: 1、经过对遥信的开关或刀闸形状错误开发一些专家规那么来进展拓扑排错，自动矫正确定性的拓扑错误，并且对可疑的拓扑错误给出报警，由运用人员确认后矫正。.第

10、五章 调度自动化技术的运用和开展2辩识并剔除明显的坏数据 对遥丈量，利用元件正常参数的物理限制，结合专家规那么开发了预过滤功能，自动过滤明显的坏数据，通常把误差到达正常丈量范围的14%以上的数据作为不良数据。.第五章 调度自动化技术的运用和开展.第五章 调度自动化技术的运用和开展3对未量测点和实时数据存在随机误差进展计算估计 形状估计目前所采用的计算方法普通为基于加权最小二乘的快速分解法、带约束的最小二乘法、正交变换法以及支路潮流形状估计法、递推形状估计法等。但目前运用最为广泛的仍是加权最小二乘的快速分解法，计算速度快，收敛性好。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 加权最小二乘法准那么是，各

11、个量丈量各取一个权值，精度高的丈量量权大一些，而精度低的丈量量权小一些。对一个实践电网，普通中枢点变电站的通讯和远动设备配备齐全且程度较高，那么丈量量取权数大一些，对直馈变电站和对系统运转影响较小的变电站取权数小一些。 .第五章 调度自动化技术的运用和开展.第五章 调度自动化技术的运用和开展 对于随机误差较大的丈量量，也可以用加权残差辨识法对其进展排除或在迭代过程中减少它的权值，都可以到达提高形状估计精度的目的。 还可同时用牛顿法提高量测冗余度，结合确定的潮流方向信息，由有功潮流量测和电流量测来进一步扩展可观测区域。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 形状估计经过以上计算分析步骤，将SCAD

12、A采集的“生数据变成“熟数据，送进“熟数据库，供调度员在线潮流计算用。经过形状估计的“熟数据较“生数据，数据精度高，潮流计算收敛性能好。.第五章 调度自动化技术的运用和开展3、短期负荷预告 短期负荷预告用于预告一周内的系统负荷曲线，广泛采用的预测方法有线性外推预测法、回归分析预测法、时间序列预测法、灰色预测法、神经网络预测法、模糊预测法等。 超短期负荷预告用于预告1h2h之内的系统负荷，目的是用于预告潮流，便于进展料想事故的平安分析或无功电压的控制。.第五章 调度自动化技术的运用和开展.第五章 调度自动化技术的运用和开展4、调度员在线潮流 调度员潮流可取用形状估计所得的熟数据，也可取用历史数据

13、和预告数据进展计算，从而实现对历史、实时和未来整个时间轴上进展潮流研讨的目的。可进展各种潮流调整，进展解合环、调压、改动负荷发电程度等模拟，察看调整后的潮流分布，这样我们可以充分思索系统解并列、不平衡功率的分配和频率变化等特殊问题。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 潮流计算普通仍采用快速分解法，其速度快且收敛性不成问题，牛顿法可作为其算法选项。.第五章 调度自动化技术的运用和开展5、静态平安分析 静态平安分析是要研讨电网中设备因缺点开断后的潮流分布，检查能否会产生支路过载或电压越限，开断设备可由人工设定，为调度员提供了料想事故分析的重要手段。 自动缺点选择可对全网中一切能够开断的设备组合逐

14、个开断，计算开断后的全网潮流，并计算严重性目的。经过对严重性目的的降序陈列，即可挑选出严重的开断，从而自动找出电网平安的薄弱环节。.第五章 调度自动化技术的运用和开展6、 AGC/ED AGC/ED的作用是：在电力系统稳态运转时，经过调理发电机的功率来调理系统频率和联络线的交换功率。 AGC/ED是根据丈量出的系统频率或联络线交换功率的实践值同方案值之差来计算出系统所需的调理量。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 AGC/ED的根本控制目的是： 1调整发电出力，使电网频率偏向调理到零，从而坚持电网频率为额定值。 2在各控制区域内分配全网发电出力，使区域间联络线潮流与方案值相等。 3在本区域发

15、电厂之间分配发电出力，使区域运转本钱最小。.第五章 调度自动化技术的运用和开展AGC主站电厂RTU单机控制系统AGC主站电厂RTU闭环监控系统.第五章 调度自动化技术的运用和开展 AGC/ED运转前，系统频率控制为500.2HZ， AGC/ED运转后，系统频率控制提高为500.1HZ。大大提高了电力系统的电能质量。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 能量管理系统EMS，将现代电力系统实际与计算机技术有机地交融成一体，胜利的运用于电力系统的分析控制之中，在一定程度上提高了电网调度自动化程度，电网的运转程度由阅历型调度上升为分析型调度，实现调度程度上的第二次飞跃。.第五章 调度自动化技术的运用和

16、开展.第五章 调度自动化技术的运用和开展 三、调度自动化技术的开展 虽然电力系统自动化的高层运用软件EMS在电力系统运转中已得到了广泛的运用，但由于只停留在分布式独立在线计算分析阶段，还需求调度人员进展被动调用进展计算分析，然后再进展综合决策，使电网运转利用调度自动化运用软件进展智能调度遭到了一定的限制。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 面对越来越复杂的调度决策问题，EMS的局限性越来越明显。 1 传统的EMS只能利用SCADA系统提供的电网稳态运转信息，没有采集缺点信息，因此，只能反映电网正常运转形状，不能反映电网缺点发生后系统的演化过程。 .第五章 调度自动化技术的运用和开展 2 传统

17、的EMS只能提供诸如形状估计、调度员潮流、静态平安分析等电网稳态计算分析结果，没有提供电网在线动态平安分析结果的功能。 3传统的EMS系统各计算分析运用软件不能自主、自动的根据电网运转的协调运转，为调度运转人员自动提供电网实时运转分析报告，从根本上减轻调度运转人员的任务负担。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 为处理上述问题，国内外研讨人员进展了积极的研讨和探求。 1从数据源角度，将广域丈量系统WAMS和SCADA系统相结合，为EMS提供稳态信息和暂态信息的综合数据源。 2建立缺点信息系统，将继电维护和平安自动安装信息与SCADA系统相结合，为EMS提供稳态信息和缺点信息相结合的综合数据源。

18、.第五章 调度自动化技术的运用和开展 3从电网分析运用角度，将暂态稳定计算分析、缺点诊断、缺点恢复和缺点操作等软件添加到EMS系统中。 4利用人工智能技术，研发软件指挥系统，使多个软件模块协调运转于一致调度环境下，根据丈量到的信息以及当前的命令，各运用软件协调运转，最终为调度运转人员自动提供综合决策方案。 .第五章 调度自动化技术的运用和开展 实现了上述目的，电网的运转程度将由分析型调度上升为智能型调度，实现调度程度上的第三次飞跃。 调度自动化向智能调度方向开展，也是国家电网公司建立“智能电网 的主要组成部分。 .第五章 调度自动化技术的运用和开展 智能调度系统根本功能除传统的EMS功能外，还

19、应具备以下功能： 1、柔性SCADA 2、暂态稳定计算分析 3、缺点诊断和恢复 4、软件指挥系统 5、综合电源备自投 6、最优解列.第五章 调度自动化技术的运用和开展 1、柔性SCADA 所谓柔性SCADA系统包括缺点信息系统和广域丈量系统，是指该系统除了采集反映电网正常运转形状的四遥数据，还采集维护、录波、平安自动安装等二次数据，以反映电网缺点信息，采集相角量PMU)以反映电网动态信息；除了具备数据采集功能，还具有数据管理和按需交互信息功能，可以实现灵敏交互式的信息传输。灵敏的通讯方式是实如今线智能缺点处置的根底。.第五章 调度自动化技术的运用和开展2、暂态稳定计算分析对于暂态稳定计算分析，

20、由两个运用软件模块组成，即快速暂态计算模块和详细暂态计算模块。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 快速暂态计算分析，也称直接法稳定计算，指对指定计算范围内的支路或母线进展快速严重缺点如三相短路扫描，经过求取系统的能量函数判别系统暂态稳定裕度能否充足，并提供稳定裕度目的。可以显著提高计算分析的效率，为用户提供一个偏保守的暂态稳定判别结果。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 根据快速暂态计算的结果情况，经过设定暂态稳定计算的范围稳定裕度低于某一固定值，根据电网实时运转形状、模型和参数、料想缺点方式自动执行详细的暂态稳定计算。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 对仿真曲线进展数据发掘，提取系统

21、平安稳定性以及动态方式特征：暂态功角稳定性、暂态电压平安性、暂态频率平安性、设备过载的平安性等，确定电网平安稳定的薄弱环节。.第五章 调度自动化技术的运用和开展 以事先设定的调整方式如根据负荷的添加，哪些调峰、调频机组需求调整，调整步骤等，进展电气设备暂态稳定极限计算如重要联络线或经过暂态稳定计算确定的电网的薄弱环节等，极限值同时满足暂态功角稳定性、暂态电压平安性、暂态频率平安性、设备过载的平安性等约束，并计算电网当前运转形状下暂态稳定裕度。.第五章 调度自动化技术的运用和开展3、智能报警 在大电网运转系统中, 调度运转人员面对大量的运转设备实时参数, 光靠眼睛监视难免会脱漏和不及时, 只需经

22、过设置设备异常智能预警系统, 才干及时发现隐患并采取果断措施防止事故的发生。智能告警是经过对大量告警信息进展处置和分析后，将报警信息进展分类：.第五章 调度自动化技术的运用和开展1正常操作报警显示、闪烁并发出次要的告警音响,2设备异常报警包括：电流越限、电压越限、功率越限弹出不同颜色的告警光字牌，光字牌上显示异常信息，并发出告警音响；3当电网发惹事故, 开关跳闸时,马上显示出报警光字牌，光字牌上显示事故发生的时间、厂站名和开关、继电维护安装动作情况，并发出事故音响。.第五章 调度自动化技术的运用和开展3、缺点诊断和恢复 只需基于柔性SCADA，才可以实现计算机辅助调度员在线完成缺点诊断和缺点恢

23、复。缺点诊断可以诊断出电网中发生缺点的元件和缺点性质，确定停电的元件中哪些可恢复供电，哪些需求进一步检查如试送、巡线或实验等，并在此根底上识别误动和拒动的开关和维护，确定开关能否能正常操作，维护能否继续投入运转。 .第五章 调度自动化技术的运用和开展 根据电网缺点诊断的结果，电网的恢复处置能完成以下主要义务：对未停电系统提出消除过载、保证系统平安运转的方案；对停电系统提出恢复方案，搜索合理的供电途径。在得到调度员确实认后，这些措施和方案自动生成缺点恢复处置形状下可执行的详细操作指点步骤。 .第五章 调度自动化技术的运用和开展4、软件指挥系统 软件指挥系统担任协调各不同的功能运用软件模块，使他们可以协调的运转于一个一致调度的环境下，可以根据丈量到的信息以及当前的命令，自动智能化的决议执行哪些分析计算，以及这些计算模块以何种次序、何种组合方式执行。在执行这些分析模块的过程中，软件指挥系统协调智能调度系统与运转人员间实现交互信息、共享知识、共同完成调度义务等交互功能。.第五章 调度自动化技术的运用和开展在软件指挥系统的指挥下： 智能调度系统可在电网正常运转时不断进展平安和经济性的评价；当系统中发生缺点时，智能调度系统将根