第8场__智能电网调度控制技术发展--张伯明ppt课件

1、1智能电网调度控制技术开展2021中国电网调度智能化开展峰会，北京，2021年12月11-12日.21、引言2、历史回想和未来开展思绪3、二次系统技术开展的突破4、未来电网调度控制技术5、几个值得关注的技术问题6、运用案例7、结论.31、引言.全球资源环境压力不断增大电力市场化进程不断深化用户对电能质量要求不断提升一次、二次系统并不顺应4国际建立智能电网的动因.我国建立智能电网的动因电网开展的需求：满足大规模能源远间隔保送的需求 资源和环境压力：电网需求承载更多的大规模可再生和分布式能源发电 提高电网优化配置资源的才干和程度 提高电力系统的能效程度 建立基于用户互动的新型电网运转方式 电网需求

2、支撑我国电动汽车产业的开展 5.智能电网的特征数字化互动性自愈可接入可再生能源发电资源优化配置精益化6.7需求思索两方面问题物理电力系统 调度控制系统电力流 信息流需求两者共同开展才干实现Smart Grid使得Grid有优美的表现，这主要经过Smart神经中枢系统来实现的， Smart Grid更多讨论的是神经中枢系统。 .8电网调度控制技术变革需求满足的条件电网的开展变化提出了新需求需求驱动技术开展为实现调度控制系统提供能够性技术条件适时提出相顺应的调度控制系统想象实际创新处理实现中的关键技术问题技术创新.92、历史回想和未来开展思绪.102.1 历史回想上世纪60年代，电网调度控制依托S

3、CADASCADA提供眼、耳，部分手脚功能没有实时网络分析功能虽然有基于计算机的眼耳，但是短少基于计算机的大脑阅历型调度1 第一阶段.111965年北美发生了大停电，当时调度控制手段不满足要求需求驱动计算机远动技术成熟，登月方案技术条件1967年Dy-Liacco适时提出电网平安控制框架实际创新2变革的诱因.121969年Schweppe提出实时形状估计的实际和实现技术；70年代开发胜利EMS运用软件，最早在美国AEP运用有实时网络分析功能有了基于计算机的大脑，但需求依托人类手工操作来完成分析型调度3EMS的出现.131977年又一次发生北美大停电人类调度员应对电网复杂事件时反响才干不够需求驱

4、动数字仿真技术迅速开展技术条件1978年，EPRI组织开发DTS技术创新4DTS的出现.1419851988年完成4大电网调度自动化系统SCADA引进工程；之后完成消化、吸收、再创新，开发出自主知识产权的EMS;目前国内的EMS/DTS曾经根本国产化。5我国的开展.15经过近20年的开展，目前国内EMS/DTS技术程度已达国际先进电网开展很快，而EMS的进展相对较小，与80年代相比并无本质性变化传统EMS曾经可以满足电网运转调度的需求？时间EMS技术程度1970198019902000国际国内.16停电前停电后2003年发生了814美加大停电，暴显露传统EMS中的严重问题需求驱动2.2 进一步

5、开展的诱因1814美加大停电.172反思什么是“根本缘由？电网规模扩展，“量变引起“量变；电网变化规律复杂相互关联、制约；对全局电网的知晓Awareness困难；对全局电网的评价困难；对全局电网的调度控制更困难.18电网运转在(空间、时间、目的)三个方面表现出复杂性因此，我们对电网运转的调度控制也需求在三个方面进展有效协调需求从联络的角度、从系统的角度察看和处理问题。3进一步开展的想象.4其他需求的变化发电侧：资源和环境压力 - 发电方式变化用电侧：资源的优化利用-用户参与发生变化人类经济活动：电力市场19.205技术开展提供了能够性现代量测、通讯、计算机、自动化等技术快速开展促使我们：研讨未

6、来电网调度控制系统前沿想象实际创新并处理实现这一想象的关键技术问题技术创新.21空间区域：分散自治的部分电网控制，分解协调的全局电网模型；时间尺度：规划、方案、调度、控制在时间尺度上的协调优化；实现时间过程的协调；目的功能：平安、经济、电能质量、环保等多目的协调优化虽然以上概念过去都有实施，但注重不够，需求在实践电网调度控制中详细落实。6三维协调的处理方案.223、二次系统技术开展的突破.23传感器技术 电子式互感器，物联网丈量技术 同步丈量PMURTU丈量有效值 处理稳态问题，处理预防控制问题，处理静态紧急控制问题PMU丈量瞬时值 处理动态问题，处理动态紧急控制问题通讯技术 光纤通讯，全光纤

7、网包括变电站内部已有能够计算机技术 超级计算机，微机集群，云计算.244、未来电网调度控制技术.4.1 控制中心调度控制技术25.1控制中心信息支撑技术向分布式、一体化、规范开放的全面信息支撑开展集中式的主备机方式逐渐向分布式的多机系统开展软件平台将向基于一致数据源、基于中间件和智能代理的功能分布式软件构造开展实现面向效力的架构。26.实现同源、完备、规范的分布式一体化数据和参数共享平台。实现厂站和控制中心之间、同级控制中心相互之间以及控制中心内部不同业务部门之间的分布式数据和参数共享。RTU将和PMU交融，SCADA将和WAMS交融，为电网在线分析决策和控制提供不同时间尺度的广域丈量数据。2

8、7.在线形状监测技术向高灵敏度、高可靠性、智能价廉的方向开展智能的人机交互，结合地理信息系统和虚拟现实技术，经过更加友好的方式来实现多感官互动的人机交流，给调度员提供“数据量少、信息量大的输出28.2电网平安防御类技术从部分向全局、从离线向在线、从基于逻辑的向基于分析的、从基于断面的向基于过程的、从单一防御向综合平安防御开展广泛运用平安校核及辅助决策，进展网省协同平安校核，进展平安校核和辅助决策的滚动计算离线运转方式计算将缩短计算周期，实如今线计算，提高平安校核的精益程度。29.“实时、“跟踪、“递归地反映不同事件之间的变化，面向事件过程，继续进展N-1计算。需求进展继电维护定值和平安自动安装

9、定值的在线校核。模糊继电维护和平安稳定控制之间的界限，实现广域维护和控制一体化。电网稳定控制将逐渐向“在线计算、在线刷新战略表的方式过渡。30.3电网运转优化类技术向厂站和控制中心两级分布式分解协调的调度控制方式开展实现规划、方案、调度、控制的时间尺度的优化协调实现调度方案运用和网络分析运用之间的协调由调度员自动恳求向计算机自动执行开展，实现精益化、自动化、智能化、互动化31.顺应大规模可再生能源接入，开发相顺应的调度控制技术，该技术充分思索调度方案、滚动方案、实时调度、实时控制之间的协调，在各个环节消纳不确定要素进展运转风险评价，基于风险安排阻塞调度32.4广域动态监测、分析和决策向基于广域

10、动态分析决策根底上的广域动态平安稳定控制方向开展研讨基于PMU/WAMS的高级运用，为电网广域动态平安稳定控制设计动态管理系统大脑，实现基于全局电网在线分析决策的平安稳定控制利用PMU进展电网动态模型和参数在线辨识33.4.2 变电站自动化技术34.1电子式互感器互感器由电磁式向电子式开展，实现高可靠、高精度、全息、全景的信息丈量目的实现电量和非电量全面的数据采集开展几个关键技术： 运转可靠性技术、丈量质量技术、规范与检测技术35.2变电站数据采集和监控向一次设备智能化、二次设备网络化开展，变电站设备实现物联网实现过程层数字化、间隔层一体化集成和站控层智能化实现RTU和PMU数据的交融，实现远

11、动和保信系统的交融，提供一致的数据采集与信息访问平台实现变电站广域关联、配合、交互36.采用先进传感器、通讯、信息、自动控制、人工智能技术，对电网运转数据进展一致断面无损采集，一致建立变电站实时全景模型广域信息交互及信息平安防护技术，研讨智能变电站运维和实验技术，研讨智能变电站的相关技术和规范体系37.3变电站内智能化高级运用厂站和控制中心之间、厂站内部各运用之间向分散、自治方式开展，实现高级运用的分布式智能化“变电站调度中心两级分布式分析决策方式整合站内不同专业分散功能，实现站内高级数据处置、智能告警与综合分析决策38.4智能变电站传统变电站开展为数字化变电站再开展到智能变电站39.4.3

12、通讯系统技术40.建立和全局电网分层分布调度控制相顺应的通讯系统建立信息通讯规范规范体系，实现电力流、信息流、业务流三流合一全光纤通讯系统给基于网络的控制提供了能够性需求思索时延对控制性能的影响变电站内部通讯网络化41.研讨通讯保证技术、信息交融及信息分析技术、智能家庭能量控制及其与电网互动通讯技术等，为智能电网各阶段开展提供全面、及时和准确一致的信息支持实现智能电网信息与运用的高度交融与集成保证在突发事件、艰苦事故和自然灾祸事件出现时，能快速建立起事发地点与总部的通讯链路，建立起对事发现场的通讯调度指挥才干。42.5、几个值得关注的技术问题43.445.1 分层分区的分布式建模技术按照调度机

13、构设置分层分区建模经过规范化技术、模型拼接、潮流匹配、在线自顺应等值等技术，实现：分布式建模保证责权明晰全局电网模型的建立满足电网物理规律部分电网控制中心功能的实现空间维协调.45纵向上下级之间横向平级之间 1各级调度机构之间的信息分层 输电层面程度2控制中心和厂站之间的信息分层 变电层面垂直过去EMS如何建立网络模型？未来EMS如何建立网络模型？.465.2 计算机系统体系构造和软件支持平台技术替代主备机方式，过渡到基于集群计算机的分布式计算方式基于智能代理MAS的计算处置机制计算资源和计算义务的动态分配计算机负荷平衡机制顺应信息分层的分布式数据库.475.3 不同时间尺度信息的管理和运用秒

14、级和毫秒级广域RTU数据秒级、广域PMU数据毫秒级的管理和运用。分阶段实施。缺点录波数据时间尺度更小 多态数据的管理和综合利用.485.4 控制中心和变电站之间的互动 智能代理技术1变电站内部分散、自治：变电站内部全数字化和网络化。过去分别独立的功能被集成、被交融；在外部少量协调情况下，独立完本钱身功能变电站对外的表现是一个黑匣子。外部电网变化作为变电站的输入，变电站作为一个整体给出相应的呼应输出，其内部细节被屏蔽。.49作为一个独立的系统，实现变电站内的形状估计等高级运用功能，实现变电管理系统SMS接受电网控制中心的指令，实现维护定值的在线自顺应修正；广域维护安装SPS和各种平安自动安装的协

15、调：在变电站之间横向在变电站和电网控制中心之间纵向.2系统级控制中心将变电站作为一个节点，进展全局电网的协调优化控制中心对各变电站下达协调指令，实现全局电网的优化运转50.5.5 PMU带来的技术变革引入带时标的同步相量信息，改动人类感知物理电网的手段，如何进而改善对电网的调度控制程度？RTUSCADAEMS高级运用软件 稳态监视； 预先、预防、预控； 即时静态紧急控制PMUWAMS基于PMU的高级运用DEMS 动态监视； 即时动态紧急控制PMU基于物理呼应，但需和数值仿真相结合51.5.6 聚纳大规模可再生能源电源的调度控制战略1特点随机性、间歇性、不确定性需求大量配套常规可调理电源需求Sm

16、art的调度控制战略需求在时间尺度上逐级消纳不确定性；需求在控制方式上分散自治，协调互动52.53电网正常平安运转形状下的优化控制电网正常不平安运转形状下的预防控制电网在紧急形状下的平安控制静态紧急动态紧急5.7 电网实时闭环控制高级运用 .545.8 新型人机交互和可视化 认知科学原理和人机工程技术相结合利用地理信息GIS进展可视化表达；三维可视化表达饼、柱、棒、流等，立体等高、轮廓、调控灵敏度、趋势等；视频技术在人机交互中的运用。多感官生动的可视化表达.6、运用案例全局无功电压控制AVC 55.56为什么需求全局无功电压控制？平安经济电能质量国外法国EDF， 80年代末近些年，意大利美国，

17、尚属空白.国内清华大学的任务1994年底，清华大学承当国家八五科技攻关工程，85-720-10-38 2003-2005年，江苏电网无功电压优化控制系统2005-2007年，华北电网自动电压控制57.2个国家级电网全部运用：国调、南网总调5个大区电网中运用4个，占4/5：华北、华东、华中、西北10个省级电网运用，占有率超越一半：江苏、湖北、四川、北京、天津、重庆、河北、江西、山西、内蒙古国 内 应 用.美国PJM的应 用情况2021年1月，在PJM控制中心系统部署，2月投入试运转。2021年9月，完成系统在线运转评价与测试59.系统网损JunJulAugSep控制前2027.7 2208.5

18、2056.1 1857.0 控制后2001.2 2182.6 2030.9 1835.5 下降量26.5 25.9 25.2 21.6 百分比1.29%1.14%1.23%1.12%.动态无功贮藏JunJulAugSep控制前38288.3 41107.3 39957.636685.6控制后38740.4 41503.8 40386.536999.7增加量452.1 396.5 428.9 314.1 百分比1.18%0.96%1.07%0.84%.基态电压越限JunJulAugSep控制前12.614.715.9 18.2 控制后4.24.96.1 5.0 减少量8.49.89.8 13.2 改善率99.71%99.63%98.66%99.56%.N-1后电压越限平均越限个数控制前控制后故障后越上限934.2 672.1 故障后越下限30.6 20.2 故障后电压跌落24.322.0 .电压稳定裕度关键断面EASTCENTRALWESTBED-BLAAP