华电电力系统自动化第15讲-调度自动化(1)-网络拓扑和可观测性分析

华电电力系统自动化第15讲-调度自动化(1)-网络拓扑和可观测性分析第一页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage22023/4/28网络拓扑和可观测性分析第二页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage32023/4/28EMS拓扑分析动态着色可观测性分析网络通信SCADADB遥信网络结构母线模型SE结果实时状态估计坏数据辫识遥测历史断面历史断面保存超短期负荷预测预测数据外网等值在线潮流潮流结果静态安全评定自动故障选择最优潮流校正对策分析在线故障计算智能化网络建模灵敏度分析经济评估分析量测系统分析维护短路容量扫描静态电压稳定分析暂态稳定分析短期负荷预测开停机计划发电计划第三页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage42023/4/28如何描述电网的连接关系？第四页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage52023/4/28电力系统网络模型－节点模型用电气连接点(Node)描述电力设备间的连接关系实际电力系统计算的给定条件之一设备分为单端设备、双端设备和节点双端设备线路（串联电抗器），变压器，开关，刀闸描述：设备名FROMnode1TOnode2单端设备发电机，负荷，电容器，电抗器等描述：设备名ATnode1单端设备是一类特殊的双端设备，其一端固定为大地123ln1ln2ld1ln1fromnode1tonode2ln2fromnode2tonode3ld1atnode3第五页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage62023/4/28双端电力设备ABABABAB线路（串联电抗器）变压器开关刀闸第六页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage72023/4/28单端电力设备发电机电容器GAAAA负荷电抗器第七页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage82023/4/28电力系统网络模型－节点模型的例子开关FromToA12B13C24D35E46F56第八页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage92023/4/28电力系统网络模型－典型节点模型单母线分段双母线带旁路四角接线倍半开关式接线第九页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage102023/4/28电力系统网络模型－母线模型在节点模型中去掉阻抗为零的元件（合并该类元件的首末节点）闭合的开关和刀闸极短的连接线为什么需要母线模型？大大简化分析计算母线模型－－电力系统分析计算的基础第十页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage112023/4/28从节点模型到母线模型－拓扑分析原来这么简单啊！第十一页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage122023/4/28母线模型中省掉的开关竟然这么大！SF6开关模型照片第十二页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage132023/4/28拓扑分析根据开关、刀闸的开合状态，确定电力系统设备的电气连接关系分析步骤厂站的结线分析系统的结线分析搜索方法深度优先搜索(DepthFirstSearch,DFS)广度优先搜索(BreadthFirstSearch,BFS)第十三页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage142023/4/28网络拓扑分析(TOPO)◆目的—利用元件的拓扑联结关系和遥信 值确定网络的拓扑岛◆厂站拓扑分析

(开关–节点)+(开关状态)=>(节点–母线)第十四页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage152023/4/28网络拓扑分析(TOPO)(续)第十五页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage162023/4/28网络拓扑分析(TOPO)(续)第十六页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage172023/4/28网络拓扑分析(TOPO)(续)系统的拓扑分析(支路–节点)+(节点–母线)=>(支路–母线)系统中，输电线路把同一电压等级的厂站联成一个拓扑岛。第十七页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage182023/4/28网络拓扑分析(TOPO)(续)◆活岛和死岛既有发电又有负荷，可运行的为活岛。不在运行的为死岛。

网络拓扑的结果是产生一个可运行的网络拓扑图(拓扑岛)。第十八页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage192023/4/28深度优先搜索方法－DFS1259346710811先儿孙再兄弟第十九页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage202023/4/28广度优先搜索(BFS)先兄弟再儿孙1345678910211第二十页，共26页。while(TRUE){for(j1=1;j1<=id[i];j1++){if(im[i][j1]!=0){j=im[i][j1];//取出关联节点jim[i][j1]=0;//清除

for(i1=1;i1<=id[j];i1++){ if(im[j][i1]==i) im[j][i1]=0;;//清除

}if(ioi[j]==0){ it[k]=i; k++; ioi[j]=k; i=j;;//转而检索i的儿子j}j1=0;//开始检索节点j的所有关联节点

continue;}if(ioi[i]!=1){i=it[ioi[i]-1];//回溯

continue;}}it[i]第i个放进搜索树的节点号ioi[i]节点i在搜索树的位置序号id[i]—与节点i相连的接点各数im[i][]—与i节点相连的节点号nIsland_Node[i]—节点i所属的岛号1342id[1]=1,im[1][]={2}id[2]=3,im[2][]={1,3,4}id[3]=1,im[3][]={2}id[4]=1,im[4][]={2}5第二十一页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage222023/4/28量测系统可观测性分析电力系统的状态：节点电压的幅值和角度含义

能够利用量测系统算出系统的状态（电压幅值和角度）叫可观测数值方法要解方程AX=b若要解存在，要求A可逆F(x)=0有解拓扑方法通过拓扑树的搜索判断系统的可观测性第二十二页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage232023/4/28可观测性分析的拓扑方法－量测分类支路潮流量测，如线路和变压器的首端或末端的功率量测，简称潮流量测节点注入量测，如机组出力和负荷功率，简称注入量测假设测量都是有功，无功成对出现P12+jQ12P21+jQ21P+jQP+jQ第二十三页，共26页。NorthChinaElectricPowerUniversitypage242023/4/28量测系统的可观测性分析(续)原理P12+jQ