电网调度自动化第一章基本特征2

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电网调度自动化第一章现代电力系统的基本特征三、现代电网的优势和问题（一）现代电网的优势1、现代电网的各个区域电网间具有较强的联系2、现代电网可以安装大容量、高效能的机组（火、水、核电机组）3、现代电网可以节省全网的装机容量4、现代电网可以实现自动发电控制第一章现代电力系统的基本特征5、现代电网可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用6、现代电网能承受较大的冲击负荷，有利于改善电能的质量。7、现代电网可以更大范围内进行水火电厂联合经济调度。8、现代电网可以接纳大规模风、光电等新能源。9、现代电网实现了在线监测和远方控制。10、现代电网可以采用非线性的控制技术

第一章现代电力系统的基本特征（二）现代电网的问题1、动稳定问题是制约电网稳定运行的最主要问题2、不同的联网形式对电网整体稳定水平有很大影响3、系统的动稳定水平和各枢纽变电站的电压水平密切相关4、大型新能源接入电网，对电网的运行调度带来很大的影响5、大电网的安全已成为国内外关注的重要问题

第一章现代电力系统的基本特征6、新能源大规模接入后的复杂电网的建模成为当前电力系统分析需要亟待解决的重要问题1）各种类型风电机组的静、动态建模2）大规模风电集群静、动态聚合建模3）储能设备的建模第一章现代电力系统的基本特征7、大规模电网的数据采集、处理、分析和存储问题1）各种发电、变电、用电等设备的统一建模2）各地区、省、区域电网运行数据的集中采集、处理、分析和存储；3）数据的分层下送和上传交互4）电网事故状态下的分析和处理5）物联网的数据交互第一章现代电力系统的基本特征（三）应进行的主要工作1、大电网低频振荡抑制及在线智能控制技术

研究大型互联电网低频振荡的典型特征及其发生机理；分析电网结构、运行方式、励磁系统、调速器对互联电网低频振荡的影响，研究在线智能控制技术。第一章现代电力系统的基本特征2、基于轨迹研究电力系统的功角稳定相量测量单元（PMU）技术的应用为基于轨迹研究电力系统稳定性提供了技术支持。PMU为电力系统提供了同时在时间和空间的2维坐标下实时研究和观察动态行为的条件，如何充分利用PMU数据的动态特性,快速、有效地对电力系统稳定性进行实时预测和控制，提高大电网动态稳定水平，是电力系统面临的重要课题。第一章现代电力系统的基本特征第一章现代电力系统的基本特征3、研究大规模集中接入和分布式新能源接入控制技术

风电场输出功率具有波动性和不确定性，大量风电接入电网对电网的运行调度带来较大的影响。尤其是很多地区风电具有反调峰特性；光伏发电输出功率随日照情况也会有一定的变化。需要抓紧研究可再生能源数据采集和监控技术、适应新能源特性的联络线功率控制技术、无功电压控制技术、发电预测模型和方法。第一章章现现代电电力系系统的的基本本特征征2012年年国家家科技技部所所列重重大科科技项项目其其中一一个方方向就就是：：大规模模集中中接入入间歇歇式能能源并并网技技术。。在该该方向向中列列了4个课课题：：课题一一：风风电场场、光光伏电电站集集群控控制系系统研研究与与开发发课题二二：间间歇式式能源源发电电多时时空尺尺度调调度系系统研研究与与开发发课题三三：大大型风风电场场柔性性直流流输电电接入入技术术研究究与开开发课题三三：间间歇式式电源源并网网规划划与随随机全全过程程分析析技术术研究究与开开发第一章章现现代电电力系系统的的基本本特征征国家电电网公公司对对“新能源源发电电及源源网协协调研研究领领域”也列了了重大大专项项，包包括：：大规模模风电电并网网调度度运行行支撑撑关键键技术术研究究与应应用新能源源发电电接纳纳能力力评估估分析析平台台研发发与示示范应应用分布式式新能能源发发电系系统并并网及及调度度运行行关键键技术术研究究与工工程示示范源-网网-荷荷互动动环境境下电电网稳稳定分分析方方法研研究第一章章现现代电电力系系统的的基本本特征征4、极极端外外部灾灾害下下的调调度防防御技技术研研究研究外外部灾灾害信信息的的接入入、建建模、、可视视化展展现、、分析析、仿仿真、、预警警和协协调防防御方方法。。通过过预测测信息息，可可以提提前感感知外外部灾灾害信信息，，针对对有可可能发发生的的电网网故障障提前前做出出预案案，增增强智智能电电网抗抗击外外部灾灾害风风险的的能力力。第一章章现现代电电力系系统的的基本本特征征国家电电网公公司列列重大大专项项：第一章章现现代电电力系系统的的基本本特征征5、大大电网网预警警与安安全防防御研研究包括：：大电网网含新新能源源并网网方式式下的的有功功、无无功电电压智智能预预警控控制技技术基于WAMS的的低频频振荡荡预警警和阻阻尼控控制技技术在线智能能辅助决决策及预预防控制制技术输电网的的多重故故障及不不同厂站站同时故故障、相相继故障障安全防防御控制制技术。。第一章现现代电电力系统统的基本本特征6、大电电网连锁锁故障预预测及自自愈技术术包括：针对电网网具有自自组织临临界性的的特点，，研究大大规模新新能源发发电集中中接入的的复杂电电网自组组织临界界性的涌涌现机制制和其临临界点附附近的动动态演化化；利用复杂杂网络理理论寻找找发生灾灾变的临临界点运运行区域域和薄弱弱环节，，研究不不同拓扑扑结构特特性以及及网络规规模对薄薄弱环节节或关键键元件的的影响。。连锁故障障风险量量化评价价指标和和基于风风险的连连锁故障障预防和和校正控控制策略略。等等等…第一章现现代电电力系统统的基本本特征7、开展展非线性性控制技技术研究究可控串补补、可控控电抗、、静止无无功补偿偿器（SVC））、统一一潮流控控制器、、故障障电流限限制器、、风/光光电汇集集点、集集群点等等值模型型；在互联系系统内部部关键点点加装必必要的动动态无功功补偿设设备，提提高这些些关键点点的电压压支撑，，改善电电网的动动态特性性；在重重要联络络线加装装统一潮潮流控制制器，，可调节节输电网网的潮流流分配；；为有效效控制短短路电流流，加装装故障电电流限制制器可实实现即限限制短路路电流又又不增加加线损的的目的。。第一章现现代电电力系统统的基本本特征以上公式为单单机对无无穷大系系统公式式，对现现代电力力系统，，必须对对多关键键点电压压进行控控制（AVC)。第一章现现代电电力系统统的基本本特征在重要联联络线实实现柔性性控制（（FACTS））也是改善善联络线线的动态态特性，，抑制低低频振荡荡，提高高稳定运运行水平平的重要要手段。。第一章现现代电电力系统统的基本本特征8、研究究和应用用调度自自动化技技术，提提高电网网调度自自动化水水平“十二五””期间，，国家电电网将建建成特高高压电网网和15条直流流输电联联网工程程，届时时，我国国电网将将成为世世界上电电压等级级最高、、输送容容量最大大、技术术水平最最先进、、运行特特性最复复杂的电电网。电电网规模模扩大，，电网运运行工况况和潮流流多变，，安全稳稳定特性性更加复复杂；电电网交直直流混联联，大电电源影响响增强，，新能源源大规模模接入的的随机性性和波动动性，使使电网调调度运行行控制难难度加大大，必须须提高电电网的在在线控制制能力。。因此，，需要研研究电网调度度自动化化的暂态态、动态态控制技技术，提提高电网网调度自自动化水水平。第一章现现代电电力系统统的基本本特征（三）应应进行的的主要工工作1、大电电网低频频振荡抑抑制及在在线智能能控制技技术研究大型型互联电电网低频频振荡的的典型特特征及其其发生机机理；分分析电网网结构、、运行方方式、励励磁系统统、调速速器对互互联电网网低频振振荡的影影响，研研究在线线智能控控制技术术。第一章现现代电电力系统统的基本本特征2、基于于轨迹研研究电力力系统的的功角稳稳定相量测量量单元（（PMU）技术术的应用用为基于于轨迹研研究电力力系统稳稳定性提提供了技技术支持持。PMU为电电力系统统提供了了同时在在时间和和空间的的2维坐坐标下实实时研究究和观察察动态行行为的条条件，如如何充分分利用PMU数数据的动动态特性性,快速速、有效效地对电电力系统统稳定性性进行实实时预测测和控制制，提高高大电网网动态稳稳定水平平，是电电力系统统面临的的重要课课题。第一章现现代电电力系统统的基本本特征第一章现现代电电力系统统的基本本特征3、研究究大规模模接入和和分布式式新能源源接入控控制技术术风电场输输出功率率具有波波动性和和不确定定性，大大量风电电接入电电网对电电网的运运行调度度带来较较大的影影响。尤尤其是很很多地区区风电具具有反调调峰特性性；光伏伏发电输输出功率率随日照照情况也也会有一一定的变变化。需需要抓紧紧研究可可再生能能源数据据采集和和监控技技术、适适应新能能源特性性的联络络线功率率控制技技术、无无功电压压控制技技术、发发电预测测模型和和方法。。第一章现现代电电力系统统的基本本特征201年年国家科科技部所所列重大大科技项项目其中中一个方方向就是是：大规模集集中接入入间歇式式能源并并网技术术。在该该方向中中列了4个课题题：课题一：：风电场场、光伏伏电站集集群控制制系统研研究与开开发课题二：：间歇式式能源发发电多时时空尺度度调度系系统研究究与开发发课题三：：大型风风电场柔柔性直流流输电接接入技术术研究与与开发课题三：：间歇式式电源并并网规划划与随机机全过程程分析技技术研究究与开发发第一章现现代电电力系统统的基本本特征国家电网网公司对对“新能能源发电电及源网网协调研研究领域域”也列列了重大大专项，，包括：：大规模风风电并网网调度运运行支撑撑关键技技术研究究与应用用新能源发发电接纳纳能力评评估分析析平台研研发与示示范应用用分布式新新能源发发电系统统并网及及调度运运行关键键技术研研究与工工程示范范源-网-荷互动动环境下下电网稳稳定分析析方法研研究第一章现现代电电力系统统的基本本特征4、极端端外部灾灾害下的的调度防防御技术术研究研究外部部灾害信信息的接接入、建建模、可可视化展展现、分分析、仿仿真、预预警和协协调防御御方法。。通过预预测信息息，可以以提前感感知外部部灾害信信息，针针对有可可能发生生的电网网故障提提前做出出预案，，增强智智能电网网抗击外外部灾害害风险的的能力。。国家电网网公司列列重大专专项：第一章现现代电电力系统统的基本本特征国家电网网公司列列重大专专项：第一章现现代电电力系统统的基本本特征5、大电电网预警警与安全全防御研研究包括：大电网含含新能源源并网方方式下的的有功、、无功电电压智能能预警控控制技术术基于WAMS的的低频振振荡预警警和阻尼尼控制技技术在线智能能辅助决决策及预预防控制制技术，，输电网的的多重故故障及不不同厂站站同时故故障、相相继故障障安全防防御控制制技术。。第一章现现代电电力系统统的基本本特征6、大电电网连锁锁故障预预测及自自愈技术术包括：针对电网网具有自自组织临临界性的的特点，，研究大大规模新新能源发发电集中中接入的的复杂电电网自组组织临界界性的涌涌现机制制和其临临界点附附近的动动态演化化；利用复杂杂网络理理论寻找找发生灾灾变的临临界点运运行区域域和薄弱弱环节，，研究不不同拓扑扑结构特特性以及及网络规规模对薄薄弱环节节或关键键元件的的影响。。等等……连锁故障障风险量量化评价价指标和和基于风风险的连连锁故障障预防和和校正控控制策略略。第一章现现代电电力系统统的基本本特征7、开展展非线性性控制技技术研究究可控串补补、可控控电抗、、静止无无功补偿偿器（SVC））、统一一潮流控控制器、、故障障电流限限制器；；在互联系系统内部部关键点点加装必必要的动动态无功功补偿设设备，提提高这些些关键点点的电压压支撑，，改善电电网的动动态特性性；在重重要联络络线加装装统一潮潮流控制制器，，可调节节输电网网的潮流流分配；；为有效效控制短短路电流流，加装装故障电电流限制制器可实实现即限限制短路路电流又又不增加加线损的的目的。。第一章现现代电电力系统统的基本本特征以上公式为单机机对无穷大大系统公式式，对现代代电力系统统，必须对对多关键点点电压进行行控制（AVC)。。第一章现现代电力系系统的基本本特征在重要联络络线实现柔柔性控制（（FACTS）也是改善联联络线的动动态特性，，抑制低频频振荡，提提高稳定运运行水平的的重要手段段。第一章现现代电力系系统的基本本特征8、研究和和应用调度度自动化技技术，提高高电网调度度自动化水水平“十二五”期期间，国家家电网将建建成特高压压电网和15条直流流输电联网网工程，届届时，我国国电网将成成为世界上上电压等级级最高、输输送容量最最大、技术术水平最先先进、运行行特性最复复杂的电网网。电网规规模扩大，，电网运行行工况和潮潮流多变，，安全稳定定特性更加加复杂；电电网交直流流混联，大大电源影响响增强，新新能源大规规模接入的的随机性和和波动性，，使电网调调度运行控控制难度加加大，必须须提高电网网的在线控控制能力。。因此，需需要研究电网调度自自动化的暂暂态、动态态控制技术术，提高电电网调度自自动化水平平。第一章现现代电力系系统的基本本特征四、现代电电力系统的的结构尽管电网的的大小和结结构组成各各不相同，，但它们具具有相同的的基本特性性1、由运行行电压基本本恒定的三三相交流系系统组成。。发电机和和输电设施施采用三相相装置；工工业负荷总总是三相；；单相家用用和商用负负荷在各相相之间等量量分配，以以便有效地地形成平衡衡的三相系系统。第一章现现代电力系系统的基本本特征2、采用同同步发电机机发电。原动机将一一次能源（（煤、水、、核等）转转换为机械械能，然后后由同步发发电机发电电转换为电电能。3、将电力力远距离输输送到广大大区域的电电力用户。。需经由运行行于不同电电压水平的的子系统组组成的输配配电系统。。第一章现现代电力系系统的基本本特征实际上，通通常将电网网分成以下下子系统：：1）输电系系统2）次输电电系统3）配电系系统下图为现代代电力系统统的基本构构成：第一章现现代电力系系统的基本本特征第一章现现代电力系系统的基本本特征管理方式：：a、输电系系统由国家家、区域、、省电力公公司调管输电系统连连接系统中中主要的发发电厂和主主要的负荷荷中心。它它形成整个个系统的骨骨干并运行行于系统的的最高电压压水平（通通常为220KV及及以上）。。发电机的的电压通常常在10.5—35KV范围围内，经过过升压达到到输电电压压水平后，，电力被传传送到输电电系统枢纽纽变电站，，在此再经经过降压达达到次输电电水平（通通常为69--138KV））。发电和和输电子系系统经常被被称为主电电力系统。。主电力系系统一般由由国家、区区域和省电电网公司调调管。第一章现现代电力系系统的基本本特征b、次输电电系统由地地区供电（（电力）公公司调管次输电系统统将电力从从输电变电电站输往配配电变电站站。通常大大的工业用用户直接由由次输电系系统供电。。次输电系系统由地区区供电（电电力）公司司调管。第一一章章现现代代电电力力系系统统的的基基本本特特征征c、、配配电电系系统统由由县县电电力力公公司司、、城城区区分分公公司司调调管管配电电系系统统相相当当于于将将电电力力送送往往用用户户的的传传输输过过程程的的最最后后一一级级。。一一次次配配电电电电压压通通常常在在3.0——35KV之之间间，，较较小小的的工工业业用用户户通通过过这这一一电电压压等等级级的的主主馈馈线线供供电电。。二二次次配配电电馈馈线线从从120——240V相相电电压压向向民民用用和和商商业业用用户户供供电电。。配配电电系系统统在在农农村村由由县县电电力力公公司司调调管管，，在在城城市市则则由由地地区区供供电电公公司司的的城城区区分分公公司司调调管管。。第一一章章现现代代电电力力系系统统的的基基本本特特征征相邻邻电电网网的的互互联联通通常常在在输输电电系系统统的的水水平平上上实实现现。。整个个电电力力系系统统由由多多个个发发电电电电源源和和几几层层输输电电网网络络组组成成。。它它们们提提供供的的高高度度结结构构冗冗余余使使系系统统能能够够承承受受非非正正常常的的偶偶然然故故障障而而不不致致影影响响对对用用户户的的供供电电。。第一一章章现现代代电电力力系系统统的的基基本本特特征征五、、现现代代电电力力系系统统的的运运行行状状态态的的设设定定为了了对对现现代代电电网网进进行行安安全全性性分分析析和和有有效效得得控控制制，，在在概概念念上上我我们们将将电电力力系系统统运运行行分分为为5种种状状态态：：正正常常状状态态、、警警戒戒状状态态、、紧紧急急状状态态、、极极端端状状态态、、恢恢复复状状态态第一章现代代电力系统的的基本特征1、正常状态态：所有的系系统变量都在在额定范围内内。频率50Hz±0.2、电压Un±5％，供电可靠性水水平都在系统统供电质量的的标准范围内内，没有过负负荷的设备。。系统运行于于一种安全的的方式下，能能够承受偶然然事故而不超超出任何约束束条件（冗余状态））。第一章现代代电力系统的的基本特征2、警戒状态态：所有的系系统变量都在在额定范围内内。所有的约束条条件都能得到到满足，然而而此时系统已已到了很脆弱弱的程度（由由于天气或者者检修引起）），一次偶然然的事故便会会造成设备的的过负荷，从从而使系统进进入紧急状态态。如果这一一故障干扰非非常严重，则则可能使系统统从警戒状态态直接导致极极端状态。第一章现代代电力系统的的基本特征如果系统安全全水平下降到到低于某一适适当的界限，，或者由于不不利的天气条条件如特大暴暴雨而使故障障干扰的可能能性增加，则则系统进入警警戒状态。（（大风、暴雨雨、雾、小雨雨）。第一章现代代电力系统的的基本特征3、紧急状态态：这种状态态下，许多母母线电压降低低或设备负荷荷超出短时紧紧急额定值。。此时，系统仍仍然是完整的的，采取紧急急控制措施，，如：故障清