電力系統(tǒng)自動化chapter5-6EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能.ppt
一、網(wǎng)絡(luò)接線分析(網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ㄒ唬┚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x及基本功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅幕竟δ苁歉鶕?jù)開關(guān)的開合狀態(tài)(遙信信息)和電網(wǎng)一次接線圖來確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潢P(guān)系(二)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞幕拘g(shù)語網(wǎng)絡(luò)元件(Component);節(jié)點(Node);邏輯支路(LogicBranch);保留元件(RetainedComponents);零阻抗支路(ZeroimpedanceBranch);母線;活島和死島;主母線,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(一)狀態(tài)估計的必要性SCADA數(shù)據(jù)庫存在下面明顯缺點:數(shù)據(jù)不齊全數(shù)據(jù)不精確受干擾時會出現(xiàn)不良數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)不和諧,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,(二)狀態(tài)估計的功能得到最接近于系統(tǒng)真實狀態(tài)的最佳估計值對生數(shù)據(jù)進行不良數(shù)據(jù)(或叫壞數(shù)據(jù))的檢測與辨識,刪除或改正不良數(shù)據(jù)推算出齊全而精確的電力系統(tǒng)運行參數(shù)糾正偶爾會出現(xiàn)的開關(guān)狀態(tài)遙信錯誤估計某些可疑或未知的設(shè)備參數(shù)以現(xiàn)有數(shù)據(jù)預(yù)測未來的趨勢和可能出現(xiàn)的狀態(tài)確定合理的測點數(shù)量和合理的測點分布,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,(三)狀態(tài)估計的基本原理1.測量的冗余度狀態(tài)估計算法必須建立在實時測量系統(tǒng)有較大冗余度的基礎(chǔ)之上。一般要求是:測量系統(tǒng)的冗余度系統(tǒng)獨立測量數(shù)/系統(tǒng)狀態(tài)變量數(shù)(1.53.0)電力系統(tǒng)的狀態(tài)變量是指表征電力系統(tǒng)特征所需最小數(shù)目的變量,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,2.狀態(tài)估計的步驟(1)假定數(shù)學(xué)模型。(2)狀態(tài)估計計算(3)不良數(shù)據(jù)的檢測(4)不良數(shù)據(jù)的辨識3.不良數(shù)據(jù)的檢測檢查是否有不良測值混入或有結(jié)構(gòu)錯誤信息4.不良數(shù)據(jù)的辨識確定具體的不良數(shù)據(jù)或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)錯誤信息的過程。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,三、安全分析與安全控制1安全監(jiān)視對電力系統(tǒng)的實時運行參數(shù)(頻率、電壓和功率潮流等)以及斷路器、隔離開關(guān)等的狀態(tài)進行監(jiān)視。2安全分析在安全監(jiān)視的基礎(chǔ)上,對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)做出安全評價。包括靜態(tài)安全分析和動態(tài)安全分析。3安全控制安全控制是為保證電力系統(tǒng)安全運行所進行的調(diào)節(jié)、校正和控制。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,(一)電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)1正常運行狀態(tài)正常運行狀態(tài)時,系統(tǒng)滿足所有的約束條件。2警戒狀態(tài)擾動使電力系統(tǒng)總的備用裕度減少、安全水平降低后,就可能進入警戒狀態(tài)。3緊急狀態(tài)如果系統(tǒng)發(fā)生了一個嚴(yán)重的故障,使運行極限被破壞,系統(tǒng)就進入了緊急狀態(tài)。4恢復(fù)狀態(tài)電網(wǎng)解列切除部分負(fù)荷或電源等措施,就能夠使頻率電壓等運行參數(shù)恢復(fù)穩(wěn)定回到正常限值之內(nèi),并重新滿足不等式約束條件,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,(二)靜態(tài)安全分析1預(yù)想故障分析對一組可能發(fā)生的假想故障進行在線的計算分析,校核這些故障后電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行方式的安全性,判斷出各種故障對電力系統(tǒng)安全運行的危害程度??煞譃槿糠郑汗收隙x、故障篩選和故障分析。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,(1)故障定義建立預(yù)想故障的集合。預(yù)想故障集合主要包括以下各種開斷故障:單一線路開斷;兩條以上線路同時開斷;變電站回路開斷;發(fā)電機回路開斷;負(fù)荷出線開斷;上述各種情況的組合。(2)故障篩選故障按其對電網(wǎng)的危害程度進行篩選和排隊(3)故障分析對預(yù)想故障集合里的故障進行快速仿真潮流計算,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,2快速潮流計算方法所采用的算法有直流潮流法、P-Q分解法和等值網(wǎng)絡(luò)法等(1)直流潮流法將電力系統(tǒng)的交流潮流(有功功率和無功功率)用等值的直流電流代替,用直流電路的解法來分析電力系統(tǒng)的有功潮流,不考慮無功分布對有功的影響。(2)P-Q分解法P-Q分解法占用計算機的內(nèi)存少,計算速度快,精度比較高。(3)等值網(wǎng)絡(luò)法在安全分析中可以把系統(tǒng)分為兩部分:待研究系統(tǒng)和外部系統(tǒng)。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,(三)動態(tài)安全分析模式識別法、李雅普諾夫法以及擴展等面積法1模式識別法建立在對電力系統(tǒng)各種運行方式的假想事故離線模擬計算的基礎(chǔ)上的,需要事先對各種不同運行方式和故障種類進行穩(wěn)定計算。然后選取少數(shù)幾個表征電力系統(tǒng)運行的狀態(tài)變量(一般是節(jié)點電壓和相角),通過自學(xué)習(xí)過程構(gòu)成穩(wěn)定判別式。用圖5-48所示簡單電力系統(tǒng)加以說明。圖中和是兩個表征電力系統(tǒng)的狀態(tài)變量,針對不同的運行方式和假想事故,分別在平面上就標(biāo)出了許多穩(wěn)定情況(用點表示)和不穩(wěn)定情況(用點表示)。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,2.李雅普諾夫法在狀態(tài)空間中找出一個包含穩(wěn)定平衡點的區(qū)域,使得凡是屬于這一區(qū)域的任何擾動,系統(tǒng)以后的運動最終都趨于穩(wěn)定平衡點。這一區(qū)域稱為關(guān)于穩(wěn)定平衡點的漸近穩(wěn)定域,簡稱穩(wěn)定域。為了求得穩(wěn)定域,需要構(gòu)造李雅普諾夫函數(shù),或稱函數(shù)。通過函數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)方程,就可以決定穩(wěn)定域。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,3.擴展等面積法EEAC(ExtendedEqudAreaCriteron)靜態(tài)EEAC采用“在線預(yù)算,實時匹配”的控制策略。整個系統(tǒng)分為在線預(yù)決策子系統(tǒng)和實時匹配控制子系統(tǒng)兩大部分。前者根據(jù)電網(wǎng)當(dāng)前的運行工況,定期刷新后者的決策表,后者根據(jù)該表實施控制。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,(四)正常運行狀態(tài)(包括警戒狀態(tài))的安全控制為了保證電力系統(tǒng)正常運行的安全性1.在編制運行方式時就要進行安全校核;2.在實際運行中,要對電力系統(tǒng)進行不間斷的嚴(yán)密監(jiān)視,對電力系統(tǒng)的運行參數(shù)如頻率、電壓和線路潮流等不斷地進行調(diào)整,始終保持盡可能的最佳狀態(tài);3.還要對可能發(fā)生的假想N1事故進行后果模擬分析;4.當(dāng)確認(rèn)當(dāng)前屬警戒狀態(tài)時,可對運行中的電力系統(tǒng)進行預(yù)防性的安全校正。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,(五)緊急狀態(tài)時的安全控制緊急狀態(tài)的安全控制可分為三大階段。第一階段的控制目標(biāo)是事故發(fā)生后快速而有選擇地切除故障,這主要由繼電保護裝置和自動裝置完成,目前最快可在一個周波內(nèi)切除故障。第二階段的控制目標(biāo)是防止事故擴大和保持系統(tǒng)穩(wěn)定,這需要采取各種提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。第三階段是在上述努力均無效的情況下,將電力系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)攸c解列。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,(六)恢復(fù)狀態(tài)時的安全控制重大事故后的電力系統(tǒng)恢復(fù)過程是一個有序的協(xié)調(diào)過程。首先要使各獨立運行部分的頻率和電壓都正常,消除各元件的過負(fù)荷狀態(tài),然后再將各解列部分重新并列,并逐個恢復(fù)停電用戶的供電。,第六節(jié)EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能,