現(xiàn)代電網(wǎng)調度控制技術

目 錄
總序 前言

第 1 章 緒論 1
1.1 現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行特點 1
1.2 調度自動化系統(tǒng)功能定位 2
1.3 調度自動化系統(tǒng)發(fā)展歷程 2
1.4 智能電網(wǎng)調度控制系統(tǒng) 4
第 2 章 支撐平臺 7
2.1 支撐平臺體系架構 7
2.1.1 支撐平臺軟件架構 7
2.1.2 支撐平臺功能模塊 8
2.2 通信子系統(tǒng) 9
2.2.1 服務總線 9
2.2.2 消息總線 10
2.2.3 消息郵件 11
2.2.4 工作流程 12
2.3 存儲子系統(tǒng) 12
2.3.1 實時數(shù)據(jù)庫 13
2.3.2 歷史數(shù)據(jù)庫 14
2.3.3 時間序列實時庫 15
2.4 運行管理子系統(tǒng) 17
2.4.1 時鐘同步 17
2.4.2 進程管理 18
2.4.3 資源監(jiān)視 19
2.5 模型管理 20
2.5.1 模型標準 20
2.5.2 模型維護 21
2.5.3 模型共享 22
2.5.4 技術特點 23
2.6 人機界面 23
2.6.1 人機體系結構 24
2.6.2 窗口管理 24
2.6.3 圖元編輯 24
2.6.4 圖形編輯 25
2.6.5 圖形瀏覽 25
2.7 安全防護 27
2.7.1 安全防護基礎技術 28
2.7.2 結構安全 29
2.7.3 本體安全 31
2.7.4 應用安全 33
2.7.5 數(shù)據(jù)安全 34
2.7.6 安全應急 34
2.7.7 安全管理 35
2.8 案例管理 36
2.8.1 模型數(shù)據(jù)案例管理 36
2.8.2 實時數(shù)據(jù)案例管理 37
2.8.3 文件數(shù)據(jù)案例管理 37
2.8.4 案例管理功能特點 37
2.9 多態(tài)場景應用 38
2.9.1 多態(tài)場景應用配置 38
2.9.2 多態(tài)場景應用啟停 38
2.9.3 多態(tài)場景應用管理 39
2.9.4 多態(tài)場景應用展示 39
2.10 多層次備用體系 40
2.10.1 備用調控系統(tǒng)建設要求 40
2.10.2 備用調控系統(tǒng)類型 41
2.10.3 備用調控系統(tǒng)技術難點 42
第 3 章 數(shù)據(jù)采集與交換 44
3.1 數(shù)據(jù)采集與交換子系統(tǒng)基本架構 44
3.1.1 基本結構 44
3.1.2 按口值班 45
3.1.3 分布式數(shù)據(jù)采集 45
3.2 數(shù)據(jù)采集與交換子系統(tǒng)主要功能 47
3.3 數(shù)據(jù)傳輸 48
3.3.1 通信系統(tǒng)結構 48
3.3.2 穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)采集 49
3.3.3 動態(tài)數(shù)據(jù)采集 50
3.3.4 繼電保護設備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集 51
3.3.5 數(shù)據(jù)交換 51
3.4 數(shù)據(jù)采集與交換系統(tǒng)運行監(jiān)控 52
3.4.1 報文顯示工具 52
3.4.2 實時數(shù)據(jù)顯示工具 53
3.4.3 動態(tài)數(shù)據(jù)離線數(shù)據(jù)文件召喚工具 54
第 4 章 電網(wǎng)運行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控 55
4.1 功能框架 55
4.2 SCADA 數(shù)據(jù)處理 56
4.2.1 模擬量處理 57
4.2.2 狀態(tài)量處理 57
4.2.3 計劃值處理 58
4.2.4 多數(shù)據(jù)源處理 59
4.2.5 旁路代識別與處理 60
4.2.6 對端代處理 61
4.3 SCADA 計算統(tǒng)計 62
4.3.1 計算功能 62
4.3.2 統(tǒng)計功能 63
4.4 電網(wǎng)運行監(jiān)視 64
4.4.1 一次設備監(jiān)視 64
4.4.2 穩(wěn)定斷面監(jiān)視 64
4.4.3 系統(tǒng)潮流監(jiān)視 65
4.4.4 備用容量監(jiān)視 65
4.4.5 故障跳閘監(jiān)視 65
4.5 電力設備監(jiān)控 65
4.5.1 信息分區(qū)分層處理 66
4.5.2 監(jiān)控綜合智能告警 67
4.5.3 監(jiān)控信號驗收 68
4.6 調度操作與控制 69
4.6.1 批量控制的分類 69
4.6.2 控制的安全保障 69
4.6.3 典型應用與發(fā)展 71
4.7 電網(wǎng)拓撲分析與著色 75
4.7.1 抽象建模 75
4.7.2 電網(wǎng)拓撲分析的應用 75
4.8 電力系統(tǒng)事故追憶 77
4.8.1 數(shù)據(jù)記錄 77
4.8.2 事故追憶 77
第 5 章 電網(wǎng)運行動態(tài)監(jiān)視與分析 79
5.1 電網(wǎng)動態(tài)運行狀態(tài)監(jiān)視 79
5.1.1 量測數(shù)據(jù)監(jiān)視 79
5.1.2 量測數(shù)據(jù)分析 80
5.1.3 量測數(shù)據(jù)展示 81
5.2 低頻振蕩監(jiān)視 82
5.2.1 低頻振蕩在線監(jiān)視 82
5.2.2 低頻振蕩在線分析 83
5.2.3 低頻振蕩輔助決策 83
5.3 在線擾動識別 83
5.3.1 短路跳閘識別 84
5.3.2 非同期并列識別 84
5.3.3 非全相運行識別 85
5.3.4 機組故障跳閘識別 85
5.3.5 直流閉鎖識別 85
5.4 機組涉網(wǎng)行為監(jiān)視 86
5.4.1 調速系統(tǒng)性能監(jiān)視 86
5.4.2 勵磁系統(tǒng)性能監(jiān)視 87
第 6 章 繼電保護設備運行監(jiān)視 89
6.1 繼電保護設備模型 89
6.1.1 繼電保護設備基本模型 89
6.1.2 繼電保護統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型 89
6.2 繼電保護監(jiān)視數(shù)據(jù)分類 89
6.2.1 保護裝置信息 89
6.2.2 故障錄波器信息 91
6.3 繼電保護運行監(jiān)視 92
6.3.1 運行狀態(tài)監(jiān)視 92
6.3.2 繼電保護回路監(jiān)視 92
6.3.3 裝置異常定位 96
6.4 繼電保護故障分析 97
6.4.1 功能定位 97
6.4.2 故障在線分析 97
6.4.3 波形分析 98
6.4.4 故障測距 98
6.4.5 故障報告 99
6.5 繼電保護動作邏輯回放 99
第 7 章 綜合智能分析與告警 101
7.1 電網(wǎng)運行綜合告警 101
7.1.1 實時監(jiān)視分析類告警 102
7.1.2 預想故障分析類告警 102
7.1.3 故障告警分析類告警 102
7.2 電網(wǎng)在線故障診斷 103
7.2.1 三態(tài)數(shù)據(jù)特性 104
7.2.2 綜合故障診斷 105
7.2.3 特高壓直流故障診斷 106
7.3 告警訂閱推送 107
7.3.1 告警訂閱管理和發(fā)布 107
7.3.2 故障告警訂閱 108
7.3.3 異常告警訂閱 108
第 8 章 網(wǎng)絡分析 109
8.1 狀態(tài)估計 109
8.1.1 基本功能 109
8.1.2 狀態(tài)估計計算 111
8.2 調度員潮流 112
8.2.1 調度員潮流計算 112
8.2.2 運行方式調整模擬114
8.2.3 潮流結果統(tǒng)計 115
8.2.4 交直流潮流計算 115
8.2.5 考慮自動裝置的潮流計算 116
8.3 靜態(tài)安全分析 117
8.3.1 預想故障定義及維護 117
8.3.2 兩階段預想故障掃描 118
8.3.3 掃描結果統(tǒng)計 119
8.3.4 GPU 靜態(tài)安全分析 119
8.4 靈敏度分析 121
8.4.1 靈敏度方法 121
8.4.2 靈敏度類型 122
8.4.3 靈敏度服務 123
8.5 短路電流計算 123
8.5.1 短路的類型和危害 124
8.5.2 短路計算的目的 124
8.5.3 短路電流計算基本原理 125
8.6 安全約束調度 128
8.6.1 基于靈敏度的反向等量配對法 128
8.6.2 基于原對偶內點法的優(yōu)化潮流計算 129
8.6.3 與AGC 閉環(huán)控制 131
8.7 綜合序列分析 131
8.7.1 功能結構 132
8.7.2 基本功能 133
8.8 應用說明 133
第 9 章 電網(wǎng)調度自動控制 135
9.1 自動發(fā)電控制（AGC） 135
9.1.1 互聯(lián)電網(wǎng)多層級多區(qū)域頻率協(xié)同控制技術 135
9.1.2 特高壓交流聯(lián)絡線功率控制技術 136
9.1.3 大功率缺失下電網(wǎng)頻率快速控制技術 138
9.1.4 互聯(lián)電網(wǎng)控制性能評價方法 139
9.1.5 新能源有功自動控制技術 141
9.1.6 應用說明 142
9.2 自動電壓控制 142
9.2.1 基于分區(qū)的三級控制結構 143
9.2.2 網(wǎng)省級自動電壓控制 144
9.2.3 地縣級電網(wǎng)自動電壓控制 145
9.2.4 新能源無功電壓控制 147
9.2.5 應用說明 150
第 10 章 電力負荷預測 152
10.1 系統(tǒng)負荷預測 152
10.1.1 負荷預測模型 152
10.1.2 系統(tǒng)負荷預測算法 154
10.1.3 負荷預測新發(fā)展 157
10.2 母線負荷預測 158
10.2.1 母線負荷的定義 158
10.2.2 母線負荷的特點 158
10.2.3 母線負荷預測的方法 159
10.2.4 考慮運行方式變化 159
10.3 應用案例 159
第 11 章 新能源發(fā)電預測 161
11.1 風力發(fā)電功率預測技術 161
11.1.1 物理方法 161
11.1.2 統(tǒng)計方法 162
11.2 光伏發(fā)電功率預測技術 163
11.2.1 物理方法 163
11.2.2 統(tǒng)計方法 164
11.3 多模型組合預測技術 165
11.4 區(qū)域功率預測技術 165
第 12 章 調度計劃與安全校核 167
12.1 調度計劃業(yè)務構成 167
12.1.1 設備檢修計劃 167
12.1.2 送受電計劃 167
12.1.3 發(fā)電計劃 168
12.1.4 用電計劃 169
12.1.5 多周期遞階的調度計劃協(xié)調優(yōu)化 169
12.1.6 多級調度計劃協(xié)調編制體系 170
12.2 安全約束經(jīng)濟調度 171
12.2.1 SCED 優(yōu)化目標 172
12.2.2 機組耗量特性 172
12.2.3 SCED 約束條件 173
12.2.4 SCED 模型求解 174
12.3 安全約束機組組合 175
12.3.1 SCUC 優(yōu)化目標 175
12.3.2 SCUC 約束條件 175
12.3.3 SCUC 模型求解 177
12.4 靜態(tài)安全校核 178
12.4.1 潮流斷面生成 178
12.4.2 基態(tài)潮流校核 179
12.4.3 靜態(tài)安全分析 179
12.4.4 靈敏度分析 180
12.5 中長期優(yōu)化調度 180
12.5.1 中長期機組組合問題分析 180
12.5.2 中長期機組組合優(yōu)化建模 181
12.5.3 中長期機組組合優(yōu)化業(yè)務流程 183
12.6 日前優(yōu)化調度 183
12.6.1 日前優(yōu)化調度業(yè)務流程 184
12.6.2 日前優(yōu)化調度業(yè)務功能 185
12.7 實時優(yōu)化調度 188
12.7.1 實時優(yōu)化調度業(yè)務流程 189
12.7.2 實時發(fā)電計劃優(yōu)化方法 190
12.8 多源協(xié)調優(yōu)化調度 192
12.8.1 風電等間歇能源優(yōu)化調度模型 193
12.8.2 抽水蓄能優(yōu)化調度模型 194
12.9 案例應用 197
第 13 章 調控員培訓仿真 199
13.1 控制中心模型 199
13.1.1 電網(wǎng)實時監(jiān)控與智能告警仿真 200
13.1.2 AGC 仿真 200 13.1.3 AVC 仿真 200
13.1.4 網(wǎng)絡分析仿真 200 13.1.5 調度計劃仿真 200
13.2 教員監(jiān)控子系統(tǒng) 200 13.2.1 教案制作功能 201
13.2.2 培訓控制功能 202 13.2.3 培訓監(jiān)視功能 204
13.2.4 培訓評估功能 205
13.3 電力系統(tǒng)模型 206
13.4 監(jiān)控員培訓仿真 206
13.4.1 監(jiān)控員培訓仿真應用功能 206
13.4.2 監(jiān)控員 SCADA 功能仿真 211
13.4.3 電網(wǎng)一次、二次設備三維實景仿真與展示 211
第 14 章 展望 217
參考文獻 219
索引 223