現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度控制技術(shù)

目 錄
總序 前言

第 1 章 緒論 1
1.1 現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn) 1
1.2 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能定位 2
1.3 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展歷程 2
1.4 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng) 4
第 2 章 支撐平臺(tái) 7
2.1 支撐平臺(tái)體系架構(gòu) 7
2.1.1 支撐平臺(tái)軟件架構(gòu) 7
2.1.2 支撐平臺(tái)功能模塊 8
2.2 通信子系統(tǒng) 9
2.2.1 服務(wù)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(chǔ)子系統(tǒng) 12
2.3.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 13
2.3.2 歷史數(shù)據(jù)庫(kù) 14
2.3.3 時(shí)間序列實(shí)時(shí)庫(kù) 15
2.4 運(yùn)行管理子系統(tǒng) 17
2.4.1 時(shí)鐘同步 17
2.4.2 進(jìn)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(biāo)準(zhǔn) 20
2.5.2 模型維護(hù) 21
2.5.3 模型共享 22
2.5.4 技術(shù)特點(diǎn) 23
2.6 人機(jī)界面 23
2.6.1 人機(jī)體系結(jié)構(gòu) 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(hù) 27
2.7.1 安全防護(hù)基礎(chǔ)技術(shù) 28
2.7.2 結(jié)構(gòu)安全 29
2.7.3 本體安全 31
2.7.4 應(yīng)用安全 33
2.7.5 數(shù)據(jù)安全 34
2.7.6 安全應(yīng)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(shí)時(shí)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(diǎn) 37
2.9 多態(tài)場(chǎng)景應(yīng)用 38
2.9.1 多態(tài)場(chǎng)景應(yīng)用配置 38
2.9.2 多態(tài)場(chǎng)景應(yīng)用啟停 38
2.9.3 多態(tài)場(chǎng)景應(yīng)用管理 39
2.9.4 多態(tài)場(chǎng)景應(yīng)用展示 39
2.10 多層次備用體系 40
2.10.1 備用調(diào)控系統(tǒng)建設(shè)要求 40
2.10.2 備用調(diào)控系統(tǒng)類型 41
2.10.3 備用調(diào)控系統(tǒng)技術(shù)難點(diǎn) 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(gòu) 44
3.1.1 基本結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 48
3.3.2 穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)采集 49
3.3.3 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集 50
3.3.4 繼電保護(hù)設(shè)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(yùn)行監(jiān)控 52
3.4.1 報(bào)文顯示工具 52
3.4.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示工具 53
3.4.3 動(dòng)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(yùn)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(jì)劃值處理 58
4.2.4 多數(shù)據(jù)源處理 59
4.2.5 旁路代識(shí)別與處理 60
4.2.6 對(duì)端代處理 61
4.3 SCADA 計(jì)算統(tǒng)計(jì) 62
4.3.1 計(jì)算功能 62
4.3.2 統(tǒng)計(jì)功能 63
4.4 電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視 64
4.4.1 一次設(shè)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(shè)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(hào)驗(yàn)收 68
4.6 調(diào)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(yīng)用與發(fā)展 71
4.7 電網(wǎng)拓?fù)浞治雠c著色 75
4.7.1 抽象建模 75
4.7.2 電網(wǎng)拓?fù)浞治龅膽?yīng)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(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視與分析 79
5.1 電網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視 79
5.1.1 量測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)視 79
5.1.2 量測(cè)數(shù)據(jù)分析 80
5.1.3 量測(cè)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(dòng)識(shí)別 83
5.3.1 短路跳閘識(shí)別 84
5.3.2 非同期并列識(shí)別 84
5.3.3 非全相運(yùn)行識(shí)別 85
5.3.4 機(jī)組故障跳閘識(shí)別 85
5.3.5 直流閉鎖識(shí)別 85
5.4 機(jī)組涉網(wǎng)行為監(jiān)視 86
5.4.1 調(diào)速系統(tǒng)性能監(jiān)視 86
5.4.2 勵(lì)磁系統(tǒng)性能監(jiān)視 87
第 6 章 繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視 89
6.1 繼電保護(hù)設(shè)備模型 89
6.1.1 繼電保護(hù)設(shè)備基本模型 89
6.1.2 繼電保護(hù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型 89
6.2 繼電保護(hù)監(jiān)視數(shù)據(jù)分類 89
6.2.1 保護(hù)裝置信息 89
6.2.2 故障錄波器信息 91
6.3 繼電保護(hù)運(yùn)行監(jiān)視 92
6.3.1 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視 92
6.3.2 繼電保護(hù)回路監(jiān)視 92
6.3.3 裝置異常定位 96
6.4 繼電保護(hù)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(cè)距 98
6.4.5 故障報(bào)告 99
6.5 繼電保護(hù)動(dòng)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(yùn)行綜合告警 101
7.1.1 實(shí)時(shí)監(jiān)視分析類告警 102
7.1.2 預(yù)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(luò)分析 109
8.1 狀態(tài)估計(jì) 109
8.1.1 基本功能 109
8.1.2 狀態(tài)估計(jì)計(jì)算 111
8.2 調(diào)度員潮流 112
8.2.1 調(diào)度員潮流計(jì)算 112
8.2.2 運(yùn)行方式調(diào)整模擬114
8.2.3 潮流結(jié)果統(tǒng)計(jì) 115
8.2.4 交直流潮流計(jì)算 115
8.2.5 考慮自動(dòng)裝置的潮流計(jì)算 116
8.3 靜態(tài)安全分析 117
8.3.1 預(yù)想故障定義及維護(hù) 117
8.3.2 兩階段預(yù)想故障掃描 118
8.3.3 掃描結(jié)果統(tǒng)計(jì) 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(wù) 123
8.5 短路電流計(jì)算 123
8.5.1 短路的類型和危害 124
8.5.2 短路計(jì)算的目的 124
8.5.3 短路電流計(jì)算基本原理 125
8.6 安全約束調(diào)度 128
8.6.1 基于靈敏度的反向等量配對(duì)法 128
8.6.2 基于原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法的優(yōu)化潮流計(jì)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(jié)構(gòu) 132
8.7.2 基本功能 133
8.8 應(yīng)用說明 133
第 9 章 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)控制 135
9.1 自動(dòng)發(fā)電控制（AGC） 135
9.1.1 互聯(lián)電網(wǎng)多層級(jí)多區(qū)域頻率協(xié)同控制技術(shù) 135
9.1.2 特高壓交流聯(lián)絡(luò)線功率控制技術(shù) 136
9.1.3 大功率缺失下電網(wǎng)頻率快速控制技術(shù) 138
9.1.4 互聯(lián)電網(wǎng)控制性能評(píng)價(jià)方法 139
9.1.5 新能源有功自動(dòng)控制技術(shù) 141
9.1.6 應(yīng)用說明 142
9.2 自動(dòng)電壓控制 142
9.2.1 基于分區(qū)的三級(jí)控制結(jié)構(gòu) 143
9.2.2 網(wǎng)省級(jí)自動(dòng)電壓控制 144
9.2.3 地縣級(jí)電網(wǎng)自動(dòng)電壓控制 145
9.2.4 新能源無功電壓控制 147
9.2.5 應(yīng)用說明 150
第 10 章 電力負(fù)荷預(yù)測(cè) 152
10.1 系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè) 152
10.1.1 負(fù)荷預(yù)測(cè)模型 152
10.1.2 系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)算法 154
10.1.3 負(fù)荷預(yù)測(cè)新發(fā)展 157
10.2 母線負(fù)荷預(yù)測(cè) 158
10.2.1 母線負(fù)荷的定義 158
10.2.2 母線負(fù)荷的特點(diǎn) 158
10.2.3 母線負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法 159
10.2.4 考慮運(yùn)行方式變化 159
10.3 應(yīng)用案例 159
第 11 章 新能源發(fā)電預(yù)測(cè) 161
11.1 風(fēng)力發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù) 161
11.1.1 物理方法 161
11.1.2 統(tǒng)計(jì)方法 162
11.2 光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù) 163
11.2.1 物理方法 163
11.2.2 統(tǒng)計(jì)方法 164
11.3 多模型組合預(yù)測(cè)技術(shù) 165
11.4 區(qū)域功率預(yù)測(cè)技術(shù) 165
第 12 章 調(diào)度計(jì)劃與安全校核 167
12.1 調(diào)度計(jì)劃業(yè)務(wù)構(gòu)成 167
12.1.1 設(shè)備檢修計(jì)劃 167
12.1.2 送受電計(jì)劃 167
12.1.3 發(fā)電計(jì)劃 168
12.1.4 用電計(jì)劃 169
12.1.5 多周期遞階的調(diào)度計(jì)劃協(xié)調(diào)優(yōu)化 169
12.1.6 多級(jí)調(diào)度計(jì)劃協(xié)調(diào)編制體系 170
12.2 安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度 171
12.2.1 SCED 優(yōu)化目標(biāo) 172
12.2.2 機(jī)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(jī)組組合 175
12.3.1 SCUC 優(yōu)化目標(biāo) 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(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度 180
12.5.1 中長(zhǎng)期機(jī)組組合問題分析 180
12.5.2 中長(zhǎng)期機(jī)組組合優(yōu)化建模 181
12.5.3 中長(zhǎng)期機(jī)組組合優(yōu)化業(yè)務(wù)流程 183
12.6 日前優(yōu)化調(diào)度 183
12.6.1 日前優(yōu)化調(diào)度業(yè)務(wù)流程 184
12.6.2 日前優(yōu)化調(diào)度業(yè)務(wù)功能 185
12.7 實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度 188
12.7.1 實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度業(yè)務(wù)流程 189
12.7.2 實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化方法 190
12.8 多源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度 192
12.8.1 風(fēng)電等間歇能源優(yōu)化調(diào)度模型 193
12.8.2 抽水蓄能優(yōu)化調(diào)度模型 194
12.9 案例應(yīng)用 197
第 13 章 調(diào)控員培訓(xùn)仿真 199
13.1 控制中心模型 199
13.1.1 電網(wǎng)實(shí)時(shí)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(luò)分析仿真 200 13.1.5 調(diào)度計(jì)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(xùn)控制功能 202 13.2.3 培訓(xùn)監(jiān)視功能 204
13.2.4 培訓(xùn)評(píng)估功能 205
13.3 電力系統(tǒng)模型 206
13.4 監(jiān)控員培訓(xùn)仿真 206
13.4.1 監(jiān)控員培訓(xùn)仿真應(yīng)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(shè)備三維實(shí)景仿真與展示 211
第 14 章 展望 217
參考文獻(xiàn) 219
索引 223