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电力系统静态安全分析

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电力系统静态安全分析

电力系统静态安全分析范文第1篇

【关键词】电力系统;调度自动化;功能;结构

一、电力系统自动化和电力系统调度自动化

电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。

二、电力系统远动

电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。

三、电力系统调度自动化的任务

实现电力系统运行状态和参数的实时数据采集、处理和控制;对电力系统进行在线的安全监视;具有参数越限和开关变位告警、显示、记录、打印制表、事件顺序记录、事故追忆、统计计算及历史数据存贮等功能;对电力系统中的设备进行远方操作和调节。

四、电力系统调度自动化的功能

(1)电力系统监视与控制。通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。(2)电力系统安全分析。电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。(3)电力系统经济调度。电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。(4)自动发电控制。自动发电控制利用调度监控计算机、通道、远方终端、执行(分配)装置、发电机组自动化装置等组成的闭环控制系统,监测、调整电力系统的频率,以控制发电机出力。控制方式一般采用联络线净交换功率偏差和频率偏差控制方式(TBC)。这种控制方式的优点是:各控制地区根据其区域控制误差(ACE)控制地区内的调整电厂,自行平衡其负荷波动。按静态来说,基本上不波及其他区域;按动态来说,又能支援邻区电力系统。

五、调度自动化系统的基本结构

(1)信息采集与控制子系统。信息采集与控制子系统主要是对采集到的信息进行处理、加工。一是计算机硬件系统。计算机硬件系统配置主要分为分层式和分布式。其中分层式包括前置机,主要负责各厂站远动终端的通信并取得信息;主控机,担任SCADA任务;后台机,担任安全分析和经济计算等任务。而分布式配置是把各种功能分散到多台计算机中去,由局域网LAN将各台计算机连接起来,各台计算机之间通过LAN交换数据,备用机同样连在局域网络上,并可随时承担同类故障机或预定的其它故障机的任务。二是计算机软件系统。计算机软件系统包括系统软件、支持软件和应用软件。系统软件包括操作系统、语言编译和其它服务程序;支持软件主要有数据库管理、网络通信、人机联系管理、备用计算机切换管理等服务性软件;应用软件是最终实现调度自动化各种功能的软件,包括SCADA软件,自动发电控制和经济运行软件,安全分析和对策软件等。(2)人机联系子系统。人机联系子系统主要是完成显示、人机交互、记录和报警等任务。主要设备有彩色屏幕显示器、动态模拟屏、打印机、记录仪表和拷贝机以及音响报警器等。动态模拟屏显示所辖调度区域电力系统的全貌和最关键的开关状态和运行参数,是监视电力系统运行的传统手段。现在,由计算机和模拟屏接口把灯光、报警、数字显示信号送到模拟屏上显示。(3)信息采集与命令执行子系统。信息采集与命令执行子系统由分布在电力系统中各厂站的远动终端RTU和调度中心的前置处理机组成。RTU是远离调度端对发电厂或者变电所现场信息实现检测和控制的装置。RTU由微型计算机系统构成,实现厂站端的信息采集并通过信息传输通道发送到调度中心,同时也执行调度中心计算机下达的遥控遥调命令。

参 考文献

电力系统静态安全分析范文第2篇

关键词:电力系统 调度自动化 功能结构

随着电网不断的发展,电网的运行和管理需求在不断地变化,要保证电力生产的安全有序进行,作为重要支柱的调度自动化系统要适应电网需求的发展。

一、电力系统自动化和电力系统调度自动化

电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。而电力系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。

二、电力系统远动

电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。

三、电力系统调度自动化的功能

1.电力系统监视与控制

通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。

2.电力系统安全分析

电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。

3.电力系统经济调度

电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。

四、电力系统调度自动化技术在国外的应用

国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种:

1.西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。

2.CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。

3.VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。

五、电力系统调度自动化技术的基本特征

电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征:①该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息;②能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据;③能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电;④电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。

六、电力系统调度自动化技术的发展趋势

随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。

1.模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。

2.面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。

3.电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。

4.无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。

电力系统静态安全分析范文第3篇

摘 要:随着电网互联工作的开展,电力系统的系统动态特性也越来越复杂。电网在规模不断增大,复杂性不断增强的同时,传统的单一依靠自动化系统进行调度的方式已经不适用于现代电力系统的运行需要。行业的发展需要新的技术手段来实现对电力系统正常运营的监控。该文就电力系统运行及安全监控仿真系统的研究与开发做简要阐述。

关键词:电力系统运行 安全监控仿真系统 研究与开发

中图分类号:TM921.5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)04(b)-0010-02

随着电力系统规模扩大及复杂性的增加,人们对系统内部机理的认识没有保持同步发展,尤其是在系统稳定性与安全方面,对电力系统认识受限主要是缘于安全监控的理论及方法。电力系统的监测手段主要是设备监控,监控的手段还比较薄弱,与电力系统的发展需求不能有效适应。

1 系统结构

电力系统运行及安全监控据仿真系统包括了电力系统仿真与安全监控仿真两个部分。前者又包括了多个子系统。如电力系统安全数字实时仿真子系统,该系统的作用在于实时模拟大规模电力系统的运行,并提供仿真数据为其它的子系统所用。电力市场仿真子系统,对各种交易规则及类型,市场模式进行仿真,作用在于交易市场的仿真与培训。PMU/WAMS子系统,作用在于对电力系统进行动态实时的监测并分析。SCADA/EMS子系统,对仿真电力系统监控并分析。故障信息管理子系统,对故障信息进行管理与应用。电力仿真系统由以上几个子系统构建,通过高效数据网络,各子系统实现数据交换并从中获取需要的数据,挂靠的结果也通过数据网传送到数据总线。整个电力系统的运行数据在总线上都可以获得,为电力系统安全监控应用仿真打下基础。电力系统安全监控仿真则包括了电力系统动态安全u估与预警。电网运行数据的获取可以来自于SCADA/EMS子系统,也可以通过获取市场仿真系统发电计划,对未来计划运行进行安全考核。

2 系统涉及到的技术

2.1 大规模电网实时仿真

广站拓朴结构的复杂交流电网并行仿真与直流电网机电态―电磁暂态混合并行仿真。

交流电网仿真实时与超时仿真计算主要是通过网络分割与并行计算。其不足之处在于开关、刀闸等网络接线方式无法考虑,变电站内刀闸与开关模拟工作开展时不是特别的方便,会受到一定影响。将广站拓朴结构引入到并行仿真系统中,结合拓朴变化分析,电网设备在运行过程中投运、切除、参数变化、刀闸相继动作、开关等方面都可以被考虑进去。母线分裂与合并等结构变化情况也可以被考虑。安全自动装置与继电装置进行模拟可以通过对系统干扰进行模拟来实现。如继电保护的误动,拒动,正确动作,线路开断,系统解列,同并列操作,从而提升模拟工作的真实性,营造一个真实良好的系统运行环境为各种实验开展提供一定的基础。

在某些故障存在的情况下,如交流电网发生的不对称故障,换相失败等,则可以采用机电暂态―电磁暂态混合并行仿真。为了避免单纯的机电暂态仿真所带来的误差,更加准确的对电网运行情况进行模拟,电磁暂态仿真可以用于直流输电系统,机电暂态仿真用于交流电网[1]。

在实际应用中,通过该项技术实现了对国家电网骨干购网架的实时仿真,实时仿真系统通过1∶1时间仿真,不间断的运行,对实际电力系统的运行方式,网络结构变化进行真实的模拟。

2.2 系统评估与安全预警

该项技术又包括了多项技术于其中,如在/离线数据整合,任务调度,稳定极限并行计算,辅助决策并行计算,基于PMU低频振荡安全分析与预警。

大规模的电网互联涉及到的数据范围广,数据量也较大,对应关系也比较复杂,传统方法主要是人工维护,在现阶段已经不适合。在/离线数据整合,主要是通过变压器进行拼接。拼接采用的是跨区拼接的方式,并且是跨电压等级的,支持等值电网、设备的在/离线动态智能映射技术。可以依据三级调度在线EMS与离线方式数据,生成可进行暂态仿真的计算数据,同时也能够适应电网的拓朴变化。

为了确保任务在有限的时间内完成,就需要多台设备进行协同作业。通常情况采用的是分布式计算平台,应用的技术手段有数据广播,计算流程时序控制,任务预分项等。稳定极限并行计算可以在潮流调控中对多个断面功率进行同步控制。可以同时考虑到断面暂态、电压、热稳定。在考虑缩短计算时间的情况下,可以在稳定校核时采用此技术。辅助决策的作用在于找出满足稳定性静态运行点,使系统对故障的应对能力得以提升。动态调度问题的求解通常是转化为静态约束非线性优化问题。

3 电力市场仿真的关键技术

该技术包括了仿真建模,仿真平台,智能技术。仿真系统开发是基于计算经济学,实验经济学,系统控制理论,智能技术,电力市场等。并将SOA,网络地理信息系统等技术应用于其中,通过对市场动作、系统运行、参与行为模拟仿真为市场仿真实验提供了技术平台(见图1)。

4 电力仿真系统的功能

仿真系统可以依据子系统所形成的运行方式数据,进行暂仿真计算,对故障情况下系统的稳定性进行分析,从而实现市场环境下系统仿真研究。

仿真系统可以对一系列的监控技术与新系统进行研究测试。这些技术包括了,安全分析与评估,动态调节与控制,系统故障诊断,系统恢复控制等。

为了保证电网的安全稳定运行,对其运行方式进行分析与稳评估。主要包括了两种方式:一方面是将电网运行方式数据提供给安全评估与预警子系统;另一方式则是将数据提供仿真子系统,通过暂态仿真计算,并结合案例评估与预警子系统,以实现对安全稳定性的分析与评估。

事故原因排查及相应的措施研究。安全仿真系统可以将在线实时数据导入,进行暂态仿真计算,通过对事故在状态下动作、运作、自动调控过程,并结全相关子系统对事故进行分析,并在采取措施后对效果进行观察。

对自动化设备及控制系统功能进行测试。测试的内容包含了母线电压、线路电流、有功功率、系统稳定器等。

发电计划校核测试与试验。市场仿真子系统进行市场交易仿真,并将计划发送给安全评估与预警系统,系统基于计划与负荷数据进行潮流整合,给出符合计划的潮流并对计划运行方式进行安全校核。将结果反馈于仿真子系统,若未通过则对计划进行调整并重复上述步骤。

5 结语

电力系统运行及安全监控仿真系统融合了多项技术,能够对大规模电网运行实施模拟,并对新技术与监控手段进行效果测试。其应用的范围较广,涉及到了科研、生产、教育等多个方面。作为系统运行,调度与控制的重要手段,其应用的市场前景广阔。仿真系统为电网运行提供了技术支撑。

参考文献

电力系统静态安全分析范文第4篇

关键词:电力系统调度自动化功能结构

Abstract: with the development of our national economy and living power is growing, people to the power supply the power quality and reliability of the constantly increasing demand, in this situation, the power supply enterprise development dispatching automation of electric power system is particularly important. This paper discusses the task of dispatching automation of electric power system, function and basic structure.

Key words: electric power dispatching automation system function structure

中图分类号:F407.61文献标识码:A 文章编号:

一、电力系统自动化和电力系统调度自动化

电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。而电力系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。

二、电力系统远动

电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。

三 、电力系统调度自动化的功能

(一)电力系统监视与控制

通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。

(二)电力系统安全分析

电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。

(三)电力系统经济调度

电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。

四、电力系统调度自动化技术在国外的应用

国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种:

(一)西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。

(二)CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。

(三)VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。

(四)SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。

五、电力系统调度自动化技术的基本特征

电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征:

(一)该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息;

(二)能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据;

(三)能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电;

(四)电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。

六、电力系统调度自动化技术的发展趋势

随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。

(一)模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。

(二)面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。

(三)电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。

(四)无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。

(五)智能化。智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。

电力系统静态安全分析范文第5篇

关键字:电网调度;模式研究;影响因素;

中图分类号:F407文献标识码: A

前言:科学与技术的飞速发展,给电力市场带来了很大的机遇和挑战,由于电网运行的安全与否直接关系着国家的经济、安全以及社会的稳定,所以对电网的调度模式进行研究,能有效的保证电网运行的安全,创造良好的电力市场环境。

一、国外调度模式

随着电力市场竞争机制的进一步发展,要求输电网络必须向用户开放,并有偿地提供输电服务。为实现电力市场的需要,美国加州、纽约、新英格兰以及挪威的StattNet建立了以独立系统运营者(ISO)为中心的电力市场,实现发电竞争、输电开放。IS0的主要作用是电网运行控制和实时电力市场管理。它的功能包括:实时自动发电控制、网络安全运行、拥挤管理、机组组合、电能现货市场、输电与辅助服务市场。在这种机制下,电力系统的管理运行模式转化为多家参与的市场模式。由于在电力市场中扮演的角色各不相同,必会出现追逐各自市场利益最大化的倾向,因此调度机构对潮流的预测会变得困难,同时对各个参与者之问的信息交流沟通协调能力也提出了更高的要求,直接后果是电力系统保持安全稳定运行的充足性及安全性指标下降。所以,建立IS0的模式不能充分满足现代大电网下电力系统管理运行实时性、复杂性、随机性的特点,要加强对输配电网、电厂及用户的安全管理,确保整个电网安全稳定运行,必须要有统一管理电网的机构,并由这个机构负责建立国家互联电网和区域问的电力调度。从最基础上讲,就是一定要用电网的调度关系作为纽带,并坚持分级管理、统一调度及技术互助的原则。

二、输配电分离对电网运行稳定性影响

(一)从市场机制上来看,因为电力系统自传统的垂直管理转变为多家参与的市场模式,市场参与各方分为:发电公司、输电公司、多家配电公司、大用户和普通用户,在今后还可能出现多家普通用户联合在一起推举代表进入电力市场代表他们利益的情况,由于在电力市场中扮演的角色和出发点各不相同,必定会出现追逐各自市场利益最大化的倾向,因此可以预见在输配分离后的电力市场中,由于各个市场参与者各自追逐自身最大市场利益、潮流难以统一协调控制、市场投资减缓从而导致发电侧、输电侧备用水平逐步下降,这些都将使电力系统的安全稳定成为一个突出问题。基于共同受益的原则,对于保证电网的安全稳定的职责应由市场参与各方共同承担,国家电力监管部门需要制定清晰的规则,对各方在承担电力系统安全稳定方面的职责进行详细描述,并要求强制执行,同时对市场参与各方,特别是发电公司、输电公司、配电公司的利益进行一定保证,以从机制上增加各方主动保持电网安全运行的积极性,减少电力系统运行的风险,使电力市场能够有效运行,从而保证国家能源安全。

(二)就电网运行角度看,输配分离后,满足对用户的可靠供电问题由过去的仅由电网公司一家承担演化为市场中多个因素的相互作用,这可以从长期和短期两个方面来阐述。就长期而言,对用户的可靠供电要求维持电力系统的充足性,进而又可细分为发电能力的充足性、输电网络的充足性和电力市场的充足性。从短期方面来说主要是通过电网的安全稳定运行来达到。但在潮流控制方面,在一个给定的时问内,输电线路对于其中流过的电流有一定限制,作为发电公司和用户问的电能输送信道,输配电网络在电力系统中处于非常重要的地位。对电网而言,大多存在着由于经济、环境的制约以及历史因素造成的一些网络上的薄弱环节,主要体现在其输送潮流的能力受稳定校核计算结果的限制,不得超过某一数值,因此电网不但存在着交通网、通信网那样的静态阻塞,而日.还存在严重的动态阻塞,在竞争的电力市场环境下可能会表现得尤为明显。厂网分开、输配分离后,各发电公司之问与售电公司之问的竞争将加剧,发电公司希望发更多的电量,售电公司希望卖出更多的电量,这样就更加使得输配电网络成为资源竞争的瓶颈,电网安全性有所下降,同时由于竞价机制的引入,供电合同更具多样性和多变性,市场经济下的系统运行工况将由市场需求来决定,电网潮流的分布将与以往调度部门所能掌控的方式不同,表现为多变而难以预测,从而使电网面临预想不到的运行方式,导致电网运行部门在控制输电网络潮流方面存在严重困难,增大电网运行风险。在这样的情况下,各级电网调度的作用更加重要,为了保证输电网络的安全可靠运行,必须对相关环节的潮流加以约束和限制,以防止线路潮流超过稳定极限要求,危及系统安全。若潮流控制不力,就可能会出现电网崩溃事件,引发大面积停电,给电力市场各参与方都带来损失。因此在输配分离后的电力市场中,规划、交易部门以及各市场参与方都需要加强与运行部门的沟通,以解决电力系统运行中的充足性和安全性问题,使电力系统在运行中有足够的备用来保证电力系统能保持长期的安全稳定可靠运行。

三、 对电网调度管理模式的研究

电网调度机构是电网运行、指挥、指导和协调机构,依法在电网中行使调度权,这是电力生产的特点决定的。电网企业必须加强电网调度系统管理,进一步加强调度的纽带作用,坚持统一调度,分级管理,全面提升电网调度运行管理水平,保障电网安全、稳定、优质、经济运行。在实现输配电分离后,鉴于国外在此方面的惨痛经验教训,在电网调度体制方面,必须有一个能够协调指挥整个电网的强有力电力调度机构,防止电网中的各个机构各自为政、自成体系、缺乏统一有效的管理,从而在管理方面造成电网安全运行管理的隐患。从另一方面来看,虽然纯粹以利伯维尔场方式来运作有利于电力企业的发展,但是由于电能具有即发即用的特殊性,它不能储存,是发、输、变、配、用各环节同时进行的,因此,对电能的发、供、用一旦失去管制,失去统一的调度管理,就必然会存在较大的潜在不平衡风险,造成严重的后果。

同时,输配电分离会使得原先处于同一组织内的各输电机构、配电机构的行政隶属关系和资产关系发生一定变化,在以市场经济为主导的前提下,实行厂网分开、输配分离、竞价上网、引入竞争,使得供电关系和供电秩序也在逐步发生变化,调度运行人员面临更大的压力和更少的选择性,各参与方提供辅助服务的积极性和主动意识下降,一些新的矛盾也将逐步显现。由于各机构的角色和立足点发生转变,现有的有效协调沟通机制也将不适应外部环境的变化,在某种程度上为电力调度的安全管理造成了困难,所以必须要有一个强有力的电力调度体系。区域电网、省级电网设地区配电网都应分别设立一级调度机构,配网调度以下根据配电网规模的需要情况设立集控中心和操作中心。所有调度机构在一个区域内都应在技术和调度业务上实现垂直管理。调度机构的主要任务如下。

(1)对并网电气设备的运行依法实行调度运行权上的分级管理和运行控制;

(2)电力市场交易过程中的安全校核、网络阻塞管理;

(3)保证电能质量,进行无功电压调节和有功功率的实时平衡;

(4)按分级管理的原则处理电网事故,必要时可采取切负荷等紧急控制手段。

此外,在电力市场环境下,电力电量交易特别是短期交易行为会造成电网潮流发生经常性的、大幅度的变化,对调度运行管理水平和实时处理能力提出了更高要求,同时在市场环境下,电力生产的各环节分离,调度对全过程的控制能力弱化,调度命令的权威性受挑战,在这种情况下,更需要加强调度在电网运行中的管理作用,调度机构不再仅仅是电网运行的指挥协调中心,还将是电力市场的有机组成部分。

四、电网调度的技术支持体系

在新的电力市场环境下,电网运行部门会面临大量的输电交易合同、不断增加的巾-场参与者、根据市场需要长距离输电、依赖电力市场来满足用户需要,并维持系统稳定、不断变化的巾-场运行准则和电力市 场结构、不可预测的市场行为、系统备用的减少,使用原有的运行控制手段来控制新环境下的电力系统已变得不适合,因此,传统的脱机分析、信息交换方式已不能够满足电网安全运行的要求,对电网运行部门而言,要采用新的技术手段使调度运行人员具备在线环境下进行电压分析和瞬时稳定分析的能力,来保证电力系统安全稳定运行的目的,同时应满足如下要求:(1)使电网调度管理运行人员了解当前电力系统的状态和关键参数:(2)智能化的在线动态安全分析:(3)跟踪、辨识和记录不正常运行模式:(4)不同层次、不同区域控制、信息系统之问的信息交换和决策的相互协调。

新的技术支持体系不仅能够为电网运行部门提供快速、直观的对电力系统健康状况的定量评价手段,系统在市场要求下趋近其极限时所冒的风险,还能够告知电网运行部门电网运行的薄弱环节和相应的校正手段。其中输电合同安排主要包括阻塞管理、合同安排、辅助服务管理、可用输电能力计算等功能。其中阻塞管理主要用于减轻输电网络的阻塞。合同安排主要是根据输电网络运行情况来决定配电公司或发电厂的输电合同申请是否可以得到满足。辅助服务用于决定系统对辅助服务的要求及分析对各类辅助服务的满足手段。可用输电能力计算根据合同安排情况来计算剩余的输电系统可用能力并提供给电力

市场参与各方。

输电系统安全稳定评价包括实时网络分析、负荷预测、实时瞬时稳定分析和实时电压稳定分析等功能。实时网络分析包括网络拓扑分析、状态估计、调度员潮流分析、静态安全分析、有功及无功最优潮流分析。实时瞬时稳定分析和实时电压稳定分析计算实时瞬时和电压稳定极限以及控制所需的校正手段。

实时不平衡交易是用于保证电力系统发供处于实时平衡状态。电网调度人员可以根据计算结果调度能提供实时不平衡服务的资源,达到电力系统供需实时平衡。数据储存是用于收集、打时标和维护系统动态和静态数据以便于分析和评价系统运行情况。主要包括实时数据存储和历史资料存储。

五、结语

我国电力体制改革要在依据我国实际情况的基础的参考外国的先进经验。电网调度在未来面临的压力很大,所以要不断的对电网调度工作进行持久的研究。

参考文献:

[1] 郭国川. 统一调度是我国电网调度模式的理性选择[J]. 电网技术.2002(4).

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