電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)的安全調(diào)度課件

第五章電力系統(tǒng)的安全調(diào)度與運(yùn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)

(SecurityDispatching)制作人：雷霞第五章電力系統(tǒng)的安全調(diào)度與運(yùn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)

(Security1主要內(nèi)容重點(diǎn)：安全分析的方法，穩(wěn)定性在線分析的方法難點(diǎn)：預(yù)想事故的篩選，李亞普諾夫方法導(dǎo)論電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的安全分析電力系統(tǒng)安全調(diào)度總框圖電力系統(tǒng)穩(wěn)定性在線分析主要內(nèi)容重點(diǎn)：安全分析的方法，穩(wěn)定性在線分析的方法2第一節(jié)導(dǎo)論可靠性：一個(gè)長(zhǎng)期連續(xù)供電的平均值安全性：瞬時(shí)的連續(xù)供電導(dǎo)論第一節(jié)導(dǎo)論可靠性：一個(gè)長(zhǎng)期連續(xù)供電的平均值導(dǎo)論3第二節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的安全分析一、電力系統(tǒng)的安全狀態(tài)(1)電力系統(tǒng)能承受故障擾動(dòng)引起的暫態(tài)過(guò)程并過(guò)渡到一個(gè)可接受的運(yùn)行工況；(2)在新的運(yùn)行工況下，各種約束條件得到滿足。靜態(tài)安全分析：判斷系統(tǒng)發(fā)生預(yù)想事故后電壓是否越限和線路是否過(guò)負(fù)荷的分析。動(dòng)態(tài)安全分析：判斷系統(tǒng)發(fā)生預(yù)想事故后是否失去穩(wěn)定的分析。安全分析第二節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的安全分析一、電力系統(tǒng)的安全狀態(tài)安全4二、預(yù)想事故分析(anticipatedemergencyanalysis)預(yù)想事故分析：針對(duì)預(yù)先設(shè)定的電力系統(tǒng)元件（如線路、變壓器、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和母線等）的故障及其組合，確定它們對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行產(chǎn)生的影響。功能：(1)按調(diào)度員的需要方便地設(shè)定預(yù)想故障；(2)快速區(qū)分各種故障對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的危害程度；(3)準(zhǔn)確分析嚴(yán)重故障后的系統(tǒng)狀態(tài)，并能方便而直觀展示結(jié)果。安全分析二、預(yù)想事故分析(anticipatedemergency5二、預(yù)想事故分析(anticipatedemergencyanalysis)故障定義：由軟件根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式等定義的事故集合。故障篩選：對(duì)故障定義的事故集合發(fā)生的概率及嚴(yán)重性進(jìn)行排序，形成一個(gè)順序表。故障分析：對(duì)故障順序表中對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行構(gòu)成威脅的故障逐一進(jìn)行分析。安全分析二、預(yù)想事故分析(anticipatedemergency6二、預(yù)想事故分析(一)故障定義故障分類(lèi)的目的：(1)提高預(yù)想故障分析的準(zhǔn)確程度；(2)降低預(yù)想故障分析的計(jì)算量；(3)改善預(yù)想故障分析的靈活性和方便性。安全分析二、預(yù)想事故分析(一)故障定義安全分析7二、預(yù)想事故分析預(yù)想事故集合方式的優(yōu)點(diǎn)：(1)更方便、更有效定義多重故障；(2)只分析感興趣的故障組，大大提高了計(jì)算效率；(3)能靈活、方便、快速模擬和再現(xiàn)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)故障的過(guò)程。安全分析二、預(yù)想事故分析預(yù)想事故集合方式的優(yōu)點(diǎn)：安全分析8二、預(yù)想事故分析安全分析預(yù)想故障集合故障組故障主開(kāi)斷元件條件監(jiān)視元件條件開(kāi)斷元件規(guī)則集二、預(yù)想事故分析安全分析預(yù)想故障集合故障組故障主開(kāi)斷元件條件9二、預(yù)想事故分析(二)預(yù)想事故篩選在在線條件下，利用電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息，自動(dòng)迭代出那些引起支路潮流過(guò)載、電壓越限以及危害系統(tǒng)安全運(yùn)行的預(yù)想事故，并用行為指標(biāo)來(lái)表示它對(duì)系統(tǒng)造成的危害性程度，按其從大到小的順序排列得出預(yù)想事故一覽表。安全分析二、預(yù)想事故分析(二)預(yù)想事故篩選安全分析10二、預(yù)想事故分析1、故障嚴(yán)重程度的性能指標(biāo)(1)有功功率行為指標(biāo)安全分析(2)電壓-無(wú)功功率行為指標(biāo)二、預(yù)想事故分析1、故障嚴(yán)重程度的性能指標(biāo)安全分析(2)電壓11二、預(yù)想事故分析安全分析(3)有功功率與無(wú)功功率綜合行為指標(biāo)二、預(yù)想事故分析安全分析(3)有功功率與無(wú)功功率綜合行為指標(biāo)12二、預(yù)想事故分析2、用于故障計(jì)算掃描的快速計(jì)算方法(1)間接法(2)直接法(三)故障分析預(yù)想事故集合包括：(1)單一線路開(kāi)斷；(2)兩條以上線路同時(shí)開(kāi)斷；(3)變電站回路開(kāi)斷；(4)發(fā)電機(jī)回路開(kāi)斷；(5)負(fù)荷出線開(kāi)斷；(6)上述各種情況的組合。安全分析二、預(yù)想事故分析2、用于故障計(jì)算掃描的快速計(jì)算方法安全分析13三、在線安全分析的方法1、直流潮流法(directcurrentpowerflow)將電力系統(tǒng)的交流潮流用等值的直流電流代替。2、P-Q分解法(PQdecoupledpowerflow)3、等值網(wǎng)絡(luò)法(equivalentnetwork)研究系統(tǒng)和外部系統(tǒng)安全分析外部系統(tǒng)待研究系統(tǒng)三、在線安全分析的方法1、直流潮流法(directcurr14三、在線安全分析的方法重要節(jié)點(diǎn)：狀態(tài)變量與注入潮流的變化對(duì)聯(lián)絡(luò)線的運(yùn)行狀態(tài)影響較大的節(jié)點(diǎn)。非重要節(jié)點(diǎn)邊界節(jié)點(diǎn)：與聯(lián)絡(luò)線連接的節(jié)點(diǎn)。(重要節(jié)點(diǎn))安全分析三、在線安全分析的方法重要節(jié)點(diǎn)：狀態(tài)變量與注入潮流的變化對(duì)聯(lián)15三、在線安全分析的方法安全分析(1)Ward等值法I-內(nèi)部系統(tǒng)B-邊界節(jié)點(diǎn)E-外部系統(tǒng)三、在線安全分析的方法安全分析(1)Ward等值法I-內(nèi)部系16三、在線安全分析的方法安全分析消去外部節(jié)點(diǎn)，從式(3)中得到代(6)式入(4)式得三、在線安全分析的方法安全分析消去外部節(jié)點(diǎn)，從式(3)中得到17三、在線安全分析的方法安全分析合并(7)式與(5)式，得三、在線安全分析的方法安全分析合并(7)式與(5)式，得18三、在線安全分析的方法(2)REI等值法安全分析三、在線安全分析的方法(2)REI等值法安全分析19第三節(jié)電力系統(tǒng)安全調(diào)度總框圖安全調(diào)度總框圖第三節(jié)電力系統(tǒng)安全調(diào)度總框圖安全調(diào)度總框圖20第四節(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性(stability)在線分析1、模式識(shí)別法(patternrecognitionmethod)(1)確定樣本集(sampleset)(2)特征抽取(featureextraction)(3)建立分類(lèi)器(recognitionfunctions)(4)試驗(yàn)(test)穩(wěn)定性在線分析第四節(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性(stability)在線分析1、模21第四節(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性(stability)在線分析2、李亞普諾夫方法(Lyapunov)穩(wěn)定性在線分析第四節(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性(stability)在線分析2、李22第四節(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性(stability)在線分析3、機(jī)組的同調(diào)(coherence)和分群(grouping)穩(wěn)定性在線分析凡符合的機(jī)組，在暫態(tài)穩(wěn)定分析中可以歸為一組，用一個(gè)等值發(fā)電機(jī)代替這一群機(jī)組在暫態(tài)分析中的轉(zhuǎn)子擺動(dòng)特性。系統(tǒng)分群簡(jiǎn)化示意圖第四節(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性(stability)在線分析3、機(jī)23第五章電力系統(tǒng)的安全調(diào)度與運(yùn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)

(SecurityDispatching)制作人：雷霞第五章電力系統(tǒng)的安全調(diào)度與運(yùn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)

(Security24主要內(nèi)容重點(diǎn)：安全分析的方法，穩(wěn)定性在線分析的方法難點(diǎn)：預(yù)想事故的篩選，李亞普諾夫方法導(dǎo)論電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的安全分析電力系統(tǒng)安全調(diào)度總框圖電力系統(tǒng)穩(wěn)定性在線分析主要內(nèi)容重點(diǎn)：安全分析的方法，穩(wěn)定性在線分析的方法25第一節(jié)導(dǎo)論可靠性：一個(gè)長(zhǎng)期連續(xù)供電的平均值安全性：瞬時(shí)的連續(xù)供電導(dǎo)論第一節(jié)導(dǎo)論可靠性：一個(gè)長(zhǎng)期連續(xù)供電的平均值導(dǎo)論26第二節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的安全分析一、電力系統(tǒng)的安全狀態(tài)(1)電力系統(tǒng)能承受故障擾動(dòng)引起的暫態(tài)過(guò)程并過(guò)渡到一個(gè)可接受的運(yùn)行工況；(2)在新的運(yùn)行工況下，各種約束條件得到滿足。靜態(tài)安全分析：判斷系統(tǒng)發(fā)生預(yù)想事故后電壓是否越限和線路是否過(guò)負(fù)荷的分析。動(dòng)態(tài)安全分析：判斷系統(tǒng)發(fā)生預(yù)想事故后是否失去穩(wěn)定的分析。安全分析第二節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的安全分析一、電力系統(tǒng)的安全狀態(tài)安全27二、預(yù)想事故分析(anticipatedemergencyanalysis)預(yù)想事故分析：針對(duì)預(yù)先設(shè)定的電力系統(tǒng)元件（如線路、變壓器、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和母線等）的故障及其組合，確定它們對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行產(chǎn)生的影響。功能：(1)按調(diào)度員的需要方便地設(shè)定預(yù)想故障；(2)快速區(qū)分各種故障對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的危害程度；(3)準(zhǔn)確分析嚴(yán)重故障后的系統(tǒng)狀態(tài)，并能方便而直觀展示結(jié)果。安全分析二、預(yù)想事故分析(anticipatedemergency28二、預(yù)想事故分析(anticipatedemergencyanalysis)故障定義：由軟件根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式等定義的事故集合。故障篩選：對(duì)故障定義的事故集合發(fā)生的概率及嚴(yán)重性進(jìn)行排序，形成一個(gè)順序表。故障分析：對(duì)故障順序表中對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行構(gòu)成威脅的故障逐一進(jìn)行分析。安全分析二、預(yù)想事故分析(anticipatedemergency29二、預(yù)想事故分析(一)故障定義故障分類(lèi)的目的：(1)提高預(yù)想故障分析的準(zhǔn)確程度；(2)降低預(yù)想故障分析的計(jì)算量；(3)改善預(yù)想故障分析的靈活性和方便性。安全分析二、預(yù)想事故分析(一)故障定義安全分析30二、預(yù)想事故分析預(yù)想事故集合方式的優(yōu)點(diǎn)：(1)更方便、更有效定義多重故障；(2)只分析感興趣的故障組，大大提高了計(jì)算效率；(3)能靈活、方便、快速模擬和再現(xiàn)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)故障的過(guò)程。安全分析二、預(yù)想事故分析預(yù)想事故集合方式的優(yōu)點(diǎn)：安全分析31二、預(yù)想事故分析安全分析預(yù)想故障集合故障組故障主開(kāi)斷元件條件監(jiān)視元件條件開(kāi)斷元件規(guī)則集二、預(yù)想事故分析安全分析預(yù)想故障集合故障組故障主開(kāi)斷元件條件32二、預(yù)想事故分析(二)預(yù)想事故篩選在在線條件下，利用電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息，自動(dòng)迭代出那些引起支路潮流過(guò)載、電壓越限以及危害系統(tǒng)安全運(yùn)行的預(yù)想事故，并用行為指標(biāo)來(lái)表示它對(duì)系統(tǒng)造成的危害性程度，按其從大到小的順序排列得出預(yù)想事故一覽表。安全分析二、預(yù)想事故分析(二)預(yù)想事故篩選安全分析33二、預(yù)想事故分析1、故障嚴(yán)重程度的性能指標(biāo)(1)有功功率行為指標(biāo)安全分析(2)電壓-無(wú)功功率行為指標(biāo)二、預(yù)想事故分析1、故障嚴(yán)重程度的性能指標(biāo)安全分析(2)電壓34二、預(yù)想事故分析安全分析(3)有功功率與無(wú)功功率綜合行為指標(biāo)二、預(yù)想事故分析安全分析(3)有功功率與無(wú)功功率綜合行為指標(biāo)35二、預(yù)想事故分析2、用于故障計(jì)算掃描的快速計(jì)算方法(1)間接法(2)直接法(三)故障分析預(yù)想事故集合包括：(1)單一線路開(kāi)斷；(2)兩條以上線路同時(shí)開(kāi)斷；(3)變電站回路開(kāi)斷；(4)發(fā)電機(jī)回路開(kāi)斷；(5)負(fù)荷出線開(kāi)斷；(6)上述各種情況的組合。安全分析二、預(yù)想事故分析2、用于故障計(jì)算掃描的快速計(jì)算方法安全分析36三、在線安全分析的方法1、直流潮流法(directcurrentpowerflow)將電力系統(tǒng)的交流潮流用等值的直流電流代替。2、P-Q分解法(PQdecoupledpowerflow)3、等值網(wǎng)絡(luò)法(equivalentnetwork)研究系統(tǒng)和外部系統(tǒng)安全分析外部系統(tǒng)待研究系統(tǒng)三、在線安全分析的方法1、直流潮流法(directcurr37三、在線安全分析的方法重要節(jié)點(diǎn)：狀態(tài)變量與注入潮流的變化對(duì)聯(lián)絡(luò)線的運(yùn)行狀態(tài)影響較大的節(jié)點(diǎn)。非重要節(jié)點(diǎn)邊界節(jié)點(diǎn)：與聯(lián)絡(luò)線連接的節(jié)點(diǎn)。(重要節(jié)點(diǎn))安全分析三、在線安全分析的方法重要節(jié)點(diǎn)：狀態(tài)變量與注入潮流的變化對(duì)聯(lián)38三、在線安全分析的方法安全分析(1)Ward等值法I-內(nèi)部系統(tǒng)B-邊界節(jié)點(diǎn)E-外部系統(tǒng)三、在線安全分析的方法安全分析(1)Ward等值法I-內(nèi)部系39三、在線安全分析的方法安全分析消去外部節(jié)點(diǎn)，從式(3)中得到代(6)式入(4)式得三、在線安全分析的方法安全分析消去外部節(jié)點(diǎn)，從式(3)中得到40三、在線安全分析的方法安全分析合并(7)式與(5)式，得三、在線安全分析的方法安全分析合并(7)式與(5)式，得41三、在線安全分析的方法(2)REI等值法安全分析三、在線安全分析的方法(2)REI等值法安全分析42第三節(jié)電力系統(tǒng)安全調(diào)度總框圖安全調(diào)度總框圖第三節(jié)電力系統(tǒng)安全調(diào)度總框圖安全調(diào)度總框圖43第四節(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性(stability)在線分析1、模式識(shí)別法(patternrecognitionmethod)(1)確定樣本集(sampleset)(2)特征抽取(featureextraction)(3)建立分類(lèi)器(recognitionfunctions)(4)試驗(yàn)(test)穩(wěn)定性在線分析第四節(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性(stability)在線分析1、模44第四節(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性(stability)在線分析2