第1章電力系統(tǒng)基本概念

第1章電力系統(tǒng)的基本概念1.1電力系統(tǒng)運行的基本原理電能是現(xiàn)代社會的主要能源，它在國民經(jīng)濟和人民生活中起著極其重要的作用?，F(xiàn)代社會中，電能是通過電力系統(tǒng)得到的。在各種發(fā)電廠（火電廠、水電廠、核電廠等）里發(fā)電設備將英它形式的能量（化學能、水的動能、核能等）轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)升壓變壓器和高壓輸電線路傳輸至負荷中心，再由降壓變壓器和配電線路分配至用戶，然后通過各種用電設備（電動機、電燈、電爐等）將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量進行消費。務種用電設備消耗的功率（包括有功功率和無功功率）統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)的負荷。所謂的電力系統(tǒng)就是由大量的發(fā)電機、變壓器、電力線路和負荷組成的旨在生產(chǎn)、傳輸、分配和消費電能的各種電氣設備按一龍方式聯(lián)成的整體。這種一泄的聯(lián)結(jié)方式稱為電力系統(tǒng)的結(jié)線。由上述泄義可見，電力系統(tǒng)是一個由大量各種元件組成的復雜系統(tǒng)，發(fā)電機、變圧器、電力線路和負荷是電力系統(tǒng)的四大主要元件。這四大元件構成了電力系統(tǒng)的軀干，稱為一次系統(tǒng)。此外，為了保i正電力系統(tǒng)的安全正常運行，電力系統(tǒng)還裝備有相當于英神經(jīng)的繼電保護、通訊和調(diào)度控制系統(tǒng)等，稱為二次系統(tǒng)。如將火電廠的汽輪機和鍋爐、水電廠的水輪機和水庫、核電廠的汽輪機和核反應堆等動力設備包括進來，與電力系統(tǒng)一起，則稱為動力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中的傳輸和分配電能的部分稱為電力網(wǎng)，它由變壓器％電力線路組成。電力網(wǎng)按其職能分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。前者將發(fā)電廠輸岀的電能傳輸至負荷中心，是電力網(wǎng)的主干部分，后者將電能分配給用戸。變壓器按其功能分為升圧變壓器和降壓變壓器，前者將電能由一個較低的電壓等級升到一個較髙的電壓等級以利于傳輸，后者則將電能由一個較髙的電壓等級降到一個較低的電壓等級以利于分配或使用。電力線路按其結(jié)構分為兩大類:架空線路和電纜線路，前者由桿塔、絕緣子和金具將導線及中性線架設在地而之上，后者則敷設在地下。電力線路以架空線為主。電力系統(tǒng)中各個元件的聯(lián)結(jié)情況通常用結(jié)線圖表示。電力系統(tǒng)的結(jié)線圖有兩類：電氣結(jié)線圖和地理結(jié)線圖。電氣結(jié)線圖反映電力系統(tǒng)各元件之間的電氣聯(lián)系?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)均為三相交流系統(tǒng)（注：現(xiàn)不少電力系統(tǒng)中含有直流輸電網(wǎng)絡。它由三相交流變壓器、整流器、直流輸電線路、逆變器及降壓變壓器組成。在送電端，升壓變壓器將電壓升至需要的髙壓，由整流器將其變?yōu)橹绷?，?jīng)直流輸電線路傳輸至受電端，再由逆變器轉(zhuǎn)換為三相交流，經(jīng)降壓后使用），為簡明起見，電力系統(tǒng)的電氣結(jié)線圖均畫成單線形式，稱為單線圖。圖示岀了一個簡單電力系統(tǒng)的示意圖，并且給出了動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)三者之間的關系,這種關系還更淸晰地顯示在表1-1中。HOkV-(PASOD-C$4}-OE3220kV桝爐：生咋-：+I\<>0??T-€W01——弋1-?YAH^EZI圖動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖（鍋爐汽輪機（火電廠）動力部分<!水庫水輪機（水電廠）1核反應堆汽輪機（核電廠）［升壓變壓器（輸電線路［升壓變壓器（輸電線路（降壓變壓器I配電線路（輸電網(wǎng)（配電網(wǎng)（（輸電網(wǎng)（配電網(wǎng)電力系統(tǒng)<電力網(wǎng)I負荷電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)之間的關系電力系統(tǒng)的地理結(jié)線圖反映并發(fā)電廠、變電所的相對地理位置以及電力線路的路徑，如圖1-1所示為某一簡單電力系統(tǒng)的地理結(jié)線圖。地理結(jié)線圖不反映各元件之間的電氣聯(lián)系,因此，兩類結(jié)線圖常常配合使用，互為補充。i圖1-2電力系統(tǒng)的地理結(jié)線圖電力系統(tǒng)的結(jié)線圖反映了電力系統(tǒng)的結(jié)線方式。由于電力系統(tǒng)大小不一，結(jié)構不一，而且處在不斷發(fā)展中，因而結(jié)線方式也多種多樣。一般可將英分為簡單結(jié)線方式和復雜結(jié)線方式兩大類。簡單結(jié)線方式又分放射式、干線式、鏈式、環(huán)形和兩端供電方式，如圖1-3所示。其中前三種結(jié)線方式：放射式、干線式和鏈式，稱為開式網(wǎng)絡，其特點是每個負荷只能從一個方向取得電能；后兩種方式：環(huán)形和兩端供電方式，稱為閉式網(wǎng)絡，其特點是每一個負荷可以從兩個方向取得電能。(a)放射式(C)(d)環(huán)形(a)放射式(C)(d)環(huán)形(e)兩端供電方式(b)線式(c)鏈式圖1-3電力系統(tǒng)的簡單結(jié)線方式復雜結(jié)線方式可由上述齊種結(jié)線方式組成。實際電力系統(tǒng)的結(jié)線方式均屬復雜結(jié)線方式。電力線路還可釆用雙回路方式，以增大傳輸能力和提高供電的安全可靠。各種不同結(jié)線方式都有自己的優(yōu)點和缺點。選擇結(jié)線方式時，應根據(jù)負荷的性質(zhì)和要求對多種方案進行技術經(jīng)濟比較后擇優(yōu)選左。1.2電力系統(tǒng)運行的特點和要求1.2.1電力系統(tǒng)運行的特點電能的生產(chǎn)、輸送、分配、消費與其他工業(yè)不同，電力系統(tǒng)運行具有下列三個特點：與國民經(jīng)濟各部門、各行業(yè)和人民生活密切相關。由于電能與其他能量之間的轉(zhuǎn)換方便，宜于大量生產(chǎn)、集中管理、遠距輸送、自動控制等，使用電能較其他能量有許多顯著的優(yōu)點，所以各部門、各行業(yè)都廣泛使用電能。電能供應的中斷和減少，將直接影響到國民經(jīng)濟各部門、各行業(yè)和人民生活。過渡過程非常短。發(fā)電機、變圧器、電力線路、電動機等元件的投入和退岀都在一瞬間完成。電能從一處輸送到另一處，僅需要千分之幾至百萬分之幾秒。電力系統(tǒng)從一種運行方式過渡到另一種運行方式的過渡過程非常短。電能不能大量儲存。電能的生產(chǎn)、輸送、分配、消費等實際上是同時進行的，即發(fā)電廠任何時刻生產(chǎn)的電能必須等于該時刻用電設備消費與輸送、分配過程中消費電能之和。1.2.2 電力系統(tǒng)運行的要求電力系統(tǒng)運行的基本要求可以簡單地概括為：“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟”。保證供電的安全可靠性保證供電的安全可靠性是對電力系統(tǒng)運行的基本要求。為此，電力系統(tǒng)的各個部門應加強現(xiàn)代化管理，提髙設備的運行和維護質(zhì)疑。應當指出，目前要絕對防止事故的產(chǎn)生是不可能的，而各種用戶對供電可靠性的要求也不一樣。因此，應根據(jù)電力用戶的重要性不同，區(qū)別對待，以便在事故情況下把給國民經(jīng)濟造成的損失限制到最小。通?？蓪㈦娏τ脩舴譃槿悾阂活愑脩簟Ｖ赣捎谥袛喙╇姇斐扇松韨龌蛟谡?、經(jīng)濟上給國家造成重大損失的用戶。一類用戶要求有很髙的供電可靠性。對一類用戶通常應設置兩路以上相互獨立的電源供電，其中每一路電源的容量均應保證在此電源單獨供電的情況下就能滿足用戶的用電要求。確保當任一路電源發(fā)生故障或檢修時，都不會中斷對用戶的供電。二類用戶。指由于中斷供電會在政治、經(jīng)濟上造成較大損失的用戶。對二類用戶應設專用供電線路，條件許可時也可采用雙回路供電，并在電力供應岀現(xiàn)不足時優(yōu)先保證其電力供應。三類用戶。一般指短時停電不會造成嚴重后果的用戶，如小城鎮(zhèn)、小加工廠及農(nóng)村用電等。當系統(tǒng)發(fā)生事故，岀現(xiàn)供電不足的情況時，應當首先切除三類用戶的用電負荷，以保證一、二類用戶的用電。保證良好的電能質(zhì)量頻率、電壓和波形是電能質(zhì)量的三個基本指標。當系統(tǒng)的頻率、電壓和波形不符合電氣設備的額左值要求時，往往會影響設備的正常工作，危及設備和人身安全，影響用戶的產(chǎn)品質(zhì)量等。因此要求系統(tǒng)所提供電能的頻率、電壓及波形必須符合其額左值的規(guī)左。其中，波形質(zhì)量用波形總畸變率來表示，正弦波的畸變率是指各次諧波有效值平方和的方根值占基波有效值的百分比。我國規(guī)泄電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz,大容量系統(tǒng)允許頻率偏差±0.2Hz,中小容量系統(tǒng)允許頻率偏差±0.5Hz?35kV及以上的線路額左電壓允許偏差±5%；10kV線路額左電壓允許偏差±7%,電壓波形總畸變率不大于4%：38OV/220V線路額左電壓允許偏差±7%,電壓波形總畸變率不大于5%。保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性當電力系統(tǒng)的穩(wěn)左性較差，或?qū)κ鹿侍幚聿划敃r，局部事故的干擾有可能導致整個系統(tǒng)的全面瓦解(即大部分發(fā)電機和系統(tǒng)解列)，而且需要長時間才能恢復，嚴重時會造成大面積、長時間停電。因此穩(wěn)泄問題是影響大型電力系統(tǒng)運行可靠性的一個重要因素。（4） 保證人員和設備工作的安全保證運行人員和電氣設備工作的安全是電力系統(tǒng)運行的基本原則。這一方面要求在設計時，合理選擇設備，使之在一龍過電壓和短路電流的作用下不致?lián)p壞：另一方面還應按規(guī)程要求及時地安排對電氣設備進行預防性試驗，及早發(fā)現(xiàn)隱患，及時進行維修。在運行和操作中要嚴格遵守有關的規(guī)章制度。（5） 保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性電能成本的降低不僅會使各用電部門的成本降低，更重要的是『省了能量資源，因此會帶來巨大的經(jīng)濟效益和長遠的社會效益。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，除了進行合理的規(guī)劃設計外，還須對整個系統(tǒng)實施最佳經(jīng)濟調(diào)度，實現(xiàn)火電廠、水電廠及核電廠負荷的合理分配，同時還要提髙整個系統(tǒng)的管理技術水平。13電網(wǎng)調(diào)度的基本概念和要求基本概念電網(wǎng)調(diào)度機構是一個負責保障電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的組織機構，是發(fā)電、輸電、配電、用電的運行組織、指揮、指導和協(xié)調(diào)中心。調(diào)度機構既是生產(chǎn)運行單位，又是電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)的職能機構。我國電網(wǎng)運行實行統(tǒng)一調(diào)度、分級管理原則。凡并入電網(wǎng)的各發(fā)電、供電、用電單位，必須服從統(tǒng)一調(diào)度管理，遵守調(diào)度紀律。電網(wǎng)調(diào)度機構遵循上、下級管理模式，下級調(diào)度機構必須服從上級凋度機構的調(diào)度。各級調(diào)度機構按照分工在其職能范用內(nèi)實施調(diào)度管理，依靠法律、經(jīng)濟、技術并輔之以必要的行政手段，指揮和保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行?；疽箅娋W(wǎng)調(diào)度管理應滿足下列基本要求：（1） 按照最大范圍優(yōu)化配置能源資源的原則，實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，充分發(fā)揮發(fā)電、輸電、供電設備能力，最大限度地滿足用電的需要。（2） 按照電網(wǎng)運行的客觀規(guī)律和相關規(guī)立，保障電網(wǎng)連續(xù)、穩(wěn)立、正常運行、使得電能質(zhì)雖（頻率、電壓和諧波分量等）指標符合國家規(guī)定的標準。（3） 遵循“三公”（公開、公平、公正）的原則，依據(jù)有關合同或協(xié)議，保護發(fā)電、供電、用電等各方的合法權益。（4） 根據(jù)電網(wǎng)的實際情況，充分合理利用一次能源，使全網(wǎng)在供電成本最低或者發(fā)電能源消耗率及網(wǎng)損率最小的條件下運行。1.4電網(wǎng)調(diào)度的基本工作1.4.1 電網(wǎng)調(diào)度計劃電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度是指在滿足安全和電能質(zhì)莖的前提下，合理利用能源和設備，以最低

的發(fā)電成本或燃料費用保證對用戸可靠地供電的一種調(diào)度方法。而調(diào)度計劃的制左是實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度的首要環(huán)盯。調(diào)度計劃是指根據(jù)負荷預測，在滿足功率平衡的前提下，結(jié)合各機組出力上下限、各機組最大爬坡功率等約束條件，考慮各機組的啟停以及最小停機時間等實際情況，而提前編排的各機組的發(fā)電功率。電網(wǎng)調(diào)度計劃的核心業(yè)務是安排月（周）、日前、日內(nèi)等不同周期的電力電量平衡，安排機組的電量計劃、啟停機汁劃和岀力計劃。電網(wǎng)調(diào)度發(fā)電計劃的編制原則是：（1） 應以貫徹國家能源戰(zhàn)略、實現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置、保護投資者回報.發(fā)電節(jié)能環(huán)保為優(yōu)化目標，以電網(wǎng)母線負荷預測為依據(jù)，并滿足電網(wǎng)的靜態(tài)安全約束和動態(tài)安全約束。（2） 能夠充分利用信息感知能力，精確把握電網(wǎng)安全邊界。（3） 能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化對發(fā)電計劃進行持續(xù)滾動動態(tài)優(yōu)化。（4） 能夠?qū)崿F(xiàn)各級調(diào)度信息及時共享和一體化協(xié)調(diào)運作。（5） 能夠?qū)⒂媱澟c實際調(diào)度結(jié)果的偏差閉環(huán)反饋，實現(xiàn)發(fā)電訃劃制定環(huán)肖和自學習。潮門發(fā)電計劃機組出力信息屮迪預案的T成牛才電網(wǎng)孚全校iF網(wǎng)絡拓扌申K限低網(wǎng)絡拓撲及氏申值*~訂rr方法電網(wǎng)碌線潮門發(fā)電計劃機組出力信息屮迪預案的T成牛才電網(wǎng)孚全校iF網(wǎng)絡拓扌申K限低網(wǎng)絡拓撲及氏申值*~訂rr方法電網(wǎng)碌線曲』徒源直電機細投運狀況負荷獨測能力預測▲SCUC/SCED竹蟲心仁息潮流越猱息H段電力預測的線預測1刀度計對1 t 11水堆調(diào)度汁劃 月麼檢儲方式和運行方式月反檢修汁劃訂喪丈全校核圖調(diào)度訃劃動態(tài)優(yōu)化框圖1.4.3.1短期調(diào)度計劃調(diào)度計劃從時間尺度上分為短期調(diào)度計劃和長期運行計劃，其中，短期調(diào)度汁劃主要指未來數(shù)小時、一日、一周或數(shù)周的發(fā)電計劃。（1） 火電調(diào)度計劃?；痣姴糠种饡r段的經(jīng)濟調(diào)度il?劃，在滿足系統(tǒng)負荷和安全約束條件下使發(fā)電費用降至最低，為了核電廠運行的安全與經(jīng)濟，多使英帶基本負荷并盡量減少英出力波動。（2） 機組經(jīng)濟組合。確定某一周期舊或周）內(nèi)各時段機組起停計劃，在滿足負荷、備用、機組、系統(tǒng)和環(huán)境等約束條件下。使整個周期發(fā)電和起動費用（或成本）降至最低。（3） 水火電調(diào)度訃劃.在水火電聯(lián)合系統(tǒng)中。對某周期中各時段進行負荷經(jīng)濟分配，除滿足負荷及英他限制條件外，還要滿足各水電站發(fā)電用水條件，使整個周期內(nèi)系統(tǒng)總發(fā)電費用（或成本）降至最低。根據(jù)系統(tǒng)情況可分為定水頭、變水頭、梯級和抽水蓄能等類型的水電站的調(diào)度。純水電系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度目標為:發(fā)電用水疑最少、棄水最最少、售電價值最高或購電費用最少等。（4） 燃料約束調(diào)度。在發(fā)電調(diào)度計劃中考慮某些發(fā)電廠在調(diào)度周期內(nèi)（日或周）消耗規(guī)定的撚料量或發(fā)岀規(guī)定的電量。（5） 交換功率計劃。確立某一周期內(nèi)各時段與其他系統(tǒng)（或公司）交換電能汁劃.滿足某些約束（如功率或電量限制）條件下獲得最大經(jīng)濟效益。1.4.3.2長期運行計劃長期運行訃劃周期為數(shù)周、數(shù)月或數(shù)年，時段為數(shù)日、周或月的運行計劃。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)電與輸電設備、負荷、來水和燃料情況預測，編制設備檢修和資源利用汁劃。使計劃周期內(nèi)總發(fā)電成本降至最低。（1） 檢修計劃。編制一年或數(shù)年發(fā)電設備檢修計劃應考慮設備狀態(tài)和檢修周期，備件、維修、人力和機修場地的可能性及時間上的配合（如枯水期檢修水電機組，豐水期檢修火電機組，補充核燃料時檢修核電機組。（2） 長期水火電計劃、也稱水庫調(diào)度計劃，即提出一年或數(shù)年內(nèi)逐周逐月的發(fā)電用水策略，考慮負荷，來水和姍料供應情況的不確定性，維持電力系統(tǒng)運行成本的期望值最低。對純水電系統(tǒng)目標函數(shù)為:保證電能供應，銷售過剩電能獲利最大，不足電能外購費用最少或限制負荷損失最小等。（3） 長期交換計劃。確立與其他系統(tǒng)（或公司）長期最優(yōu)交換電能策略（或合同），通常按季度確定購銷電量。（4） 長期燃料il?劃。確左一年或數(shù)年內(nèi)逐周或逐月的然料購買、運輸、存儲和消費計劃（或合同），使計劃周期內(nèi)發(fā)電燃料費用最少。1.4.2運行方式安排在電力系統(tǒng)調(diào)度計劃特別是發(fā)電汁劃的基礎上，調(diào)度部門進一步安排相應的電網(wǎng)運行方式，以滿足電能供給和資源配置的要求。運行方式安排的目標主要包括：（1）保證電網(wǎng)的安全運行和髙質(zhì)量供電：（2）提高電網(wǎng)整體效益，使電網(wǎng)盡可能運行在其物理極限而又不發(fā)生冒險的狀態(tài)，從而推遲新投資和降低造價；（3）不斷降低電能生產(chǎn)和電能傳輸費用：（4）適應電力市場運營中不斷岀現(xiàn)的要求。以上四個目標，從更髙的層而來講，就是要保持電網(wǎng)運行的安全性和經(jīng)濟性。在電網(wǎng)調(diào)度運行的生產(chǎn)流程中，運行方式分析的主要工作正是園繞這些目標展開的。在電網(wǎng)調(diào)度的日前工作流程中，運行方式安排的過程實際上是在預測的負荷分布條件下,對設備檢修汁劃和發(fā)電訃劃反復調(diào)整、反復計算的過程。這個過程的首要目標，是要使電網(wǎng)在預測的負荷分布、設定電網(wǎng)拓撲和發(fā)電計劃條件下，能夠承受預想事故的打擊，即保證電網(wǎng)在計劃工況下，遇到各個預想事故的打擊，仍能保持安全穩(wěn)定運行。在安全性和用電需求得到滿足的條件下，還要對當日運行方式做進一步優(yōu)化汁算，在盡可能滿足電網(wǎng)設備檢修按需檢修的條件下，最大限度地發(fā)揮電網(wǎng)的整體效益，挖掘電網(wǎng)輸電潛力，提髙輸電能力，最大限度地解放富余電力。進而，在時間允許的情況下，繼續(xù)優(yōu)化計算，降低電能傳輸費用。中、短期電網(wǎng)運行方式分析計算的工作流程與日前運行方式分析計算流程基本相似，工作目標也不外以上四點要求。兩者的區(qū)別在于中、短期預計工況的獲得方式:日前預計工況是根據(jù)前日已發(fā)生的工況預計，中、短期預計工況則是根據(jù)己過去的一段時間的實際工況綜合得到的。除此之外，日前方式安排工作中，方式人員可控的因素主要是設備的檢修汁劃和發(fā)電計劃，這個因素決定了次日的網(wǎng)絡拓撲;中、短期分析計算中，主要的變化因素則是電網(wǎng)的基建計劃和發(fā)電計劃。從電網(wǎng)運行方式的工作流程可以看出，運行方式分析il?算質(zhì)量的好壞，分析計算水平的髙低直接影響電網(wǎng)調(diào)度運行兩個根本目標一一安全性和經(jīng)濟性，而分析計算水平的髙低一定程度上又取決于分析計算工具先進性。因此，可以說，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度運行的基本目標，不斷提高電網(wǎng)運行方式分析計算水平,提髙安全性和經(jīng)濟性運行水平這個永恒的生產(chǎn)需求是推動電網(wǎng)運行方式分析汁算工具不斷發(fā)展和進步的內(nèi)在因素。1.4.3 實時運行控制電力系統(tǒng)實時調(diào)度控制是指按秒或分控制各機組出力和聯(lián)絡線功率。考慮系統(tǒng)運行的安全、質(zhì)量和經(jīng)濟性（包括機組升降出力速度限制），其主要工作包括：（1）實時經(jīng)濟凋度。某時刻分配已運行機組的出力?在滿足系統(tǒng)負荷的條件下使發(fā)電費用最少。主要考慮機組經(jīng)濟特性、廠用電、燃料費用和網(wǎng)損等因素。有時考慮維護費、可中斷負荷和可控負荷。（2）運行備用調(diào)度。確左運行機組起停及出力分配不僅要滿足系統(tǒng)預計負荷、還要滿足負荷隨機變化、負荷預報誤差和發(fā)電設備的非計劃停運。備用分為旋轉(zhuǎn)備用和冷備用兩類。（3）安全約束調(diào)度。調(diào)整各機組岀力（或起停），解除支路潮流過負荷。（4）環(huán)境調(diào)度。也稱防污染調(diào)度。即在經(jīng)濟調(diào)度中考慮將％發(fā)電廠對環(huán)境污染（二氧化硫等）保持在允許程度內(nèi)。從調(diào)節(jié)描施上，實時調(diào)度控制主要包括：調(diào)蜂、調(diào)頻、調(diào)壓、穩(wěn)定控制和繼電保護。1.4.1調(diào)峰調(diào)穌與備用服務是電力系統(tǒng)的兩大輔助服務。調(diào)U金服務是指電網(wǎng)用電負荷出現(xiàn)尖U金時，為了保證電網(wǎng)運行的可靠性以及電能質(zhì)量，對發(fā)電機組進行的有功岀力的調(diào)整。備用服務主要是指電網(wǎng)中電源容量大于負荷需求的部分，作用是保證電力系統(tǒng)進行調(diào)唸、調(diào)頻操作，發(fā)輸配電設備定期檢修以及電網(wǎng)發(fā)生故障時保i正對用戶的電力供應。在我國將備用服務于調(diào)峰服務分開考慮的運行背景下，備用服務更多的表現(xiàn)為靜態(tài)的容量特性，調(diào)穌服務則是表現(xiàn)為動態(tài)的調(diào)節(jié)特性。調(diào)峰機組的要求是啟動和停止方便快捷，并網(wǎng)時的同步調(diào)整容易。一般調(diào)峰機組有燃氣輪機機組和抽水蓄能機組等等。另外，通過需求側(cè)管理機制的引導，將部分柔性負荷列為系統(tǒng)調(diào)峰對象，可進一步提高電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力。1.4.2調(diào)頻電力系統(tǒng)調(diào)頻主要包括一次調(diào)頻、二次調(diào)頻、三次調(diào)頻。一次調(diào)頻是同步機組的自然屬性，依靠調(diào)速器完成，所有同步機組承擔調(diào)頻任務，但只能做到有差調(diào)巧。電力系統(tǒng)一次調(diào)頻能力的評價的通用標準是保證系統(tǒng)在發(fā)生單個大擾動的情況下低頻減載不動作，其實質(zhì)是滿足N-1校核原則。電力系統(tǒng)二次調(diào)頻，即傳統(tǒng)的LFC負荷跟隨控制，由系統(tǒng)中的AGC機組承擔，依靠調(diào)頻器完成，同時對聯(lián)絡線功率進行監(jiān)視和調(diào)整。而AGC調(diào)卩容雖:的實質(zhì)是為了滿足超短期系統(tǒng)發(fā)電計劃出力與實際負荷之間的功率缺額而設置的備用容量。根據(jù)功率缺額的正負，AGC機組向上或向下調(diào)節(jié)。在實際運行時，常規(guī)機組的發(fā)電計劃岀力根據(jù)系統(tǒng)負荷和風電、光伏等新能源發(fā)電功率超短期預測結(jié)果而左。因此，在大規(guī)模新能源接入條件下，電力系統(tǒng)AGC調(diào)節(jié)容量需同時考慮負荷預測和新能源發(fā)電功率預測偏差造成的系統(tǒng)功率缺額，即凈負荷預測誤差導致的功率不平衡雖。電力系統(tǒng)的三次調(diào)頻即在線經(jīng)濟調(diào)度。1.4.3調(diào)壓電網(wǎng)調(diào)度調(diào)壓是指基于自動電壓無功控制系統(tǒng)(AVC)保證電網(wǎng)運行的各節(jié)點電壓水平在規(guī)左的合理范I羽以內(nèi)。AVC系統(tǒng)以綜合自動化網(wǎng)絡型RTU技術為支撐，根據(jù)當前地區(qū)電網(wǎng)的實際要求，運用分層分布控制原理實現(xiàn)對地區(qū)電網(wǎng)的電壓/無功實時控制，全局協(xié)調(diào)層經(jīng)過網(wǎng)絡型RTU采集系統(tǒng)中的各種實時數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)，對正常和緊急運行方式下的電壓無功進行全局優(yōu)化，再由分布控制層執(zhí)行上一層的控制指令，同時在系統(tǒng)異常的情況下又能獨立進行當?shù)責o功控制，滿足電網(wǎng)電壓無功控制的要求，。當前國外電壓無功控制系統(tǒng)(AVC)按控制模式進行劃分，大體可以分為兩類:一類是三級電壓控制模式;另一類是二級電壓控制模式。三級電壓控制模式:是把系統(tǒng)切割成為一些彼此解耦的區(qū)域，任何一個區(qū)域可以采用一個或若幾個樞紐節(jié)點，由一級、二級、三級電壓控制組成。二級電壓控制模式的電壓無功控制系統(tǒng)(AVC)主站以整個地區(qū)電網(wǎng)設備狀態(tài)進行判斷，下達控制決策，與其有關的廠站是直接獲得決策結(jié)果的，實行的是閉環(huán)控制的模式?？刂浦芷跒榉昼娂?。14.4穩(wěn)定控制電力系統(tǒng)穩(wěn)左是指電力系統(tǒng)經(jīng)受擾動后能繼續(xù)向負荷正常供電的狀態(tài)，即具有承受擾動的能力。電力系統(tǒng)運行時，有三種必須同時滿足的穩(wěn)定性要求：同步運行穩(wěn)左性、頻率穩(wěn)圮性和電壓穩(wěn)泄性。電力系統(tǒng)的同步運行穩(wěn)左性，又稱功角穩(wěn)左性，是指電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機組能否保持同步穩(wěn)泄運行的問題。當系統(tǒng)在某一正常狀態(tài)下運行時，系統(tǒng)中的所有發(fā)電機是保持同步的，它們的電氣角速度一樣，它們間的角度差為一常數(shù)，系統(tǒng)中每一點的電壓、電流及功率也為常數(shù)。當受到某種擾動時，這些運行參數(shù)會發(fā)生變化，如經(jīng)過一段時間后,系統(tǒng)能夠回到原來發(fā)電機之間的功角差? 能保持有限值而不隨時間無限增大。如果系統(tǒng)失去了同步運行穩(wěn)左性，就會發(fā)生振蕩，引起系統(tǒng)中各點的電壓、電流和功率大幅度周期波動，因而無法向負荷正常供電，嚴重時將會造成電力系統(tǒng)大而積停電。電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性是指能否保持電能的頻率指標正常。頻率是電能質(zhì)量的一個重要指標，它反映了電力系統(tǒng)中有功功率的平衡水平。由于電能不能大量貯存，所以電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和消費是同時進行的，即系統(tǒng)中所有發(fā)電廠任何時刻生產(chǎn)的電能必須與該時刻所有負荷所需的電能及傳輸、分配中損耗的電能之和相等，也就是必須滿足有功功率平衡的等約朿條件：忌％+艮在這種情況下，系統(tǒng)的頻率為泄值，且應維持在規(guī)左允許的范國之內(nèi)。如系統(tǒng)的有功電源不足，則頻率下降，當頻率下降到一立程度時，將引起系統(tǒng)的頻率崩潰，失去頻率穩(wěn)左性，造成全系統(tǒng)停電。電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)泄性是指能否保持電能的電壓指標正常。電壓是電能質(zhì)量的一個重要指標，它反映了電力系統(tǒng)中無功功率的平衡水平。電力系統(tǒng)正常運行時，全系統(tǒng)包括每一地區(qū)的無功功率處于正常的平衡水平，從而各點的電壓在規(guī)左的允許范用之內(nèi)。如全系統(tǒng)或某一地區(qū)的無功電源不足,將引起全系統(tǒng)或該地區(qū)電壓水平的降低,當電壓降低一左程度時，將引起電壓崩潰，失去電壓穩(wěn)左性，造成受影響的地區(qū)停電。1.4.5繼電保護電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)分為：正常運行狀態(tài)：故障狀態(tài)；不正常運行狀態(tài)。而繼電保護主要是在故障狀態(tài)和不正常運行狀態(tài)起作用。繼電保護是指當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。繼電保護裝宜則是能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務簡單說是：故障時跳閘，不正常運行時發(fā)信號。繼電保護裝置為了完成它的任務，必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。1.5電力系統(tǒng)的調(diào)度體系根據(jù)統(tǒng)一調(diào)度、分級管理的原則，目前我國電力系統(tǒng)已經(jīng)建立了較為完備的5級調(diào)度機構：國家級調(diào)度機構、區(qū)域級調(diào)度機構、省級調(diào)度機構、地區(qū)級調(diào)度機構、縣級調(diào)度機構。（1） 國家級調(diào)度機構國家級調(diào)度機構是我國電網(wǎng)的最髙級調(diào)度機構。該機構協(xié)調(diào)各區(qū)域電網(wǎng)間的聯(lián)絡線潮流,確泄運行方式，監(jiān)控樞紐電廠，監(jiān)視、統(tǒng)計和分析全國電網(wǎng)運行情況，并負責為全國電網(wǎng)運行制定政策和指導性規(guī)定。（2） 區(qū)域級調(diào)度機構區(qū)域級調(diào)度機構負責跨省髙壓電網(wǎng)的安全運行并按規(guī)左的發(fā)供電汁劃和監(jiān)控原則進行管理，監(jiān)控省間聯(lián)絡線潮流，監(jiān)控直調(diào)電廠，編制和分析省間和區(qū)域電網(wǎng)的供受電量計劃，制訂發(fā)電計劃，閉環(huán)或開環(huán)