【正文】 用算法 比較n 電 力系 統(tǒng) 狀 態(tài) 估 計(jì) 方法可以 歸結(jié)為 兩種：第一 類方法是根據(jù) 電 力系 統(tǒng) 功率平衡模型，構(gòu)造非 線 性方程 組 ，在取得量 測(cè) 數(shù)據(jù)后，通 過 逐次逼近的方法使非 線 性方程 組 收 斂 ，最 終獲 得狀 態(tài) 量的估 計(jì)值 ，最具代表性的方法 為 加 權(quán) 最小二乘狀 態(tài) 估 計(jì) 方法 。狀 態(tài) 估 計(jì) 的 這種功能稱之 為 網(wǎng) 絡(luò)結(jié)線 辨 識(shí) 或開關(guān)狀 態(tài) 辨識(shí) 。n (3)推算出完整而精確的 電 力系 統(tǒng) 的各種 電 氣量 。因此狀 態(tài) 估 計(jì) 是必要的，量 測(cè) 數(shù)據(jù)有 時(shí) 又被稱 為“生數(shù)據(jù) ”， 狀 態(tài) 估 計(jì)結(jié) 果被稱 為 “熟數(shù)據(jù) ”n 力系 統(tǒng) 遙信或遙 測(cè) 可能存在不良數(shù)據(jù)。n 能量管理系 統(tǒng) 的眾多功能又可分成 針對(duì) 電 網(wǎng) 實(shí)時(shí)變 化 進(jìn) 行分析的 在 線應(yīng) 用 和 針對(duì) 典型潮流斷面 進(jìn)行分析的 離 線應(yīng) 用 兩大部分。 用算法 對(duì) 各控制 變 量在三種典型 負(fù) 荷水平下的作用作了 定量分析 。無功 優(yōu) 化運(yùn)行可以提高系 統(tǒng) 的 穩(wěn)定性， 保 證電壓質(zhì) 量并降低網(wǎng) 絡(luò)損 耗 ，是 電 力系 統(tǒng) 安全 經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行研究的一個(gè)重要組 成部分。此潮流 計(jì) 算主要用于方式人 員 利用 歷 史數(shù)據(jù) 對(duì)電 網(wǎng) 進(jìn) 行分析 ,從而確定 類 似 負(fù) 荷和 檢 修方式下潮流分布情況 ,科學(xué)合理地制定運(yùn)行方式 。調(diào)度員潮流計(jì)算n a)實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)潮流 計(jì) 算。調(diào)度員潮流計(jì)算n 調(diào) 度 員 潮流模 塊 在能量管理系 統(tǒng) 分析 軟 件中正 處 于核心地位 ，它不 僅 是分析 軟 件的必 備功能，而且是一些其他功能的基 礎(chǔ) ，如無功 優(yōu)化、靜 態(tài) 安全分析需要反復(fù) 調(diào) 用潮流程序。由于開關(guān)位置直接決定網(wǎng) 絡(luò) 的配 電 網(wǎng) 絡(luò) 的連 通性，在配 電 網(wǎng)潮流 計(jì) 算的網(wǎng) 絡(luò) 拓?fù)湎?統(tǒng)中， 當(dāng)斷路器或 聯(lián)絡(luò) 開關(guān)的狀 態(tài)發(fā) 生 變 化 時(shí)，網(wǎng) 絡(luò) 拓?fù)?緊 接著 變 化， 電 網(wǎng)的潮流因此 發(fā)生 變 化 。n 潮流分析與計(jì)算 用以確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況n 電 力系 統(tǒng) 潮流 計(jì) 算是研究 電 力系 統(tǒng) 穩(wěn)態(tài) 運(yùn)行 情況的一種 計(jì) 算， 根據(jù) 給 定的運(yùn)行條件及系 統(tǒng) 接 線 情況 ,確定整個(gè) 電 力系 統(tǒng) 各部分的運(yùn)行狀 態(tài) ：各母 線 的 電壓 ，各元件中流過 的功率，系 統(tǒng) 的功率 損 耗等等。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰊 電 力系 統(tǒng) 各種分析 計(jì) 算功能的基 礎(chǔ) 是網(wǎng) 絡(luò) 拓?fù)浞治?，它一方面提?電 網(wǎng)的運(yùn)行狀況 如 電 網(wǎng)是否 發(fā) 生合 環(huán) 、解 環(huán) 、并列、解列等 。網(wǎng) 絡(luò) 分析 級(jí) 從能量管理 級(jí) 取 負(fù) 荷 預(yù)測(cè)值 和 發(fā)電計(jì) 劃 值 。AGCn 同 時(shí) ， 電 廠和 發(fā)電 機(jī) 組 的有關(guān)信息由 電 廠的網(wǎng) 絡(luò) 通信工作站或 簡 稱 n 負(fù) 荷 預(yù)報(bào) 的方法有多種，包括 線 性回 歸 、 時(shí)間 序列、卡 爾 漫 濾 波、人工神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 、 專 家系 統(tǒng) 方法等。n n 從 時(shí)間 框架看 ,可分 為 長 期、中期、短期、超短期以及 節(jié) 日 預(yù)測(cè) ,其中 短期 負(fù) 荷 預(yù)測(cè) 是 負(fù) 荷 預(yù)測(cè) 的重要 組 成部份 ,它 對(duì) 于 電 廠的 發(fā)電計(jì) 劃、 競 價(jià)上網(wǎng)、 電 能量交易合同、運(yùn)行及 調(diào) 度方式等起著重要的作用。能量管理級(jí) (調(diào)度決策 )數(shù)據(jù)收集是 EMS與 電 力系 統(tǒng)聯(lián) 系的 總 接口 ,它向能量管理 級(jí) 和網(wǎng) 絡(luò) 分析 級(jí) 提供 實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù) 。n SCADA系 統(tǒng) 作 為 能量管理系 統(tǒng) （ EMS系 統(tǒng) ）的一個(gè)最主要的子系 統(tǒng) ,主要 完成數(shù)據(jù)的收集、 處 理解 釋 、存儲(chǔ) 和 顯 示 ,并把 這 些 實(shí)時(shí) 信息 傳遞給 其它 應(yīng) 用模 塊 。DataEMS一般分 為 3級(jí) :數(shù)據(jù)收集 級(jí) 、能量管理 級(jí) 和網(wǎng) 絡(luò) 分析 級(jí) 。能量管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 能量管理系統(tǒng)的發(fā)展n 從 SCADA(數(shù)據(jù)采集和 監(jiān)視 控制 )系 統(tǒng) 的出 現(xiàn)到向能量管理系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 ,SCADA系 統(tǒng)給電網(wǎng) 調(diào) 度人 員 掌握 電 網(wǎng) 實(shí)時(shí) 運(yùn)行工況及 處 理事故以極大的幫助 ,但 不能告知 電 網(wǎng) 發(fā) 生 擾動(dòng) (開關(guān)操作 ,事故跳 閘 )時(shí) 的后果 。System）， n SCADA/EMS/AGC/AVC構(gòu)成了 電 網(wǎng) 監(jiān)視 與控制的核心 。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的外延 n 電 力系 統(tǒng) 的各廠站運(yùn)行狀 態(tài) 數(shù)據(jù)全部由 遠(yuǎn) 程 終 端（ RTU） 經(jīng) 通 訊 通道 傳 送到 調(diào) 度中心。n 電 網(wǎng) 調(diào) 度肩 負(fù) 著 電 網(wǎng)的管理任 務(wù) ，在各種 現(xiàn) 代化手段的支持下， 日夜 監(jiān)視 指 揮 著 電 網(wǎng)的運(yùn)行，使之無 論 在正常情況和事故的情況下，都能符合 安全、 經(jīng)濟(jì) 及高 質(zhì) 量 供 電 的要求。電力調(diào)度信息化與智能化 電 力 調(diào) 度信息化 發(fā) 展概述n 基于 電 網(wǎng) 綜 合數(shù)據(jù)挖掘的 輔 助決策支持系 統(tǒng)n 智能 調(diào) 度 n 到 20世 紀(jì) 6070年代， 電 力系 統(tǒng) 的自 動(dòng) 化控制技術(shù)經(jīng)歷 了由 模 擬 到數(shù)字的重大 轉(zhuǎn)變 。 電力調(diào)度 信息化發(fā)展概述調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)涵 調(diào) 度自 動(dòng) 化系 統(tǒng) 的內(nèi)涵是n 電 網(wǎng)運(yùn)行和控制 的信息化 (智能化 )；n 電 網(wǎng)企 業(yè)經(jīng)營 和管理 的信息化 (智能化 )。n SCADA/EMS是及 時(shí) 了解 電 網(wǎng)的運(yùn)行狀 態(tài) 并 進(jìn) 行科學(xué)分析的基 礎(chǔ) 平臺(tái)；n 自 動(dòng)發(fā)電 控制 (AGC)和自 動(dòng)電壓 控制 (AVC)等是進(jìn) 行 電 網(wǎng) 頻 率和 電壓 控制的先 進(jìn) 的控制手段 。Managementn EMS是以 計(jì) 算機(jī)技 術(shù)為 基 礎(chǔ) 的 現(xiàn) 代 電 力 綜 合自動(dòng) 化系 統(tǒng) ，主要用于 大區(qū) 級(jí)電 網(wǎng)和省、市 級(jí)電 網(wǎng)調(diào) 度中心 ，主要 為 電 網(wǎng) 調(diào) 度管理人 員 提供 電 網(wǎng)各種 實(shí)時(shí) 的信息 （包括 頻 率、 發(fā)電 機(jī)功率、 線 路功率、母 線電壓 等），并 對(duì) 電 網(wǎng) 進(jìn) 行 調(diào) 度決策管理和控制 ， 保 證電 網(wǎng)安全運(yùn)行 ， 提高 電 網(wǎng) 質(zhì) 量和改善 電 網(wǎng)運(yùn)行的 經(jīng)濟(jì) 性 。能量管理系統(tǒng)的發(fā)展n 要 實(shí)現(xiàn)對(duì)電 網(wǎng)運(yùn)行安全 預(yù)測(cè) ,需 對(duì)電 網(wǎng) 實(shí)時(shí) 運(yùn)行不斷 進(jìn) 行 潮流 計(jì) 算 、 功角及 電壓穩(wěn) 定性 計(jì) 算 ,分析 電 網(wǎng)在 發(fā) 生故障 時(shí)穩(wěn) 定破壞的可能性。能量管理系統(tǒng)的發(fā)展目前各主流 EMS產(chǎn) 品均于 20世 紀(jì) 90年代左右開 發(fā) 完成 ,受限于當(dāng) 時(shí) 的 計(jì) 算機(jī)技 術(shù) 以及 電力控制理 論 水平 ,其功能主要是幫助 調(diào) 度人員監(jiān)視 和分析 電 網(wǎng)的運(yùn)行狀況 ,而 對(duì)電 網(wǎng)運(yùn)行方式 調(diào) 整和控制仍主要靠 調(diào) 度 員 來完成 ,遠(yuǎn) 未做到真正意 義 上的 實(shí)時(shí) 自 閉環(huán)調(diào) 控 .能量管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)n 能量管理系 統(tǒng)總 體 結(jié) 構(gòu)如 圖 ，它主要由六個(gè)部分 組 成： 計(jì) 算機(jī)、操作系 統(tǒng) 、支持系 統(tǒng) 、 數(shù)據(jù)收集、能量管理（ 發(fā)電 控制和 發(fā)電計(jì) 劃 ）和網(wǎng) 絡(luò) 分析 。And它可以 對(duì)現(xiàn)場(chǎng) 的運(yùn)行 設(shè)備進(jìn) 行 監(jiān)視 和控制，以 實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集、 設(shè)備 控制、 測(cè) 量、參數(shù) 調(diào)節(jié) 以及各 類 信號(hào) 報(bào)警等各 項(xiàng) 功能。提高控制 質(zhì) 量和改善運(yùn)行的 經(jīng)濟(jì) 性 ,負(fù)荷預(yù)測(cè)n 負(fù) 荷 預(yù)測(cè) 是指從 歷 史 負(fù) 荷數(shù)據(jù)及其相關(guān)因素 等 資料出 發(fā) ,運(yùn)用一定方法去 合理推 測(cè) 將來一定 時(shí) 段的負(fù) 荷需求情況 ,它是保 證 系 統(tǒng) 安全 穩(wěn) 定運(yùn)行與 電能 質(zhì) 量的基 礎(chǔ) ,在 電 力系 統(tǒng) 中具有獨(dú)特的重要性。日 負(fù) 荷 預(yù)報(bào) 和周 負(fù) 荷 預(yù)報(bào)為 短期 負(fù) 荷 預(yù)報(bào) ，分別 用于安排日 調(diào) 度 計(jì) 劃和周 調(diào) 度 計(jì) 劃，包括確定機(jī) 組 起停、水火 電協(xié)調(diào) 、 聯(lián)絡(luò)線 交 換 功率、 負(fù) 荷經(jīng)濟(jì) 分配、水 庫調(diào) 度和 設(shè)備檢 修等；n 月至年的 負(fù) 荷 預(yù)報(bào)為 中期 負(fù) 荷 預(yù)報(bào) ，主要是確定水 庫 運(yùn)行方式和 設(shè)備 大修 計(jì) 劃等；在 電 源 規(guī) 劃和網(wǎng) 絡(luò)發(fā) 展 時(shí) ，需要數(shù)年至數(shù)十年的 長 期 負(fù) 荷 預(yù)報(bào) 。負(fù) 荷 預(yù)報(bào) 的 關(guān) 鍵 是提高準(zhǔn)確度 。ControlAGC(自動(dòng)發(fā)電控制 )n 電 力系 統(tǒng) 調(diào) 度機(jī)構(gòu)主站控制系 統(tǒng)發(fā) 出的指令 由網(wǎng) 絡(luò) 通信工作站或 遠(yuǎn) 程 終 端通信工作站通 過 通信網(wǎng) 絡(luò) 送至 電 廠控制系 統(tǒng) 或機(jī) 組控制器， 對(duì)發(fā)電 機(jī) 組 功率 進(jìn) 行控制 。作為控制軟件的關(guān)鍵部分之一的 向能量管理 級(jí) 送 網(wǎng)絡(luò) 修正系數(shù)和機(jī) 組 安全限制 值 。n 其工作的核心是當(dāng) 電 網(wǎng) 發(fā) 生 變 化 時(shí) ，如何快速地 實(shí)現(xiàn) 拓?fù)洌员慵?時(shí)給 出拓?fù)浞治?。n 在 線 潮流 計(jì) 算是 網(wǎng) 絡(luò) 分析 級(jí) 的基 礎(chǔ)組 成部分，其 計(jì) 算 結(jié) 果反映了 通 過給 定網(wǎng) 絡(luò)結(jié) 構(gòu)及運(yùn)行條件來確定 整個(gè)網(wǎng) 絡(luò) 的運(yùn)行狀 態(tài) (主要是各 節(jié) 點(diǎn) 電壓 幅 值 和相角、網(wǎng) 絡(luò) 中功率分布及功率 損 耗等 )， 是運(yùn)行方式合理性、可靠性及經(jīng)濟(jì) 性定量分析的重要依據(jù) 。n 對(duì) 可能引起不安全的 預(yù) 想事故 并按其 對(duì) 系 統(tǒng)導(dǎo) 致后果的 嚴(yán) 重程度排序后，也需要 進(jìn) 行精確的潮流計(jì) 算來復(fù)核 。主要有 3種功能：n 實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)潮流 計(jì) 算n 歷 史斷面數(shù)據(jù)潮流 計(jì) 算n 典型斷面潮流 計(jì) 算。調(diào)度員潮流計(jì)算n b)歷 史斷面數(shù)據(jù)潮流 計(jì) 算。調(diào)度員潮流計(jì)算調(diào) 度 員 潮流 計(jì) 算 是基于 電 網(wǎng) 穩(wěn)態(tài) 下的方式研究 ,適用于 有關(guān)技 術(shù) 人 員 分析潮流分布和 調(diào) 度 員 解合 環(huán) 等重大 操作前 預(yù) 演 ,從而更加科學(xué)合理地制定運(yùn)行方式。無功優(yōu)化n 無功功率在 電 力系 統(tǒng) 運(yùn)行中起著 舉 足 輕 重的作用。n 電 力系 統(tǒng) 的 負(fù) 荷多 變 , 各種 負(fù) 荷水平下無功 優(yōu) 化各控制 變 量 ，機(jī)端 電壓 ，可投切 電 容器， 變壓 器 變 比的作用只有一個(gè)粗略的概念。電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)n 電 力系 統(tǒng) 狀 態(tài) 估 計(jì) 是 電 力系 統(tǒng)調(diào) 度中心的 EMS的核心功能之一，其功能是根據(jù) 電 力系 統(tǒng) 的各種量測(cè) 信息，估 計(jì) 出 電 力系 統(tǒng) 當(dāng)前的運(yùn)行狀 態(tài) 。電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)為 什么 電 力系 統(tǒng) 的量 測(cè) 不能直接用于分析 計(jì) 算，而必 須 要 經(jīng)過 狀 態(tài) 估 計(jì) 呢？原因如下： 電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)狀 態(tài) 估 計(jì) 在 EMS當(dāng)中所 處 的地位n (2)對(duì) 生數(shù)據(jù) 進(jìn) 行不良數(shù)據(jù)的 檢測(cè) 與辨 識(shí) ， 刪 除或修正不良數(shù)據(jù) ，以此提高數(shù)據(jù)系 統(tǒng) 的可靠性。(4)根據(jù)遙 測(cè) 量估 計(jì)電 網(wǎng)的 實(shí)際 開關(guān)狀 態(tài) ， 糾正偶然出 現(xiàn) 的 錯(cuò)誤 開關(guān)狀 態(tài) 信息，以保 證 數(shù)據(jù)庫 中 電 網(wǎng) 結(jié)線 方式的正確性。狀 態(tài)估 計(jì) 的 這 種用法稱 為 參數(shù)估 計(jì) 。EMS的功能n EMS的功能包括 數(shù)據(jù)采集與 監(jiān) 控（ SCADA）、以及 發(fā)電 控制 、 發(fā)電計(jì) 劃（ 負(fù) 荷 預(yù)測(cè) ） 、 網(wǎng) 絡(luò)分析、 調(diào) 度 員 培 訓(xùn) 模 擬 （ DTS） 等 應(yīng) 用功能 ,是建立在 SCADA基 礎(chǔ) 上的功能集成， 針對(duì) 不同 應(yīng)用目的需要 進(jìn) 行大量 計(jì) 算和分析 。EMSn SCADAEMS典型配置EMS典型配置n EMS)、EMS/DMS（ Distributionn EMS系 統(tǒng)對(duì)計(jì) 算機(jī)的要求主要是：能量管理系統(tǒng)的內(nèi)涵n 能量管理系 統(tǒng) (EMS)是 電 力 調(diào) 度中心的一套大型的 軟 件系 統(tǒng) ， 在 線 安全分析 是它的核心任 務(wù) 之一，在 電 力系 統(tǒng) 的分析和控制中 發(fā)揮著重要的作用。能量管理系統(tǒng)（ EMS）的發(fā)展到目前 為 止， EMS的 發(fā) 展已 經(jīng)歷 四代：n 第一代 為 上世 紀(jì) 70年代基于 專 用機(jī)和 專 用操作系統(tǒng) 的 SCADA系 統(tǒng) ；n 第二代 為 80年代基于通用 計(jì) 算機(jī)和集中式的SCADA/EMS系 統(tǒng) ， 部分 EMS應(yīng) 用 軟 件 開始 進(jìn) 入實(shí) 用化；n 第三代 為 90年代基于 RISC/UNIX的 開放分布式 EMS系 統(tǒng) （含 SCADA應(yīng) 用）， 采用的是商用關(guān)系型數(shù)據(jù) 庫 和先 進(jìn) 的 圖 形 顯 示技 術(shù) ， EMS應(yīng) 用 軟 件更加豐富和完善 。EMS,由于 調(diào) 度運(yùn)行人員 與 企 業(yè)領(lǐng)導(dǎo) 和管理 層 人 員 對(duì)電 網(wǎng) 實(shí)時(shí)信息的 要求存在差異。n 電 網(wǎng)生 產(chǎn) 管理 輔 助決策支持系 統(tǒng) 包括：n ?實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)采集接口；n ?實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)存 儲(chǔ) 管理（存 儲(chǔ) 策略、存 儲(chǔ)維護(hù) ）；n ?基于生 產(chǎn) 管理數(shù)據(jù) 庫 、 電 網(wǎng) 調(diào) 度 實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù) 庫 、電 力 營銷 數(shù)據(jù) 庫 的數(shù)據(jù) 倉庫 與數(shù)據(jù)挖掘；n ?實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù) 顯 示、分析、展示和 發(fā) 布；n ?電 力 專業(yè)圖 形 編輯 。n 采用 鏡 像服 務(wù) 器 傳輸 方式 時(shí) ，網(wǎng) 絡(luò) 二極管要安裝在主服 務(wù) 器和 鏡 像服 務(wù) 器之 間 。如果存 儲(chǔ)規(guī) 劃 設(shè)計(jì) 得不合理，將直接影響到數(shù)據(jù)的 查詢 效率和后臺(tái)分析程序的 執(zhí) 行效率。 測(cè) 點(diǎn)可按 類別 、存 儲(chǔ)間 隔要求 進(jìn) 行 動(dòng)態(tài) 分配存 儲(chǔ) ， 實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)存 儲(chǔ) 的 優(yōu) 化控制， 為 方便數(shù)據(jù) 應(yīng) 用提供條件。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的展示、分析及發(fā)布n ? 實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù) 圖 形展示。 n ? 歷 史狀 態(tài) 回放。n 提供基于 SVG標(biāo) 準(zhǔn)的 電 力 圖 形 編輯 器，能 實(shí)現(xiàn)電 力系 統(tǒng)圖 形 對(duì) 象的 繪 畫、 縮 放、修改、刪 除等基本操作