【正文】 理級 (調(diào)度決策 )n 網(wǎng) 絡(luò) 分析 可以向它 返回量 測質(zhì) 量信息 。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 和網(wǎng) 絡(luò) 分析 級 提供 實時 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 和 顯 示 ,并把 這 些 實時 信息 傳遞給 其它 應(yīng) 用模 塊 。 SCADA系 統(tǒng) 是以計 算機 為 基 礎(chǔ) 的生 產(chǎn)過 程控制與 調(diào) 度自 動 化系 統(tǒng) 。DataControlEMS一般分 為 3級 :數(shù)據(jù)收集 級 、能量管理 級 和網(wǎng) 絡(luò) 分析 級 。能量管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 將 電 網(wǎng) 調(diào) 度自 動 化系 統(tǒng) 從 單純的 對電 網(wǎng)運行的安全 監(jiān)視 功能提高到 對 電 網(wǎng)運行作安全 預(yù)測 的要求 (分析 )。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) 實時 運行工況及 處 理事故以極大的幫助 ,但 不能告知 電 網(wǎng) 發(fā) 生 擾動 (開關(guān)操作 ,事故跳 閘 )時 的后果 。 EMS的 應(yīng) 用 發(fā) 展是智能 電 網(wǎng) 發(fā) 展的核心 。System）， EMS系統(tǒng)n 能量管理系 統(tǒng) （ EMSEnergyn SCADA/EMS/AGC/AVC構(gòu)成了 電 網(wǎng) 監(jiān)視 與控制的核心 。包括 :n 數(shù)據(jù)采集和 監(jiān)視 (SCADA)n 能量管理 (energy management system,EMS)n 電 力系 統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測 (WAMSP)n 電 能 計 量 (TMR)n 電 力市 場 交易 (TMS)n 調(diào) 度 員 培 訓(xùn) (DTS)n 雷 電監(jiān)測 ， 電 網(wǎng)運行 環(huán) 境 監(jiān)測 等系 統(tǒng)n 故障 信息 管理n 繼電 保 護 和故障 錄 波 信息 系 統(tǒng) (二次 設(shè)備 在 線監(jiān)視 與分析 )n 調(diào) 度 信息 管理 (DMIS)n 電 網(wǎng) 企 業(yè) 管理信息 系 統(tǒng) 電網(wǎng)監(jiān)視與控制的核心系統(tǒng) 電 網(wǎng)的安全 穩(wěn) 定除了需要有合理的 電 網(wǎng) 結(jié) 構(gòu)及電 源分布， 還 需要有 科學(xué)的 監(jiān)視 、分析、 調(diào) 度及控制手段 。調(diào)度自動化系統(tǒng)的外延 整個 電 網(wǎng)運行狀 態(tài) 的數(shù)據(jù)采集、自 動發(fā)電 控制、網(wǎng) 絡(luò) 分析等功能全都由 計 算機自 動 完成。n 電 力系 統(tǒng) 的各廠站運行狀 態(tài) 數(shù)據(jù)全部由 遠 程 終 端（ RTU） 經(jīng) 通 訊 通道 傳 送到 調(diào) 度中心。n 調(diào) 度中心的 調(diào) 度 員 無法及 時 和全面地了解 電 網(wǎng)的 實時變 化情況，在事故狀況下 調(diào) 度 員 只能憑經(jīng)驗處 理 問題 。 我國 電 網(wǎng) 調(diào) 度分 為 五 級 :國 調(diào) 、網(wǎng) 調(diào) 、省 調(diào) 、地 調(diào)和 縣調(diào) ，各 級調(diào) 度的任 務(wù) 有所不同。n 電 網(wǎng) 調(diào) 度肩 負 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 及高 質(zhì) 量 供 電 的要求。電力調(diào)度信息化與智能化 第 5章 主要內(nèi)容n 電 力 調(diào) 度信息化 發(fā) 展概述n EMS系 統(tǒng)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 電 力 ERP與 SG186n 智能 調(diào) 度 n 具體任 務(wù) 包括：隨著 電 力系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu)日 趨擴 大和復(fù) 雜 ， 為 保 證電力系 統(tǒng) 運行的安全性和 經(jīng)濟 性，要求 調(diào) 度運行人員 能 夠 迅速，準確，全面地掌握 電 力系 統(tǒng) 的 實際運行狀 態(tài) ， 預(yù)測 和分析 電 力系 統(tǒng) 的運行 趨勢 ， 對電 力系 統(tǒng) 運行中 發(fā) 生的各種 問題 作出正確的 處理 。 電力調(diào)度 信息化發(fā)展概述 電力調(diào)度 信息化發(fā)展概述n 從 20世 紀 30年代開始， 電 力系 統(tǒng) 開始建立 調(diào) 度中心，當 時 的 電 力 調(diào) 度是 由 調(diào) 度 員 面 對 一個固定的系 統(tǒng) 模 擬盤 ，用 電話 方式 聯(lián) 系下達 調(diào) 度指令 ，由 現(xiàn)場 操作 員 來完成操作。n 到 20世 紀 6070年代， 電 力系 統(tǒng) 的自 動 化控制技術(shù)經(jīng)歷 了由 模 擬 到數(shù)字的重大 轉(zhuǎn)變 。 調(diào) 度中心采用 計 算機 實現(xiàn) 了 調(diào) 度控制和管理 。 電力調(diào)度 信息化發(fā)展概述調(diào)度自動化系統(tǒng)的內(nèi)涵 調(diào) 度自 動 化系 統(tǒng) 的內(nèi)涵是n 電 網(wǎng)運行和控制 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 )。現(xiàn) 在的 調(diào) 度自 動 化系 統(tǒng) 已 經(jīng) 涵蓋 電 網(wǎng) 調(diào) 度中心的大多數(shù) 計 算機系 統(tǒng) 。n SCADA/EMS是及 時 了解 電 網(wǎng)的運行狀 態(tài) 并 進 行科學(xué)分析的基 礎(chǔ) 平臺；n 自 動發(fā)電 控制 (AGC)和自 動電壓 控制 (AVC)等是進 行 電 網(wǎng) 頻 率和 電壓 控制的先 進 的控制手段 。Management是以 計 算機 為 基 礎(chǔ) 的 現(xiàn) 代 電 力系 統(tǒng) 的 綜 合自動 化系 統(tǒng) ,主要 針對發(fā)電 和 輸電 系 統(tǒng) ,用于 大區(qū) 級電 網(wǎng)和省 級電 網(wǎng)的 調(diào) 度中心 。n EMS是以 計 算機技 術(shù)為 基 礎(chǔ) 的 現(xiàn) 代 電 力 綜 合自動 化系 統(tǒng) ，主要用于 大區(qū) 級電 網(wǎng)和省、市 級電 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 實時 的信息 （包括 頻 率、 發(fā)電 機功率、 線 路功率、母 線電壓 等），并 對 電 網(wǎng) 進 行 調(diào) 度決策管理和控制 ， 保 證電 網(wǎng)安全運行 ， 提高 電 網(wǎng) 質(zhì) 量和改善 電 網(wǎng)運行的 經(jīng)濟 性 。 為 保 證電 網(wǎng)的安全運行 ,能量管理系統(tǒng)的發(fā)展n 要 實現(xiàn)對電 網(wǎng)運行安全 預(yù)測 ,需 對電 網(wǎng) 實時 運行不斷 進 行 潮流 計 算 、 功角及 電壓穩(wěn) 定性 計 算 ,分析 電 網(wǎng)在 發(fā) 生故障 時穩(wěn) 定破壞的可能性。SCADA/AGC發(fā) 展到能量管理系 統(tǒng) (EMS),電 網(wǎng) 調(diào) 度也由 單純 依靠調(diào) 度人 員 的 經(jīng)驗 來保 證電 網(wǎng)安全運行的經(jīng)驗 型 調(diào) 度提高到 對電 網(wǎng)運行 進 行 分析計 算 ,以保 證電 網(wǎng)安全運行的 分析型 調(diào) 度 ,這 是 電 網(wǎng) 調(diào) 度自 動 化技 術(shù)發(fā) 展中的第二次 飛躍 。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 90年代左右開 發(fā) 完成 ,受限于當 時 的 計 算機技 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)的運行狀況 ,而 對電 網(wǎng)運行方式 調(diào) 整和控制仍主要靠 調(diào) 度 員 來完成 ,遠 未做到真正意 義 上的 實時 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 ，它主要由六個部分 組 成： 計 算機、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 劃 ）和網(wǎng) 絡(luò) 分析 。數(shù)據(jù)收集級 (SCADA)n SCADA（ SupervisoryAndAcquisition）系 統(tǒng) ，即數(shù)據(jù)采集與 監(jiān)視 控制系 統(tǒng) 。它可以 對現(xiàn)場 的運行 設(shè)備進 行 監(jiān)視 和控制，以 實現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集、 設(shè)備 控制、 測 量、參數(shù) 調(diào)節(jié) 以及各 類 信號 報警等各 項 功能。數(shù)據(jù)收集級 (SCADA)n EMS通 過 它向 電 力系 統(tǒng) 發(fā) 送控制信號 。能量管理 級 利用 電 力系 統(tǒng)總 體信息 (頻 率、時 差、機 組 功率、 聯(lián)絡(luò)線 功率等 )進 行 調(diào)度決策 ,主要功能有 :n 負 荷 預(yù)測 和 發(fā)電計 劃 。提高控制 質(zhì) 量和改善運行的 經(jīng)濟 性 ,負荷預(yù)測n 負 荷 預(yù)測 是指從 歷 史 負 荷數(shù)據(jù)及其相關(guān)因素 等 資料出 發(fā) ,運用一定方法去 合理推 測 將來一定 時 段的負 荷需求情況 ,它是保 證 系 統(tǒng) 安全 穩(wěn) 定運行與 電能 質(zhì) 量的基 礎(chǔ) ,在 電 力系 統(tǒng) 中具有獨特的重要性。n 提高短期 負 荷 預(yù)測 水平有助于 經(jīng)濟 地安排 發(fā)電 機組 啟停 ,合理制定 檢 修 計 劃 ,維 持 電 網(wǎng)安全運行 ,降低 發(fā)電 成本 ,提高 電 能量市 場 交易水平 ,從而提高系 統(tǒng) 的安全、 經(jīng)濟 與社會效益 ,因此有必要 對 短期 負 荷 預(yù)測進 行深入研究。日 負 荷 預(yù)報 和周 負 荷 預(yù)報為 短期 負 荷 預(yù)報 ，分別 用于安排日 調(diào) 度 計 劃和周 調(diào) 度 計 劃，包括確定機 組 起停、水火 電協(xié)調(diào) 、 聯(lián)絡(luò)線 交 換 功率、 負 荷經(jīng)濟 分配、水 庫調(diào) 度和 設(shè)備檢 修等；n 月至年的 負 荷 預(yù)報為 中期 負 荷 預(yù)報 ，主要是確定水 庫 運行方式和 設(shè)備 大修 計 劃等；在 電 源 規(guī) 劃和網(wǎng) 絡(luò)發(fā) 展 時 ，需要數(shù)年至數(shù)十年的 長 期 負 荷 預(yù)報 。影響 負 荷大小的各種因素有 溫度 、 濕度、雨、霧 、 電視節(jié) 目、政治活 動 等。負 荷 預(yù)報 的 關(guān) 鍵 是提高準確度 。AGC(自動發(fā)電控制 )n 自 動發(fā)電 控制（ AutomaticControlAGC）技 術(shù) 是 維 持 電 力系統(tǒng) 發(fā)電 與 負 荷 實時 平衡 ，保 證電 力系 統(tǒng)頻 率 質(zhì) 量和安全運行的重要技 術(shù) 手段。AGC(自動發(fā)電控制 )n 電 力系 統(tǒng) 調(diào) 度機構(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 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 組控制器， 對發(fā)電 機 組 功率 進 行控制 。RTU作為控制軟件的關(guān)鍵部分之一的 實際上已經(jīng)包含在 EMS中網(wǎng)絡(luò)分析級 (計算和分析 )n 網(wǎng) 絡(luò) 分析 級 利用 電 力系 統(tǒng) 全面信息 (母 線電壓 和角度 )進 行分析與決策 ,提高運行的安全性 ,使 EMS的決策能做到安全性與 經(jīng)濟 性的 統(tǒng) 一。n 主要功能有 :網(wǎng) 絡(luò)結(jié)線 分析、母 線負 荷 預(yù)測 、潮流 計 算、網(wǎng) 損 修正 計 算， 無功 優(yōu) 化，狀 態(tài) 估 計等。向能量管理 級 送 網(wǎng)絡(luò) 修正系數(shù)和機 組 安全限制 值 。另一方面，給 出潮流 計 算、狀 態(tài) 估 計 等分析所需要的數(shù) 值模型 。n 其工作的核心是當 電 網(wǎng) 發(fā) 生 變 化 時 ，如何快速地 實現(xiàn) 拓撲，以便及 時給 出拓撲分析。 潮流 計算的主要目的是：用以確定系 統(tǒng) 的 穩(wěn)態(tài) 運行情況。n 在 線 潮流 計 算是 網(wǎng) 絡(luò) 分析 級 的基 礎(chǔ)組 成部分，其 計 算 結(jié) 果反映了 通 過給 定網(wǎng) 絡(luò)結(jié) 構(gòu)及運行條件來確定 整個網(wǎng) 絡(luò) 的運行狀 態(tài) (主要是各 節(jié) 點 電壓 幅 值 和相角、網(wǎng) 絡(luò) 中功率分布及功率 損 耗等 )， 是運行方式合理性、可靠性及經(jīng)濟 性定量分析的重要依據(jù) 。潮流分析與計算 用以確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行情況潮流分析與計算 電力系統(tǒng)安全分析的基礎(chǔ)n 潮流 計 算又是 電 力系 統(tǒng) 安全分析的基 礎(chǔ) ，在 進 行預(yù) 想事故的靜 態(tài) 安全 評 定和 動態(tài) 安全 評 定 時 ，首先由潮流 計 算提供初始運行狀 態(tài) 。n 對 可能引起不安全的 預(yù) 想事故 并按其 對 系 統(tǒng)導(dǎo) 致后果的 嚴 重程度排序后，也需要 進 行精確的潮流計 算來復(fù)核 。因此， 提高潮流 計 算的 計 算速度，降低潮流 計 算的 誤 差，改善潮流 計 算的收 斂 性 就可以提高能量管理系 統(tǒng) 分析 軟 件的 計 算速度、 計 算精度和適 應(yīng) 性， 給 出正確決策， 進 而提高能量管理系 統(tǒng) 的效能。主要有 3種功能：n 實時 數(shù)據(jù)潮流 計 算n 歷 史斷面數(shù)據(jù)潮流 計 算n 典型斷面潮流 計 算。此潮流 計 算主要用于 調(diào) 度 員 在 執(zhí) 行解合 環(huán) 操作前 ,先可以在 調(diào) 度 員 潮流 計 算界面下 獲 取實時 數(shù)據(jù) 進 行 解合 環(huán)預(yù) 演 ,從而可以確定操作前后 線 路、 電 流互感器等是否 過負 荷，保護 是否匹配 ,避免解合 環(huán) 前后潮流 變 化太大 ,引起 線 路 熱穩(wěn) 定和 動穩(wěn) 定的破壞 。調(diào)度員潮流計算n b)歷 史斷面數(shù)據(jù)潮流 計 算。n c)典型斷面潮流 計 算。調(diào)度員潮流計算調(diào) 度 員 潮流 計 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)合理地制定運行方式。無功優(yōu)化n 無功功率在 電 力系 統(tǒng) 運行中起著 舉 足 輕 重的作用。n 無功 優(yōu) 化研究通常以 有 載調(diào)壓變壓 器 變比 、 無功 補償 容量 和可 調(diào)發(fā)電 機機端 電壓為 控制 變 量 ，以 負 荷 節(jié) 點 電壓為 狀 態(tài)變 量， 以網(wǎng) 損 最小兼 顧電壓質(zhì) 量最 優(yōu)為目 標 函數(shù)來確定最合適的運行方案 。n 電 力系 統(tǒng) 的 負 荷多 變 , 各種 負 荷水平下無功 優(yōu) 化各控制 變 量 ，機端 電壓 ，可投切 電 容器， 變壓 器 變 比的作用只有一個粗略的概念?？梢酝瓿呻x 線組態(tài) 及在 線 修改控制策略。電力系統(tǒng)狀態(tài)估計n 電 力系 統(tǒng) 狀 態(tài) 估 計 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 信息，估 計 出 電 力系 統(tǒng) 當前的運行狀 態(tài) 。n 電 力 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 估 計 可以 說 是大部分在 線應(yīng) 用的高級軟 件的