电力系统自动化 第五章 电力系统的安全调度

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1、第五章第五章 电力系统的安全调度与电力系统的安全调度与运行动态检测运行动态检测(Security Dispatching)制作人：雷霞制作人：雷霞主要内容主要内容n重点：重点：安全分析的方法，稳定性在线分析的方安全分析的方法，稳定性在线分析的方法法n难点：难点：预想事故的筛选，李亚普诺夫方法预想事故的筛选，李亚普诺夫方法n导论导论n电力系统运行状态的安全分析电力系统运行状态的安全分析n电力系统安全调度总框图电力系统安全调度总框图n电力系统稳定性在线分析电力系统稳定性在线分析第一节第一节 导论导论n可靠性：一个长期连续供电的平均值可靠性：一个长期连续供电的平均值n安全性：瞬时的连续供电安全性：瞬

2、时的连续供电第二节第二节 电力系统运行状态的电力系统运行状态的安全分析安全分析n一、电力系统的安全状态一、电力系统的安全状态n(1)电力系统能承受故障扰动引起的暂态过电力系统能承受故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况；程并过渡到一个可接受的运行工况；n(2)在新的运行工况下，各种约束条件得到在新的运行工况下，各种约束条件得到满足。满足。n静态安全分析静态安全分析：判断系统发生预想事故后：判断系统发生预想事故后电压是否越限和线路是否过负荷的分析。电压是否越限和线路是否过负荷的分析。n动态安全分析动态安全分析：判断系统发生预想事故后：判断系统发生预想事故后是否失去稳定的分析。是否失去

3、稳定的分析。二、预想事故分析二、预想事故分析(anticipated emergency analysis)n预想事故分析：针对预先设定的电力系统元件预想事故分析：针对预先设定的电力系统元件（如线路、变压器、发电机、负荷和母线等）（如线路、变压器、发电机、负荷和母线等）的故障及其组合，确定它们对电力系统安全运的故障及其组合，确定它们对电力系统安全运行产生的影响。行产生的影响。n功能：功能：n(1)按调度员的需要方便地设定预想故障；按调度员的需要方便地设定预想故障；n(2)快速区分各种故障对电力系统安全运行的快速区分各种故障对电力系统安全运行的危害程度；危害程度；n(3)准确分析严重故障后的系统

4、状态，并能方准确分析严重故障后的系统状态，并能方便而直观展示结果。便而直观展示结果。二、预想事故分析二、预想事故分析(anticipated emergency analysis)n故障定义故障定义：由软件根据电网结构和运行方式等：由软件根据电网结构和运行方式等定义的事故集合。定义的事故集合。n故障筛选故障筛选：对故障定义的事故集合发生的概率：对故障定义的事故集合发生的概率及严重性进行排序，形成一个顺序表。及严重性进行排序，形成一个顺序表。n故障分析故障分析：对故障顺序表中对系统安全运行构：对故障顺序表中对系统安全运行构成威胁的故障逐一进行分析。成威胁的故障逐一进行分析。二、预想事故分析二、预

5、想事故分析n(一一)故障定义故障定义n故障分类的目的：故障分类的目的：n(1)提高预想故障分析的准确程度；提高预想故障分析的准确程度；n(2)降低预想故障分析的计算量；降低预想故障分析的计算量；n(3)改善预想故障分析的灵活性和方便性。改善预想故障分析的灵活性和方便性。二、预想事故分析二、预想事故分析n预想事故集合方式的优点：预想事故集合方式的优点：n(1)更方便、更有效定义多重故障；更方便、更有效定义多重故障；n(2)只分析感兴趣的故障组，大大提高了计只分析感兴趣的故障组，大大提高了计算效率；算效率；n(3)能灵活、方便、快速模拟和再现电网实能灵活、方便、快速模拟和再现电网实现故障的过程。现

6、故障的过程。二、预想事故分析二、预想事故分析预想故障集合预想故障集合故障组故障组故障故障主开断元件主开断元件条件监视元件条件监视元件条件开断元件条件开断元件规则集规则集二、预想事故分析二、预想事故分析n(二二)预想事故筛选预想事故筛选n在在线条件下，利用电力系统实时信息，自动在在线条件下，利用电力系统实时信息，自动迭代出那些引起支路潮流过载、电压越限以及迭代出那些引起支路潮流过载、电压越限以及危害系统安全运行的预想事故，并用行为指标危害系统安全运行的预想事故，并用行为指标来表示它对系统造成的危害性程度，按其从大来表示它对系统造成的危害性程度，按其从大到小的顺序排列得出预想事故一览表。到小的顺序

7、排列得出预想事故一览表。二、预想事故分析二、预想事故分析n1、故障严重程度的性能指标、故障严重程度的性能指标n(1)有功功率行为指标有功功率行为指标nlllPPPWPL2lim(2)电压电压-无功功率行为指标无功功率行为指标limlimlimlimiiiQiiiiviUQQQQWuuuWPI二、预想事故分析二、预想事故分析(3)有功功率与无功功率综合行为指标有功功率与无功功率综合行为指标limlimlimlim2limiiiQiiiviUQnlllpQQQWUUUWPPWpPI二、预想事故分析二、预想事故分析n2、用于故障计算扫描的快速计算方法、用于故障计算扫描的快速计算方法n(1)间接法间接

8、法n(2)直接法直接法n(三三)故障分析故障分析n预想事故集合包括：预想事故集合包括：n(1)单一线路开断；单一线路开断；(2)两条以上线路同时开断；两条以上线路同时开断；n(3)变电站回路开断；变电站回路开断；(4)发电机回路开断；发电机回路开断；n(5)负荷出线开断；负荷出线开断；(6)上述各种情况的组合。上述各种情况的组合。三、在线安全分析的方法三、在线安全分析的方法n1、直流潮流法、直流潮流法(direct current power flow)n将电力系统的交流潮流用等值的直流电流代替。将电力系统的交流潮流用等值的直流电流代替。n2、P-Q分解法分解法(PQ decoupled po

9、wer flow)n3、等值网络法、等值网络法(equivalent network)n研究系统和外部系统研究系统和外部系统外外部部系系统统待待研研究究系系统统三、在线安全分析的方法三、在线安全分析的方法n重要节点：状态变量与注入潮流的变化对联络重要节点：状态变量与注入潮流的变化对联络线的运行状态影响较大的节点。线的运行状态影响较大的节点。n非重要节点非重要节点n边界节点：与联络线连接的节点。边界节点：与联络线连接的节点。(重要节点重要节点)jiijjiijQUWPAWijAijWA三、在线安全分析的方法三、在线安全分析的方法)1(IUY(1)Ward等值法等值法I-内部系统内部系统 B-边界

10、节点边界节点 E-外部系统外部系统)2(00IBEIBEIIIBBIBBBEEBEEIIIUUUYYYYYYY三、在线安全分析的方法三、在线安全分析的方法)5()4()3(IIIIBIBBIBIBBBEBEEBEBEEEIUYUYIUYUYUYIUYUY)6(11EBEBEEEEEEUYYIYU消去外部节点，从式消去外部节点，从式(3)中得到中得到代代(6)式入式入(4)式得式得)7()(11EEEBEBIBEBEBEEBEBBIYYIUYUYYYY三、在线安全分析的方法三、在线安全分析的方法)9(EQEQEQIUY*USI合并合并(7)式与式与(5)式，得式，得)8(11IEEEBEBIBI

11、IIBBIEBEEBEBBBBIIYYIUUYYYYYYYY三、在线安全分析的方法三、在线安全分析的方法n(2)REI等值法等值法第三节第三节 电力系统安全调度电力系统安全调度 总框图总框图第四节第四节 电力系统稳定性电力系统稳定性(stability)在线分析在线分析n1、模式识别法、模式识别法(pattern recognition method)n(1)确定样本集确定样本集(sample set)n(2)特征抽取特征抽取(feature extraction)n(3)建立分类器建立分类器(recognition functions)n(4)试验试验(test)第四节第四节 电力系统稳定性电力系统稳定性(stability)在线分析在线分析n2、李亚普诺夫方法、李亚普诺夫方法(Lyapunov)dxxPPMwxVxemem02)sin(12)(第四节第四节 电力系统稳定性电力系统稳定性(stability)在线分析在线分析n3、机组的同调、机组的同调(coherence)和分群和分群(grouping)凡符合凡符合 的机组，在的机组，在暂态稳定分析中可以归为一组，用一个等值发暂态稳定分析中可以归为一组，用一个等值发电机代替这一群机组在暂态分析中的转子摆动电机代替这一群机组在暂态分析中的转子摆动特性。特性。)10(0,ji系统分群简化示意图系统分群简化示意图演讲完毕，谢谢观看！