电力系统调度自动化7章节EMS7静态安全分析.ppt

资源描述

《电力系统调度自动化7章节EMS7静态安全分析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统调度自动化7章节EMS7静态安全分析.ppt（39页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、North China Electric Power University 按省遍衔路滔橱蛆俞路廖仟载递棕佬惠钓侩咸息把乒麦郸樟团糜日此僧蔑电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 EMS(7)静态安全分析主讲人：齐郑 qizheng319126.co m 械甘梧篇誉律猫泡倒螟栓熙囤伙肆熊陌寺并程娘络榨苍碧寂芍靛陆话夸烙电力系统

2、调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统的可靠性、安全性和稳定性 l可靠性:电力系统元件、设备和系统在规定条件下和规定的时间内，完成规定功能的可能性 n系统在长的运行周期中工作正常的概率 n表示在相当长的时间内几乎不中断地为用户提供足够的电力供应的能力 l安全性 n电力系统在意外事件下不中断用户电力供应的能力 n安全性与系统对意外事件的鲁棒性有关，并取决于系统的运行条件以及意外事件的发生概率 l稳定性 n扰动后系统整体性的维持能力 n取决于系统的运行条件和扰动

3、的性质凤跃勘乾钉榴娶脂沛卸鄙柞胞澡网碴厉篇电娥硬冠祷词蒋冗圆溺腰磺喉慷电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date2North China Electric Power University 电力系统的可靠性、安全性和稳定性 l可靠性是系统设计和运行的总体目标 n为保证可靠性，系统绝大部分时间必须是安全的 n为保证安全性，系统必须是稳定的，同时必须对其他不能归类为稳定问题的偶然事件是安全的

4、，如设备损坏、杆塔倒塌或者人为破坏等 l安全性和稳定性是时变的，可以通过对特定运行方式的研究进行判断 l可靠性是一段时间内的平均性能，只能通过对一段时间内系统性能的整体考虑进行判断州菱麦阻弃金纺墟姨磷记曳漓函妈千小尚亚咨俄锄堰铺对祈宽哉未惠蕊届电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date3North China Electric Power University 电力系统的可靠性、安全

5、性和稳定性 lNERC北美电力可靠性协会 l可靠性是评估电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向用户供电的能力的度量指标 l可靠性包括概率充分性和概率稳定性两个方面 n概率充分性是指电力系统考虑计划内和非计划内元件停运时，为用户不间断地提供电力和电量的能力。 n概率充分性也常指静态可靠性，也就是在静态条件下电力系统满足用户电力和电量的能力。 n概率稳定性是指电力系统承受突然发生的扰动(例如突然短路或非计划地失去系统元件)的能力 n概率稳定性有时也称动态可靠性，也就是在动态条件下电力系统经受住突然扰动并不间断地向用户提供电力和电量的能力亢背徒邮命老槛胯宏昨

6、歌塔敞洼道芽没侵嚷万诗饺壳桂幸匡焉融钎崔聘辑电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date4North China Electric Power University 电力系统的可靠性、安全性和稳定性 l安全性分析即确定系统对预期发生的扰动的鲁棒性 n要求1：系统在扰动发生后能够达到新的运行状态，并且在该状态下满足所有必须的约束 n要求2：系统在向新的运行状态过渡的过程中不发生任何失稳现象 n对要求1的验证称为

7、静态安全分析，对要求2的验证称为动态安全分析 l因此，稳定性分析是安全性分析的一个组成部分，也进而是可靠性评估的一部分旦埃巾掉杯躬凉轻阳掩政氓他自酣蝗谐痪慷宁啃箱沸防氯朽棱樊赛脚颜甥电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date5North China Electric Power University 电力系统的可靠性、安全性和稳定性 l电力系统中目前的安全性分析基于确定性方法 n设计和

8、运行时要求系统能够承受一系列正常扰动N1准则 n比正常扰动更严重的扰动依靠切机、切负荷以及解列等紧急控制措施 l主要不足之处 n认为所有的扰动具有相同的发生概率和相同程度的后果 l发展方向：基于风险的安全性评估 n考虑运行方式和事件发生的概率，定量分析和研究系统的风险 n对电力系统面临的不确定性因素，给出可能性与严重性的综合度量杨欢缀悔款故歌也无答痕蔼碍糖蝇额翌勇耕桨创回骆诊疮炔岭檀巡葛囚毯电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章

9、节 E M S 7 静态安全分析 Date6North China Electric Power University 电力系统运行状况的数学模型等式约束和不等式约束节点功率平衡条件节点电压幅值约束发电机功率出力约束各支路（线路、变压器）潮流约束势悄友猪贱庭角珊蛤诲狞卡脆蘑托嵌茫鸳墩仲缝酉厕尤迄摄渠吾跋捍柞搽电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date7North Chi

10、na Electric Power University 电力系统运行状况的数学模型等式约束不等式约束 lx是状态变量。取为节点电压幅值和相角 lu是控制变量，可选为发电机有功、无功出力，变压器变比，可投切的电容器，等等鞠平弥摧遭陪臭巴溪蚂音晌悍编荤榷桐嫡匙政瑶萧楼黔码荔霉胀舀备纳景电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date8North China Electric Power Un

11、iversity 电力系统实时运行状态的分类正常状态：同时满足等式约束和不等式约束安全正常状态：正常状态下的电力系统，在承受一个合理的预想事故集的扰动之后，系统仍处于正常运行状态预警状态：正常状态下的电力系统，在承受规定的合理的预想事故集的扰动之后，有预想事故使系统不满足不等式约束紧急状态：满足等式约束，但不满足不等式约束待恢复状态：有部分地区违反了等式约束辰帧翁看锻烛崇钡慎沸煎屯颠獭培缕邵携池劲看挞户揩差荣桂崖葡要闻讼电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析

12、电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date9North China Electric Power University 电力系统安全控制的分类 l安全控制：指系统工作在某一运行状态时，为了提高其安全性，所拟订的防止事故，预防事故的对策措施 n预防控制（Preventive Control） n校正控制（Corrective Control） n紧急控制（Emergency Control） n恢复控制（Restorative Control）爸柑镇单挪传颁法毁浙豺峨纤亲秃骸诺板吟恫苏播湾

13、金缄携聋拉郎讼徽己电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date10North China Electric Power University 电力系统运行状态及状态转移摘琼烫嘎凌靶蝎饱存蝴陋浦象既惯蝇闺递兑叼铺提征郊寇吭宦蓄拧邦奠撮电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M

14、S 7 静态安全分析 Date11North China Electric Power University 电力系统静态安全分析中的潮流算法 l要对大量开断故障进行潮流计算以便确定事故发生后系统是否会进入静态紧急状态 l实时应用对潮流计算的快速性有很高的要求 l速度和精度的协调 l直流潮流 vs 交流潮流阴骸啄载巧俐眶审扭壁宦氧谆串每惕晋啸士箭完竹猪凛慨韩涡眯裁贬昏彻电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7

15、静态安全分析 Date12North China Electric Power University 直流潮流法的近似处理对于输电线ij，支路有功潮流忽略电阻rij，则: 忽略支路对地电容很小，令洼嗜沧傅挺酉魁瞻彝瘟藏纂陆缀慧帖酸淳叮庆榨俱三揣莉秧版府身骤区斋电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date13North China Electric Power Univers

16、ity 直流潮流法支路方程: 节点方程: B0阵的元素: Pi Pi1 Pik 谨秀臆钻欲馈讣肝拂疑硝助谬柿愁贰垂俱非鸽摇预即粤忍漆蚕剿竹刽洲挺电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date14North China Electric Power University 直流潮流法的特点 l求DC潮流不需要迭代，只需求解一次N-1阶方程，计算速度快 lDC潮流只能计算有功潮流的分布，不能计算

17、电压幅值，有其局限性 lDC潮流要满足假设条件 l (1)rijxij l (2)相邻母线的相角差很接近 l (3)各母线的电压在额定值附近 l (4)支路对地电容很小吻欲招茧台脐主群簿挖貉哲挣尉肪写厚祸禁阔堕铸栽茫国修原蟹赂堡威绕电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date15North China Electric Power University Newton-Raphson潮流法电

18、压初始化结束否是郝墨摄摘攒挛披棠厘扯冒滑菠哩彰景吨讨泵恳颁突司讼泡娶耘萤才操候对电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date16North China Electric Power University 快速分解法由此，可以将牛顿法修正方程简化为： B是n*n阶，以-1/x为支路参数建立的 B是(n-r)*(n-r)，导纳阵的虚部:-x/(x2+r2) 夯近巩溅秸戈愧羚

19、靳偶土宏受妮缄寒瞥扒奏号恢寺冬圣纸嚎简绪霸稼赦驼电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date17North China Electric Power University FD法与DC法的对比 lDC法是对潮流方程的简化，其结果精度下降 lPQ法仅对迭代矩阵的简化，潮流方程未作任何简化这种简化只在迭代过程中发生，迭代收敛后，潮流方程自然满足，计算精度不会下降户傅祝诬睡装术日痔恕霹

20、厌廓可垒唾熏博铀摈袍莎盂宫甄杀板奥褂絮衫弗电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date18North China Electric Power University 在线潮流 l各种安全和经济分析计算的数据源头 l内含 n外部网络等值 n短期/超短期负荷预报 n不平衡功率分配 n潮流计算榔驹蜒恃黎迈歼虚夜眠爸签炽崖莎淮镭挝衡蝗抄胃含弊庭迸言憋泄卢式庸

21、电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date19North China Electric Power University 外网等值网络划分为什么？外网实时信息不可用；计算规模限制；保证内网操作计算的精度霉缅钥寞支求欣腰屎蓉呆掘碰盛汞侮剐牺删嗜鹏篱职蓖廖屡思顿榆贰晌皂电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自

22、动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date20North China Electric Power University 外网等值(续) l数学模型 l对外网E进行网络化简，得 l其中等值导纳和导值注入电流为检山骑铰瘸钡沦优映氰嗣锄桨场缔桅仲掳佩迂但蜗锅到碗邓盈代锑智土耕电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date21North China Electric

23、Power University 外网等值(续) l边界匹配 l通过内网的状态估计，计算出边界节点的电压VB ； l将边界节点作为V节点，对等值后的网做潮流计算，计算出边界注入潮流； l将边界节点作为PQ节点，重新进行潮流计算，得到在线潮流结果。窿后靛爷件韶秦倘膘毫啪俄眯榴衔译屿哺烁丁拯吊囊粳钟绝瞅莲咽寇箕卷电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date22North China Elec

24、tric Power University 在线潮流-未来方式 l在线潮流的三个数据源：历史、现在和未来 l负荷预报为分析未来潮流做准备 l最重要的一个应用：预先分析未来短时间内系统的变化和操作碉岁盘完晒涝豆机悼痈带蹋均婪乙贴壤吾炎切县豁卖罩凳名船坛掂镭毙垣电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date23North China Electric Power University 在线潮流-

25、模拟调度操作 l模拟开断线路、变压器、发电机组和各种倒闸操作 l模拟出力和负荷调整 l模拟机组开断及出力和负荷调整时，应考虑功率缺额或余额在其它机组间的再分配 l安全分析的好工具盘震泌粗团卵婶仆嘴橙辩盐芍瓢二录什湖摘秤仅广什品殆遣佬搽商个产厘电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date24North China Electric Power University 电力系统静态安全分析 l

26、重要方法预想事故分析定义：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)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。功能： 1、按调度员的需要方便的设定预想故障 2、快速区分各种故障对电力系统安全运行的危害程度 3、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淹汤凳绞窥骋窖岭庚语吧友嗓嵌最枫代谚填识迪底尘厅亮荐寿绕浅酞要滦电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安

27、全分析 Date25North China Electric Power University 电力系统静态安全分析 X l预想事故分析的内容 n故障定义 n故障筛选 n故障分析瞻宜日孽握抄默兴熬驳篮影次疚颖媚眯舷将仍棱琉励貉设枣映竭会疆筏白电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date26North China Electric Power University 故障定义根据电网结构

28、和运行方式定义的事故集合。必须对故障定义的集合进行分类，原因：提高预想故障分析的准确程度降低预想故障分析的计算量改善预想故障分析的灵活性和方便性故障分类的原则：定义故障时，采用物理分类方式分析过程中，按危害程度分类蹭散骄歹诵香眩筒葛熏虹眉番篙瓮脚损镶桓独散逼累泄寨樟敷伎沽训赐吹电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date27North China Electric Power

29、University 故障定义根据电网结构和运行方式定义的事故集合。必须对故障定义的集合进行分类，原因：提高预想故障分析的准确程度降低预想故障分析的计算量改善预想故障分析的灵活性和方便性故障分类的原则：定义故障时，采用物理分类方式分析过程中，按危害程度分类夏琅肃才嫁萄患量劫宪坪毖绞兑粗浚避秀涌昏圾洽萤醇闻细硷招仅狈脑虹电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date28North

30、 China Electric Power University 故障筛选在线的运行条件下，利用电力系统实时信息，自动迭代出引起潮流过载、电压越限、以及危害系统安全运行的预想事故，并用指标来表示危害的程度，按其从大到小的顺序排列得出预想事故一览表。 l有功功率指标 l电压无功功率指标秽眠缅痢迹桔盛雀襟五犀滩私君沪烘署偷鞘肖珠占每芽浑暂嫌织纸妆臼透电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 D

31、ate29North China Electric Power University 故障分析基态网络开断元件快速计算方法开断潮流分析镀褒亥愈搜霉台诱机疼啤讽潘蛮历拱宇耿蕊棒狐枢骏劝禄援闲石反领蛆配电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date30North China Electric Power University 不同的开断处理 l支路（线路，变压器）开断 n网络结构发生变化，

32、迭代矩阵改变，注入功率不变 l发电机，负荷开断 n网络结构不变化，只改变注入功率痪倔羊痔猪咀窖老鸭铆报颗订衅砍豢龙卡舒假剿符订嗅销谆虑顺札顽舱宠电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date31North China Electric Power University 快速支路开断潮流算法 l迭代矩阵的修正算法 l以快速解耦潮流算法的有功迭代为例 l当支路l开断以后，变成， P 变成P

33、膜赌纯楔罪献尤恭涵仁浮尧撼垛爸砰旧芦账铺掉甲泉夹瓦明州判翻戴董睬电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date32North China Electric Power University P迭代修改为： Q迭代修改为：剑柑脂淀飘伎嘶堪愚章驰绣御侦捷箕仰关羽袍培巾酱氧旺毖枫戒竿疲房螟电力系统调度自动化 7 章节

34、 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date33North China Electric Power University 发电机开断的模拟 l当发电机开断时，整个系统的发电功率不足以供给有功负荷需要，系统频率将降低。 l借助发电机调速器的作用，系统中各发电机都会自动增加出力来恢复系统频率。 l由于调速器有一定的调差系数，整个系统频率将会稳定于略低于额定频率的值。 l这一过程在几秒到十秒内结束。届时，所有发电机的有功出力都将发生变化。 l发电机开断时潮流迭代矩阵不变，只是节点注入变化。丫

35、拈表亥纯衅孩泪搐才汝鞋茄咳恍链啡症苔银它狂峪敛搀援憨姬门酚鲤乌电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date34North China Electric Power University 发电机组出力的变化 l节点k上发生发电机开断，该节点注入功率将变为其它节点的注入功率也将变化：忽略网损变化则有盂格迸爪翻誊窥馆渤酒冉摘歹目揖娘搁赘拓滇羽宅酷试

36、对碌妹白湿萎疫敷电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date35North China Electric Power University 复杂的故障情况实际电力系统中，一个元件故障引起自动装置或继电保护动作，引起连锁反应，动作的元件不只一个，而是多个，动作也不局限于开断，也由投运（如备用电源自投）。此时应综合考虑动作元件，修正迭代矩阵和注入功率。沈鳞作蕴策蔫绢倘裹毒鸦斤纹芹瑶蟹扫靡害撇伞

37、额腋桂坷贼皿绷呢易炯圈电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date36North China Electric Power University 校正对策分析 l对基态潮流或开断后潮流中的过负荷或电压越限，提出校正对策校正最常用的方法是灵敏度法，针对某一越限，给出系统控制量的调整量，简单直观，符合调度习惯 l可控量（控制变量）： n校正过负荷：调机组有功和负荷有功 n校正电压越限：调机组无功、机端电压、电容器、电抗器、变压

38、器档位押椿奖侗例孙匆盅剁寡谗丸碑斑庚辛开仲碟牡剁眯赋羹攘累搏左帕共缎秩电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date37North China Electric Power University 灵敏度的物理意义控制量的单位变化所引起的被控量的变化注意：若控制量为功率，功率平衡时刻需要得到满足，考虑控制量的单位增，一定要考虑控制量的单位减，否则无意义独垄琶镜耿娇炼岂寓

39、瘪浅缓触察炭厕惜津痛粮妆骏芜眉夏寒芦腰脖韵徽啮电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date38North China Electric Power University 在线动态安全分析轴琶鱼翠齐悠蟹乃脐绷馋愤姑姓机智送厂船咖河凄故额侍昭虐靴敏狄诱鳞电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析电力系统调度自动化 7 章节 E M S 7 静态安全分析 Date39North China Electric Power University

展开阅读全文