基于三維協(xié)調(diào)的新一代電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著大區(qū)電網(wǎng)的互聯(lián)，大容量、特/超高壓電力設(shè)備和新型電力元件通過(guò)超大規(guī)模電網(wǎng)連接在一起，形成了超級(jí)電網(wǎng)。超級(jí)電網(wǎng)對(duì)能量管理系統(tǒng)EMS提出了更高、更多的要求。一部分要求是和電網(wǎng)本身的技術(shù)特性相關(guān)的，在超級(jí)電網(wǎng)中的各電力元件相互制約，相互影響，其表現(xiàn)異常復(fù)雜，需要EMS去準(zhǔn)確分析和控制；另一部分要求是非電網(wǎng)本身技術(shù)特性的，是由于現(xiàn)有的分級(jí)調(diào)度體制、電力市場(chǎng)和節(jié)能調(diào)度等因素對(duì)EMS提出的新要求。技術(shù)層面、管理層面、市場(chǎng)層面和政策層面的問(wèn)題交織

2、在一起，需要將新的理念、新的分析和控制技術(shù)引入新一代EMS。
　　 超級(jí)電網(wǎng)在空間、時(shí)間和控制目標(biāo)等三個(gè)維度表現(xiàn)出復(fù)雜性，新一代EMS必須與之相適應(yīng)。新一代EMS是在線分析、自動(dòng)預(yù)警、自動(dòng)運(yùn)行的系統(tǒng)，是能適應(yīng)電網(wǎng)在空間、時(shí)間和目標(biāo)等三個(gè)維度上的特點(diǎn)進(jìn)行多方面協(xié)調(diào)的綜合預(yù)警和智能輔助決策系統(tǒng)，是基于全局優(yōu)化的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
　　 本論文采用以點(diǎn)帶面的研究方式，著重對(duì)構(gòu)建新一代EMS過(guò)程中幾個(gè)研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行探討和研究

3、，從而為研制新一代EMS提供新思路和解決方案。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　 1)基于CIM的電力系統(tǒng)建模研究。通過(guò)對(duì)CIM中的拓?fù)淠Ｐ?、物理設(shè)備模型、量測(cè)模型、控制模型和保護(hù)模型及其信息獲取方式進(jìn)行研究，可知除機(jī)電暫態(tài)分析外，CIM在網(wǎng)絡(luò)分析中己基本具備了實(shí)用化的能力，如果能在實(shí)際應(yīng)用中加以完善和補(bǔ)充，同時(shí)妥善解決控制模型中的缺陷和理解上的二義性問(wèn)題，CIM模型應(yīng)能適應(yīng)更高要求的網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用。
　　 2)基于CIS的應(yīng)

4、用軟件移植研究。闡述了基于CIS方式的短路電流軟件移植，說(shuō)明通過(guò)CIS接口可實(shí)現(xiàn)異構(gòu)的應(yīng)用軟件與平臺(tái)之間即插即用，應(yīng)用軟件的獨(dú)立性和通用性可以得到保證，能有效保護(hù)軟件資源。為了實(shí)現(xiàn)開關(guān)遮斷容量的在線校核，對(duì)現(xiàn)有的短路電流算法進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)并聯(lián)負(fù)阻抗支路以避免重新節(jié)點(diǎn)優(yōu)化編號(hào)，有效地提高了計(jì)算速度。
　　 3)基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的EMS系統(tǒng)間信息交互研究。以在線外網(wǎng)等值軟件為例說(shuō)明調(diào)度中心的EMS之間如何進(jìn)行基于IEC61

5、970標(biāo)準(zhǔn)的信息交互。通過(guò)對(duì)等值效果的測(cè)試，說(shuō)明了EMS間的信息交互可有效地提高網(wǎng)絡(luò)分析軟件的計(jì)算精度。
　　 4)基于目標(biāo)、空間和時(shí)間三個(gè)維度上分解協(xié)調(diào)控制的有功閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究。在時(shí)間維上，一次調(diào)頻、AGC、實(shí)時(shí)調(diào)度和目前作為研究熱點(diǎn)的節(jié)能調(diào)度構(gòu)成了時(shí)間序列上的分解協(xié)調(diào)控制；在空間維上，網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、電廠和機(jī)組間構(gòu)成了空間上的分解協(xié)調(diào)控制：在目標(biāo)維上，頻率質(zhì)量、發(fā)用電平衡、安全約束等電網(wǎng)本身的技術(shù)特性和電力市場(chǎng)、節(jié)能調(diào)度等

6、非電網(wǎng)的技術(shù)特性交織在一起，要求在有功閉環(huán)控制時(shí)全部滿足，構(gòu)成了基于多目標(biāo)的分解協(xié)調(diào)控制。進(jìn)行了基于CPS的AGC控制策略和基于超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的實(shí)時(shí)調(diào)度算法的研究，研究成果已付諸工程實(shí)踐，取得顯著實(shí)效。
　　 5)基于目標(biāo)、空間和時(shí)間三個(gè)維度上分解協(xié)調(diào)控制的無(wú)功(電壓)閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究。在時(shí)間維上，分解協(xié)調(diào)控制體現(xiàn)在各級(jí)AVC系統(tǒng)應(yīng)選擇合適的控制周期以及離散型控制設(shè)備和連續(xù)型控制設(shè)備在響應(yīng)時(shí)間特性上的差異，應(yīng)結(jié)合短期和超短期

7、負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行離散型設(shè)備的控制；在空間維上，網(wǎng)調(diào)、省調(diào)和地調(diào)AVC系統(tǒng)之間以及AVC主站和電廠AVC子站之間通過(guò)選擇合適的協(xié)調(diào)控制變量構(gòu)成了分解協(xié)調(diào)控制；在目標(biāo)維上，通過(guò)無(wú)功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型以及靜態(tài)電壓穩(wěn)定和AVC的協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)了分解協(xié)調(diào)控制。
　　 6)基于DTS互聯(lián)的聯(lián)合反事故演習(xí)模式研究。通過(guò)對(duì)各種聯(lián)合反事故演習(xí)模式進(jìn)行介紹和比較，得出基于多級(jí)DTS系統(tǒng)互聯(lián)的聯(lián)合反事故演習(xí)模式具備較多的優(yōu)點(diǎn)，在工程上較強(qiáng)的可操作性，可通過(guò)在時(shí)間