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電力系統動態安全分析范文1
系統調度自動化是電力系統自動化的一部分,分為發電和輸電調度自動化(通常稱電網調度自動化)和配電網調度自動化(通常稱配網自動化)。
二、電力系統遠動
電力系統遠動就是在電力系統調度中心對電力系統實施的實時遠方監視與控制。遠動系統包括控制站、被控站和遠動通道。狹義遠動系統只包括兩端遠動設備和遠動通道;而廣義的遠動系統包括控制站的人機設備和被控站的過程設備在內。電力系統的安全監控功能由各級調度共同承擔,而自動發電控制與經濟調度則由大區網調或省調負責,網調和省調還應具有安全分析和校正控制等功能。
三 、電力系統調度自動化的功能
(一)電力系統監視與控制
通過電力系統監視與控制為自動發電控制、經濟調度、安全分析等高層次功能提供實時數據。其中監視主要是對電力系統運行信息的采集、處理、顯示、告警和打印,以及對電力系統異?；蚴鹿实淖詣幼R別,向調度員反映電力系統實時運行狀態和電氣參數。而控制主要是指通過人機聯系設備執行對斷路器、隔離開關、靜電電容器組、變壓器分接頭等設備進行遠方操作的開環控制。
(二)電力系統安全分析
電力系統安全分析主要內容是利用實時數據對電力系統發生一條線路、或一臺發電機、變壓器跳閘的假想事故進行在線模擬計算,以便隨時發現每一種假想事故是否可以造成設備過負荷、以及頻率和電壓超出允許范圍等不安全情況,是一系列以單一設備故障為目標而進行的在線潮流計算。
(三)電力系統經濟調度
電力系統經濟調度是在滿足安全、電能質量和備用容量要求的前提下,基于系統有功功率平衡的約束條件和考慮網絡損失的影響,以最低的發電(運行)成本或燃料費用,達到機組間發電負荷經濟分配且保證對用戶可靠供電的一種調度方法。在調度過程中按照電力系統安全可靠運行的約束條件,在給定的電力系統運行方式中,在保證系統頻率質量的條件下,以全系統的運行成本最低為原則,將系統的有功負荷分配到各可控的發電機組。經濟調度一般只按靜態優化來考慮,不計算其動態過程。
四、電力系統調度自動化技術在國外的應用
國外的電力系統調度自動化系統均是采用了RISc工作者,UNIX操作系統和國際公認的標準,主要有以下幾種:
(一)西門子SPECTRUM系統。該系統是由德國西門子公司基于32比特SUN點的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平臺,引入軟總線概念,服務器之間及內部各進程與實用程序問的信息交換實現標準化開發的。采用了分布式組件、面向對象等技術,廣泛應用于配電公司、城市電力公司和工業用戶。
(二)CAE系統。該系統采用64比特ALPHAI作站、客戶I服務器體系結構和雙以太網構成的EMS硬件平臺,選用分布式應用環境開發研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一體。該系統功能分布于各節點,能有效地減少網絡數據流,防止通信瓶頸問題。
(三)VALMET系統。該系統適用于多種硬件平臺,可連接SUN、IBM、PHA工作站。該系統包括實時數據、歷史數據和應用軟件三個服務器。
(四)SPIDER系統。該系統是由ABB公司開發的,采用分布式數據庫和模塊化結構,可根據用戶實際需求配置系統。它具有雙位的遙信處理功能,使狀態信號穩定性好,并有一套完整的維護工具。
五、電力系統調度自動化技術的基本特征
電力系統調度自動化技術應具有以下基本特征:
(一)該技術應該能夠及時并準確地采集、檢測和處理電,網中各元件、局部或整個系統運行的實時信息;
(二)能根據電網的實際運行狀態和系統各元件的技術、經濟等指標要求,為調度人員做出準確的調節和控制的決策提供依據;
(三)能實現整個電力系統的綜合協調,使電力系統安全、可靠、經濟地運行,并提供優質的供電;
(四)電力系統自動化技術能提高工作效率,降低電力系統事故發生概率,延長設備使用壽命,能夠保障電力系統的安全、可靠、經濟地運行,尤其是能避免整個電力系統的崩潰和大面積停電等連鎖性事故發生。
六、電力系統調度自動化技術的發展趨勢
隨著計算機技術、通信技術、數據庫技術等技術的快速發展,電 力系統調動自動化技術應朝著模塊化、面向對象、開放化、只能化合可視化等方面發展。 (一)模塊化與分布式。電力系統調度自動化系統軟件設計的重要思想就是模塊化和分布式。組件技術是一種標準實施的基礎,能夠實現真正的分布式體系結構,基于平臺層解決數據交換的異構問題,是一種重要的電力系統調度自動化技術。
(二)面向對象技術。電力系統調度自動化的目的就是為了能夠及時準確地獲得電力系統運行的實時信息。面向對象技術是一種能很好的解決這個問題的技術先進且能很好地遵循ClM的技術,但它的實現有一定的難度。
(三)電力系統調度綜合自動化。全面建立調度數據庫系統,提高電力系統調度自動化的綜合管理水平,使電力系統運行達到最優化,避免電力系統崩潰或大面積停電事故,提高電力系統的安全性和可靠性;建立并完善電氣事故處理體系,使事故停電時間降到最短,降低各種不必要的影響。
(四)無人化值守管理模式。建立無人值班綜合監控系統,能夠對電力系統的運行狀態進行實時監控、安全性分析、狀態估計、負荷預測及遠程調控等,當系統出現故障時自動報警,以便調度人員及時處理事故,從而保證電力系統安全、可靠、經濟運行,實現無人值守調度管理方式,減少值守人員,提高工作效率。
(五)智能化。智能化調度是未來電力系統發展的必然趨勢。智能調度技術采用調度數據集成技術,能夠及時、有效地獲取電力系統運行的實時信息,實現電網正常運行的實時監測和優化、預警和預防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢復等,最大限度實現全面、精細、及時、最優的電力系統運行與管理,以達到電力系統的調度、運行和管理的智能化。
電力系統動態安全分析范文2
關鍵詞：電氣系統 安全分析 安全控制
在正常運行時也要準備好出現事故，對電氣系統中可能出現的事故預先進行分析計算，得出處理的對策，即所謂“居安思危”、“防患于未然”。 為了保證電氣系統運行的安全，在正常情況下有關的運行參數應滿足運行界限的要求，其中包括備用容量以及按靜態和暫態穩定確定的一些安全界限等，并應有一定的安全儲備。
一、電力系統的安全分析
安全分析的功能就是評估系統當前的運行狀態是否安全。需要時提出使系統保持安全運行的校正、調節和控制的措施。安全分析中的預想事故是根據短時間內出現故障的概率及其對電氣系統安全性的影響來確定，一般包括斷開輸電線路或變壓器、斷開發電機組、單相接地、相間或三相短路故障等。
安全分析分為靜態安全分析和動態安全分析兩大類。靜態安全分析用來校驗事故后穩態電氣系統運行方式的安全性；動態安全分析是分析系統故障后的動態轉移過程，判斷是否失去穩定。在線安全分析貴在及時，對于分析計算首先要滿足快速性的要求，在計算精度上可以不像正常離線計算那樣高。
1、電氣系統的靜態安全分析：電氣系統的靜態安全分析是對一組可能發生的預想事故進行在線計算分析，校核事故后電氣系統穩態運行方式的安全性。在預想事故的狀態下，如出現有功功率不平衡、系統解列，則應校核頻率變化是否超出允許值。靜態安全分析需對預想事故下系統元件過載及節點電壓偏移等情況進行校核。
計算電網潮流的有功—無功分解法，簡稱P-Q分解法，是在牛頓—拉夫遜潮流計算法的基礎上，考慮了電氣系統的特點：高壓輸電線路的電抗遠大于電阻，系統中的有功功率主要與各節點電壓的相位角有關，而無功功率主要受各節點電壓幅值的影響，從而對潮流計算式作了適當簡化。迭代計算時節點的有功功率不平衡量只用于修正節點電壓的相位角，而節點的無功功率不平衡量只用于修正節點電壓的幅值。
2、電氣系統的動態安全分析：動態安全分析的任務是校核預想事故后系統是否仍能保持穩定。由于常規的穩定計算工作量很大，難以滿足實時性的要求，因此人們一直在努力尋求快速的、能適應實時性要求的穩定性判別方法。目前取得初步成果的有模式識別法和李雅普諾夫法等。
模式識別法事先對電氣系統在各種運行方式下的各種預想事故進行大量離線模擬計算，得到系統穩定與否的結論。在此基礎上選取幾個表征電氣系統運行特征的狀態變量，一般選節點的電壓和相位角，構成一個穩定判別式。將表征電氣系統特征的狀態變量代入穩定判別式，所得系統穩定與否的結論與離線計算的結果完全一致。在線應用時計算機只需將實時測得的系統有關特征狀態變量代入穩定判別式，即可判定系統是否穩定，十分快捷。
3、電氣系統狀態變量電壓相量的動態監測：電氣系統中各主要節點的電壓相量是電氣系統運行的重要狀態變量，若能實時動態測得這些相量，則對監視和分析電氣系統的運行狀態，特別是有關靜態穩定和暫態穩定的判斷等都具有重要意義。
電氣系統中的正弦量電量信號用相量表征，其幅值的測量雖不十分困難，但相位角的測定卻取決于全系統統一的基準時間參考點，系統中各節點都必須依據同一時間參考點同步地進行測量?；鶞蕰r間如相差lms，對于50Hz的工頻正弦波，就會有18°相位角誤差。
為使全系統各個相量測量點能在同一時刻獲得足夠精確的同步脈沖，可以采用全球定位系統（Global Positioning System，GPS）發出的授時脈沖信號。GPS全天候24小時工作，向地球發送高精度的時間信息，覆蓋全球。GPS接收裝置從收到的GPS信息中可以提取到兩種信號，一是每隔1s的脈沖信號1PPS，它和國際標準時間同步誤差不超過1μs；二是從串行口輸出的與1PPS脈沖前沿對應的國際標準時間年、月、日、時、分、秒，即1PPS的“時間標記”。
二、電氣系統的安全控制
安全控制是指在電氣系統各種運行狀態下，為保證電氣系統安全運行所進行的調節、校正和控制，主要包括預防控制、緊急控制和恢復控制。
1、預防控制：正常運行狀態下系統中發電和用電的功率保持平衡，電壓、頻率和各種電力設備都在規定的限值內運行，同時還具有相當的裕度，但為了防患于未然，針對安全分析中發現的隱患，應采取適當的預防性安全控制措施，如調整電網的結構和線路潮流、改變機組出力、切換負荷等，以避免預想事故出現時造成嚴重后果。
2、緊急控制：當電氣系統因遭受重大擾動而進入緊急狀態后，系統的電壓、頻率和某些線路的潮流等可能嚴重超限，如不及時采取有效的控制措施，系統可能失去穩定。在這種緊急情況下，安全控制的主要目的是，迅速抑制事故及電氣系統異常狀態的發展和擴大。盡量縮短事故的延續時間，減少對系統中其它非故障部分的影響，使電氣系統能維持和恢復到一個合理的運行水平。緊急狀態安全控制首先是依靠繼電保護快速地切除故障。為了防止事故擴大、保持系統穩定，可以采用的緊急控制措施有：改變有載調壓變壓器分接頭位置，調整同步補償機和電容器，事故低頻自動減負荷等。
經過緊急控制之后，電氣系統有可能恢復到一個合理的運行水平。但在緊急狀態下，如果不及時采取適當的有效措施，或初始時的干擾及其產生的連鎖反應十分嚴重，則系統也有可能失去穩定，解列成幾個子系統。
3、恢復控制：電力系統發生重大事故后，通過緊急狀態的安全控制，由繼電保護、自動裝置以及運行人員的操作將事故隔離，電氣系統就處于恢復狀態。面臨的任務是將解列的子系統重新并列，并根據系統實際情況，將它恢復到正常警戒或正常安全狀態。
電氣系統正常運行狀態的恢復應是一個有次序的協調過程，一般是先使各個子系統的電壓和頻率恢復正常，消除各元件的過負荷狀態，然后再將解列的子系統重新并列，在恢復過程中，要防止因操作而引起某些元件發生過負荷。
參考文獻
電力系統動態安全分析范文3
【關鍵詞】電網；自動化；控制；技術；作用
中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：
進入21世紀，微電子技術、通信技術和計算機技術迅猛發展，自動化技術也隨著這些技術得到巨大的發展。特別是近幾年，自動化已經成為了熱門話題，電力工業各部門高度重視，以應用到電力系統當中去，并漸漸成為我國電力工業做技術進步的重點方向之一。隨著我國電力工業和電力系統的發展，對變電站的安全、經濟運行要求越來越高，實現變電站綜合自動化，可提高電網的安全、經濟運行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段：隨著電網復雜程度的增加，各級調度中心要求更多的信息，以便及時掌握電網及變電站的運行情況。同時，為提高變電站的可控性，要求采用更多的遠方集中控制、集中操作和反事故措施等：我們可以利用現代計算機技術、通訊技術等，提供先進的技術裝備，可改變傳統的二次設備模式。實現信息共享，簡化系統，減少電纜，減少占地面積，并且對變電站進行全面的技術改造。下面，我們就針對電網自動化技術進行詳細的分析與概括，并對其應用進行概括性的陳述。
1電力系統中的自動化控制技術
1．1電網調度自動化
電網調度自動化包括電網調度控制中心的計算機網絡系統、服務器、工作站、打印設備和大屏蔽顯示器等，主要是由電力系統的專用廣域網連結的，調度范圍內的發電廠、下級電網調度控制中心、變電站終端設備如測量控制等裝置構成。電網調度自動化的功能主要包括：電力生產過程中實時數據的采集以及對電網運行安全的分析監控、電力負荷預測、電力系統狀態估計、自動經濟調度(省級電網以上)和自動發電控制(省級電網以上)等。
1．2變電站自動化
變電站自動化的目的是代替電話人工操作和人工監視，以提高工作效率，增強對變電站的監控功能，提升變電站運行的安全水平。變電站自動化的主要內容就是對變電站內運行的電氣設備進行有效控制和全方位的監視，其特點是全電腦化的裝置代替各種常規性電磁式設備；二次設備網絡化、數字化、集成化，盡量用計算機電纜或者光纖替代電力信號電纜；其操作監視實行計算機屏幕化，記錄統計和運行管理實現自動化。變電站自動化除滿足變電站的運行操作任務外，作為電網調度自動化不可或缺的重要組成部分，也是電力生產現代化非常重要的一個環節。
1．3發電廠分散測控系統(DCS)
發電廠分散控制系統(DCS)一般采用分層布局結構，由(PCU)、工程師工作站(ES)、運行員工作站(0S)和冗余的高速數據通訊網絡即以太網組成。過程控制單元由智能I／0模件和可冗余配置的主控模件(MCU)組成。MCU模件則通過智能FO模件與冗余的I／0總線通訊。過程控制單元直接面向生產過程，并接受熱電偶、現場變送器、電氣量、熱電阻、脈沖量、開關量等信號。經運算處理后進行運行設備狀態、參數的實時顯示以及打印以及輸出信號直接驅動執行機構，完成對生產過程的控制、監測和連鎖保護等功能。工程師工作站(ES)和運行員工作站(0S)提供了人機接口。運行員工作站接收過程控制單元發來的信息和向過程控制單元發出指令，為運行操作人員提供控制和監視機組運行的手段，工程師工作站為維護工程師提供系統診斷、系統組態設置和修改和維護等手段。
2電氣自動化在電力系統中的運用
我國電力系統電氣自動化的基本應用現狀是：現在電氣自動化的操作系統大多是Windows NT、Internet Ex原plore以及Windows，這些技術的操作規范和執行語言已經在電氣自動化的發展過程中建立了標準平臺。當然隨著PC、網絡技術逐漸地發展、優化系統操作界面，這些操作系統越來越多地參與了企事業單位的公司運營，受到了更廣泛的接受。下面具體介紹電氣自動化技術在具體方面的運用。
2.1變電站自動化技術的應用
變電站的自動化的實現又是依托計算機技術的發展實現的，要實現電力生產的現代化，一個不可缺少的、重要的環節就是實現變電站的自動化。變電站依賴計算機技術實現61動化，在實現的過程中計算機也得到了充分利用，二次設備也隨之實現集成化、網絡化、數字化，完全是采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜。為了聯系發電廠與電力用戶，變電站以及與之相關的輸配電線路必不可少。變電站自動化的實現，不僅組成電網調度自動化的一個重要組成部分，更是為了滿足變電站的運行操作任務。
2.2配電網自動化
在中低壓網絡數字電子載波、配網的模型及高級應用軟件、地理信息與配網一體化方面取得了重大的技術突破。其中，低壓網絡數字電子載波采用DSP數字信號處理技術，提高了載波接收的靈敏度，真正解決了載波在配電網上應用的衰耗、干擾等技術難題；高級應用軟件配網的模型及高級應用軟件將輸電網的理
論算法與配網實際運行結合起來，采用了最新國際標準公共信息模型；應用人工智能神經元算法進行負荷預測。
2.3電網調度自動化的應用
電網調度自動化是電力系統自動化中最主要的組成部分，目前我國將電網調度自動化分為五級，其中各級電網的自動化調度都是與計算機技術的應用分不開的，從高到低分別是：國家電網、大區、省級、地區以及縣級調度。其中最重要的組成部分就是電網調度控制中心的計算機網絡系統，這些裝置在計算機系統的連結下形成一個自動化的電網調度系統，將整個的結合起來。其他的主要組成部分有工作站、服務器、變電站終端設備、調度范圍內的發電場、大屏蔽顯示器、打印設備。計算機在電網調度自動化的作用不僅要實現對電網運行安全分析的監控，還要實現實時數據的采集，更要實現電力系統的電力負荷預測以及狀態估計等功能。因此這些，都是通過電力系統專用廣域網連結的測量控制以及下級電網調度控制中心等裝置。
2．4智能保護與變電站綜合自動化
該理論主要對電力系統保護的新原理進行了研究，將國內外最新的人工智能、綜合自動控制理論、網絡通信、自適應理論、微機新技術等應用于新型的繼電保護裝置中，使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點，從而大大提高了電力系統的安全水平。針對變電站自動化系統進行的多年研究，研究人員發現研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置能夠適用于45kv～550kv各種電壓等級的變電站。
2.5智能電網技術的應用
信息管理系統作為計算機技術中應用最為廣泛的技術之一，電力系統自動化技術與計算機技術結合所形成針對整個全局進行智能控制的技術，也就是智能電網技術，是一個最具典型性的技術，涵蓋了配電、輸變電和用戶以及調度、發電的各個環節。目前這種數字化電網建設，一定程度上可以說是智能電網的雛形，實際上也為我國建設智能電網做著準備工作。智能電網中較為典型的有智能電網的通信技術，同時在建設的過程中需要很多依托計算機的技術，需要具備實時性、雙向性、可靠性的特征，需要先進的現代網絡通信技術的應用，而且該系統也是完全依托計算機技術而存在的，同時具有信息管理系統。
3 電網自動化的技術實現
現代電網自動化所涉及的內容范圍比較廣泛，系統比較復雜，實現起來有一定的難度。鑒于此，我們將電網自動化技術的技術實現分為以下幾個步驟和主要內容。
3．1電網自動化技術中運行監視的實現
為了安全、經濟調度和控制提供依據，必須對電網實現以保證安全運行為中心的運行監視，就是安全監控。安全監控室調度中心掌握電網正常運行工況、異常及事故狀態的重要手段，已確保各個環節滿足有關法規、規程的要求和調度的需求。網調、省調要監視電網的頻率、電壓、潮流、發電與負荷容量、電量、水情河水位等參數；監視斷路器、隔離開關、帶負荷調壓變壓器調壓分接頭以及發電機組等設備的自動調節裝置的工作位置狀態，主要保護河岸全自動裝置的動作狀態等信息。地、縣調和集控站運行監視的內容相對少一些，但對于大型的地調，所需的信息量仍然較多。運行監視的內容通過屏幕顯示、動態調度模擬屏、打印、拷貝、記錄及繪圖等多種手段。
3.2 電網自動化的經濟調度技術實現
電網經濟調度的目的是，在滿足運行安全和供電質量要求的條件下，合理地利用現有能源和設備。以最少的燃料成本，盡可能提高電網運行的經濟性，同時保證安全發供電。因此，網調和省調要在按規定保證電網的頻率和電壓質量的前提下，使發電煤耗、水耗及網損最小，即發電成本最低，同時又能保證一定的備用容量，因而網調和省調要進行負荷預測，實現經濟負荷與最佳負荷分配，制定發電機華語負荷曲線提供依據：實現水庫經濟調度與最優潮流分配，為在最佳水能水量綜合利用的條件下，使水耗與網損最小。對于地調，則以實現負荷管理及其經濟分配為基本內容，還要定時進行電壓水平和無功功率分配的優化運算，用以提高電壓質量、降低網損，在尖峰負荷時要平衡饋線負萄以降低線損，在有條件的地區電網內，還要實現降壓變壓器的經濟運行，以實現小型梯級水電廠的經濟運行等內容。經濟調度的各種內容，需要同運行、監視、自動控制、安全分析密切結合才能付諸實施。
3．3電網自動化技術的安全分析
進行安全分析是對電網在正常和異常運行的狀態進行分析及對事故發生前的狀態預測和事故發生后的狀態分析，是保證電網安全穩定運行的重要內容。當電網發生事故后，在實現事故順序記錄、事故追憶等功能的基礎上，通過分析，跟蹤事故的發展、參數的變化。保護和自動裝置及斷路器的動作情況，從而提出事故處理的對策，以達到縮短事故處理時間，防止事故擴大的目的。在地區電網發生事故時，還可以通過對配電網的故障分析和實現在線預操作，及時處理事故，改善地區電網的安全運行水平。此外，通過調度員的培訓模擬，進行事故預想與事故演習，有效地提高調度人員運用調度自動化系統處理事故的臨戰能力。
3．4自動控制
電網調度自動控制是在運行監視的基礎上，對電網的安全與經濟運行實施調節或控制。控制信號自上面下發送給廠、所或下級調度。這類控制范圍很廣，但主要是對斷路器及其它發送發變電設備，例如：發電機、調相機、帶負荷調壓變壓器、電力補償設備等。通過調度人員實現遙控、遙調或自動實現相應的閉環控制或調節。
4 電網調度自動化系統的作用
電網自動化技術包括遠動裝置和調度主站系統，是用來監控整個電網運行狀態的。為使調度人員統觀全局，運籌全網，有效地指揮電網安全、穩定和經濟運行，實現電網調度自動化已成為調度現代電網的重要手段，其作用主要有以下三個方面：
對電網安全運行狀態實現監控。
電網正常運行時，通過調度人員監視和控制電網的周波、電壓、潮流、負荷
與出力；主設備的位置狀況及水、熱能等方面的工況指標，使之符合規定，保證電能質量和用戶計劃用電、用水和用汽的要求。
對電網運行實現經濟調度。
在對電網實現安全監控的基礎上，通過調度自動化的手段實現電網的經濟調度，以達到降低損耗、節省能源，多發電、多供電的目的。
對電網運行實現安全分析和事故處理。
導致電網發生故障或異常運行的因素非常復雜，且過程十分迅速，如果不能
及時預測、判斷或處理不當，不但可能危及人身和設備安全，甚至會使電網瓦解崩潰，造成大面積停電，給國民經濟帶來嚴重損失。為此，必須增強調度自動化手段，實現電網運行的安全分析，提供事故處理對策和相應的監控手段，防止事故發生以便及時處理事故，避免或減少事故造成的重大損失。
5結束語
經濟社會不斷發展，科技創新不斷突破，電氣化領域也日新月異的發展。由于電氣化技術的普遍運用，電氣自動化在電力系統中的應用的作用越來越大，舉足輕重的地位決定了該技術必定會越來越受到重視。同時，電氣自動化領域的技術創新也必定會給電力系統的運作方式帶來翻天覆地的變化，技術的創新也必定會帶動理論及觀念的創新，電力系統反過來又會推動電氣化領域技術的進步。不久的將來電氣自動化主導的電力系統必定會快速發展，科技的力量會越來越突出，社會進步的速度也會越來越快。
參考文獻：
[1]任杰.電氣自動化技術在電力系統中的運用淺談[J].科技傳播，2012（6）.
電力系統動態安全分析范文4
關鍵詞：能量管理系統；EMS；應用軟件；SE-9000
1能量管理系統EMS的發展概述
電力系統自動化經歷了“元件自動化”、“局部自動化”、“單一島自動化”到“綜合自動化(EMS)”的發展階段，能量管理系統將各個自動化孤島連接成為一個有機的整體。20世紀60年代提出的在線安全分析的急迫性，促進了能量管理系統的誕生；20世紀80年代頻繁出現的大型電力系統電壓崩潰事故，使EMS的重要性更為突出；20世紀90年代以來實行的電力市場，使電力系統的運營從壟斷走向開放、走向市場，：EMS的功能子模塊重新面臨技術改造和補充完善的嚴峻挑戰，突出表現在實時電價計算、最大輸電能力計算、輸電路徑優化、輸電費用計算、輸電服務預調度和實時調度等。
能量管理系統的開發和應用可大致劃分為四個階段，如表1所示。
2能量管理系統EMS主要應用軟件
根據各主要軟件的功能及用途，可將EMS劃分為五大類別：發電控制類、發電計劃類、網絡分析類、調度員培訓模擬類、市場交易與管理類。
2.1發電控制類軟件
這類軟件主要由自動發電控制、發電成本分析、交換計劃評估和機組計劃組成。
①自動發電控制(AGC)。自動發電控制是一項成熟的技術，它有40多年的歷史而且已經由模擬系統發展到數字系統，由線形反饋控制發展到最優控制。自動發電控制的基本功能包括：負荷頻率控制，維持系統頻率(50Hz)或／和維持區域間聯絡線交換功率為計劃值；經濟調度，確定各機組的經濟基準運行點；系統備用容量監視；AGC系統性能監視。
②發電成本分析。在壟斷體制下，該軟件模塊將定期給出每臺機組及各區域總的生產成本。在電力市場環境下，每個發電廠都將成為獨立發電運營商(IPP)，電網調度或交易中心在分析單個電廠成本及報價的同時，應當把握信息公開的范圍和尺度，做好部分信息的保密工作。
③交換計劃評估和機組計劃。前者對發電交換計劃的結果進行評估和AGC再校正，后者確定機組的基點功率計劃和減出力計劃等。
2.2發電計劃類軟件
發電計劃類軟件主要包括負荷預測、機組組合、水電計劃、交換計劃、火電計劃等。在電力市場機制下，負荷預測應該引入電價彈性的理念；機組組合應該充分考慮不同機組在負荷曲線上的位置及其預期的報價盈利水平；交換計劃應該滿足購電和買電雙方交易的利益均分原則；火電計劃應兼顧綠色能源和環境保護的需要。
機組組合是在滿足系統負荷、備用容量、機組容量、最小啟動時間和最小停機時間等約束條件下，考慮機組啟動費用和發電費用特性，確定系統各區域的電廠、機組次日規定時段的開停機計劃，使一定周期內的總費用最小。但在計劃經濟體制下，人為干預和不確定性因素太多，很難自動實現。在電力市場中，報價面前人人平等，實現機組組合反而容易了。雖然機組組合功能是在交易管理系統中，目標函數不同了，但其基本算法并沒有根本改變，原來的基礎和經驗仍然有效。
2.3網絡分析類軟件
網絡分析類軟件主要由網絡拓撲、狀態估計、外部網絡等值、調度員潮流、安全約束調度、最優潮流、靜態安全分析、暫態安全分析、電壓穩定分析、無功優化、短路計算等。
網絡拓撲和外部等值是EMS應用軟件中最基本的功能。拓撲分析的作用在于將網絡的物理模型實時轉化為計算的數學模型，根據數據采集與監視系統中斷路器和隔離開關的信息確定電網的電氣連接狀態，并將網絡的物理模型轉換為數學計算模型；外部等值(有靜態和動態等值之分)的作用是簡化計算，提高求解速度。它是對調度范圍或計算范圍以外的網絡進行簡化，以便考慮這部分網絡對本區域電網的影響。兩者作為公共模塊廣泛應用于狀態估計、調度員潮流、安全分析、無功優化等程序中。
靜態安全分析的作用在于，對多種給定運行方式進行預想事故分析，模擬元件或線路越限或開斷故障，找出薄弱環節，評估整個系統的靜態安全水平。當發現有危及系統靜態安全的預想事故時，調用安全約束調度軟件，以系統控制量調整最小或生產費用最低或網損最小為目標函數，提出解除有功、無功、電壓越限并使系統進入新的安全狀態的對策。
暫態安全分析是在給定的或預想的運行方式下，針對預想事故集中的故障或繼電保護裝置動作情況，判斷系統是否會失去暫態穩定并確定故障的最長持續時間。電壓穩定性分析可以給出預想運行方式下各個節點的電壓穩定性指標、功率極限和臨界電壓。
最優潮流的計算目的是優化電力系統的靜態運行條件，通過調節控制變量使目標函數達到最小，實現發電費用最小或購電總成本最低的經濟運行目標。無功優化則是在調度員潮流分析基礎上，通過改變無功設備，在滿足安全約束和電壓質量的條件下，使系統的有功總網損達到最小。
2.4調度員培訓模擬
這主要用于培訓調度員在正常狀態下的操作能力和事故狀態下的快速反應能力，也可用作獨立系統調度員(ISO)分析電網運行狀況的工具。
2.5市場交易與管理類
這主要包括實時電價計算、最大輸電能力計算、輸電路徑優化、輸電費用計算、輸電服務預調度和實時調度等軟件。這類軟件在功能上如何與現有EMS軟件整合與分工，有待進一步研究和探索。
4實例分析——以SE-9000系統為例
電力市場機制給EMS帶來了巨大挑戰，其主要軟件模塊在功能和內涵上將發生重大的變化，如SCADA、AGC、負荷預測、機組組合、調度員潮流、安全分析、無功優化、數據庫結構、人機界面等。當今主流能量管理系統以SE-9000為典范，SE-9000系統以開放、穩定、實用、先進、功能完善、易維護、易擴充為主要設計目標，在系統設計中進行了圖模庫一體化、SCADA/PAS/FA設計一體化、人機界面一體化、開發接口一體化、維護一體化一體化設計。
4.1軟件系統分析
SE-9200系統支撐平臺是整個系統的核心，平臺為各應用子系統提供統一的系統運行管理、數據訪問、模塊間通信、圖形界面、權限管理、告警處理等公共服務，使各應用只需專注于各自業務邏輯的實現，如圖1。
系統支撐平臺可以歸納為集成總線層、數據總線層、公共服務層三層，如圖2。集成總線層提供各公共服務之間、各應用子系統以及第三方軟件之間規范化的交互機制；數據總線層提供適當的數據訪問服務；公共服務層為各應用子系統提供公共服務，如圖形界面、報表工具、告警服務等。
在應用軟件方面， SE-9000系統的大型軟件應用子系統除了包含常規的電網監控子系統外，還集成有集控中心子系統、電網高級應用軟件子系統、電量管理子系統、調度管理子系統、配網自動化子系統等。
4.2結語
通過實際操作應用，SE-9000在操作上比較簡單，擁有智能化的系統建模，界面比較人性化；在系統上采用全新的一體化設計，并適合混合平臺操作。而且日常維護工作量大大減少，在數據處理上支持ORACLE等商用數據庫，保證了其安全性，具有全方位的監視和管理功能。
電力系統動態安全分析范文5
【關鍵詞】智能電網;調度控制技術;EMS;SCADA
一、引言
隨著電網的規模的擴大以及電網結構的日趨復雜，匯集到調度中心的各種信息增長迅猛，如何有效的進行調度是如今電力調度中心面臨的一個主要問題，因而導致了智能電網調度控制系統的產生。該系統的體系結構、基礎平臺和應用功能按照橫向集成、縱向貫通的一體化思路設計，充分考慮各級調度的業務特點和相互之間的內在聯系，實現一體化運行、一體化維護和一體化使用，能夠滿足各級調度機構及調度各專業的需要，滿足一體化智能電網調度體系和備用調度體系的要求。
二、國內外研究現狀綜述
近年來，國內外大量研究人員、工程師、研究機構和應用單位在智能電網調度控制系統的理論和應用等諸多方面開展了深入研究。文獻[1]通過對智能電網調度支持系統與傳統調度系統的區別進行了分析，并就智能調度支持系統的結構體系進行了探討;文獻[2]提出以智能電網調度技術支持系統為基礎，通過功能完善的智能電網調度技術支持系統進行電網風險防范，實現在線分析電網運行狀態，從而來實現電網調度的精細化管理。
文獻[3]提出一種智能電網條件下面向地區級調度支持系統總體設計方案，該系統由網絡基礎平臺及應用類組成，其中應用類包括實時監控與分析類、調度計劃類和調度管理類，同時詳述了實時監控與分析類、調度計劃類的具體內容。文獻[4]在建設統一堅強智能電網的背景下，分析了建設智能調度的意義、目的，闡明了國內外研究現狀，描述了智能調度的內涵、特征、體系架構，剖析了建設中國智能調度所需的關鍵技術;文獻[5]針對電網調度的局限性提出了基于多Agent的智能調度決策支持系統，并詳細闡述了相應的體系結構和各Agent的功能;文獻[6]分析比較了目前國內外發展較為成熟的六類智能電網調度技術支持系統。
通過結合我國智能電網調度安全運行要求，文獻[7]對智能電網調度技術支持系統安全運行應用方法和電網調度技術支持系統安全運行應用進行了探究和闡述;文獻[8]從電網實時動態監測技術、電網動態監測預警與輔助決策技術、電網運行方式在線分析技術、基于FCL的短路電流控制技術、電力系統元件參數在線辨識技術、電網經濟運行與優化技術以及基于廣域網的輸電線路測距技術等七個方面分析了實現智能電網調度運行所面臨的關鍵技術問題;文獻[9]以2010年相關國際會議論文為基礎，對國外關于智能電網控制中心在電網控制中心結構設計、狀態估計、N-1-1安全分析、動態安全評估和智能恢復控制與策略等方面的研究進行了綜述。
文獻[10]對智能調度的需求、考慮因素等若干問題進行了探討，提出一種智能調度中心層次結構;針對中國未來互聯特大電網的運行控制需求，文獻[11]分析了未來電網調度技術支持系統的業務需求，提出“物理分布、邏輯統一”的全網集散式調度與控制技術支持系統的架構;文獻[12]指出智能電網運行的核心在于能夠在電網控制技術中融入現代化的通信技術，進而實現對智能電網的安全管理;文獻[13]表明智能電網控制決策技術是智能電網的關鍵內容和電力系統的神經中樞，也是維系電力系統安全、經濟和優質運行的重要保證;文獻[14]從信息流的角度探討了未來智能電網控制形態的演變，認為物聯網和云計算的出現和大規模應用是新型控制中心的技術支撐;文獻[15]分析了電力系統中電力流、信息流、資金流的變化規律和相互之間的制約關系，并通過對信息流的調控來改善電力流和資金流;文獻[16]指出在智能電網中調度環節相當于電網中的神經中樞，以及智能電網中的調度控制架構是最需要智能化的一個環節，同時也是最能體現出電網智能特征的環節。
文獻[17]針對現有操作票管理系統不能實現在線實時開票、開票過程中缺乏嚴格的校驗及其規則定制復雜等不足，基于新一代調度自動化系統OPEN-3000 平臺開發了電網智能操作票管理系統;文獻[18]分析了我國電網調度自動化技術從數據采集和監控（SCADA）到能量管理系統（EMS）的發展歷程;文獻[19]指出電網不僅只有一個網絡互連發電機和加載通過輸電和配電系統，而且與通信和控制的系統緊密相關;文獻[20]針對下一代高級靈活和高效的電力系統運行與控制問題分析了相應亟待解決的重點科學問題;文獻[21]從模型、算法、接口和策略等多個方面對大規模風電接入后智能電網調度技術支持系統的適應性進行深入分析;文獻[22]將多智能體系統（MASS）、能量管理系統和決策支持系統技術相結合，研究基于移動Agent的調度決策支持系統模型建立，提出了基于MAS的智能電網調度決策支持系統的初步實現過程，并在基于移動Agent模型的基礎上對故障針斷部分做了具體設計;文獻[23]對調度自動化系統運行維護現狀進行了分析，提出一種智能電網調度技術支持系統的集中運維技術方案。
三、總結
通過上述研究智能電網調度控制系統研究可以總結其具備以下特點：
1.數據傳輸網絡化。通過電力調度數據網絡，實現電網運行信息和生產管理信息的快速、可靠傳輸，為大電網的安全穩定運行提供可靠的數據通信保障。
2.運行監視全景化。從時間、空間、業務等多個層面、多個維度，實現調度生產各環節的全景監視、智能告警，實現電網運行分析資源的全面整合、數據共享、可視化展示，對電網的運行狀況更加全面、快速、準確、直觀呈現。
3.安全評估動態化。通過穩態、動態、暫態多角度在線安全分析評估，實現大電網運行的在線安全自動監測、告警、輔助決策和多維多層協調的主動安全防御。
4.調度決策精細化。通過對年度方式、月度檢修、實時計劃編制與安全校核等核心業務的集中開展和規范化、流程化管理，實現調度決策的精益化、智能化和運行風險的預防預控。
5.運行控制自動化。能夠在全網AGC、AVC、切機、解列、低頻低壓減負荷等控制策略統一協調優化的基礎上，進行電網頻率、電壓、潮流等的自動調整和控制，實現大電網的一體化分級協調控制。
6.機網協調最優化。適應大型可再生能源尤其是風電和太陽能發電的快速發展，實現包括常規電源和新能源的標準化并網、優化調度和靈活快速調控。
參考文獻
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電力系統動態安全分析范文6
目前變電站自動化系統中遠動數據和信息都是通過后臺監測系統來進行發送到主站的,這就存在著一旦后臺監測系統無法正常運行時,這些遠動數據和信息則會無法發送,而無論是廠家來人進行修理還是自行修理都是需要一定時間的,使系統的正常運行受到較大的影響。所以為了避免這種情況的發生,可以將利用監控系統的通訊單元向調度主站進行直接發送,這樣這部分數據和信息就不需要經過監測系統,即使監測系統發生故障,也不會對這些數據和信息的發送受到影響。
2電力系統自動化發展的必備條件
2.1信息技術的應用電力系統自動化的實現是經信息技術為基礎而進行的,所以需要通過對計算機的控制情況進行充分的了解,這樣才能更好的推進自動化的實現。電力系統中各個電子設備在運行過程中,都需要利用計算機信息技術來實現全面的監控功能,這樣才能有效的確保其正常的運行。同時還存在著各種不同的問題,這與電子設備處所位置也極大的關系,所以存在的問題也存在較大的差別,在這種情況下,則需要利用計算機技術實現有效的排查和分析,能過數據推算功能,能夠使問題得到較好的解決。計算機信息技術在這一過程中有效的發揮了其計算和研究的功能,代替了人的工作,所以電力系統自動化的運行和實現離不開信息技術的應用。
2.2需要具有較高素質的人員電力系統自動化的實現,并不是說不需要員工進行工作了,相反對員工的專業技能水平有了更高的要求,所以電力企業需要加強對員工專業技能的培養,使其能夠對先進技術進行準確的濱,這樣在自動化系統運行時才能夠及時發現問題并進行有效的控制,只有員工整體素質提升了,才能更好的在電力系統自動化建設中履行好自己的職責,從而加快電力系統自動化建設的快速發展。
2.3具有非常好的市場發展前景電力系統的自動化建設需要依靠先進的技術為指導,從而實現全面的整合發展,實現電力系統整體的控制能力,實現全網的集中控制,一體化的發展,所以電力系統自動化具有良好的發展前景。
3電力系統自動化技術的應用
3.1計算機智能控制技術的應用計算機智能技術是基于神經網絡所具有非線性、并行處理能力和自組織自學習的能力發展起來的,由于神經網絡是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的,而且其信息隱含在連接權值上,而要想實現對權植進行調節,則需要依據一定的學習算法來進行,從而實現神經網絡從M維空間到N維空間復雜的非線性映射。
3.2變壓器的設備在線狀態監測電氣設備的檢修維護大致經歷了故障檢修、定期檢修和狀態檢修三個階段。要實現電氣設備的狀態檢修,最基本的是要實現狀態監測,要對電氣設備的運行狀態進行實時地、全面地、真實地掌握,并及時的檢測出電氣設備在運行中各種狀態參數及其變化趨勢。這樣才能對設備可能存在的缺陷及故障進行準確的分析和判斷。
3.3專家系統控制技術的應用專家系統在電力系統中的應用范圍很廣,包括對電力系統處于警告狀態或緊急狀態的辨識,提供緊急處理,系統恢復控制,非常慢的狀態轉換分析,切負荷,系統規劃,電壓無功控制,故障點的隔離,配電系統自動化,調度員培訓,電力系統的短期負荷預報,靜態與動態安全分析,以及先進的人機接口等方面。
3.4自動化安全保障能力自動化系統通過對日程運行及電力數據的存儲和恢復都起到了保障作用,這樣利用這些數據可以更好的制定預算計劃,進行系統更新和安全指標的修訂,而且還可以在系統運行存在安全隱患和危及生命安全時,及時采取有效措施,降低風險,使從業人員的安全得到保障。
4結束語
