在線安全穩(wěn)定分析應(yīng)用介紹--萬雄課件

1、在線安全穩(wěn)定分析應(yīng)用功能介紹國調(diào)中心調(diào)度運行處2014年7月背景意義1功能概述2實時態(tài)分析3研究態(tài)分析4趨勢分析展望5介紹內(nèi)容一、背景意義 運行幫助1 安全約束安全約束安全約束安全約束安全約束安全約束總體安全區(qū)域 安全約束安全約束安全約束安全約束安全約束安全約束安全區(qū)域1安全區(qū)域2安全區(qū)域3時間段1時間段2時間段3突發(fā)安全約束支撐電網(wǎng)安全與經(jīng)濟運行近年來世界上大規(guī)模自然災(zāi)害頻發(fā)，臺風、洪水、冰災(zāi)、地震等對電網(wǎng)造成嚴重破壞，國外停電事故時有發(fā)生，我國電網(wǎng)安全運行風險始終存在，迫切需要跨區(qū)電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警技術(shù)，跟蹤分析多重相繼故障，防止大面積停電。42003 2004 2005 2006 2007 2

2、008 2009 2010 2011年 2006年歐洲電網(wǎng)解列停電2007年末我國南方冰雪災(zāi)害導(dǎo)致電網(wǎng)受損2008年汶川地震導(dǎo)致四川電網(wǎng)受損2009年和2011年巴西電網(wǎng)停電2011年日本地震海嘯導(dǎo)致電網(wǎng)損害2003年美國和加拿大停電一、背景意義 運行幫助2我國風電等新能源飛速發(fā)展，風電裝機已達7600萬千瓦，超過美國成為世界第一，我國正在建設(shè)8個“風電三峽”；風電和光伏固有的間歇性和不確定性，給電網(wǎng)運行帶來巨大挑戰(zhàn)，迫切需要電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警技術(shù)，提高新能源的安全運行水平。一、背景意義 運行幫助3近年風電并網(wǎng)容量（萬千瓦）交直流混聯(lián)大電網(wǎng) 2020年，國家電網(wǎng)將力爭建成 “五縱五橫”特高壓交流網(wǎng)架

3、和23回特高壓直流工程。目前，特高壓“兩交四直”已經(jīng)投運。世界上電壓等級最高世界上輸送容量最大世界上技術(shù)水平最先進世界上運行特性最復(fù)雜對電網(wǎng)系統(tǒng)分析、運行控制精益化和一體化水平提出了更高要求交直流混聯(lián)大電網(wǎng)已經(jīng)形成，亟需采用在線統(tǒng)一計算數(shù)據(jù)開展穩(wěn)定分析工作電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，運行情況更加多樣，同時調(diào)度機構(gòu)分散，急需聯(lián)合分析手段現(xiàn)有調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)難以適應(yīng)日趨復(fù)雜的電網(wǎng)特性一、背景意義一、背景意義 直接目的電網(wǎng)實時運行監(jiān)控隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，耦合程度的不斷增加，極端情況可能呈現(xiàn)不斷惡化的趨勢，亟需強大的在線安全穩(wěn)定分析與預(yù)警系統(tǒng)來支撐實時運行控制電網(wǎng)事故應(yīng)急處置對于密切耦合的大電網(wǎng)，為了避免不協(xié)

4、調(diào)的事故處置，基于全網(wǎng)信息聯(lián)合分析、進行協(xié)調(diào)控制決策，成為必要的工作模式經(jīng)驗型調(diào)度智能型調(diào)度實現(xiàn)由倒閘操作與運行控制并重的經(jīng)驗型調(diào)度向電網(wǎng)安全分析決策的科學(xué)智能型調(diào)度轉(zhuǎn)變，迫切需要在線安全穩(wěn)定分析系統(tǒng)的建設(shè)和實用小結(jié)一、背景意義 概念定義基于電網(wǎng)實時運行方式，周期性對電網(wǎng)進行快速全面的安全穩(wěn)定分析掃描，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定問題，評估運行裕度，提出優(yōu)化方案，并為人工分析提供數(shù)據(jù)和計算支撐。實時態(tài)分析基于在線數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)未來或過去狀態(tài)開展預(yù)想方式分析、應(yīng)急狀態(tài)分析，對運行方式給出分析結(jié)論和指導(dǎo)意見。研究態(tài)分析 又名在線安全預(yù)警。背景意義1功能概述2實時態(tài)分析3研究態(tài)分析4趨勢分析展望5介紹內(nèi)容實時態(tài)分析基于當

5、前電網(wǎng)實際運行方式，對電網(wǎng)進行快速全面的安全穩(wěn)定分析掃描，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定問題，評估運行裕度，提出優(yōu)化方案，并為人工分析提供數(shù)據(jù)和計算支撐。又名在線安全預(yù)警。計算要求：每15分鐘對電網(wǎng)穩(wěn)定狀態(tài)進行一次評估，針對安全隱患做出預(yù)警，同時給出輔助決策結(jié)果。工作內(nèi)容：時刻關(guān)注電網(wǎng)實時分析結(jié)果，關(guān)注電網(wǎng)穩(wěn)定性的變化趨勢，必要時開展研究分析。二、功能概述研究態(tài)分析電網(wǎng)方式發(fā)生重大變更或出現(xiàn)特殊方式時，利用研究態(tài)功能進行預(yù)想方式分析（含獨立計算分析和聯(lián)合計算分析）。獨立計算分析指單一調(diào)度機構(gòu)獨立開展計算分析，形成計算邊界條件時，不需要其它調(diào)度機構(gòu)配合進行方式調(diào)整；聯(lián)合計算分析指多個調(diào)度機構(gòu)共同開展計算分析，形成計算

6、邊界條件時，需要其它調(diào)度機構(gòu)配合進行方式調(diào)整計算要求：省級以上調(diào)度機構(gòu)每天至少開展一次獨立方式計算由國調(diào)、分中心牽頭或?。ㄊ校┱{(diào)申請，省級以上調(diào)度機構(gòu)調(diào)控運行值每值每周至少參與或組織一次聯(lián)合計算分析工作內(nèi)容：電網(wǎng)預(yù)想方式分析由安全分析工程師主導(dǎo)，運行方式和自動化專業(yè)協(xié)調(diào)配合，包含獨立計算分析和聯(lián)合計算分析二、功能概述保障在線數(shù)據(jù)真實可靠，模型參數(shù)準確可信，為在線預(yù)警應(yīng)用結(jié)果的有效性打下基礎(chǔ)。工作內(nèi)容：每日進行數(shù)據(jù)檢查工作，對其中問題數(shù)據(jù)開展分析工作，必要時啟動異常處理流程。SCADA數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)的潮流對比方式數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)的靜態(tài)參數(shù)對比計算數(shù)據(jù)的映射檢查計算要求：每日檢查分析一次，形成分析報

7、告。二、功能概述數(shù)據(jù)維護二、功能概述 穩(wěn)定掃描一次預(yù)警計算包括了電力系統(tǒng)分析的各類計算任務(wù)，共涉及上千萬個微分方程和代數(shù)方程的近萬次求解，是單次潮流的近百萬倍。暫態(tài)穩(wěn)定分析靜態(tài)安全分析短路電流分析小干擾分析電壓穩(wěn)定分析當前系統(tǒng)運行點確定的開機方式斷面裕度思路：計算特定條件下安全邊界點系統(tǒng)穩(wěn)定邊界潮流調(diào)整方程任務(wù)分解枚舉 當預(yù)警環(huán)節(jié)沒有發(fā)現(xiàn)失穩(wěn)隱患時，自動校核關(guān)鍵輸電斷面的穩(wěn)定裕度。裕度評估實現(xiàn)了單潮流多斷面穩(wěn)定極限同時計算的在線穩(wěn)定裕度評估計算，并采用并行算法，實現(xiàn)了考慮各個斷面之間約束關(guān)系的在線穩(wěn)定裕度計算。二、功能概述 裕度評估2009年2月10日13:00葛崗線檢修2009年2月10日1

8、6:00葛崗線復(fù)役二、功能概述 裕度評估2008年11月7日17:50:59靈敏度掃描范圍靈敏度計算結(jié)果潮流調(diào)整方案鄂玉孝線孝感側(cè)三相短路故障，玉孝雙回線(0.2s)同時跳開玉孝雙回線傳輸功率由3.48降至3.28缺失的功率由鄂龍泉經(jīng)斗笠補充（23.32增至23.5）二、功能概述 輔助決策背景意義1功能概述2實時態(tài)分析3研究態(tài)分析4趨勢分析展望5介紹內(nèi)容18斷面時間、觸發(fā)類型、數(shù)據(jù)收斂性等功能按鈕：運行日志、運行摘要、計算監(jiān)控等計算結(jié)果及告警信息：包括靜態(tài)安全分析、暫穩(wěn)、小干擾、靜態(tài)電壓、短路電流、穩(wěn)定裕度等計算進度情況，100%表示完成斷面信息：箭頭大小和方向表示斷面有功的大小和方向三、實時

9、態(tài)分析靜態(tài)安全分析一天96點的最大越限百分比變化曲線當前最大越限元件，越限百分比等當前靜態(tài)安全分析計算結(jié)果：切除元件，越限元件，越限類型，越界百分比等。三、實時態(tài)分析9:00電網(wǎng)安全9:15電網(wǎng)安全9:19電網(wǎng)安全9:30電網(wǎng)安全15分鐘周期啟動和電網(wǎng)擾動事件秒級觸發(fā)相結(jié)合的在線預(yù)警技術(shù)，可實時跟蹤分析多重相繼故障和自然災(zāi)害條件下的電網(wǎng)安全運行水平，增強了預(yù)防大面積停電的能力。在電網(wǎng)正常運行時，每15分鐘周期進行動態(tài)預(yù)警分析當電網(wǎng)發(fā)生大擾動事件時隨即進行動態(tài)預(yù)警分析三、實時態(tài)分析背景意義1功能概述2實時態(tài)分析3研究態(tài)分析4趨勢分析展望5介紹內(nèi)容四、研究態(tài)分析 獨立計算四、研究態(tài)分析 獨立計算四

10、、研究態(tài)分析 獨立計算電網(wǎng)預(yù)想方式安全分析報告完成電網(wǎng)穩(wěn)定分析后，系統(tǒng)自動生成分析報告。四、研究態(tài)分析 獨立計算告警信息共享一點觸發(fā)、多點響應(yīng)研究態(tài)分析（聯(lián)合計算）分區(qū)審核、全網(wǎng)統(tǒng)籌四、研究態(tài)分析 聯(lián)合計算進行特高壓聯(lián)絡(luò)線、跨區(qū)跨省輸電通道在線分析，尤其是可能引起功率或電壓波動超過規(guī)定范圍的。進行重要輸電斷面在線分析，對特高壓聯(lián)絡(luò)線或跨區(qū)跨省輸電通道運行有較大影響的。電網(wǎng)實時分析中，存在調(diào)度管轄電網(wǎng)以外的故障影響到本電網(wǎng)安全穩(wěn)定的。預(yù)想方式分析中，對其它調(diào)度管轄電網(wǎng)的設(shè)備狀態(tài)不明或需其它調(diào)度機構(gòu)配合進行計算分析的。啟動條件1234對區(qū)域間小干擾穩(wěn)定進行分析。5四、研究態(tài)分析 聯(lián)合計算申請、啟動

11、聯(lián)合計算任務(wù)。申請流程串行潮流調(diào)整。根據(jù)子任務(wù)要求，兼顧聯(lián)合任務(wù)整體狀況，完成潮流方式調(diào)整。要求潮流收斂。潮流調(diào)整制訂聯(lián)合計算工作計劃，包括各子任務(wù)的任務(wù)要求、人員安排、起止時間等。核心步驟！制訂計劃并行穩(wěn)定分析。基于調(diào)整后的統(tǒng)一計算數(shù)據(jù)，結(jié)合本調(diào)度的運行特點和聯(lián)合計算任務(wù)，開展穩(wěn)定分析。穩(wěn)定分析在線聯(lián)合計算完成后，需及時生成和整理分析報告，以備查閱。整理報告有助于負責人理清思路，掌握整體進度。有利于執(zhí)行人了解任務(wù)目標，貫徹任務(wù)意圖。隨時可以修改計劃，層層推進，達到最終目標。123四、研究態(tài)分析 聯(lián)合計算聯(lián)合計算展示界面：展示正在進行的聯(lián)合計算任務(wù)，包括任務(wù)起止時間、參與單位、各單位任務(wù)和角色

12、、任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)、進度甘特圖等。聯(lián)合計算展示界面四、研究態(tài)分析 聯(lián)合計算聯(lián)合計算操作界面：用于進行實際任務(wù)操作，包括申請創(chuàng)建聯(lián)合任務(wù)、制定/修改計劃、處理任務(wù)等。聯(lián)合計算操作界面四、研究態(tài)分析 聯(lián)合計算背景意義1功能概述2實時態(tài)分析3研究態(tài)分析4趨勢分析展望5介紹內(nèi)容利用現(xiàn)有在線安全預(yù)警應(yīng)用的穩(wěn)定分析并行計算技術(shù)，在在線計算的基礎(chǔ)上，疊加未來狀態(tài)和趨勢分析兩類計算，并進一步提升并行效率。研究基于當前詳細評估結(jié)果的未來運行狀態(tài)在線快速評估方法，研究電網(wǎng)變化趨勢，對未來狀態(tài)進行快速判斷。五、趨勢分析展望 趨勢分析了解電網(wǎng)即將發(fā)生的安全穩(wěn)定特性變化監(jiān)視安全穩(wěn)定情況提早給出電網(wǎng)運行穩(wěn)定問題解決方法，通過修改計劃提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定特性。協(xié)助調(diào)度運行控制相比在線分析，可以給出即將發(fā)生的變化信息相比安全校核，更加貼近電網(wǎng)實際運行狀況五、趨勢分析展望 趨勢分析五、趨勢分析展望 趨勢分析超短期母線負荷預(yù)測；實時/日內(nèi)發(fā)電計劃；新能源預(yù)測超短期直流線計劃；超短期省際交換計劃；檢修計劃。國調(diào)分部省調(diào)省調(diào)分部省調(diào)省調(diào)五、趨勢分析展望-數(shù)據(jù)檢查輸入數(shù)據(jù)超短期母線負荷預(yù)測；實時/日內(nèi)