能量管理系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)能量管理系統(tǒng)簡介能量管理系統(tǒng)(EMS)包括：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))，自動發(fā)電控制(AGC)和經(jīng)濟調(diào)度控制(EDC)，電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(State Estimator)，安全分析(Security Analysis)，調(diào)度員模擬培訓系統(tǒng)(DTS)。EMS的總體結(jié)構(gòu)主要組成部分有：計算機、操作系統(tǒng)、支持系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集、能量管理（發(fā)電控制和發(fā)電計劃）、網(wǎng)絡(luò)分析及調(diào)度員培訓模擬系統(tǒng)。計算機、操作系統(tǒng)、支持系統(tǒng)構(gòu)建了EMS的支撐平臺。數(shù)據(jù)收集、能量管理、網(wǎng)絡(luò)分析組成

2、了EMS的應(yīng)用軟件。數(shù)據(jù)收集是能量管理和網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)和基本功能；能量管理是EMS的主要功能；網(wǎng)絡(luò)分析是EMS的高級應(yīng)用軟件功能。培訓模擬系統(tǒng)則可以分為兩種類型：一是離線運行的獨立系統(tǒng)，一是作為在線運行的EMS組成部分。一、EMS的計算機結(jié)構(gòu)如今常見的EMS計算機體系結(jié)構(gòu)為開放式計算機體系結(jié)構(gòu)。它們的主要思想是強調(diào)多廠家的系統(tǒng)集成和用戶界面及各方面軟件接口的標準化。開放式計算機結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足： = 1 * GB3 工作站為基本單元，系統(tǒng)可靈活組成。各子系統(tǒng)冗余配置。嚴格遵守工業(yè)標準，它包括操作系統(tǒng)的POSIX標準。 = 4 * GB3 采用外殼技術(shù)，將專用軟件與操作系統(tǒng)相隔離，這個外殼軟件層是一個

3、符合POSIX標準的插頭，可插到符合該標準化的各種操作系統(tǒng)上。 采用商用數(shù)據(jù)庫。硬件可采用多家產(chǎn)品。實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部采用局域網(wǎng)互聯(lián)，并可與其他信息系統(tǒng)相連。二、EMS的數(shù)據(jù)庫EMS的數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)EMS所有功能的所需的數(shù)據(jù)源。EMS數(shù)據(jù)庫設(shè)計是將物理模型化為數(shù)學模型的定義過程。不同公司設(shè)計的EMS數(shù)據(jù)庫有不同的定義及不同的數(shù)據(jù)庫形式。但就EMS的數(shù)據(jù)來源而言無非有這樣一些類型：實時量測數(shù)據(jù)、預測與計劃數(shù)據(jù)、基本數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和臨時數(shù)據(jù)。實時量測數(shù)據(jù)由遙信、遙測而來，主要反映當前電力系統(tǒng)運行狀態(tài)。它包括設(shè)備的狀態(tài)量和設(shè)備運行的模擬量和累加量。預測和計劃數(shù)據(jù)向EMS提供當時或未來的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。

4、它由EMS本身形成或人工輸入。它包括負荷預測、發(fā)電計劃、機組組合、水電計劃、交換計劃、燃料計劃、檢修計劃等。基本數(shù)據(jù)是電力系統(tǒng)運行中基本不變或緩慢變化的數(shù)據(jù)。它包括電力系統(tǒng)運行設(shè)備的配置及參數(shù)、量測設(shè)備的配置及參數(shù)等。這些參數(shù)及關(guān)聯(lián)信息是人工輸入并在運行中由人工修改。臨時數(shù)據(jù)是高級應(yīng)用軟件運行中自動形成和自動消除的數(shù)據(jù)。它主要用于應(yīng)用軟件維護人員的調(diào)試、診斷。面向EMS的功能可把最主要的公用數(shù)據(jù)按功能進行劃分，即SCADA功能數(shù)據(jù)庫、能量管理數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)庫及培訓仿真數(shù)據(jù)庫。SCADA數(shù)據(jù)庫主要對量測對象（廠、站）和遠程終端結(jié)構(gòu)進行定義、描述及映射。前者用于調(diào)度員監(jiān)視電力系統(tǒng)狀態(tài)，后者用

5、于自動化人員監(jiān)視遠動系統(tǒng)的工作狀態(tài)。另還可補充通信結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，以便從計算機的角度描述數(shù)據(jù)通信。能量管理數(shù)據(jù)庫是能量管理應(yīng)用軟件所需的公用數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用軟件包括實時發(fā)電控制、發(fā)電計劃、機組經(jīng)濟組合、水電計劃、交換功率計劃、燃料計劃和檢修計劃。能量管理數(shù)據(jù)庫成了其多應(yīng)用軟件聯(lián)系的紐帶。同時它與SCADA數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)還有數(shù)據(jù)交換。一方面從SCADA獲取能量管理專用軟件所需的實時數(shù)據(jù)（頻率、機組功率和交換功率等），另一方面又為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫提供機組經(jīng)濟特性、機組狀態(tài)和發(fā)電計劃等分析結(jié)果,同時也向網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫獲取各機組和交換功率點的網(wǎng)損微增率及機組的安全限值。能量管理數(shù)據(jù)庫從內(nèi)容上可分為兩大塊。一是對運行區(qū)

6、的描述和記錄，它包括發(fā)電廠、有功率交換的電力公司和交換模型。發(fā)電廠主要包括啟動機組記錄和電廠控制器記錄。有功率交換的電力公司主要有聯(lián)絡(luò)線走廊記錄。交換模型主要有交換關(guān)系和交換計劃。二是對燃料類型的描述和定義，主要反映燃料的熱量和價格。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫是為進行高級應(yīng)用軟件分析提供的公用數(shù)據(jù)庫。同樣它與SCADA數(shù)據(jù)庫、能量管理數(shù)據(jù)庫及調(diào)度員培訓仿真數(shù)據(jù)庫都有數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容主要有網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)模型，它包括網(wǎng)絡(luò)的物理元件和一系列表格；預測與計劃模型，主要用于定義負荷預測和開關(guān)投切計劃。培訓仿真數(shù)據(jù)庫是進行調(diào)度員培訓的專用數(shù)據(jù)庫。它根據(jù)功能的不同，一一與前述的數(shù)據(jù)庫對應(yīng)，同時對于暫態(tài)模型和教案模型所

7、用的數(shù)據(jù)庫可增加在這個庫中也可單獨定義。三、EMS的應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）功能是EMS的基本功能。它的硬件組成主要有遠動終端（RTU）、傳輸信道和主站計算機。此處主要介紹它的軟件功能。SCADA通常有以下主要功能：數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理首先由裝設(shè)在廠、站內(nèi)的遠動終端進行數(shù)據(jù)采集，然后通過調(diào)度主站與RTU之間的遠動通道傳送信息。信息可由RTU主動循環(huán)傳送到主站，也可以主站為主動，用應(yīng)答方式將信息召喚到主站。RTU與主站間有上行信息也有下行信息。它們均有數(shù)碼查錯與糾錯功能。采集和傳送的數(shù)據(jù)主要有三種類型：狀態(tài)量、量測量和電量值。斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)、報警和其它信號均用狀態(tài)量

8、表示。電壓值、有功功率、無功功率、溫度和變壓器抽頭位置等則用量測量表示。量測值在顯示或送給其它應(yīng)用程序之前要進行刻度變換，每個量測值的標尺要保存在數(shù)據(jù)庫中。電量值由脈沖計數(shù)方式得到。脈沖計數(shù)正常包括兩個內(nèi)容：一個連續(xù)計數(shù)器和一個時間間隔記錄。到指定的時間周期（時刻）要凍結(jié)其值，然后再繼續(xù)計數(shù)或清空后計數(shù)。在應(yīng)答方式的傳送中，狀態(tài)量是在出現(xiàn)變化時才傳送，模擬量是對比前一次傳送的值超過某一死區(qū)時才傳送。不論任何遠動方式，在遠動系統(tǒng)啟動或恢復時都要進行完整的掃描。監(jiān)視與事件處理主站采集到的狀態(tài)量、量測量在調(diào)度主站的計算機屏幕上以系統(tǒng)接線圖形式或表格形式顯示出來，數(shù)據(jù)監(jiān)視到狀態(tài)量變化和量測量越限時則進

9、行相應(yīng)的越限報警、故障報警、故障記錄等，以協(xié)助調(diào)度人員對電力系統(tǒng)的實時運行管理?？刂乒δ芸刂乒δ苁侵苯幼饔糜陔娏ο到y(tǒng)的運行。它包括單個設(shè)備控制、向調(diào)節(jié)設(shè)備發(fā)調(diào)節(jié)信息、順序控制計劃和自動控制計劃。單個設(shè)備控制直接對斷路器和隔離開關(guān)發(fā)開合命令，對發(fā)電機發(fā)啟、停等一些基本命令。向調(diào)節(jié)設(shè)備發(fā)調(diào)節(jié)信息則為較高級的控制功能，發(fā)出的是升/降或設(shè)置到某一工作點的信息，因此需對運方設(shè)備的實際狀態(tài)不斷進行監(jiān)視。以上兩種控制命令一般是人工發(fā)出的。順序控制計劃則可自動執(zhí)行規(guī)定好的一系列命令，它包括事件啟動或定時啟動。如：某些照明和電熱設(shè)備的啟動、變電設(shè)備的恢復和切換等。自動發(fā)電控制則是一種自動啟動的閉環(huán)控制方式。它自

10、動響應(yīng)電力系統(tǒng)頻率偏差和交換功率偏差，調(diào)整機組發(fā)電功率。事件順序記錄及事故追憶事故數(shù)據(jù)的收集與記錄是SCADA重要功能之一，它為分析故障和預防事故提供了寶貴的信息。事件順序記錄SOE（SequenceofEventRecording）主要是主站對各RTU送來的事件（開關(guān)和繼電保護等狀態(tài)量變化），按動作的順序時間先后記錄下來。事故追憶PDR（PostDisturbanceReview）是主站對事故前后的實時運行參數(shù)作記錄。數(shù)據(jù)管理其功能主要對各種運行參數(shù)進行統(tǒng)計。如計算全網(wǎng)總功率、各地區(qū)用電量、發(fā)電量、最大最小負荷等。同時建立歷史數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫并進行SCADA與EMS及管理信息系統(tǒng)MIS（M

11、anagementInformationSystem）間的數(shù)據(jù)交換。能量管理軟件能量管理軟件模塊主要包括發(fā)電控制和發(fā)電計劃兩大部分。發(fā)電計劃是發(fā)電控制的基礎(chǔ)。發(fā)電計劃部分應(yīng)用軟件包括：系統(tǒng)負荷預測、發(fā)電計劃、機組經(jīng)濟組合、水電計劃、交換功率計劃和燃料調(diào)度計劃等。發(fā)電控制運行周期是分秒級，它需要取得超短期負荷預測（數(shù)分鐘到幾十分鐘）應(yīng)用軟件的支持。短期發(fā)電計劃是日周級的，它將取決于電力系統(tǒng)負荷變化的周期性和水庫調(diào)節(jié)能力。系統(tǒng)負荷預測EMS需要歷史、實時和計劃（未求）三類數(shù)據(jù)，而負荷預測是計劃數(shù)據(jù)的主要來源。電力系統(tǒng)負荷預測分為系統(tǒng)負荷預測和母線負荷預測。而系統(tǒng)負荷預測按預測周期分又有超短期、短期

12、、中期和長期。超短期負荷預測用于質(zhì)量控制需510s的負荷值，用于安全監(jiān)視需15min負荷值，用于預防控制和緊急狀態(tài)處理需1060min負荷值。超短期負荷預測使用對象為調(diào)度員。短期負荷預測主要用于火電分配、水火電協(xié)調(diào)、機組經(jīng)濟組合和交換功率計劃，需要1日1周的負荷值。短期負荷預測使用對象為編制調(diào)度計劃的工程師。中期負荷預測主要用于水庫調(diào)度、機組檢修、交換計劃和燃料計劃，需要1月1年的負荷值，它的使用對象是編制中長期運行計劃的工程師。長期負荷預測用于電源和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，需要數(shù)年至數(shù)十年的負荷值，使用對象是規(guī)劃工程師。負荷預測最主要的指標是精度。然而它的精度首先取決于對具體電力系統(tǒng)負荷變化規(guī)律的掌握，其

13、次才與模型與算法有密切關(guān)系。要掌握負荷變化規(guī)律就要摸清負荷變化與哪些因素有關(guān)。一般來說影響負荷變化的主要因素有：負荷的性質(zhì)，如城市民用負荷、商業(yè)負荷、工業(yè)負荷、農(nóng)業(yè)負荷；不同類型的負荷有著不同的變化規(guī)律；氣象、氣溫、陰晴、降水和大旱都將引起負荷變化；另還有很多不確定因素引起負荷的變化，這種影響稱為負荷的隨機波動。對于負荷預測算法，通過幾十年的研究和積累，已經(jīng)形成了各種可能的算法。目前實用的算法主要有：線性外推法、線性回歸法、時間序列法、卡爾曼濾波法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色系統(tǒng)法和專家系統(tǒng)方法等。需要強調(diào)的是，各種算法均有一定的特點和局限性，目前為止還沒有一個算法適用于各種負荷預測模型而精度又最高

14、。因此在實際中可采用綜合比較的方法，確定最有效的算法。發(fā)電計劃EMS中狹義的發(fā)電計劃指的是火電計劃，廣義的發(fā)電計劃則包括機組組合、水電計劃、交換計劃和燃料計劃等。發(fā)電計劃是EMS中發(fā)電級的核心應(yīng)用軟件，對電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度起著關(guān)鍵作用。發(fā)電計劃（火電調(diào)度計劃）發(fā)電計劃也稱火電系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度。它的主要功能是在已知系統(tǒng)負荷、機組組合、水電計劃、交換計劃、備用監(jiān)視計劃、機組經(jīng)濟特性、網(wǎng)絡(luò)損失計劃和運行限制等條件下，確定某時刻或1日至1周逐時段的各火電機組的發(fā)電計劃，使周期內(nèi)發(fā)電費用為最小。當然電力系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)不同時其發(fā)電計劃的內(nèi)容也有所不同，如純火電的電力系統(tǒng)就無水電計劃，孤立電力系統(tǒng)就無交換計劃?；痣?/p>

15、經(jīng)濟負荷分配一般采用經(jīng)典協(xié)調(diào)方程式法，機組特性采用比較精確的分段二次曲線。發(fā)電計劃是發(fā)電計劃軟件的核心，它向?qū)崟r發(fā)電控制、實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析和潮流提供發(fā)電計劃數(shù)據(jù)，它還作為子模塊參加機組經(jīng)濟組合、水電計劃、交換功率計劃和燃料計劃等應(yīng)用軟件的協(xié)調(diào)計算。機組經(jīng)濟組合（機組啟停計劃）機組經(jīng)濟組合的主要功能是在已知負荷預測、水電計劃、交換計劃、燃料計劃、網(wǎng)損修正、機組減發(fā)電功率計劃和機組可用狀況下，編制規(guī)定周期內(nèi)電力系統(tǒng)各機組的啟停計劃，使總費用最?。òòl(fā)電費用和啟動費用）機組經(jīng)濟組合的主要算法：機組發(fā)電費用特性仍采用分段二次曲線，機組啟動費用特性采用停機時間的指數(shù)函數(shù)，網(wǎng)損修正系數(shù)取常數(shù)。機組經(jīng)濟組

16、合問題是一個非線性的混合整數(shù)規(guī)劃問題，可采用限制維數(shù)的動態(tài)規(guī)劃算法，限制維數(shù)的方法是優(yōu)先次序法。機組經(jīng)濟組合將啟停計劃送給發(fā)電計劃和實時發(fā)電控制作為數(shù)據(jù)，同時參加與水電計劃、交換功率計劃的協(xié)調(diào)，使發(fā)電計劃在更大范圍內(nèi)取得最優(yōu)結(jié)果。水電計劃（水火電協(xié)調(diào)計劃）水電計劃的主要功能是：在已知系統(tǒng)負荷、發(fā)電用水（或來水）、火電發(fā)電費用特性、交換功率計劃等條件下，編制1日至1周逐時段的水電計劃，使周期內(nèi)發(fā)電費用最小。水電計劃應(yīng)滿足的約束條件有：自然來水（或由水庫調(diào)度計劃確定的可用發(fā)電水量）；水庫水位和放流量限制（含航運、灌溉等要求）；水電機組發(fā)電或過流限制；電力系統(tǒng)的機組組合、交換計劃、燃料和備用等限制。

17、影響水電計劃經(jīng)濟效益主要有以下因素和措施：充分利用自然來水，防止棄水；調(diào)峰，使電力系統(tǒng)運行費用微增率在周期內(nèi)波動盡量?。凰娬靖咚^運行，利用自然來水多發(fā)電；在同一水位下，水電機組效率隨發(fā)電功率變化。水電計劃是具有復雜約束條件的非線性規(guī)劃問題。50年代提出的水火電協(xié)調(diào)方程式解法可解決少量定水頭水電站的調(diào)度問題；60年代提出的動態(tài)規(guī)劃法可進一步解決變水頭水電站的調(diào)度問題。80年代提出的網(wǎng)絡(luò)流規(guī)劃法可全面解決水電計劃問題，包括梯級水電站和抽水蓄能電站,該方法可靠、快速。水電計劃可與機組組合及交換功率進行協(xié)調(diào)優(yōu)化。交換計劃交換計劃的主要功能是在已知系統(tǒng)負荷、機組組合、水電計劃和交換功率限制的條件下，

18、編制短期內(nèi)逐時段的區(qū)域交換功率計劃，使周期內(nèi)聯(lián)合系統(tǒng)發(fā)電費用最小。目前聯(lián)合電力系統(tǒng)大體上分為三種調(diào)度模式： = 1 * GB3 自協(xié)調(diào)模式：各個區(qū)域系統(tǒng)獨立進行調(diào)度，管理自己電廠和負荷，根據(jù)本區(qū)域的發(fā)電費用（或邊際成本）向其它區(qū)域通報本區(qū)域買電或賣電的價格，買賣雙方協(xié)商確定交換功率計劃。 = 2 * GB3 電力交易市場模式：各個區(qū)域電力系統(tǒng)自己確定發(fā)電計劃，各區(qū)域間不用雙方直接確定買賣關(guān)系，而是各自向交易市場（經(jīng)紀人）通報本區(qū)域每小時買賣電量和單價，經(jīng)紀人按取得最大交換利益原則制定各區(qū)域間交換計劃，通知各區(qū)域。 = 3 * GB3 協(xié)商調(diào)度模式：設(shè)立聯(lián)合調(diào)度中心，各區(qū)域平等協(xié)商，確定長短期交

19、換電力和電量合同，制定調(diào)度協(xié)議，各區(qū)域系統(tǒng)調(diào)度本區(qū)域發(fā)電廠以滿足聯(lián)合調(diào)度中心的要求。系統(tǒng)經(jīng)濟效益最高的是統(tǒng)一調(diào)度模式即：全網(wǎng)各發(fā)電廠均由聯(lián)合調(diào)度中心調(diào)度，整個電網(wǎng)作為一個整體編制經(jīng)濟調(diào)度計劃。各區(qū)域按統(tǒng)一調(diào)度中心的計劃安排本區(qū)域的發(fā)電功率。交換計劃是一個非線性規(guī)劃問題，采用網(wǎng)絡(luò)流規(guī)劃法計算。燃料計劃燃料計劃的主要功能是在已知系統(tǒng)負荷、水電計劃、交換功率計劃、機組組合的條件下，編制短期內(nèi)逐時段的燃料調(diào)度計劃。燃料計劃考慮燃料產(chǎn)地價格和供應(yīng)量限制、運輸費用和運輸限制、電廠貯煤、混煤和用煤限制及發(fā)電費用等因素，使全系統(tǒng)發(fā)電燃料總費用在規(guī)定的周期內(nèi)最小。燃料調(diào)度計劃是一個大型的線性規(guī)劃問題，采用網(wǎng)絡(luò)流

20、規(guī)劃很有效。自動發(fā)電控制（AutomaticGenerationControl，AGC）自動發(fā)電控制是EMS中最重要的控制功能。它的主要任務(wù)是： = 1 * GB3 發(fā)電自動跟蹤電力系統(tǒng)負荷變化，實現(xiàn)一般調(diào)度。 = 2 * GB3 響應(yīng)負荷和發(fā)電的隨機變化并維持系統(tǒng)頻率在額定值，實現(xiàn)二次調(diào)頻。 = 3 * GB3 在各區(qū)域間分配系統(tǒng)發(fā)電功率，維持區(qū)域間交換功率為協(xié)議限定的數(shù)值，用二次調(diào)頻實現(xiàn)。 = 4 * GB3 對計劃性的負荷變化按發(fā)電計劃調(diào)整出力，對偏離計劃的負荷變化實現(xiàn)在線負荷經(jīng)濟分配，即進行二次調(diào)頻。 = 5 * GB3 監(jiān)視和調(diào)整備用容量以滿足系統(tǒng)的安全要求。網(wǎng)絡(luò)分析軟件網(wǎng)絡(luò)分析軟件

21、一般又稱高級應(yīng)用軟件，它主要由實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析、調(diào)度工程師潮流、網(wǎng)絡(luò)安全分析、調(diào)度員培訓仿真和配電管理系統(tǒng)五個模塊組成。實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析是EMS整個網(wǎng)絡(luò)分析軟件的基礎(chǔ)。它包括：網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析、狀態(tài)估計、不良數(shù)據(jù)檢測與辨識、量測系統(tǒng)誤差估計、變壓器抽頭估計、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視和狀態(tài)估計模擬試驗系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析又稱網(wǎng)絡(luò)拓撲分析，即按開關(guān)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)元件狀態(tài)將網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)點模型化為計算用母線模型，并將有電氣聯(lián)系的母線集合化為島。所有網(wǎng)絡(luò)分析在島范圍內(nèi)的母線模型基礎(chǔ)上建立網(wǎng)絡(luò)方程進行求解。狀態(tài)估計是對系統(tǒng)中某一時間斷面的遙測遙信信息進行數(shù)據(jù)處理以提高實時數(shù)據(jù)的精度、剔除不良數(shù)據(jù)、補充測量的不足

22、以建立高質(zhì)量的實時數(shù)據(jù)庫。目前廣泛采用的狀態(tài)估計計算方法是最小二乘算法，另還有快速分解法、唯支路量測法、逐次型算法、正交化法等。不良數(shù)據(jù)的辨識方法有：殘差搜索法、非二次準則法、零殘差法、總體型估計辨識法、逐次型估計辨識法。這些方法的差異在于對可疑數(shù)據(jù)是逐個辨識還是總體辨識；排除可疑數(shù)據(jù)的方式是采用變權(quán)重、變殘差還是直接刪除；刪除可疑數(shù)據(jù)后，對量測殘差和狀態(tài)量的計算是迭代或線性修正。量測系統(tǒng)誤差估計中量測誤差可分為方差和偏差兩類量測誤差。方差分析是狀態(tài)估計的正常統(tǒng)計型估計過程，而量測誤差偏差分析則是狀態(tài)估計統(tǒng)計型的不良數(shù)據(jù)辨識過程。變壓器抽頭估計主要是彌補沒有抽頭量測或辨識抽頭量測的錯誤。它實際

23、是對變壓器變比的估計，它不擴展到全系統(tǒng)的狀態(tài)估計中，可每臺變壓器單獨進行。對三繞組變壓器簡化為兩臺或三臺兩繞組變壓器時則需進行聯(lián)合估計變比。如要提高變比估計的精度要采用連續(xù)估計的方法。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視的主要內(nèi)容有：支路潮流；母線電壓幅值；兩結(jié)點間電壓相角差值；元件的狀態(tài)等。狀態(tài)估計模擬系統(tǒng)是對電力系統(tǒng)狀態(tài)估計新算法的研究和開發(fā)、新系統(tǒng)的試驗室調(diào)試與驗收、量測系統(tǒng)評價與優(yōu)化配置的計算機模擬或數(shù)字模擬，可大大減少現(xiàn)場的實際調(diào)試量。調(diào)度工程師潮流調(diào)度工程師潮流又稱調(diào)度員潮流，它是EMS最基本的網(wǎng)絡(luò)分析軟件。它首先面向調(diào)度員用以研究當前電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的運行狀態(tài)，又可面向計劃工程師用于校核調(diào)度計劃的安全性

24、，還可面向分析工程師用于分析近期運行方式的變化。調(diào)度員潮流是以潮流計算軟件為核心。潮流計算軟件是電力系統(tǒng)分析軟件中最為成熟的軟件。由于EMS中的調(diào)度員潮流有操作和故障設(shè)定，因此它與離線潮流軟件相比在潮流軟件中應(yīng)增加控制模型。它包括多機聯(lián)合調(diào)整平衡節(jié)點母線功率，無功調(diào)整模型，線路有功功率之和的控制，系統(tǒng)切負荷的控制以及多島潮流計算等。對于這些控制的決策有部分是基于靈敏度分析。它包括線路有功潮流對機組有功功率靈敏度，母線電壓對機組無功功率靈敏度，母線電壓對變壓器抽頭靈敏度等。網(wǎng)絡(luò)安全分析軟件電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)分為安全狀態(tài)、不安全狀態(tài)、緊急狀態(tài)和恢復狀態(tài)。緊急狀態(tài)可分為靜態(tài)和暫態(tài)。靜態(tài)的表現(xiàn)形式為電

25、流過載或電壓越限。對于這類情況一般允許持續(xù)的時間較長，它可通過校正控制進入正常狀態(tài)。暫態(tài)的表現(xiàn)形式為發(fā)電機功角不斷增大，頻率或電壓不斷下降等，允許持續(xù)時間很短，必須采用緊急控制使之快速進入恢復狀態(tài)，然后再通過恢復控制使其進入正常狀態(tài)。預防控制既要考慮安全還應(yīng)同時考慮優(yōu)化，使其進入正常狀態(tài)時既安全又經(jīng)濟。而校正控制、緊急控制與恢復控制中首先以安全為主，在系統(tǒng)恢復所有用戶的供電后才考慮經(jīng)濟運行。靜態(tài)安全分析靜態(tài)安全分析包括以下內(nèi)容：預想事故分析、安全約束調(diào)度、最優(yōu)潮流、電力系統(tǒng)靜態(tài)等值及電壓穩(wěn)定分析等。預想事故分析的主要功能為：按分析的需要設(shè)定預想事故；快速區(qū)分各種事故對電力系統(tǒng)安全運行的危害程度

26、；準確分析故障的狀態(tài)并方便且直觀展示結(jié)果。預想事故分析技術(shù)的研究關(guān)鍵在于如何減少分析的故障數(shù)和加快分析速度。最早應(yīng)用的是n1掃描方式，目前較為實用的方式是應(yīng)用預想故障集合方式，全部定義的故障組構(gòu)成故障集合。故障組是具有某種特征的若干故障集合，可按故障重數(shù)劃分,如單重、兩重或多重；可按開斷元件類型劃分，如線路、變壓器等；按地區(qū)故障劃分，如A地區(qū)故障，B地區(qū)故障等；按故障電壓等級劃分，如500kv、220kv等。在故障集合中各故障組可全部激活也可對某一故障組單設(shè)“停用”標志，在故障掃描時則會跳過不需激活的故障組而只分析激活的故障組。對每個故障組里的多個故障也可用同樣的方法進行“停用”和“激活”。實

27、際應(yīng)用中的故障組、故障表是需要維護、更新以使其更有效地得到應(yīng)用。故障掃描是對故障集合中的故障進行預處理。它的目的是用盡可能短的時間剔除“無害”故障組但又不漏掉一個有害故障以加快預想事故分析速度。故障掃描的方法分為兩大類：一類為間接法，又稱排除法或性能指標法。它不直接計算故障后的功率和電壓，僅利用產(chǎn)生故障時的某些數(shù)據(jù)進行排隊，其快速但精度低。另一類為直接法，快速計算故障后的近似潮流并將其按嚴重程度排隊。對后果較嚴重的保留“有害”故障要進行進一步詳細分析以準確判別故障后系統(tǒng)潮流分布和危害程度。在實際處理中仍進一步劃分故障性質(zhì)以選擇不同的潮流算法而不是對全部保留故障進行交流潮流分析。造成系統(tǒng)解列的故

28、障及事先指定的故障，一般均屬于最嚴重的故障而列入排序表的前面，對其進行全潮流分析。如某些故障造成P-V母線不能維持其規(guī)定的電壓時，需將P-V母線轉(zhuǎn)換成P-Q母線，然后再進行潮流分析。除上述兩類故障外，其余故障一般采用快速潮流。快速潮流與全潮流相比最大的區(qū)別是它不重新進行網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析和形成因子表，而是用修正部分因子表的技術(shù)得到新的因子表。另采用稀疏技術(shù)和子網(wǎng)潮流法以縮小計算范圍，加快計算。對于子網(wǎng)的確定用自適應(yīng)定界法即自動確定潮流計算新邊界的方法。這種方法可大大提高潮流計算的速度。最優(yōu)潮流最優(yōu)潮流的概念是60年代初期法國學者Carpentien提出的。它把電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度和潮流計算有機地溶合在一起。即以潮流方程為基礎(chǔ)，進行經(jīng)濟與安全、有功與無功的全面優(yōu)化。從數(shù)學角度看最優(yōu)潮流是一個大型的多約束非線性規(guī)劃問題。它的關(guān)鍵技術(shù)是計算函數(shù)不等式約束，解決非線性收斂問題和考慮離散變量問題。最優(yōu)潮流問題可描述為在滿足等式約束（潮流方程）和不等式約束（安全限制）的條件下，求得一組控制變量和狀態(tài)變量的值，使系統(tǒng)的目標函數(shù)達到最優(yōu)。最常用的目標函數(shù)是系統(tǒng)發(fā)電費用最小，有功網(wǎng)損最小。此外，對不同目的可選擇多種目標函數(shù)，如：無功補償效益最大、系統(tǒng)交換功率最小、切除負荷量最小和功率調(diào)整量最