電力系統(tǒng)運行與控制中,調(diào)度環(huán)節(jié)負責(zé)保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。為了幫助讀者對我國的電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)發(fā)展情況有一個全面的了解,編寫人員以多年以來積累的培訓(xùn)講義為基礎(chǔ),編撰了本書。本書共十一章,包括電網(wǎng)調(diào)度相關(guān)知識、支撐平臺、數(shù)據(jù)采集、電網(wǎng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)分析、預(yù)測技術(shù)、調(diào)度計劃技術(shù)、安全校核、在線安全穩(wěn)定分析、調(diào)度員培訓(xùn)模擬、智能電網(wǎng)調(diào)度相關(guān)標準體系。本書為科普類圖書,是系列圖書之一�？晒⿵氖码娏σ�(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)度、維護等工作的各類電力人員使用,各大專院校教師和學(xué)生亦可參考使用。
電力系統(tǒng)由發(fā)電、變電、輸電、配電、用電、調(diào)度和通信七個環(huán)節(jié)構(gòu)成。其中,調(diào)度在電力系統(tǒng)運行與控制中的作用類似大腦的角色,負責(zé)保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的任務(wù)。我國已形成特高壓交直流混合運行的特大電網(wǎng),三華同步電網(wǎng)已成為世界上最大的同步電網(wǎng)。特大電網(wǎng)的運行與控制,以及節(jié)能環(huán)保和大規(guī)模新能源并網(wǎng)發(fā)電的要求,使得電網(wǎng)調(diào)度運行工作面臨巨大的挑戰(zhàn),需要電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的有力支撐。中國電力科學(xué)研究院在20世紀60年代便開始了電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的研究開發(fā)工作。在于爾鏗、周京陽教授級高級工程師的帶領(lǐng)下,在電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度、狀態(tài)估計、電力市場等方面取得了開拓性的成果,多次獲國家科技進步獎,并出版了《電力系統(tǒng)狀態(tài)估計》、《能量管理系統(tǒng)(EMS)》等多部專著。本書編寫人員均為長期從事電力系統(tǒng)調(diào)度自動化工作的科研工作者,具有長期的科研開發(fā)和工程實施經(jīng)驗,并長期從事智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的培訓(xùn)工作。希望通過本書的介紹,讓廣大讀者對我國電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)發(fā)展情況有一個全面的了解。本書分為十一章,各章編寫人員及主要內(nèi)容如下:第一章由李強負責(zé)編寫,介紹了當前和未來電網(wǎng)的發(fā)展情況,智能電網(wǎng)調(diào)度的概念、發(fā)展過程和國產(chǎn)化歷程,智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的建設(shè)思路、總體框架和四大類應(yīng)用的基本情況,最后介紹了智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的最新研究情況。第二章由狄方春負責(zé)編寫,介紹了典型調(diào)度自動化系統(tǒng)的軟硬件部署和關(guān)鍵技術(shù),較為詳細地介紹了先進支撐平臺的架構(gòu)、技術(shù)要求和功能模塊,最后介紹支撐平臺技術(shù)的研究情況和發(fā)展趨勢。第三章由黃運豪和狄方春負責(zé)編寫,介紹了實時數(shù)據(jù)采集與處理的基本情況,實時數(shù)據(jù)采集及交換的作用、功能和技術(shù)特點,穩(wěn)態(tài)監(jiān)控的作用、功能和技術(shù)特點。第四章由于汀和李時光負責(zé)編寫,概要介紹了電網(wǎng)控制應(yīng)用的基本情況,自動發(fā)電控制的基本功能和技術(shù)特點,省級電網(wǎng)自動電壓控制的要求、功能和技術(shù)特點,與上下級AVC的協(xié)調(diào)控制,地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制的要求、功能和技術(shù)特點,與省級AVC的協(xié)調(diào)控制。第五章由郎燕生、李強、戴賽和趙昆負責(zé)編寫,概述了網(wǎng)絡(luò)分析的基本情況,介紹了電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、調(diào)度員潮流、靜態(tài)安全分析、靈敏度分析、短路電流計算、可用輸電能力、在線外網(wǎng)等值、安全約束調(diào)度等應(yīng)用功能的作用、基本功能、常用算法和技術(shù)特點。第六章由崔暉和丁強負責(zé)編寫。介紹了電力負荷預(yù)測使用的數(shù)學(xué)模型,電力負荷預(yù)測使用的基本算法情況和技術(shù)特點,超短期負荷預(yù)測、短期負荷預(yù)測、中長期負荷預(yù)測、母線負荷預(yù)測的作用、基本功能和技術(shù)特點。第七章由崔暉和丁強負責(zé)編寫,介紹了調(diào)度計劃的基本情況,安全約束發(fā)電計劃、多周期滾動發(fā)電計劃、多級協(xié)調(diào)發(fā)電計劃、新能源接入下的發(fā)電計劃、申報發(fā)布、計劃分析與評估、檢修計劃、并網(wǎng)電廠考核、輔助服務(wù)補償、結(jié)算管理模塊的作用、基本功能和技術(shù)特點。第八章由戴賽和張傳成負責(zé)編寫,介紹了靜態(tài)安全校核、穩(wěn)定計算校核、穩(wěn)定裕度評估等應(yīng)用的基本概念,及其模塊構(gòu)成和功能特點,并以三華電網(wǎng)聯(lián)合靜態(tài)安全校核為實例,使讀者有一個更為形象的了解。第九章由李剛和謝昶負責(zé)編寫,對在線安全穩(wěn)定分析應(yīng)用進行概要闡述,使讀者對在線安全穩(wěn)定分析應(yīng)用有一個全面的認識,對在線數(shù)據(jù)整合、并行計算、在線安全穩(wěn)定分析、穩(wěn)定裕度評估、調(diào)度輔助決策功能的作用、原理、方法和特點進行介紹。第十章由潘毅負責(zé)編寫,介紹了調(diào)度員培訓(xùn)仿真的功能定位,電力系統(tǒng)仿真、控制中心仿真和教員臺控制等三大部分的構(gòu)成、原理、特點和實現(xiàn)方法。第十一章由李強、潘毅和梁威負責(zé)編寫,介紹了智能電網(wǎng)調(diào)度的標準體系情況,電網(wǎng)調(diào)度相關(guān)國際標準、國家和行業(yè)標準、企業(yè)標準的工作組織及標準制修訂情況。本書為電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的普及類圖書,可供從事電力規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)度、維護等工作的電力專業(yè)人員及相關(guān)院校的師生閱讀。本書是在培訓(xùn)講義的基礎(chǔ)上編撰而成,雖經(jīng)多次修改,但由于編者水平有限,難免有錯誤和內(nèi)容編排不合理之處,歡迎廣大讀者批評指正。編 者2017年3月
李強，1966年出生，1986年畢業(yè)于北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，1994年和2005年分別獲得中國電力科學(xué)研究院碩士學(xué)位和博士學(xué)位�，F(xiàn)為高級工程師，中國電力科學(xué)研究院碩士研究生導(dǎo)師，電力自動化所總工程師，國家電網(wǎng)公司優(yōu)秀專家人才，國家電網(wǎng)運行與控制技術(shù)標準專業(yè)工作組秘書長，國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)節(jié)能經(jīng)濟調(diào)度技術(shù)科技攻關(guān)團隊核心骨干成員。長期從事電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、電網(wǎng)自動控制、網(wǎng)絡(luò)分析、調(diào)度員培訓(xùn)模擬、電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測、基于云計算的智能電網(wǎng)在線分析等方面的研究開發(fā)工作。主持或主要參與多項國家973、863和國網(wǎng)公司科技項目，主持或主要負責(zé)完成了20余項國、網(wǎng)、省、地級調(diào)度中心EMS高級應(yīng)用軟件開發(fā)與工程項目，是國網(wǎng)公司科技項目大電網(wǎng)在線分析軟件分析計算能力提升及多級協(xié)同計算架構(gòu)研究、智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)在線集中運維關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)、PMU動態(tài)性能提升及檢測技術(shù)研究的項目負責(zé)人。是國網(wǎng)公司首批攻關(guān)團隊項目基于云計算技術(shù)的智能電網(wǎng)在線分析系統(tǒng)研究與開發(fā)項目第二負責(zé)人，研究開發(fā)成果在各級電力調(diào)度控制中心得到推廣應(yīng)用。獲授權(quán)發(fā)明專利2項，省部級和國網(wǎng)公司級科技進步獎各1項，地市級科技進步獎20余項。作為主要編寫人編寫完成國標1項、行標1項，參與編寫企標3項。在核心期刊和國際會議上發(fā)表科技論文30余篇。
前言第一章 電網(wǎng)調(diào)度相關(guān)知識………………………………………………………………… 1第一節(jié) 電網(wǎng)特點……………………………………………………………………… 1第二節(jié) 智能電網(wǎng)調(diào)度………………………………………………………………… 5第三節(jié) 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng) …………………………………………………… 11參考文獻 ……………………………………………………………………………… 19第二章 支撐平臺 ………………………………………………………………………… 20第一節(jié) 支撐平臺典型硬件、軟件部署 …………………………………………… 20第二節(jié) 支撐平臺架構(gòu) ……………………………………………………………… 22第三節(jié) 支撐平臺功能 ……………………………………………………………… 23第四節(jié) 總結(jié)與展望 ………………………………………………………………… 34參考文獻 ……………………………………………………………………………… 35第三章 數(shù)據(jù)采集 ………………………………………………………………………… 38第一節(jié) 遠方終端 …………………………………………………………………… 38第二節(jié) 數(shù)據(jù)采集功能 ……………………………………………………………… 41第三節(jié) 通信規(guī)約基礎(chǔ)知識 ………………………………………………………… 44第四節(jié) 數(shù)據(jù)處理功能 ……………………………………………………………… 46第五節(jié) 系統(tǒng)監(jiān)視功能 ……………………………………………………………… 48第六節(jié) 告警功能 …………………………………………………………………… 49第七節(jié) 其他功能 …………………………………………………………………… 50第八節(jié) 總結(jié)與展望 ………………………………………………………………… 51參考文獻 ……………………………………………………………………………… 51第四章 電網(wǎng)控制技術(shù) …………………………………………………………………… 52第一節(jié) 自動發(fā)電控制 ……………………………………………………………… 52第二節(jié) 省級電網(wǎng)自動電壓控制 …………………………………………………… 60第三節(jié) 地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制 …………………………………………………… 66第四節(jié) 總結(jié)與展望 ………………………………………………………………… 73參考文獻 ……………………………………………………………………………… 74第五章 網(wǎng)絡(luò)分析 ………………………………………………………………………… 75第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)拓撲分析 ……………………………………………………………… 76第二節(jié) 狀態(tài)估計 …………………………………………………………………… 79第三節(jié) 調(diào)度員潮流 ………………………………………………………………… 86第四節(jié) 靜態(tài)安全分析 ……………………………………………………………… 90第五節(jié) 靈敏度分析 ………………………………………………………………… 98第六節(jié) 短路電流計算……………………………………………………………… 100第七節(jié) 可用輸電能力……………………………………………………………… 103第八節(jié) 在線外網(wǎng)等值……………………………………………………………… 105第九節(jié) 安全約束調(diào)度……………………………………………………………… 108第十節(jié) 總結(jié)與展望………………………………………………………………… 110參考文獻……………………………………………………………………………… 111第六章 預(yù)測技術(shù)………………………………………………………………………… 112第一節(jié) 預(yù)測技術(shù)分類……………………………………………………………… 112第二節(jié) 新能源發(fā)電能力預(yù)測……………………………………………………… 113第三節(jié) 負荷預(yù)測基本概念與發(fā)展歷程…………………………………………… 117第四節(jié) 系統(tǒng)負荷預(yù)測……………………………………………………………… 120第五節(jié) 母線負荷預(yù)測……………………………………………………………… 127第六節(jié) 總結(jié)與展望………………………………………………………………… 136參考文獻……………………………………………………………………………… 136第七章 調(diào)度計劃技術(shù)…………………………………………………………………… 138第一節(jié) 調(diào)度計劃概述……………………………………………………………… 138第二節(jié) 發(fā)電計劃發(fā)展過程………………………………………………………… 143第三節(jié) 安全約束經(jīng)濟調(diào)度………………………………………………………… 146第四節(jié) 安全約束機組組合………………………………………………………… 156第五節(jié) 多級多周期發(fā)電計劃……………………………………………………… 164第六節(jié) 大規(guī)模新能源接入下的發(fā)電計劃………………………………………… 167第七節(jié) 總結(jié)與展望………………………………………………………………… 171參考文獻……………………………………………………………………………… 171第八章 安全校核………………………………………………………………………… 173第一節(jié) 概述………………………………………………………………………… 173第二節(jié) 智能斷面生成……………………………………………………………… 174第三節(jié) 靜態(tài)安全校核功能………………………………………………………… 180第四節(jié) 穩(wěn)定分析校核……………………………………………………………… 188第五節(jié) 考慮間歇性能源隨機性的輸電裕度控制………………………………… 192第六節(jié) 總結(jié)與展望………………………………………………………………… 195參考文獻……………………………………………………………………………… 196第九章 在線安全穩(wěn)定分析……………………………………………………………… 198第一節(jié) 概述………………………………………………………………………… 198第二節(jié) 數(shù)據(jù)整合…………………………………………………………………… 201第三節(jié) 分布式并行計算…………………………………………………………… 206第四節(jié) 在線安全穩(wěn)定分析………………………………………………………… 209第五節(jié) 穩(wěn)定裕度評估……………………………………………………………… 218第六節(jié) 預(yù)防控制輔助決策………………………………………………………… 225第七節(jié) 總結(jié)與展望………………………………………………………………… 234參考文獻……………………………………………………………………………… 235第十章 調(diào)度員培訓(xùn)模擬………………………………………………………………… 237第一節(jié) 概述………………………………………………………………………… 237第二節(jié) 電力系統(tǒng)仿真……………………………………………………………… 242第三節(jié) 控制中心仿真……………………………………………………………… 248第四節(jié) 教員臺控制………………………………………………………………… 249第五節(jié) 調(diào)度員培訓(xùn)模擬的應(yīng)用…………………………………………………… 253第六節(jié) 總結(jié)與展望………………………………………………………………… 258參考文獻……………………………………………………………………………… 259第十一章 智能電網(wǎng)調(diào)度相關(guān)標準體系………………………………………………… 260第一節(jié) 概述………………………………………………………………………… 260第二節(jié) 相關(guān)國際標準……………………………………………………………… 267第三節(jié) 相關(guān)國家和行業(yè)標準……………………………………………………… 275第四節(jié) 相關(guān)企業(yè)標準……………………………………………………………… 278第五節(jié) 總結(jié)與展望………………………………………………………………… 280參考文獻……………………………………………………………………………… 281
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