基于三維協(xié)調的新一代電網能量管理系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著大區(qū)電網的互聯(lián)，大容量、特/超高壓電力設備和新型電力元件通過超大規(guī)模電網連接在一起，形成了超級電網。超級電網對能量管理系統(tǒng)EMS提出了更高、更多的要求。一部分要求是和電網本身的技術特性相關的，在超級電網中的各電力元件相互制約，相互影響，其表現(xiàn)異常復雜，需要EMS去準確分析和控制；另一部分要求是非電網本身技術特性的，是由于現(xiàn)有的分級調度體制、電力市場和節(jié)能調度等因素對EMS提出的新要求。技術層面、管理層面、市場層面和政策層面的問題交織

2、在一起，需要將新的理念、新的分析和控制技術引入新一代EMS。
　　 超級電網在空間、時間和控制目標等三個維度表現(xiàn)出復雜性，新一代EMS必須與之相適應。新一代EMS是在線分析、自動預警、自動運行的系統(tǒng)，是能適應電網在空間、時間和目標等三個維度上的特點進行多方面協(xié)調的綜合預警和智能輔助決策系統(tǒng)，是基于全局優(yōu)化的實時閉環(huán)控制系統(tǒng)。
　　 本論文采用以點帶面的研究方式，著重對構建新一代EMS過程中幾個研究熱點和重點進行探討和研究

3、，從而為研制新一代EMS提供新思路和解決方案。主要研究內容和結論如下：
　　 1)基于CIM的電力系統(tǒng)建模研究。通過對CIM中的拓撲模型、物理設備模型、量測模型、控制模型和保護模型及其信息獲取方式進行研究，可知除機電暫態(tài)分析外，CIM在網絡分析中己基本具備了實用化的能力，如果能在實際應用中加以完善和補充，同時妥善解決控制模型中的缺陷和理解上的二義性問題，CIM模型應能適應更高要求的網絡分析應用。
　　 2)基于CIS的應

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，說明通過CIS接口可實現(xiàn)異構的應用軟件與平臺之間即插即用，應用軟件的獨立性和通用性可以得到保證，能有效保護軟件資源。為了實現(xiàn)開關遮斷容量的在線校核，對現(xiàn)有的短路電流算法進行了改進，通過并聯(lián)負阻抗支路以避免重新節(jié)點優(yōu)化編號，有效地提高了計算速度。
　　 3)基于IEC61970標準的EMS系統(tǒng)間信息交互研究。以在線外網等值軟件為例說明調度中心的EMS之間如何進行基于IEC61

5、970標準的信息交互。通過對等值效果的測試，說明了EMS間的信息交互可有效地提高網絡分析軟件的計算精度。
　　 4)基于目標、空間和時間三個維度上分解協(xié)調控制的有功閉環(huán)自動控制系統(tǒng)研究。在時間維上，一次調頻、AGC、實時調度和目前作為研究熱點的節(jié)能調度構成了時間序列上的分解協(xié)調控制；在空間維上，網調、省調、電廠和機組間構成了空間上的分解協(xié)調控制：在目標維上，頻率質量、發(fā)用電平衡、安全約束等電網本身的技術特性和電力市場、節(jié)能調度等

6、非電網的技術特性交織在一起，要求在有功閉環(huán)控制時全部滿足，構成了基于多目標的分解協(xié)調控制。進行了基于CPS的AGC控制策略和基于超短期負荷預測的實時調度算法的研究，研究成果已付諸工程實踐，取得顯著實效。
　　 5)基于目標、空間和時間三個維度上分解協(xié)調控制的無功(電壓)閉環(huán)自動控制系統(tǒng)研究。在時間維上，分解協(xié)調控制體現(xiàn)在各級AVC系統(tǒng)應選擇合適的控制周期以及離散型控制設備和連續(xù)型控制設備在響應時間特性上的差異，應結合短期和超短期

7、負荷預測結果進行離散型設備的控制；在空間維上，網調、省調和地調AVC系統(tǒng)之間以及AVC主站和電廠AVC子站之間通過選擇合適的協(xié)調控制變量構成了分解協(xié)調控制；在目標維上，通過無功優(yōu)化數(shù)學模型以及靜態(tài)電壓穩(wěn)定和AVC的協(xié)調實現(xiàn)了分解協(xié)調控制。
　　 6)基于DTS互聯(lián)的聯(lián)合反事故演習模式研究。通過對各種聯(lián)合反事故演習模式進行介紹和比較，得出基于多級DTS系統(tǒng)互聯(lián)的聯(lián)合反事故演習模式具備較多的優(yōu)點，在工程上較強的可操作性，可通過在時間