电力系统自动化 第五章 电力系统的安全调度

第五章电力系统的安全调度与运行动态检测(SecurityDispatching)制作人：雷霞主要内容重点：安全分析的方法，稳定性在线分析的方法难点：预想事故的筛选，李亚普诺夫方法导论电力系统运行状态的安全分析电力系统安全调度总框图电力系统稳定性在线分析第一节导论可靠性：一个长期连续供电的平均值安全性：瞬时的连续供电导论第二节电力系统运行状态的安全分析一、电力系统的安全状态(1)电力系统能承受故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况；(2)在新的运行工况下，各种约束条件得到满足。静态安全分析：判断系统发生预想事故后电压是否越限和线路是否过负荷的分析。动态安全分析：判断系统发生预想事故后是否失去稳定的分析。安全分析二、预想事故分析(anticipatedemergencyanalysis)预想事故分析：针对预先设定的电力系统元件（如线路、变压器、发电机、负荷和母线等）的故障及其组合，确定它们对电力系统安全运行产生的影响。功能：(1)按调度员的需要方便地设定预想故障；(2)快速区分各种故障对电力系统安全运行的危害程度；(3)准确分析严重故障后的系统状态，并能方便而直观展示结果。安全分析二、预想事故分析(anticipatedemergencyanalysis)故障定义：由软件根据电网结构和运行方式等定义的事故集合。故障筛选：对故障定义的事故集合发生的概率及严重性进行排序，形成一个顺序表。故障分析：对故障顺序表中对系统安全运行构成威胁的故障逐一进行分析。安全分析二、预想事故分析(一)故障定义故障分类的目的：(1)提高预想故障分析的准确程度；(2)降低预想故障分析的计算量；(3)改善预想故障分析的灵活性和方便性。安全分析二、预想事故分析预想事故集合方式的优点：(1)更方便、更有效定义多重故障；(2)只分析感兴趣的故障组，大大提高了计算效率；(3)能灵活、方便、快速模拟和再现电网实现故障的过程。安全分析二、预想事故分析安全分析预想故障集合故障组故障主开断元件条件监视元件条件开断元件规则集二、预想事故分析(二)预想事故筛选在在线条件下，利用电力系统实时信息，自动迭代出那些引起支路潮流过载、电压越限以及危害系统安全运行的预想事故，并用行为指标来表示它对系统造成的危害性程度，按其从大到小的顺序排列得出预想事故一览表。安全分析二、预想事故分析1、故障严重程度的性能指标(1)有功功率行为指标nlllPPPWPL2lim安全分析(2)电压-无功功率行为指标limlimlimlimiiiQiiiiviUQQQQWuuuWPI二、预想事故分析安全分析(3)有功功率与无功功率综合行为指标limlimlimlim2lim[iiiQiiiviUQnlllpQQQWUUUWPPWpPI二、预想事故分析2、用于故障计算扫描的快速计算方法(1)间接法(2)直接法(三)故障分析预想事故集合包括：(1)单一线路开断；(2)两条以上线路同时开断；(3)变电站回路开断；(4)发电机回路开断；(5)负荷出线开断；(6)上述各种情况的组合。安全分析三、在线安全分析的方法1、直流潮流法(directcurrentpowerflow)将电力系统的交流潮流用等值的直流电流代替。2、P-Q分解法(PQdecoupledpowerflow)3、等值网络法(equivalentnetwork)研究系统和外部系统安全分析外部系统待研究系统三、在线安全分析的方法重要节点：状态变量与注入潮流的变化对联络线的运行状态影响较大的节点。非重要节点边界节点：与联络线连接的节点。(重要节点)jiijjiijQUWPA安全分析WijAijWA三、在线安全分析的方法)1(IUY安全分析(1)Ward等值法I-内部系统B-边界节点E-外部系统)2(00IBEIBEIIIBBIBBBEEBEEIIIUUUYYYYYYY三、在线安全分析的方法)5()4()3(IIIIBIBBIBIBBBEBEEBEBEEEIUYUYIUYUYUYIUYUY安全分析)6(11EBEBEEEEEEUYYIYU消去外部节点，从式(3)中得到代(6)式入(4)式得)7()(11EEEBEBIBEBEBEEBEBBIYYIUYUYYYY三、在线安全分析的方法)9(EQEQEQIUY*USI安全分析合并(7)式与(5)式，得)8(~11IEEEBEBIBIIIBBIEBEEBEBBBBIIYYIUUYYYYYYYY三、在线安全分析的方法(2)REI等值法安全分析第三节电力系统安全调度总框图安全调度总框图第四节电力系统稳定性(stability)在线分析1、模式识别法(patternrecognitionmethod)(1)确定样本集(sampleset)(2)特征抽取(featureextraction)(3)建立分类器(recognitionfunctions)(4)试验(test)稳定性在线分析第四节电力系统稳定性(stability)在线分析2、李亚普诺夫方法(Lyapunov)稳定性在线分析dxxPPMwxVxemem02)sin(12)(第四节电力系统稳定性(stability)在线分析3、机组的同调(coherence)和分群(grouping)稳定性在线分析凡符合的机组，在暂态稳定分析中可以归为一组，用一个等值发电机代替这一群机组在暂态分析中的转子摆动特性。)10(0,ji系统分群简化示意图