現(xiàn)代電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)(調(diào)度自動(dòng)化第十一節(jié))

NorthChinaElectricPowerUniversity電力工程系DepartmentofElectricalEngineering

調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

一、調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用背景

對(duì)于電力系統(tǒng)，最重要的是運(yùn)行的安全性，其次是經(jīng)濟(jì)性。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，調(diào)度運(yùn)行人員為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)付出了辛勤的勞動(dòng)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度運(yùn)行人員的基本任務(wù)是:

當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)視和調(diào)整電力系統(tǒng)的運(yùn)行，使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要盡快進(jìn)行故障診斷，事故處理，把事故限制在最小范圍內(nèi)，在此基礎(chǔ)上實(shí)施恢復(fù)控制，使系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常。當(dāng)運(yùn)行方式變化和電力設(shè)備檢修時(shí)，要編寫調(diào)度操作票，并指揮電網(wǎng)各級(jí)運(yùn)行值班人員進(jìn)行安全有效的電氣倒閘操作。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展二、國(guó)外自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展1、40年代將部分?jǐn)?shù)據(jù)展現(xiàn)在模擬盤上增強(qiáng)了調(diào)度員對(duì)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行變化的感知能力。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展2、

50年代中期，提出電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)概念標(biāo)志著現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的開(kāi)始。這期間，只有遠(yuǎn)動(dòng)裝置和機(jī)電式調(diào)頻裝置，對(duì)單個(gè)發(fā)電廠進(jìn)行AGC(AutomaticGenerationControl)控制，不成為系統(tǒng)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展這次事故，使得多數(shù)電力公司意識(shí)到依靠遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備只在模擬盤上顯示信息的方式遠(yuǎn)不能滿足復(fù)雜電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求，開(kāi)始把計(jì)算機(jī)應(yīng)用從只考慮經(jīng)濟(jì)為主轉(zhuǎn)移至以安全為主，出現(xiàn)了所謂電網(wǎng)SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition)系統(tǒng)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展SCADA的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)方在線顯示和管理，尤其是在提高事故處理和故障恢復(fù)的時(shí)間方面起到了很大的作用。這是電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用中形成系統(tǒng)的第一個(gè)飛躍。具有代表性的系統(tǒng)是美國(guó)BPA的迪特茂調(diào)度中心。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展這期間電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)頻和有功功率經(jīng)濟(jì)分配的裝置和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不再獨(dú)立存在，而是以AGC/ED（AutomaticGenerationControl/EconomicalDispatching)軟件包的形式和SCADA系統(tǒng)結(jié)合，成為SCADA／AGC－ED系統(tǒng)，這是SCADA系統(tǒng)出現(xiàn)后的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)第1次功能綜合。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

4、80年代電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件開(kāi)始應(yīng)用

80年代在這一基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了調(diào)度員在線潮流、靜態(tài)安全分析等等電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件。電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變以及當(dāng)前運(yùn)行方式下遇到大擾動(dòng)時(shí)的后果就可以通過(guò)高級(jí)應(yīng)用軟件自動(dòng)預(yù)計(jì)出來(lái)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展5、90年代形成EMSEnergyManagementSystem(SCADA+AGC/ED+PAS)PAS(PowerAnalysisSystem)

90年代又進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)了各種電力系統(tǒng)的優(yōu)化軟件，如線損修正、無(wú)功優(yōu)化、最優(yōu)潮流等軟件。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)從SCADA系統(tǒng)升級(jí)為能量管理系統(tǒng)EMS.調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化從SCADA發(fā)展到EMS花了近30年的時(shí)間。從它的發(fā)展過(guò)程看，除了各功能算法和軟件的開(kāi)發(fā)及完善外，總體趨勢(shì)是不斷地綜合，其目的就是更好地保證大電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展三、我國(guó)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展1、80年代初為紙帶計(jì)算機(jī)2、80年代末，進(jìn)口大型計(jì)算機(jī)3、90年代初開(kāi)始發(fā)展遠(yuǎn)動(dòng)和通信，建立初期SCADA系統(tǒng)4、90年代末，形成EMS并達(dá)到實(shí)用化。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展四、調(diào)度自動(dòng)化的基本結(jié)構(gòu)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展信息采集與監(jiān)控子系統(tǒng)的基本功能是在各發(fā)電廠、變電站采集各種表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息。如發(fā)電機(jī)功率、母線電壓、變壓器負(fù)荷、輸電線路功率等等，并根據(jù)需要向調(diào)度控制中心提供各種監(jiān)視、分析和控制電力系統(tǒng)所需的其它信息。硬件構(gòu)成主要包括變送器和RTU（遠(yuǎn)動(dòng)終端單元），后者執(zhí)行操作及處理功能。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展另外，此系統(tǒng)還負(fù)責(zé)接收和執(zhí)行上級(jí)調(diào)度控制中心發(fā)出的操作、調(diào)節(jié)或控制命令。信息傳輸子系統(tǒng)為信息采集、執(zhí)行子系統(tǒng)和調(diào)度控制中心提供了信息交換的橋梁，其核心是數(shù)據(jù)通道，它經(jīng)調(diào)制解調(diào)器與RTU及主站前置機(jī)相連。在電力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的信息傳輸通道一般為微波和電力線載波兩種，隨著電力通信事業(yè)的發(fā)展，光纖通信已開(kāi)始普及應(yīng)用。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展信息處理子系統(tǒng)是整個(gè)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，以計(jì)算機(jī)為主要組成部分。該子系統(tǒng)包含大量的直接面向電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行人員的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，完成對(duì)采集到的信息的各種處理及分析計(jì)算，乃至實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的自動(dòng)控制與操作。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)將傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心的各類信息進(jìn)行處理，通過(guò)各種顯示設(shè)備、打印設(shè)備和其它輸出設(shè)備，為調(diào)度人員提供完整實(shí)用的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息。調(diào)度人員發(fā)出的遙控、遙調(diào)指令也通過(guò)此系統(tǒng)輸入，傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)中的輸出設(shè)備包括：模擬屏、圖形顯示器、有聲報(bào)警裝置、記錄儀、制表或圖形打印設(shè)備；輸入設(shè)備主要有鍵盤、鼠標(biāo)等。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展我國(guó)從2000年1月，國(guó)家電力公司正式下發(fā)文件，EMS開(kāi)始在全國(guó)各電網(wǎng)推廣應(yīng)用。目前我國(guó)EMS所具備的基本功能的內(nèi)容為：SCADA狀態(tài)估計(jì)調(diào)度員潮流靜態(tài)安全分析負(fù)荷預(yù)測(cè)AGC/ED

1、SCADA的功能：數(shù)據(jù)采集和處理安全監(jiān)視與報(bào)警制表打印特殊運(yùn)算事故追憶歷史數(shù)據(jù)管理拓?fù)渲藱C(jī)聯(lián)系實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)時(shí)鐘調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展1）、數(shù)據(jù)采集與處理（包括主站和子站）子站采集到的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)信息，經(jīng)通道傳送到主站，主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為工程量，再提供給系統(tǒng)分析和控制子系統(tǒng)，形成輔助決策方案，輸出給調(diào)度運(yùn)行人員。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展2）、安全監(jiān)視與報(bào)警從遠(yuǎn)方采集到的數(shù)據(jù)首先用于安全監(jiān)視，通過(guò)顯示終端為調(diào)度員提供畫(huà)面或表格形式的實(shí)時(shí)信息提示。所謂告警，就是當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)異常或事故，SCADA采集到相關(guān)信息時(shí)，向調(diào)度員發(fā)出警告信息，以引起注意（包括音響或閃爍顯示）。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展3）、制表打印具備調(diào)度運(yùn)行日?qǐng)?bào)的定時(shí)打印和召喚打印功能。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展4）、特殊運(yùn)算特殊運(yùn)算功能就是對(duì)某些直接采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行某些數(shù)學(xué)運(yùn)算，得到一些不能直接采集到或采集不到的數(shù)據(jù)。以彌補(bǔ)量測(cè)系統(tǒng)的不足，滿足電網(wǎng)調(diào)度的需要。比如：聯(lián)絡(luò)線潮流總和、全網(wǎng)發(fā)電總功率等。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展5）、事故追憶事故追憶是在電網(wǎng)發(fā)生事故后，準(zhǔn)確記錄指定時(shí)間內(nèi)電網(wǎng)發(fā)生的事件序列，尤其是每個(gè)事件發(fā)生的絕對(duì)時(shí)間，并能以合適的方式及時(shí)的報(bào)告。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展2、狀態(tài)估計(jì)

狀態(tài)估計(jì)有三種功能:1）、通過(guò)對(duì)遙信或刀閘狀態(tài)錯(cuò)誤開(kāi)發(fā)一些專家規(guī)則來(lái)進(jìn)行拓?fù)渑佩e(cuò)，自動(dòng)改正確定性的拓?fù)溴e(cuò)誤，并且對(duì)可疑的拓?fù)溴e(cuò)誤給出報(bào)警，由使用人員確認(rèn)后改正。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展2）辯識(shí)并剔除明顯的壞數(shù)據(jù)對(duì)遙測(cè)量，利用元件正常參數(shù)的物理限制，結(jié)合專家規(guī)則開(kāi)發(fā)了預(yù)過(guò)濾功能，自動(dòng)過(guò)濾明顯的壞數(shù)據(jù)，通常把誤差達(dá)到正常測(cè)量范圍的±14%以上的數(shù)據(jù)作為不良數(shù)據(jù)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展3）對(duì)未量測(cè)點(diǎn)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（存在隨機(jī)誤差）進(jìn)行計(jì)算估計(jì)狀態(tài)估計(jì)目前所采用的計(jì)算方法一般為基于加權(quán)最小二乘的快速分解法、帶約束的最小二乘法、正交變換法以及支路潮流狀態(tài)估計(jì)法、遞推狀態(tài)估計(jì)法等。但目前應(yīng)用最為廣泛的仍是加權(quán)最小二乘的快速分解法，計(jì)算速度快，收斂性好。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

加權(quán)最小二乘法準(zhǔn)則是，各個(gè)量測(cè)量各取一個(gè)權(quán)值，精度高的測(cè)量量權(quán)大一些，而精度低的測(cè)量量權(quán)小一些。對(duì)一個(gè)實(shí)際電網(wǎng)，一般中樞點(diǎn)變電站的通信和遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備配備齊全且水平較高，則測(cè)量量取權(quán)數(shù)大一些，對(duì)直饋?zhàn)冸娬竞蛯?duì)系統(tǒng)運(yùn)行影響較小的變電站取權(quán)數(shù)小一些

調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展對(duì)于隨機(jī)誤差較大的測(cè)量量，也可以用加權(quán)殘差辨識(shí)法對(duì)其進(jìn)行排除或在迭代過(guò)程中減少它的權(quán)值，都可以達(dá)到提高狀態(tài)估計(jì)精度的目的。還可同時(shí)用牛頓法提高量測(cè)冗余度，結(jié)合確定的潮流方向信息，由有功潮流量測(cè)和電流量測(cè)來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)大可觀測(cè)區(qū)域。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顟B(tài)估計(jì)經(jīng)過(guò)以上計(jì)算分析步驟，將SCADA采集的“生數(shù)據(jù)”變成“熟數(shù)據(jù)”，送進(jìn)“熟數(shù)據(jù)”庫(kù)，供調(diào)度員在線潮流計(jì)算用。經(jīng)過(guò)狀態(tài)估計(jì)的“熟數(shù)據(jù)”較“生數(shù)據(jù)”，數(shù)據(jù)精度高，潮流計(jì)算收斂性能好。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展3、短期負(fù)荷預(yù)報(bào)短期負(fù)荷預(yù)報(bào)用于預(yù)報(bào)一周內(nèi)的系統(tǒng)負(fù)荷曲線，廣泛采用的預(yù)測(cè)方法有時(shí)間序列法、多元線性回歸法等，利用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報(bào)擬和，自動(dòng)確定各種方法的最佳權(quán)系數(shù)。超短期負(fù)荷預(yù)報(bào)用于預(yù)報(bào)1h－2h之內(nèi)的系統(tǒng)負(fù)荷，目的是用于預(yù)報(bào)潮流，便于進(jìn)行預(yù)想事故的安全分析或無(wú)功電壓的控制。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展4、調(diào)度員在線潮流調(diào)度員潮流可取用狀態(tài)估計(jì)所得的熟數(shù)據(jù)，也可取用歷史數(shù)據(jù)和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史、實(shí)時(shí)和未來(lái)整個(gè)時(shí)間軸上進(jìn)行潮流研究的目的?？蛇M(jìn)行各種潮流調(diào)整，進(jìn)行解合環(huán)、調(diào)壓、改變負(fù)荷（發(fā)電）水平等模擬，觀察調(diào)整后的潮流分布，這樣我們可以充分考慮系統(tǒng)解并列、不平衡功率的分配和頻率變化等特殊問(wèn)題。

調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展潮流計(jì)算一般仍采用快速分解法，其速度快且收斂性不成問(wèn)題，牛頓法可作為其算法選項(xiàng)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展5、靜態(tài)安全分析靜態(tài)安全分析是要研究電網(wǎng)中設(shè)備因故障開(kāi)斷后的潮流分布，檢查是否會(huì)產(chǎn)生支路過(guò)載或電壓越限，開(kāi)斷設(shè)備可由人工設(shè)定，為調(diào)度員提供了預(yù)想事故分析的重要手段。自動(dòng)故障選擇可對(duì)全網(wǎng)中所有可能開(kāi)斷的設(shè)備組合逐個(gè)開(kāi)斷，計(jì)算開(kāi)斷后的全網(wǎng)潮流，并計(jì)算嚴(yán)重性指標(biāo)。通過(guò)對(duì)嚴(yán)重性指標(biāo)的降序排列，即可篩選出嚴(yán)重的開(kāi)斷，從而自動(dòng)找出電網(wǎng)安全的薄弱環(huán)節(jié)。

調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展6、AGC/EDAGC/ED的作用是：在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的功率來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線的交換功率。AGC/ED是根據(jù)測(cè)量出的系統(tǒng)頻率或聯(lián)絡(luò)線交換功率的實(shí)際值同計(jì)劃值之差來(lái)計(jì)算出系統(tǒng)所需的調(diào)節(jié)量。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展AGC/ED的基本控制目標(biāo)是：1）、調(diào)整發(fā)電出力，使電網(wǎng)頻率偏差調(diào)節(jié)到零，從而保持電網(wǎng)頻率為額定值。2）、在各控制區(qū)域內(nèi)分配全網(wǎng)發(fā)電出力，使區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線潮流與計(jì)劃值相等。3）、在本區(qū)域發(fā)電廠之間分配發(fā)電出力，使區(qū)域運(yùn)行成本最小。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展AGC主站電廠RTU單機(jī)控制系統(tǒng)AGC主站電廠RTU閉環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展AGC/ED運(yùn)行前，系統(tǒng)頻率控制為50±0.2HZ，AGC/ED運(yùn)行后，系統(tǒng)頻率控制提高為50±0.1HZ。大大提高了電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展能量管理系統(tǒng)EMS，將現(xiàn)代電力系統(tǒng)理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)地融合成一體，成功的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的分析控制之中，在一定程度上提高了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平，電網(wǎng)的運(yùn)行水平由經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度上升為分析型調(diào)度，實(shí)現(xiàn)調(diào)度水平上的第二次飛躍。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

五、調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)今后的發(fā)展雖然電力系統(tǒng)自動(dòng)化的高層應(yīng)用軟件（EMS）在電力系統(tǒng)運(yùn)行中已得到了廣泛的應(yīng)用，但由于只停留在分布式獨(dú)立在線計(jì)算分析階段，還需要調(diào)度人員進(jìn)行被動(dòng)調(diào)用進(jìn)行計(jì)算分析，然后再進(jìn)行綜合決策，使電網(wǎng)運(yùn)行利用調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用軟件進(jìn)行智能調(diào)度受到了一定的限制。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的調(diào)度決策問(wèn)題，EMS的局限性越來(lái)越明顯。1）傳統(tǒng)的EMS只能利用SCADA系統(tǒng)提供的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行信息，沒(méi)有采集故障信息，因此，只能反映電網(wǎng)正常運(yùn)行狀態(tài)，不能反映電網(wǎng)故障發(fā)生后系統(tǒng)的演變過(guò)程。

調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展2）傳統(tǒng)的EMS只能提供諸如狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流、靜態(tài)安全分析等電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)計(jì)算分析結(jié)果，沒(méi)有提供電網(wǎng)在線動(dòng)態(tài)安全分析結(jié)果的功能。3）傳統(tǒng)的EMS系統(tǒng)各計(jì)算分析應(yīng)用軟件不能自主、自動(dòng)的根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)運(yùn)行，為調(diào)度運(yùn)行人員自動(dòng)提供電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行分析報(bào)告，從根本上減輕調(diào)度運(yùn)行人員的工作負(fù)擔(dān)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展為解決上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究人員進(jìn)行了積極的研究和探索。1）從數(shù)據(jù)源角度，將廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）和SCADA系統(tǒng)相結(jié)合，為EMS提供穩(wěn)態(tài)信息和暫態(tài)信息的綜合數(shù)據(jù)源。2）建立故障信息系統(tǒng)，將繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置信息與SCADA系統(tǒng)相結(jié)合，為EMS提供穩(wěn)態(tài)信息和故障信息相結(jié)合的綜合數(shù)據(jù)源。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展3）從電網(wǎng)分析應(yīng)用角度，將暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算分析、故障診斷、故障恢復(fù)和故障操作等軟件添加到EMS系統(tǒng)中。4）利用人工智能技術(shù)，研發(fā)軟件指揮系統(tǒng)，使多個(gè)軟件模塊協(xié)調(diào)運(yùn)行于統(tǒng)一調(diào)度環(huán)境下，根據(jù)測(cè)量到的信息以及當(dāng)前的命令，各應(yīng)用軟件協(xié)調(diào)運(yùn)行，最終為調(diào)度運(yùn)行人員自動(dòng)提供綜合決策方案。

調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展實(shí)現(xiàn)了上述目標(biāo)，電網(wǎng)的運(yùn)行水平將由分析型調(diào)度上升為智能型調(diào)度，實(shí)現(xiàn)調(diào)度水平上的第三次飛躍。調(diào)度自動(dòng)化向智能調(diào)度方向發(fā)展，也是國(guó)家電網(wǎng)公司“十一五”規(guī)劃目標(biāo)之一。

調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

智能調(diào)度系統(tǒng)基本功能除傳統(tǒng)的EMS功能外，還應(yīng)具備以下功能：1、柔性SCADA2、暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算分析3、故障診斷和恢復(fù)4、智能調(diào)度操作票5、軟件指揮系統(tǒng)6、綜合電源備自投7、最優(yōu)解列調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展1、柔性SCADA所謂柔性SCADA系統(tǒng)包括故障信息系統(tǒng)和廣域測(cè)量系統(tǒng)，是指該系統(tǒng)除了采集反映電網(wǎng)正常運(yùn)行狀態(tài)的四遙數(shù)據(jù)，還采集保護(hù)、錄波、安全自動(dòng)裝置等二次數(shù)據(jù)，以反映電網(wǎng)故障信息，采集相角量（PMU)以反映電網(wǎng)動(dòng)態(tài)信息；除了具備數(shù)據(jù)采集功能，還具有數(shù)據(jù)管理和按需交互信息功能，可以實(shí)現(xiàn)靈活交互式的信息傳輸。靈活的通信方式是實(shí)現(xiàn)在線智能故障處理的基礎(chǔ)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展2、暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算分析對(duì)于暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算分析，由兩個(gè)應(yīng)用軟件模塊組成，即快速暫態(tài)計(jì)算模塊和詳細(xì)暫態(tài)計(jì)算模塊。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

快速暫態(tài)計(jì)算分析，也稱直接法穩(wěn)定計(jì)算，指對(duì)指定計(jì)算范圍內(nèi)的支路或母線進(jìn)行快速嚴(yán)重故障（如三相短路）掃描，通過(guò)求取系統(tǒng)的能量函數(shù)判斷系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定裕度是否充足，并提供穩(wěn)定裕度指標(biāo)?？梢燥@著提高計(jì)算分析的效率，為用戶提供一個(gè)偏保守的暫態(tài)穩(wěn)定判斷結(jié)果。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

根據(jù)快速暫態(tài)計(jì)算的結(jié)果情況，通過(guò)設(shè)定暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的范圍（穩(wěn)定裕度低于某一固定值），根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、模型和參數(shù)、預(yù)想故障方式自動(dòng)執(zhí)行詳細(xì)的暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展對(duì)仿真曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，提取系統(tǒng)安全穩(wěn)定性以及動(dòng)態(tài)模式特征：暫態(tài)功角穩(wěn)定性、暫態(tài)電壓安全性、暫態(tài)頻率安全性、設(shè)備過(guò)載的安全性等，確定電網(wǎng)安全穩(wěn)定的薄弱環(huán)節(jié)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

以事先設(shè)定的調(diào)整方式（如根據(jù)負(fù)荷的增加，哪些調(diào)峰、調(diào)頻機(jī)組需要調(diào)整，調(diào)整步驟等），進(jìn)行電氣設(shè)備暫態(tài)穩(wěn)定極限計(jì)算（如重要聯(lián)絡(luò)線或通過(guò)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算確定的電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)等），極限值同時(shí)滿足暫態(tài)功角穩(wěn)定性、暫態(tài)電壓安全性、暫態(tài)頻率安全性、設(shè)備過(guò)載的安全性等約束，并計(jì)算電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下暫態(tài)穩(wěn)定裕度。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展3、故障診斷和恢復(fù)只有基于柔性SCADA，才可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度員在線完成故障診斷和故障恢復(fù)。柔性SCADA除了采集反映電網(wǎng)正常運(yùn)行狀態(tài)的四遙數(shù)據(jù)，還采集保護(hù)、錄波、安全自動(dòng)裝置等二次數(shù)據(jù)，以反映電網(wǎng)故障信息，采集相角量（PMU)以反映電網(wǎng)動(dòng)態(tài)信息；除了具備數(shù)據(jù)采集功能，還具有數(shù)據(jù)管理和按需交互信息功能，可以實(shí)現(xiàn)靈活交互式的信息傳輸。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展故障診斷可根據(jù)收集到的各種故障信息診斷出電網(wǎng)中發(fā)生故障的元件和故障性質(zhì)，然后確定隔離故障的方案和步驟和停電的元件中哪些可恢復(fù)供電，哪些需要進(jìn)一步檢查（如試送、巡線或試驗(yàn)等），并在此基礎(chǔ)上識(shí)別誤動(dòng)和拒動(dòng)的開(kāi)關(guān)和保護(hù)，確定開(kāi)關(guān)是否能正常操作，保護(hù)是否繼續(xù)投入運(yùn)行。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展根據(jù)電網(wǎng)故障診斷的結(jié)果，電網(wǎng)的恢復(fù)處理能完成以下主要任務(wù)：對(duì)未停電系統(tǒng)提出消除過(guò)載、保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的方案；對(duì)停電系統(tǒng)提出恢復(fù)方案，搜索合理的供電路徑。在得到調(diào)度員的確認(rèn)后，這些措施和方案自動(dòng)生成故障恢復(fù)處理狀態(tài)下可執(zhí)行的具體操作指導(dǎo)步驟。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

4、智能調(diào)度操作票電網(wǎng)除正常運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)外，還有一種運(yùn)行狀態(tài)就是檢修狀態(tài)。操作票是電力系統(tǒng)日常檢修、變更運(yùn)行方式時(shí)倒閘操作的一項(xiàng)重要指令，智能調(diào)度操作票系統(tǒng)，是根據(jù)電網(wǎng)的當(dāng)前運(yùn)行情況，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)識(shí)別和跟蹤，采用智能化的推理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成調(diào)度操作票。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展智能調(diào)度操作票具備一下主要功能：1）根據(jù)電網(wǎng)的當(dāng)前運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)識(shí)別和跟蹤。2）在操作過(guò)程中出現(xiàn)的合/解環(huán)、并/解列、以及部分設(shè)備的過(guò)載進(jìn)行安全校驗(yàn)。3）對(duì)逐項(xiàng)操作指令進(jìn)行五防安全校驗(yàn)，并采用“人機(jī)聯(lián)合把關(guān)”的方式防誤閉鎖。

調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展4）對(duì)操作票的應(yīng)用流程“擬票—審核—發(fā)令—操作結(jié)果反饋”進(jìn)行嚴(yán)格的控制。5）提供操作票的自動(dòng)編號(hào)、分類存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、查詢等管理功能。6）建立與DMIS系統(tǒng)接口，使生成的操作票能夠在DMIS系統(tǒng)中流轉(zhuǎn)。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展5、軟件指揮系統(tǒng)軟件指揮系統(tǒng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各不同的功能應(yīng)用軟件模塊，使他們能夠協(xié)調(diào)的運(yùn)行于一個(gè)統(tǒng)一調(diào)度的環(huán)境下，能夠根據(jù)測(cè)量到的信息以及當(dāng)前的命令，自動(dòng)智能化的決定執(zhí)行哪些分析計(jì)算，以及這些計(jì)算模塊以何種次序、何種組合方式執(zhí)行。在執(zhí)行這些分析模塊的過(guò)程中，軟件指揮系統(tǒng)協(xié)調(diào)智能調(diào)度系統(tǒng)與運(yùn)行人員間實(shí)現(xiàn)交互信息、共享知識(shí)、共同完成調(diào)度任務(wù)等交互功能。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展在軟件指揮系統(tǒng)的指揮下：智能調(diào)度系統(tǒng)可在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)不斷進(jìn)行安全和經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估；當(dāng)電網(wǎng)中電氣元件需要檢修時(shí)，根據(jù)調(diào)度員的要求和電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)生成調(diào)度操作票；當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生故障時(shí)，智能調(diào)度系統(tǒng)將根據(jù)上傳的報(bào)警信息進(jìn)行故障診斷，在判斷故障元件的同時(shí)，對(duì)故障涉及到的開(kāi)關(guān)和保護(hù)的動(dòng)作情況進(jìn)行評(píng)價(jià)；然后智能調(diào)度