电网调度自动化.ppt
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1、2019/6/30,1,调度自动化的发展及关键应用,国电南瑞科技股份有限公司 2008.11 成都,2,业务连续性的关键技术,广域电网协调分析控制的关键技术,广域信息分析和展现的关键技术,广域信息平台的关键技术,调度业务需求、现状及挑战的分析,广域信息考核评价的关键技术,提 纲,3,电网运行面临的挑战,1、到2007年底全国装机容量将超过7亿千瓦,近年每年新增装机1亿千瓦; 2、各级电网规模成倍增加,互联电网不断扩大;大批直流输电线路的投入运行,特高压电网的建设与投运; 3、提高现有电网的输送能力的迫切要求; 4、国家节能发电调度的加快实施; 5、电力市场和短期调度交易的发展; 6、企业精细化
2、管理对电网运行提出更高要求,需要加强电网运行分析、安全分析、设备分析; 7、自然灾害趋于频发,给电网运行带来重大影响; 8、电网应急机制和备用控制中心建设更为迫切;,提 高 驾 驭 大 电 网 的 能 力,摘自辛总报告,4,业务需求发展,互联大电网: 一体化分析监控 电网快速发展:一体化维护需求,信息广域化 监视全景化 维护最简化,分析一体化 控制全局观 业务连续性,5,信息广域化,高密度 带时标,广域、同步、相量,动态数据,暂态数据,更高密度 录波文件,稳态数据,面广、点多,SOE数据,保护动作信息数据,量大,信息繁杂,综合、海量、实时,6,监视全景化,全局掌握:不同时间、空间、对象维度的各
3、种调度生产信息的一体化信息共享 电网运行、规划、计划、电量、交易数据等 稳态、动态、暂态、保护、安控、电量、水情等 电网模型、参数、图形等,7,分析一体化,在线分析: 静态、动态、暂态安全分析一体化 国网省三级调度中心安全分析一体化 功角、电压、频率、保护安全分析一体化 前瞻分析: 实时安全预警和未来运行态势的一体化掌握,8,控制全局观,全局协调控制: 综合智能告警 预警、辅助决策、闭环控制一体化 在线稳定限额计算保证安全稳定裕度的前提下提高输电潜力 国网省协调调整控制 频率、电压协调调整控制 安全性和经济性协调调整,9,业务连续性,主备用调度一体化: 维护自动 信息同步 状态监视 快速切换,
4、10,维护最简化,目标 实现及时、快速、方便的维护 维护工作量最小化,维护结果最准确 原则 源端维护、全网共享 横向:各专业、各应用 纵向:变电站与主站共享、上下级调度,11,EMS、保信,WAMS/ EACCS,调度自动化集成系统 Dispatching and technical supporting systems,一体化技术支持系统,综合数据平台,12,智能化的在线分析和闭环控制 集成化的信息共享和综合利用 时空化的全景分析和全面监控,新一代调度自动化系统总体特点,13,互联大电网广域信息平台及应用概览,广域信息平台,业务连续性,广域信息分析和展现,广域电网协调分析控制,广域信息考核评
5、价,14,主要应用内容,多域多态多应用支撑技术 空间分布式建模模型拼接 时间实时未来一体化建模 在线联合等值应用 时间序列数据库 一二次设备共享建模 扰动案例三态数据管理 外网E格式数据断面的在线接入 DTS中外网BPA模型文件的接入 BPA文件导出 智能预警和智能调度辅助决策 可视化调度 智能操作票 发电、检修计划等的综合安全校核 省地县一体化母线负荷预测 状态估计的若干改进技术 静态安全分析实用化 低频振荡在线监视分析 III区应用软件 网损分析和管理 安全防御协调仿真系统 智能AGC控制 分层分区协调AVC控制 有功实时优化调度 DTS互联 主备调一体化 独立监视 测试开发环境TDE 高
6、可靠性冗余技术 量测信息考核 一次调频的考核 辅助服务考核 三项分析制度,广域信息平台,广域信息分析展现,广域协调分析控制,业务连续性,广域信息考核评价,15,提 纲,业务连续性的关键技术,广域电网协调分析控制的关键技术,广域信息分析和展现的关键技术,广域信息平台的关键技术,调度业务需求、现状及挑战的分析,广域信息考核评价的关键技术,16,内容,多域多态多应用支撑技术 空间分布式建模模型拼接 时间实时未来一体化建模 在线联合等值应用 时间序列数据库 一二次设备共享建模 扰动案例三态数据管理 外网E格式数据断面的在线接入 DTS中外网BPA模型文件的接入 BPA文件导出,解决应用支撑的问题 解决
7、纵向上下级模型共享维护问题 解决时间维度模型维护的问题 解决纵向上下级模型共享应用的问题 解决海量信息连续存储的问题 解决保信系统维护的问题 解决事故处理的信息源的问题 解决外网实时信息缺失的问题 解决离线模型补充在线模型的问题 在线数据给方式用,17,1:多域多态多应用支撑技术,项目(通常所称的系统) 域(系统:调度系统(主)、DTS系统、WEB系统、备调系统、集控、独立监视、测试系统) 态(实时态、培训态、多个研究态、未来态) 应用(SCADA、AGC、PAS、DTS、WAMS、EACCS、) 数据+进程,18,调试态,数据采集,实时态数据库,调试态数据库,监控工作站,调试工作站,19,2
8、:空间分布式建模模型拼接,提高大系统安全稳定运行水平是目前我国电力系统面临的基础性、关键性和迫切性问题;对互联的大电力系统,调度中心对整个系统的认识必须是及时、全面、准确和完整的; 电力系统具有广域分布、参数海量、模型复杂的特点,电力的生产管理多年来自然形成了一整套“分级管理、分层控制、分布处理”的体系;集中式建模是无法想象的。 国际电工委员会制定的IEC61970系列标准,对电力系统公共信息模型CIM及应用程序接口进行了规范,为电力系统不同控制区域之间交换模型信息提供了可能。,20,实现目标,建立电网全系统的模型中心 建立电网全系统图形及数据中心 实用、可用的免维护(少维护)目标 对现有各级
9、EMS系统的正常运行不能产生任何影响 第三方模型、图形及数据共享 分布式建模的流程化管理和模型版本化管理,21,主要功能,客户端与服务端 导出模型版本 拓扑验证 上传模型版本 模型拼接 图形导入 形成全模型 E格式数据上传 状态估计验证 闭环流程控制 模型版本管理,22,技术创新点,完全基于标准化的数据交换 被拼接模型无需改动的基于边界切割的模型拼接方法 边界适应性强 免维护和少维护 区域个数不受限制的电网模型拼接。 增量变化的模型拼接模式。在时效性和可用性方面具有突出的优势。 可回退的安全的模型拼接机制 在线实时EMS大模型拼接 全覆盖的TASE2影射关系自动建立 界面化的流程控制,23,3
10、:时间维实时未来一体化建模,回顾过去提供全景CASE应用 研究现在对现实模型进行离线研究 规划未来在现实模型的基础上研究未来模型,电网模型,图形画面,数据,24,自动根据历史方式的时间来匹配当时的模型数据和图形版本,实现历史断面研究的“时光隧道”。,历史电网的研究,25,自动生成一天各计划值点的未来方式并进行网络分析(基于实时电网模型)。利用系统负荷预报、母线负荷预报、发电计划、交换计划、检修计划,自动完成未来方式的设置。 新站投运/老站改造后的未来电网分析(基于详细厂站接线图的未来电网模型)。,假想模型和方式(规划分析)下的电网分析(基于单线图的计算模型)。以实时电网模型和运行方式为基础,以
11、单线图为主要界面,面向运行方式人员,进行模型、参数和运行方式的即时修改。,未来电网的研究,26,实时和未来电网的统一建模,A,B,C,D,模型录入(画各厂站接线图),A,C,B,B,C,D,模型显示 实时电网,模型显示 未来电网,篮色改接(退役)的设备:实时电网 黑色新增(投运)的设备:未来电网 红色公有的设备:实时电网+未来电网,A,27,4:在线联合等值应用,等值有功响应特性的处理,等值机组的等值分配系数为:,等值无功响应的处理,扩展WARD等值 自动缓冲网识别系统,上级等值模型的接入及应用,外网模型处理 缓冲网自动展示 状态估计权值处理 CASE管理,28,网络等值(NE),29,缓冲网
12、拓扑自动展现图,30,5:时间序列数据库,主要解决PMU数据高效存储(25帧100帧/秒)和查询的问题 传统的关系型数据库在如今超大数据量以及高频率采样的应用现状下,无论在数据容量、写库速度以及查询检索上都遇到了瓶颈 新的应用如WAMS系统的采样频率非常高、数据存储量惊人 传统SCADA基于周期的采样在应用上具有一定的局限 动态信息数据库采用基于时间序列的存储方式,数据压缩比很高、写库和查询检索速度非常快 具有代表性的动态信息数据库包括美国OSIsoft公司的PI以及Instep公司的eDNA 将关系型数据库和动态信息数据库有机地结合起来,充分发挥各自的优势,31,动态信息数据库特性对比,适应
13、电力系统特点与实际需求的TSD的功能定位为实现类似动态信息数据库的高效存储、压缩、检索等基本模块功能以充分满足当前EMS/WAMS等典型应用的对海量电力信息存储和检索性能的需求。 TSD系统有机的结合和PI以及eDNA的有损、无损压缩的特点,并在其设计中充分地利用了计算机系统尤其是多CPU、多核的能力,因此其处理效率非常高。,32,1、规约支持。目前支持自动建模的规约主要有华东103、南网103、东北103、华北103。 2、面象网络建立完整的主站系统一次设备模型,并对一次设备进行编码。 3、基于网络拓扑分析,建立一次设备与开关之间的控制关系,包含静态关系和动态关系。,6:与EMS一体化的保信
14、系统,33,7:扰动案例三态数据管理,按事件自动触发三态数据整合功能 事件定义:低频振荡、电网扰动等 事件数据自动提取功能(以短路故障为例) 故障前的状态估计断面 事故前后1分钟及事故过程中的PMU实时数据 保护管理系统的故障录波文件和保护动作信息 召唤100帧/秒PMU相量数据 (如故障前、故障中和故障后各1分钟) 召唤PMU暂态录波文件 来自故障分析应用的故障简报 人工召唤PMU离线数据 手动触发三态数据的整合 三态数据浏览,显示不同时间尺度的数据,34,三态数据扰动案例管理,35,35,内网实时数据,外网准实时数据(E格式),全网计算数据,潮流匹配,外网采用准实时数据的匹配模式,本地EM
15、S,准实时刷新,实时刷新,上级EMS,+,8:外网E格式数据断面的在线接入,36,9:DTS中外网BPA模型文件的接入,把离线BPA文件等数据和PAS电网模型的在线数据资源结合在一起,将实时的电网数据引入到传统的离线分析计算当中,将传统的离线计算模型补充到在线电网模型中来,可以起到两方面的作用:一方面为在线分析及预决策系统提供数据来源,另一方面,在线数据接口的应用也使电网的高级计算分析更加符合电网实际运行情况,提高相关人员进行日常方式计算的效率。,37,10:BPA文件导出,节点模型,实际的物理母线,通过闭合的开关刀闸连接在一起的节点形成一个计算用的母线节点,高级应用的三种节点模型,BPA转换
16、工具界面,39,提 纲,业务连续性的关键技术,广域电网协调分析控制的关键技术,广域信息分析和展现的关键技术,广域信息平台的关键技术,调度业务需求、现状及挑战的分析,广域信息考核评价的关键技术,40,内容,智能预警和智能调度辅助决策 可视化调度 智能操作票 发电、检修计划等的综合安全校核 省地县一体化母线负荷预测 状态估计的若干改进技术 静态安全分析实用化 低频振荡在线监视分析 III区应用软件 网损分析和管理 安全防御协调仿真系统,解决信息提炼智能化的问题 解决海量信息展示的问题 解决操作票的精益化问题 解决计划的精益化问题 解决未来运行状态精细化的问题 解决SE结果精度的问题 解决安全自动装
17、置在安全分析的影响 解决动态稳定监视问题 解决方式人员方便使用在线分析 解决经济性问题 研究、培训工具功能的增强,41,1: 智能预警和智能调度辅助决策,单一侧面研究的准确性目标 (全局解、精度、效率) 多侧面研究的综合性/统一性目标 (静态、动态、经济;分散到集中) 决策方案的安全性目标 (符合运行规程、满足安全约束) 决策系统运行的实用/可用性目标 (正常运转率、可维护性),需要结合 :调度经验、预想事故分析、继电保护分析 、稳定分析/措施 、智能技术、可视化技术等。 单一专业研发不出调度机器人,42,智能调度研究的背景及必要性 -智能辅助决策的电网调度模式,优点: 从低到高涵盖信息处理的
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