最新9电网调度自动化(第二章稳定问题-动态稳定-频率)150403教学讲义ppt课件
调度自动化系统培训资料
调度自动化系统培训资料一、引言在当今的电力系统中，调度自动化系统扮演着至关重要的角色。
它能够实现对电力系统的实时监测、控制和管理，保障电力系统的安全、稳定和经济运行。
为了让大家更好地了解和掌握调度自动化系统，特编写此培训资料。
二、调度自动化系统概述调度自动化系统是利用现代电子技术、计算机技术、通信技术和信息处理技术等，实现对电力系统的运行状态进行实时监测、分析和控制的系统。
它主要由主站系统、厂站端系统和通信系统三部分组成。
主站系统是调度自动化系统的核心，负责数据采集、处理、分析和控制决策等功能。
厂站端系统则负责采集本地的电气量和非电气量信息，并上传至主站系统。
通信系统则承担着数据传输的任务，确保主站系统和厂站端系统之间的信息能够准确、及时地传递。
三、调度自动化系统的功能1、数据采集与监控（SCADA）SCADA 功能是调度自动化系统最基本的功能之一。
它能够实时采集电力系统的各种运行参数，如电压、电流、功率、频率等，并对这些数据进行实时监控和处理。
通过 SCADA 系统，调度员可以直观地了解电力系统的运行状态，及时发现异常情况并采取相应的措施。
2、自动发电控制（AGC）AGC 功能用于实现电力系统的有功功率平衡。
它根据系统的负荷变化和频率偏差，自动调整发电机组的出力，使系统频率保持在规定的范围内，并实现经济运行。
3、经济调度（ED）ED 功能旨在根据电力系统的运行情况和机组特性，制定最优的发电计划，以降低发电成本，提高电力系统的经济性。
4、网络分析（NA）NA 功能包括网络拓扑分析、状态估计、潮流计算、短路电流计算等。
通过这些分析，可以评估电力系统的运行状态，为调度员提供决策支持。
5、调度员培训模拟（DTS）DTS 系统为调度员提供了一个模拟的电力系统运行环境，用于培训调度员的操作技能和应对突发事故的能力。
四、调度自动化系统的硬件组成1、服务器服务器是调度自动化系统的核心设备，承担着数据处理、存储和计算等重要任务。
9现代电网运行技术(第二章稳定问题3)1103212
第三章 提高电力系统稳定性的措施
如在联络线加装串联电容器、快速切除故障、 如在联络线加装串联电容器、快速切除故障、切 切负荷等专门的稳定措施。 机、切负荷等专门的稳定措施。由于暂态稳定性已 获得高度重视，在提高稳定性的方法和措施方面取 获得高度重视， 得的进展也非常大。归纳起来， 得的进展也非常大。归纳起来，无非是提高暂态稳 定性的目标是获得以下效果中的一个或几个。 定性的目标是获得以下效果中的一个或几个。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
4）通过施加人工负荷减少加速转矩。（电气制动） ）通过施加人工负荷减少加速转矩。（电气制动） 。（电气制动
第三章 提高电力系统稳定性的措施
在提高暂态稳定性的措施中， 在提高暂态稳定性的措施中，我们可将其分为一 次系统措施和二次系统措施， 次系统措施和二次系统措施，一次系统措施主要是 从网架结构和增加电气设备方面采取有效措施。这 从网架结构和增加电气设备方面采取有效措施。 种措施可靠性高，但投资较大。 种措施可靠性高，但投资较大。二次系统措施是在 一次系统不能得到改善的情况下， 一次系统不能得到改善的情况下，加装安全自动装 置来进行补救，这种措施投资小，施工周期短， 置来进行补救，这种措施投资小，施工周期短，但 可靠性相对较低。 可靠性相对较低。
第三章 提高电力系统稳定性的措施
一、提高暂态稳定的措施
随着互联电网规模的增大和系统重大稳定事故 的发生，首先引起工程技术人员和许多学者重视的 的发生， 是系统的暂态稳定问题。 是系统的暂态稳定问题。为了提高系统的暂态稳定 水平，大部分工业界人士除了制定暂态稳定的准则， 水平，大部分工业界人士除了制定暂态稳定的准则， 对系统进行数字仿真、物理实验外， 对系统进行数字仿真、物理实验外，还在此基础上 研究了多种具体的控制措施。 研究了多种具体的控制措施。
调度自动化系统基础知识课件
调度自动化系统的安全与可
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靠性
调度自动化系统的安全防护
01
02
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物理安全防护
确保调度自动化系统的硬 件设备和网络设施免受未 经授权的访问和破坏。
网络安全防护
通过防火墙、入侵检测系 统等手段，防止恶意攻击 和网络入侵。
数据安全防护
采用加密技术、数据备份 和恢复机制，保护数据的 安全性和完整性。
02
网络技术
现代调度自动化系统通常基于计算机网络技术， 实现数据的共享和远程访问。
实时数据处理技术
数据采集
调度自动化系统需要具备实时数据采集能力，从 各种传感器和设备中获取数据。
数据处理
对采集到的实时数据进行处理，包括数据清洗、 转换和聚合等操作，以满足调度决策的需求。
人工智能与机器学习在调度自动化中的应用
时性和可靠性。
效果评估
03
升级后系统运行稳定，提高了电网公司的调度效率和供电质量
。
国际先进的调度自动化系统介绍
01
典型案例
介绍国际上先进的调度自动化系 统，如美国的PJM和欧洲的 ENTSO-E。
技术特点
02
03
发展趋势
分析这些系统的数据采集与处理 、自动控制和决策支持等技术特 点。
探讨调度自动化系统未来的发展 趋势，如云计算、大数据和人工 智能技术的应用。
预测模型
利用人工智能和机器学习技术，构建 预测模型，对未来的能源需求、设备 运行状态等进行预测。
优Hale Waihona Puke 算法通过人工智能和机器学习算法，优化 调度决策，提高能源利用效率和系统 运行稳定性。
大数据处理与分析技术
数据存储
调度自动化系统需要处理大量数据，因此需要具备高效 的数据存储和管理技术。
电网调度自动化系统课件
2
通过大数据分析，可以深入了解电网的运行状态 和性能，预测未来的电力需求和供应情况，为调 度决策提供科学依据。
3
大数据挖掘技术还可以发现电网运行中的异常和 故障，及时预警并采取相应的处理措施，提高电 网的可靠性和安全性。
人工智能在调度自动化中的应用
人工智能技术可以应用于电网调度自动化系统 中，实现智能化的调度决策和控制。
云计算技术还可以为电网调度自动化 系统提供安全可靠的数据备份和容灾 恢复能力，保障系统的稳定运行。
通过云计算技术，可以实现电网调度 数据的分布式存储和计算资源的动态 调度，提高系统的灵活性和可扩展性 。
大数据分析与挖掘
1
大数据分析与挖掘技术可以对电网调度自动化系 统中的海量数据进行处理和分析，提取有价值的 信息和知识。
电网故障诊断与恢复的实现需要依赖先进的传感器技术、通 信技术和控制技术，同时需要建立完善的故障诊断和恢复预 案，提高应对突发故障的能力。
05 电网调度自动化系统的未来展望
CHAPTER
云计算技术的应用
云计算技术为电网调度自动化系统提 供了强大的计算和存储能力，能够实 现大规模数据处理和实时分析。
Hale Waihona Puke 系统安全防护防火墙配置
设置防火墙，对系统进行安全隔离，防止外部 攻击。
漏洞扫描
定期对系统进行漏洞扫描，及时发现并修复安 全漏洞。
用户权限管理
对系统用户进行权限管理，限制非法访问和操作。
系统维护与升级
日常维护
01
定期对系统进行日常维护，保持系统良好运行状态。
故障处理
02
及时处理系统故障，恢复系统正常运行。
功能
实时监测电网运行状态、控制电网设 备、协调调度、提供辅助决策支持等 。
2024版电力系统调度自动化课件
电力系统调度自动化课件•电力系统调度概述•调度自动化基础技术•能量管理系统功能介绍•配电网自动化技术应用•新型智能化技术在调度中应用•调度自动化系统安全保障措施•总结与展望01电力系统调度概述包括发电、输电、配电和用电等环节，以及相应的设备、线路和控制系统。
电力系统组成电力系统特点电力系统运行状态具有大规模、高维度、非线性、时变性等特性，需要实现安全、稳定、经济的运行。
包括正常运行状态、紧急状态和恢复状态，需要实时监测和调整。
030201电力系统基本概念确保电力系统安全、稳定、经济运行，满足用户用电需求，优化资源配置。
调度任务遵循安全性、经济性、公平性和可持续性原则，实现电力系统全局优化。
调度原则采用自动化、智能化技术手段，提高调度效率和精度。
调度手段电力系统调度任务与原则调度自动化发展历程及趋势发展历程从手工操作到计算机辅助调度，再到现代调度自动化系统的发展过程。
技术趋势智能化、自动化、信息化技术不断发展，推动调度自动化向更高水平发展。
应用前景调度自动化在电力系统运行、管理、控制等方面具有广泛应用前景，是提高电力系统运行效率和安全性的重要手段。
02调度自动化基础技术数据采集与监控技术数据采集通过传感器、遥测装置等手段，实时获取电力系统运行数据，如电压、电流、功率等。
数据处理对采集到的数据进行预处理、滤波、校正等操作，以提高数据质量和可靠性。
监控功能基于数据处理结果，对电力系统运行状态进行实时监控，包括越限报警、事故追忆等功能。
03RTU 与主站通信RTU 通过通信网络与主站进行数据传输和命令交互，实现电力系统的远程调度和管理。
01远程终端单元（RTU ）一种远程测控装置，负责采集现场数据并执行远方控制命令。
02RTU 应用在电力系统中，RTU 广泛应用于变电站、配电站等场所，实现对电力设备的远程监控和操作。
远程终端单元及其应用01 02 03通信技术包括有线通信和无线通信两大类，涉及光纤、微波、卫星等多种传输方式。
电力系统动态稳定分析课件
电力系统动态稳定分析课件1. 引言电力系统是由发电、输电和配电组成的一个复杂的能源系统，其稳定性对于保障电能的供应非常重要。
动态稳定性是指电力系统在受到扰动后，恢复到平衡状态的能力。
本课件将介绍电力系统动态稳定分析的基本理论和方法。
2. 动态稳定性概述2.1 动态稳定性定义动态稳定性是指电力系统在受到外界扰动（如短路故障、负荷波动等）后，能够快速恢复到平衡状态并保持稳定的能力。
动态稳定性主要包括大幅度的频率稳定性和振荡稳定性两个方面。
2.2 动态稳定性评估指标动态稳定性可以通过以下指标来评估： - 暂态稳定指标：如过电压幅值、系统频率的变化等； - 稳态稳定指标：如功率稳定裕度、总稳定时间等。
3. 动态稳定性分析方法3.1 暂态稳定性分析方法暂态稳定性分析用于评估电力系统在受到扰动后，恢复到平衡状态前的动态过程。
常用的方法包括： - 直接分析法：通过数学模型直接求解系统的动态过程； - 转移函数法：将系统建模为一组差分方程，利用转移函数进行分析。
3.2 稳态稳定性分析方法稳态稳定性分析用于评估电力系统在平衡状态下的稳定性能。
常用的方法包括： - 小扰动稳定分析法：通过线性化电力系统模型，利用特征根分析法进行分析； - 大扰动稳定分析法：考虑系统的非线性特性，通过时域仿真方法进行分析。
4. 动态稳定性分析案例以一个简化的电力系统为例，介绍动态稳定性分析的具体步骤和方法。
包括： - 系统模型的建立：建立电力系统的数学模型，包括发电机、输电线路、负荷等； - 稳定性指标的计算：根据系统模型，计算系统的暂态稳定指标和稳态稳定指标； - 扰动分析：通过引入扰动，分析系统的动态过程，并评估系统的稳定性； - 结果分析和讨论。
5. 动态稳定性分析应用动态稳定性分析在电力系统规划、运行和控制中起着重要的作用。
本章节将介绍在以下方面的应用： - 发电机调速器设计和优化； - 系统频率控制和稳定控制； - 电力系统运行状态监测和故障诊断。
9电网调度自动化(第二章稳定问题3)140326
线性化，需要的工作量很大。
第二章 现代电力系统的稳定问题
2）Prony分析法
Prony分析法是用指数函数的线性组合来拟合等间隔采 样数据的方法，从中分析出信号的频率、衰减因子、幅值和 相位，该方法是不用求解系统的特征根，其模型的参数可以 根据辨识的目的和需要确定。 其最大的优点是即可以对仿真结果进行分析，又可以对 实时测量数据进行分析，仅通过给定输入信号下的响应就可 以进行模态估计。由于它不依赖于数学模型，不受实际电力 系统规模的限制。但该方法最大的问题是，对实时测量的系 统数据进行分析时，怎样避免噪声信号的影响。
裕度。
第二章
现代电力系统的稳定问题
确定系统暂态稳定的极限，实际上是确定系统 内每一回重要联络线或一个断面的暂态稳定极限。
第二章
现代电力系统的稳定问题
确定的方法是：给定联络线上一个初值，进行暂态过程 计算，根据计算结果，对其潮流进行调整，在多种潮流方式 下按照《电力系统安全稳定导则》对给定联络线进行一级标 准的故障方式进行计算，确定该联络线暂态稳定极限后，在 此方式下，再按《电力系统安全稳定导则》规定的故障模式 对相邻元件进行暂态稳定校核。
第二章
现代电力系统的稳定问题
暂态保持稳定的功率振荡曲线
秦代线功率 Ii (p.u.) Pij (p.u.) Qij (p.u.)
3 2 1 0 -1
0 5 10 15 20 25 30
时间（sec）
标幺值（p.u）
第二章
现代电力系统的稳定问题
暂态功角失步的功率振荡曲线
秦代线功率 Ii (p.u.) Pij (p.u.) Qij (p.u.)
系统失步
第二章
现代电力系统的稳定问题
实际上，“等面积定则”只是对暂态稳定分析概 念的定性理解，对复杂电力系统的暂态稳定分析一 般采用时域数值积分法。时域数值积分法是在稳态 潮流计算的基础上，根据发生的故障及故障后机电 暂态过程，逐步积分求出发电机的功率摆动情况， 并根据发电机间的功角摆动确定电力系统的暂态稳 定性。
调度自动化培训--资料
调度自动化培训--资料调度自动化培训资料在当今高度依赖电力供应的社会中，电力系统的稳定运行至关重要。
调度自动化作为保障电力系统安全、可靠、经济运行的重要手段，其相关技术和知识的掌握对于电力行业的从业者来说显得尤为关键。
为了帮助大家更好地了解和掌握调度自动化的知识，本文将为您提供一份全面而实用的调度自动化培训资料。
一、调度自动化的基本概念调度自动化是指利用现代信息技术和控制手段，对电力系统的运行状态进行实时监测、分析、控制和管理，以实现电力系统的安全、稳定、经济运行。
它主要包括数据采集与监控系统（SCADA）、能量管理系统（EMS）、调度员培训模拟系统（DTS）等多个子系统。
二、调度自动化系统的组成1、数据采集与监控系统（SCADA）SCADA 系统负责采集电力系统的实时运行数据，如电压、电流、功率等，并将这些数据传输到控制中心进行处理和显示。
同时，它还能够对电力设备进行远程控制，实现对电力系统的实时监控和操作。
2、能量管理系统（EMS）EMS 系统是调度自动化的核心部分，它基于 SCADA 系统采集的数据，进行电力系统的状态估计、潮流计算、安全分析等高级应用，为调度员提供决策支持。
3、调度员培训模拟系统（DTS）DTS 系统用于培训调度员，模拟电力系统的各种运行工况和故障情况，提高调度员的应急处理能力和决策水平。
三、调度自动化的数据采集与传输1、数据采集数据采集通常通过传感器、变送器等设备将电力系统的物理量转换为电信号，然后经过模数转换等处理，将其转换为数字信号供计算机处理。
2、数据传输为了确保数据的实时性和准确性，数据传输通常采用专用的通信网络，如电力调度数据网。
常见的数据传输协议有 IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-104 等。
四、调度自动化的监控与控制功能1、实时监控通过监控界面，调度员可以实时了解电力系统的运行状态，包括线路潮流、母线电压、设备运行状态等。
2、控制操作调度员可以根据系统运行情况，对电力设备进行远程控制，如开关的分合、变压器的挡位调节等。
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第二章 现代电力系统的稳定问题
第二章 现代电力系统的稳定问题
第二章 现代电力系统的稳定问题
第二章 现代电力系统的稳定问题
第二章 现代电力系统的稳定问题
对于动态稳定计算分析中，发电机模型要考虑 同步发电机的励磁调节系统和调速系统，各种自动 调节、自动控制系统的动作特性及负荷的电压和频 率动态特性。
第二章 现代电力系统的稳定问题
根据我国电力系统运行经验： 阻尼比小于0为负阻尼,系统不能稳定运行； 阻尼比介于0～0.02为弱阻尼， 阻尼比大于0.03为较弱阻尼， 在正常方式时一般应达到0.03以上；
第二章 现代电力系统的稳定问题
大规模电力系统的特征根计算是特征值分析方法的难点。 特征值分析方法的一些关键问题还包括：大规模电力系统模 型参数的确定，其中负荷模型参数的确定有非常大的影响且 其参数确定难度很大；计算速度慢，不能满足在线分析的需 求；每次运行点改变后，系统在新的运行点附近需重新进行 线性化，需要的工作量很大。
1、频域分析方法 1）特征值分析方法
特征值分析方法是进行电力系统小干扰动态稳定研究的 一种经典频域方法，它在系统运行点附近将系统进行线性化， 形成系统状态方程矩阵，进而求的特征根，分析系统振荡的 模式、模态和灵敏度。
第二章 现代电力系统的稳定问题
特征根以共轭对的形式出现： 一个特征根相应于一个振荡模式。 特征根的实部表示系统对震荡的阻尼，而虚部对应振荡 的频率。 负实部表示系统对该振荡模式具有正阻尼，其时间响应 为衰减振荡，其绝对值越大，表示衰减越快；； 零实部表示对该振荡模式具有零阻尼，其时间相应为等 幅振荡； 正实部表示系统对该振荡模式具有负的阻尼，其响应时 间为增幅振荡。
第二章 现代电力系统的稳定问题
第二章 现代电力系统的稳定问题
动态稳定研究分析的目的是：
在给定运行方式和故障形态（包括小扰动和大扰动）下：
1）对系统的动态稳定性进行校核，确定系统中是否存 在负阻尼或弱阻尼振荡模式。
2）研究系统中敏感断面的潮流控制以及提高系统阻尼 特性的措施。
3）研究并网机组励磁及其辅助控制系统和调速系统的 参数优化以及对各种安全稳定措施提出相应的要求。
第二章 现代电力系统的稳定问题
《电力系统安全稳定导则》规定，电力系统在下列情况下， 应作长过程的动态稳定分析： 1）系统中有大容量水轮发电机和汽轮发电机经较弱联系 并列运行。 2）采用快速励磁调节系统及快关气门等自动调节措施。 3）有大功率周期性冲击负荷。 4）电网经弱联络线路并列运行。 5）分析系统事故有必要时。
第二章 现代电力系统的稳定问题
这种情况下稳定问题是每一岛是否能在损失负 荷最小的条件下达到一个可接受的平衡状态。在极 端的情况下，系统和机组保护作用可能组合成相反 的不利情况，使岛的全部或部分崩溃。
第二章 现代电力系统的稳定问题
中长期稳定性分析应模拟详细的发电机模型、 负荷模型、继电保护和安全自动装置的动作。
9电网调度自动化(第二章稳定问 题-动态稳定-频率)150403
第二章 现代电力系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的稳定问题
（三）电力系统的动态稳定性
电力系统动态稳定性是指：电力系统受到小的 或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下， 保持长过程运行稳定性的能力。
暂态稳定是指电力系统受到大干扰后，各同步发电机间保持同步运行并 过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。
第二章 现代电力系统的稳定问题
动态稳定包括长期稳定和中期稳定。长期 稳定和中期稳定二词在电力系统稳定的文献 中是相当新的，它是随着互联网的逐步扩大 而出现的新的研究课题。
第二章 现代电力系统的稳定问题
他们被引入是由于需要研究电力系统遭受严重扰 动后动态响应问题的结果。严重的系统扰动对电压、 频率和潮流的额定值造成很大的偏离，因而引起慢 过程控制和保护的动作，这在通常的暂态稳定研究 中是不考虑的。
静态稳定：电力系统的静稳定性是指电力系统受到小干扰后，不发生自 发振荡或非周期性失步，能够自动恢复到原平衡状态的能力。
第二章 现代电力系统的稳定问题
电力系统动态稳定性是电力系统功角稳定的另 一种形式，通常指电力系统受扰动后，不发生发散 振荡或持续的振荡。
动态稳定的判据是在电力系统受到小的或大的扰 动后，在动态摇摆过程中发电机相对功角和输电线 路功率呈衰减状态，电压和频率能恢复到允许的范 围内。
第二章 现代电力系统的稳定问题
2）Prony分析法
Prony分析法是用指数函数的线性组合来拟合等间隔采 样数据的方法，从中分析出信号的频率、衰减因子、幅值和 相位，该方法是不用求解系统的特征根，其模型的参数可以 根据辨识的目的和需要确定。
其最大的优点是即可以对仿真结果进行分析，又可以对 实时测量数据进行分析，仅通过给定输入信号下的响应就可 以进行模态估计。由于它不依赖于数学模型，不受实际电力 系统规模的限制。但该方法最大的问题是，对实时测量的系 统数据进行分析时，怎样避免噪声信号的影响。
第二章 现代电力系统的稳定问题
中期稳定性和长期稳定性除了时间段的不 同外，关于动态描述也有区别。长期稳定研 究的目的是长时间的有功功率和无功功率的 不平衡问题。而中期稳定性研究的是发电机 之间的同步振荡。
第二章 现代电力系统的稳定问题
长期稳定通常与系统遭受大扰动包括那些超出 系统正常设计标准的故障方式下的系统响应有关。 这通常引起逐级连锁反应故障并将系统解列为几个 分开的孤岛，每一岛中的发电机保持同步。
第二章 现代电力系统的稳定问题
现代电网发展的过渡阶段，可能会出现以下 情况：
1）系统中有大容量水轮发电机和汽轮发电机经 较弱联系并列运行。
2）采用快速励磁调节系统及快关气门等自动调 节措施。
4）电网经弱联络线路并列运行。
第二章 现代电力系统的稳定问题
对于动态稳定分析方法一般分为时域、频域两大 类分析方法：
第二章 现代电力系统的稳定问题
长期稳定集中研究的是伴随大规模的系统扰动 而产生的较慢的和长期的现象，以及所造成的大的 持续的发电和用电有功功率和无功功率的不平衡问 题。长期稳定性研究的时段一般是：几分钟或几十 分钟。
第二章 现代电力系统的稳定问题
中期稳定的研究，集中于发电机之间的同步振 荡，包括一些较慢现象的作用以及大的电压或频率 的可能偏离等。中期稳定性研究的时段一般为10秒 至几分钟。