電力調(diào)度技術(shù)培訓(xùn)課件第一章電力系統(tǒng)調(diào)度概述電力系統(tǒng)調(diào)度的定義與重要性核心定義電力系統(tǒng)調(diào)度是指對(duì)發(fā)電、輸電、變電、配電等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)和指揮,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析決策和控制執(zhí)行,確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和電能質(zhì)量的綜合管理過(guò)程。戰(zhàn)略意義調(diào)度工作直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。合理的調(diào)度可以實(shí)現(xiàn)供需平衡、降低運(yùn)行成本、提高設(shè)備利用率,是電力系統(tǒng)高效運(yùn)行的核心保障。安全保障實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理異常情況,防止事故擴(kuò)大供需平衡協(xié)調(diào)發(fā)電與負(fù)荷,確保電力供應(yīng)與需求動(dòng)態(tài)平衡,維持頻率穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)優(yōu)化優(yōu)化發(fā)電資源配置,降低發(fā)電成本,提升整體經(jīng)濟(jì)效益質(zhì)量保證電力調(diào)度的發(fā)展歷程電力調(diào)度技術(shù)的演進(jìn)見(jiàn)證了電網(wǎng)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從人工到智能的跨越式發(fā)展。從早期依靠人工經(jīng)驗(yàn)判斷,到如今運(yùn)用人工智能輔助決策,電力調(diào)度正朝著更加智能化、自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。11950s-1970s人工調(diào)度時(shí)代調(diào)度員依靠電話通信和手工記錄,憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度操作,效率低且易出錯(cuò)21980s-1990s自動(dòng)化起步SCADA系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控,調(diào)度效率顯著提升32000s-2010s數(shù)字化升級(jí)EMS能量管理系統(tǒng)普及,狀態(tài)估計(jì)、負(fù)荷預(yù)測(cè)等高級(jí)應(yīng)用功能投入使用42020s至今智能化時(shí)代現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度中心現(xiàn)代化的電網(wǎng)調(diào)度中心配備了先進(jìn)的信息系統(tǒng)和大屏幕顯示設(shè)備,實(shí)時(shí)展示全網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。調(diào)度員可以通過(guò)多屏幕監(jiān)控系統(tǒng),同時(shí)掌握發(fā)電、輸電、負(fù)荷等各類關(guān)鍵信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的全方位、立體化監(jiān)控與管理。多屏顯示系統(tǒng)集成電網(wǎng)接線圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等,提供直觀的可視化界面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中心每秒處理海量數(shù)據(jù),確保調(diào)度員獲取最新的電網(wǎng)運(yùn)行信息通信指揮系統(tǒng)支持語(yǔ)音、視頻等多種通信方式,實(shí)現(xiàn)高效的調(diào)度指令傳遞第二章電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是現(xiàn)代電網(wǎng)的"大腦和神經(jīng)系統(tǒng)",它通過(guò)多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的全面感知、智能分析和精準(zhǔn)控制。了解系統(tǒng)架構(gòu)是掌握調(diào)度技術(shù)的基礎(chǔ)。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)組成現(xiàn)代調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的多層次架構(gòu),各子系統(tǒng)緊密配合,共同完成數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和控制的全流程管理。系統(tǒng)的可靠性和先進(jìn)性直接決定了電網(wǎng)調(diào)度的水平。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)通過(guò)RTU遠(yuǎn)動(dòng)終端、智能傳感器等設(shè)備,實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、功率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)RTU遠(yuǎn)動(dòng)終端單元智能電子設(shè)備IEDPMU相量測(cè)量單元通信傳輸子系統(tǒng)采用光纖、微波、載波等多種通信方式,構(gòu)建可靠的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),確保信息快速準(zhǔn)確送達(dá)光纖通信網(wǎng)絡(luò)微波通信系統(tǒng)電力線載波通信信息處理子系統(tǒng)對(duì)采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析,包括狀態(tài)估計(jì)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、故障診斷等高級(jí)應(yīng)用功能SCADA監(jiān)控系統(tǒng)EMS能量管理系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用軟件人機(jī)交互子系統(tǒng)為調(diào)度員提供友好的操作界面,展示電網(wǎng)運(yùn)行信息,接收和執(zhí)行調(diào)度指令圖形化操作界面報(bào)警與事件管理報(bào)表生成與打印SCADA系統(tǒng)核心功能SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系統(tǒng)是調(diào)度自動(dòng)化的核心平臺(tái),它集數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制、報(bào)警處理于一體,是調(diào)度員與電網(wǎng)交互的主要工具。SCADA系統(tǒng)的性能直接影響調(diào)度工作的效率和質(zhì)量?，F(xiàn)代SCADA系統(tǒng)具有高可靠性、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、功能完善等特點(diǎn),能夠滿足大規(guī)模電網(wǎng)的調(diào)度需求。01實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控每秒鐘采集數(shù)千個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)刷新電網(wǎng)運(yùn)行畫面,讓調(diào)度員掌握最新?tīng)顟B(tài)02遠(yuǎn)程設(shè)備控制與調(diào)節(jié)通過(guò)人機(jī)界面發(fā)送控制指令,遠(yuǎn)程操作斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備,調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出力03報(bào)警與事件記錄自動(dòng)識(shí)別異常情況并及時(shí)報(bào)警,記錄所有操作和事件,便于事故分析和追溯04歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與趨勢(shì)分析長(zhǎng)期保存運(yùn)行數(shù)據(jù),提供趨勢(shì)曲線和統(tǒng)計(jì)分析功能,支持運(yùn)行規(guī)律研究遠(yuǎn)動(dòng)裝置(RTU)及其配置方式遠(yuǎn)動(dòng)終端單元RTU是連接一次設(shè)備與調(diào)度中心的橋梁,負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并執(zhí)行遠(yuǎn)方控制命令。合理的RTU配置方案能夠提高系統(tǒng)可靠性,降低建設(shè)和維護(hù)成本。1:1配置每個(gè)變電站配置一套獨(dú)立的RTU裝置,系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠,適用于重要變電站1:N配置一套R(shí)TU裝置管理多個(gè)變電站,降低設(shè)備投資,適用于負(fù)荷較輕的區(qū)域電網(wǎng)M:N配置多套R(shí)TU裝置互為備用,提供冗余保護(hù),確保關(guān)鍵站點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集不中斷RTU主要功能遙測(cè):采集電壓、電流、功率等模擬量遙信:采集開(kāi)關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作等狀態(tài)量遙控:遠(yuǎn)程操作斷路器、隔離開(kāi)關(guān)遙調(diào):遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)變壓器分接頭、發(fā)電機(jī)出力技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)采用IEC61850等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議集成智能電子設(shè)備功能,減少裝置數(shù)量提升數(shù)據(jù)處理能力和通信速率增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力第三章電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)通信技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和可靠通信是電力調(diào)度的兩大基石。只有及時(shí)準(zhǔn)確地獲取電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù),才能做出正確的調(diào)度決策;只有建立穩(wěn)定高效的通信網(wǎng)絡(luò),才能確保指令快速執(zhí)行。實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控涉及海量數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理,對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性提出了極高要求。任何數(shù)據(jù)的延遲或失真都可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的調(diào)度決策,影響電網(wǎng)安全。1關(guān)鍵參數(shù)采集實(shí)時(shí)采集電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率等核心運(yùn)行參數(shù)采樣頻率:每秒2-4次掃描精度要求:電壓±0.5%,電流±1%2數(shù)據(jù)時(shí)效性保障從數(shù)據(jù)采集到顯示延遲不超過(guò)2-4秒,確保調(diào)度員看到的是電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲控制數(shù)據(jù)處理優(yōu)化3數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性驗(yàn)證通過(guò)多重校驗(yàn)機(jī)制,識(shí)別和剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)質(zhì)量合理性檢查冗余數(shù)據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)傳輸方式比較電力調(diào)度系統(tǒng)對(duì)通信的可靠性要求極高,需要根據(jù)不同場(chǎng)景選擇合適的傳輸方式。現(xiàn)代電網(wǎng)通常采用多種通信方式相結(jié)合的策略,實(shí)現(xiàn)互為備用,提高整體可靠性。可靠性評(píng)分成本評(píng)分速度評(píng)分光纖傳輸優(yōu)勢(shì):帶寬高達(dá)10Gbps以上,延遲低至毫秒級(jí),抗電磁干擾能力強(qiáng)應(yīng)用:主干通信網(wǎng)絡(luò),重要變電站連接微波通信優(yōu)勢(shì):建設(shè)周期短,靈活性強(qiáng),適合山區(qū)復(fù)雜地形應(yīng)用:光纖難以到達(dá)的偏遠(yuǎn)站點(diǎn),應(yīng)急備用通道載波通信優(yōu)勢(shì):利用現(xiàn)有電力線路,無(wú)需額外投資線路資源應(yīng)用:配電網(wǎng)通信,作為光纖和微波的補(bǔ)充通信網(wǎng)絡(luò)安全與冗余設(shè)計(jì)電力調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施,面臨著網(wǎng)絡(luò)攻擊、設(shè)備故障等多重威脅。必須采取嚴(yán)密的安全防護(hù)措施和完善的冗余機(jī)制,確保系統(tǒng)在任何情況下都能正常運(yùn)行。安全防護(hù)體系物理隔離:調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)與管理信息網(wǎng)嚴(yán)格隔離,防止外部入侵加密傳輸:采用VPN、SSL等加密技術(shù),保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸安全身份認(rèn)證:多因素認(rèn)證機(jī)制,防止非法訪問(wèn)入侵檢測(cè):部署防火墻和IDS系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)異常行為雙機(jī)熱備主備服務(wù)器實(shí)時(shí)同步,故障時(shí)自動(dòng)切換鏈路冗余關(guān)鍵站點(diǎn)配置雙路甚至三路通信鏈路安全監(jiān)控7×24小時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)和安全事件應(yīng)急恢復(fù)制定應(yīng)急預(yù)案,定期演練,快速恢復(fù)能力電力調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞湫偷碾娏φ{(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì),省級(jí)調(diào)度中心位于核心層,地市級(jí)調(diào)度中心構(gòu)成匯聚層,縣級(jí)調(diào)度和重要變電站形成接入層。各層次之間通過(guò)多條鏈路互聯(lián),形成網(wǎng)狀或環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),確保通信的高可靠性。01核心層省級(jí)及以上調(diào)度中心,采用高速光纖環(huán)網(wǎng),帶寬充足,時(shí)延極低02匯聚層地市級(jí)調(diào)度中心,通過(guò)多條光纖鏈路與省級(jí)中心和下級(jí)節(jié)點(diǎn)連接03接入層縣級(jí)調(diào)度和變電站,根據(jù)重要程度選擇光纖、微波或載波接入第四章電力系統(tǒng)調(diào)度核心技術(shù)現(xiàn)代電力調(diào)度不僅是簡(jiǎn)單的監(jiān)視和控制,更是一門綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)建模、優(yōu)化算法、控制理論的高深技術(shù)。掌握這些核心技術(shù)是成為優(yōu)秀調(diào)度員的必經(jīng)之路。狀態(tài)估計(jì)技術(shù)狀態(tài)估計(jì)是電力系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ),它通過(guò)數(shù)學(xué)方法從含有誤差的測(cè)量數(shù)據(jù)中推算出系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)。這項(xiàng)技術(shù)能夠有效解決測(cè)量裝置誤差、數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤、測(cè)點(diǎn)不足等問(wèn)題,為調(diào)度決策提供可靠依據(jù)。狀態(tài)估計(jì)原理基于加權(quán)最小二乘法,建立測(cè)量方程與狀態(tài)變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,求解使測(cè)量殘差平方和最小的狀態(tài)變量值。輸入:各節(jié)點(diǎn)電壓、線路潮流、功率注入等測(cè)量值輸出:全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)拓?fù)浞治?識(shí)別電網(wǎng)接線結(jié)構(gòu)可觀測(cè)性分析:判斷測(cè)量配置是否充分不良數(shù)據(jù)檢測(cè):識(shí)別和剔除錯(cuò)誤測(cè)量狀態(tài)量估計(jì):計(jì)算最優(yōu)狀態(tài)變量值采集測(cè)量數(shù)據(jù)SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集全網(wǎng)測(cè)量信息建立數(shù)學(xué)模型構(gòu)建測(cè)量方程和狀態(tài)方程迭代求解采用牛頓法等算法求解最優(yōu)解結(jié)果驗(yàn)證檢查計(jì)算結(jié)果合理性并輸出狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性直接影響后續(xù)應(yīng)用如潮流計(jì)算、安全分析、優(yōu)化調(diào)度等功能的可靠性,是現(xiàn)代能量管理系統(tǒng)EMS的核心模塊。負(fù)荷預(yù)測(cè)與調(diào)度優(yōu)化負(fù)荷預(yù)測(cè)是制定發(fā)電計(jì)劃的基礎(chǔ),而調(diào)度優(yōu)化則是在滿足各種約束條件下尋求最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。這兩項(xiàng)技術(shù)的水平直接影響電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和供電質(zhì)量。短期負(fù)荷預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)未來(lái)24小時(shí)至一周的負(fù)荷變化,精度要求高時(shí)間序列分析法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法支持向量機(jī)法經(jīng)濟(jì)調(diào)度在滿足負(fù)荷需求和設(shè)備約束下,使發(fā)電成本最小等微增率準(zhǔn)則拉格朗日乘數(shù)法動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法安全約束調(diào)度考慮網(wǎng)絡(luò)安全約束,確保在故障情況下系統(tǒng)仍能安全運(yùn)行N-1安全準(zhǔn)則潮流約束處理預(yù)防控制策略負(fù)荷預(yù)測(cè)影響因素氣象條件:溫度、濕度、光照時(shí)間因素:工作日、節(jié)假日、季節(jié)經(jīng)濟(jì)活動(dòng):工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)營(yíng)業(yè)重大事件:體育賽事、節(jié)慶活動(dòng)調(diào)度優(yōu)化目標(biāo)發(fā)電成本最小化網(wǎng)絡(luò)損耗最小化污染排放最小化備用容量充足性電壓調(diào)整與無(wú)功功率控制電壓質(zhì)量是供電質(zhì)量的重要指標(biāo),而無(wú)功功率與電壓密切相關(guān)。合理的無(wú)功功率配置和有效的電壓控制是保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)措施。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流改變發(fā)電機(jī)端電壓和無(wú)功出力變壓器分接頭調(diào)節(jié)改變變壓器變比,調(diào)整高低壓側(cè)電壓并聯(lián)電容器投切補(bǔ)償感性無(wú)功,提高功率因數(shù)和電壓水平并聯(lián)電抗器投切吸收容性無(wú)功,降低輕負(fù)荷時(shí)的過(guò)電壓無(wú)功功率的作用維持電壓穩(wěn)定降低線路損耗提高輸電能力改善電能質(zhì)量先進(jìn)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVC靜止無(wú)功補(bǔ)償器:快速連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功功率STATCOM靜止同步補(bǔ)償器:響應(yīng)速度更快,調(diào)節(jié)范圍更寬SVG靜止無(wú)功發(fā)生器:基于電力電子技術(shù)的新型裝置第五章典型設(shè)備與自動(dòng)化控制技術(shù)電力調(diào)度的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)各類自動(dòng)化裝置和控制系統(tǒng)。從發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)到變電站綜合自動(dòng)化,從負(fù)荷控制裝置到保護(hù)裝置,每一個(gè)環(huán)節(jié)都體現(xiàn)了現(xiàn)代控制理論和電力電子技術(shù)的應(yīng)用。同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分,它不僅維持發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定,還能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,改善并列運(yùn)行性能。現(xiàn)代數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用先進(jìn)的控制算法,響應(yīng)速度快,調(diào)節(jié)精度高。信號(hào)采集采集發(fā)電機(jī)端電壓、電流、功率等參數(shù)偏差計(jì)算比較實(shí)際電壓與給定值,計(jì)算電壓偏差PID調(diào)節(jié)根據(jù)偏差進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算勵(lì)磁輸出調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流,改變發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)勵(lì)磁系統(tǒng)主要功能維持發(fā)電機(jī)端電壓恒定控制無(wú)功功率分配提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)故障快速限制功能配合PSS提高阻尼PID參數(shù)整定要點(diǎn)比例系數(shù)Kp:決定響應(yīng)速度積分時(shí)間Ti:消除靜態(tài)偏差微分時(shí)間Td:改善動(dòng)態(tài)特性現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試:階躍響應(yīng)法仿真優(yōu)化:頻域分析法調(diào)試提示:勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)在機(jī)組并網(wǎng)前完成主要參數(shù)整定,并網(wǎng)后根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行微調(diào)。過(guò)大的比例系數(shù)可能導(dǎo)致振蕩,過(guò)小則響應(yīng)遲緩。變電站自動(dòng)化變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機(jī)集成,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、保護(hù)控制、操作閉鎖等功能的自動(dòng)化系統(tǒng)。它是實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班變電站的技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)采集測(cè)量電壓、電流等模擬量,采集開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數(shù)字量繼電保護(hù)微機(jī)保護(hù)裝置快速檢測(cè)故障并隔離故障設(shè)備遠(yuǎn)方控制接收調(diào)度指令,執(zhí)行斷路器分合操作故障錄波記錄故障過(guò)程波形,為事故分析提供依據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)特點(diǎn)采用分層分布式結(jié)構(gòu)站控層、間隔層、過(guò)程層遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)光纖以太網(wǎng)通信模塊化設(shè)計(jì)便于擴(kuò)展無(wú)人值班變電站遠(yuǎn)方監(jiān)控和控制自動(dòng)巡檢和報(bào)警視頻監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)定期巡視維護(hù)負(fù)荷控制技術(shù)負(fù)荷控制是通過(guò)遠(yuǎn)方信號(hào)對(duì)用戶負(fù)荷進(jìn)行控制的技術(shù)手段,在電網(wǎng)事故、供電緊張或需要削峰填谷時(shí),可以快速切除或恢復(fù)部分負(fù)荷,是保障電網(wǎng)安全和優(yōu)化運(yùn)行的重要措施。1工頻控制利用頻率偏移信號(hào)控制,簡(jiǎn)單可靠但精度較低2聲頻控制發(fā)送音頻信號(hào)通過(guò)載波傳輸,選擇性好但投資較大3無(wú)線控制采用無(wú)線通信技術(shù),靈活方便是未來(lái)發(fā)展方向自動(dòng)低頻減載當(dāng)系統(tǒng)頻率下降到設(shè)定值時(shí),自動(dòng)切除預(yù)先選定的負(fù)荷,防止頻率繼續(xù)下降導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰設(shè)置多級(jí)頻率門檻按優(yōu)先級(jí)切除負(fù)荷典型設(shè)置:49.5Hz,49Hz,48.5Hz自動(dòng)負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行需要,自動(dòng)調(diào)節(jié)可控負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,平衡供需工業(yè)用戶大功率設(shè)備控制商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車充電優(yōu)化控制需求側(cè)響應(yīng)通過(guò)價(jià)格信號(hào)或激勵(lì)機(jī)制,引導(dǎo)用戶主動(dòng)調(diào)整用電行為,優(yōu)化負(fù)荷曲線分時(shí)電價(jià)激勵(lì)可中斷負(fù)荷補(bǔ)償負(fù)荷聚合商參與第六章電力調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用案例理論聯(lián)系實(shí)際是掌握調(diào)度技術(shù)的有效途徑。通過(guò)分析真實(shí)案例,我們能夠深入理解調(diào)度系統(tǒng)的功能、掌握事故處理的方法、認(rèn)識(shí)新技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值。某省級(jí)調(diào)度中心自動(dòng)化升級(jí)案例該省電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,原有調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已運(yùn)行15年,設(shè)備老化嚴(yán)重,功能不足以滿足現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度需求。通過(guò)系統(tǒng)升級(jí),大幅提升了調(diào)度效率和電網(wǎng)運(yùn)行水平。舊系統(tǒng)主要問(wèn)題服務(wù)器性能不足,數(shù)據(jù)處理延遲大監(jiān)控畫面簡(jiǎn)陋,信息展示不直觀缺少高級(jí)應(yīng)用功能,決策支持薄弱通信協(xié)議老舊,兼容性差缺乏冗余設(shè)計(jì),可靠性不高升級(jí)需求與目標(biāo)支持10萬(wàn)個(gè)測(cè)點(diǎn)的大規(guī)模數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)刷新周期縮短至2秒以內(nèi)開(kāi)發(fā)狀態(tài)估計(jì)、負(fù)荷預(yù)測(cè)等應(yīng)用建設(shè)雙中心雙系統(tǒng)熱備架構(gòu)預(yù)留新能源接入和配網(wǎng)調(diào)度接口12022年Q1需求調(diào)研與方案設(shè)計(jì)22022年Q2-Q3硬件設(shè)備采購(gòu)與機(jī)房改造32022年Q4系統(tǒng)安裝調(diào)試與數(shù)據(jù)遷移42023年Q1試運(yùn)行與人員培訓(xùn)52023年Q2正式投運(yùn)與驗(yàn)收2.1s數(shù)據(jù)刷新周期從原來(lái)的4秒縮短至2.1秒99.97%系統(tǒng)可用率年度系統(tǒng)可用率達(dá)到99.97%15%調(diào)度效率提升事故處理時(shí)間平均縮短15%電網(wǎng)事故應(yīng)急調(diào)度實(shí)戰(zhàn)2023年7月某日14:30,該省電網(wǎng)500kV某主變壓器因內(nèi)部故障跳閘,導(dǎo)致區(qū)域電網(wǎng)功率大幅波動(dòng)。調(diào)度員快速響應(yīng),采取一系列措施,成功避免了事故擴(kuò)大,展現(xiàn)了高超的應(yīng)急調(diào)度能力。01故障發(fā)生14:30:15主變保護(hù)動(dòng)作跳閘,SCADA系統(tǒng)報(bào)警,失去300MW負(fù)荷供電02快速判斷14:30:30調(diào)度員根據(jù)保護(hù)信息和電網(wǎng)潮流分布,確認(rèn)主變內(nèi)部故障03應(yīng)急操作14:31-14:35調(diào)整發(fā)電計(jì)劃,啟動(dòng)備用機(jī)組,調(diào)整相關(guān)斷面潮流04負(fù)荷轉(zhuǎn)移14:36-14:50協(xié)調(diào)配網(wǎng)調(diào)度,通過(guò)改變運(yùn)行方式,逐步恢復(fù)失電負(fù)荷05系統(tǒng)穩(wěn)定14:55電網(wǎng)恢復(fù)正常運(yùn)行方式,頻率電壓合格,事故處理結(jié)束成功經(jīng)驗(yàn)總結(jié)調(diào)度員快速判斷準(zhǔn)確,操作果斷應(yīng)急預(yù)案完善,各項(xiàng)措施有效各級(jí)調(diào)度密切配合,協(xié)調(diào)有序自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,信息準(zhǔn)確改進(jìn)措施建議加強(qiáng)主設(shè)備維護(hù),防止類似故障優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu),提高供電可靠性完善應(yīng)急預(yù)案,開(kāi)展定期演練提升調(diào)度員培訓(xùn),增強(qiáng)應(yīng)急能力新能源接入對(duì)調(diào)度的挑戰(zhàn)與對(duì)策隨著風(fēng)電、光伏等新能源大規(guī)模并網(wǎng),其出力的隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性給電力調(diào)度帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。必須采用新技術(shù)、新方法,才能保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。挑戰(zhàn)一:出力預(yù)測(cè)難風(fēng)電和光伏出力受氣象條件影響大,預(yù)測(cè)精度低,給發(fā)電計(jì)劃編制帶來(lái)困難對(duì)策:提升預(yù)測(cè)水平建設(shè)新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),應(yīng)用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率挑戰(zhàn)二:波動(dòng)性大新能源出力快速變化,常規(guī)機(jī)組調(diào)節(jié)速度跟不上,電網(wǎng)頻率波動(dòng)加劇對(duì)策:增強(qiáng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)抽水蓄能、燃?xì)鈾C(jī)組等靈活電源,部署電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng),提供快速調(diào)節(jié)支撐挑戰(zhàn)三:調(diào)度復(fù)雜新能源場(chǎng)站數(shù)量多且分散,調(diào)度監(jiān)控和控制的復(fù)雜度大幅增加對(duì)策:智能調(diào)度系統(tǒng)開(kāi)發(fā)新能源調(diào)度專用軟件,實(shí)現(xiàn)集群控制和自動(dòng)發(fā)電控制AGC,提高調(diào)度效率通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和管理優(yōu)化,該省電網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)新能源裝機(jī)占比超過(guò)40%,同時(shí)保持了良好的供電質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性,為全國(guó)新能源消納提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。第七章未來(lái)電力調(diào)度技術(shù)趨勢(shì)電力調(diào)度技術(shù)正處于重大變革的歷史時(shí)期。數(shù)字化、智能化浪潮席卷而來(lái),新一代信息技術(shù)與電力系統(tǒng)深度融合,將徹底改變傳統(tǒng)調(diào)度模式,開(kāi)啟智能調(diào)度新時(shí)代。智能電網(wǎng)與數(shù)字孿生技術(shù)數(shù)字孿生技術(shù)通過(guò)建立物理電網(wǎng)的數(shù)字化鏡像,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)仿真和預(yù)測(cè)分析,為調(diào)度決策提供全新的支持手段。這項(xiàng)技術(shù)將使調(diào)度從"事后分析"向"事前預(yù)防"轉(zhuǎn)變。物理電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的發(fā)輸變配電設(shè)備數(shù)據(jù)采集全面感知物理電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)字孿生模型在虛擬空間中精確映射電網(wǎng)仿真預(yù)測(cè)模擬各種運(yùn)行場(chǎng)景和故障情況決策支持優(yōu)化調(diào)度方案,預(yù)防潛在風(fēng)險(xiǎn)反饋控制將優(yōu)化結(jié)果應(yīng)用于物理電網(wǎng)數(shù)字孿生核心能力電網(wǎng)全景可視化展示實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)仿真未來(lái)趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析故障場(chǎng)景推演驗(yàn)證調(diào)度方案優(yōu)化評(píng)估應(yīng)用場(chǎng)景新能源消納能力分析電網(wǎng)規(guī)劃方案比選調(diào)度員培訓(xùn)仿真設(shè)備狀態(tài)評(píng)估預(yù)測(cè)應(yīng)急預(yù)案