電網(wǎng)調(diào)度自動化(第一章基本特征1)1004

1、North China Electric Power University電氣與電子工程學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院 電網(wǎng)調(diào)度自動化電網(wǎng)調(diào)度自動化第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征上節(jié)課內(nèi)容上節(jié)課內(nèi)容三、現(xiàn)代電網(wǎng)的優(yōu)勢和問題三、現(xiàn)代電網(wǎng)的優(yōu)勢和問題（一）現(xiàn)代電網(wǎng)的優(yōu)勢（一）現(xiàn)代電網(wǎng)的優(yōu)勢 1、現(xiàn)代電網(wǎng)的各個區(qū)域電網(wǎng)間具有較強的聯(lián)系、現(xiàn)代電網(wǎng)的各個區(qū)域電網(wǎng)間具有較強的聯(lián)系 2、現(xiàn)代電網(wǎng)可以安裝大容量、高效能的機組（火、水、現(xiàn)代電網(wǎng)可以安裝大容量、高效能的機組（火、水、核電機組）核電機組） 3、現(xiàn)代電網(wǎng)可以節(jié)省全網(wǎng)的裝機容量、現(xiàn)代電網(wǎng)可以節(jié)省全網(wǎng)的裝機容量 4、現(xiàn)代電網(wǎng)可以實現(xiàn)自

2、動發(fā)電控制、現(xiàn)代電網(wǎng)可以實現(xiàn)自動發(fā)電控制第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征5、現(xiàn)代電網(wǎng)可以在各地區(qū)之間互供電力、互通有無、互、現(xiàn)代電網(wǎng)可以在各地區(qū)之間互供電力、互通有無、互為備用為備用6、現(xiàn)代電網(wǎng)能承受較大的沖擊負(fù)荷，有利于改善電能的、現(xiàn)代電網(wǎng)能承受較大的沖擊負(fù)荷，有利于改善電能的質(zhì)量。質(zhì)量。7、現(xiàn)代電網(wǎng)可以更大范圍內(nèi)進(jìn)行水火電廠聯(lián)合經(jīng)濟(jì)調(diào)、現(xiàn)代電網(wǎng)可以更大范圍內(nèi)進(jìn)行水火電廠聯(lián)合經(jīng)濟(jì)調(diào)度度 。8、現(xiàn)代電網(wǎng)可以接納大規(guī)模風(fēng)、光電等新能源。、現(xiàn)代電網(wǎng)可以接納大規(guī)模風(fēng)、光電等新能源。 9、現(xiàn)代電網(wǎng)實現(xiàn)了在線監(jiān)測和遠(yuǎn)方控制。、現(xiàn)代電網(wǎng)實現(xiàn)了在線監(jiān)測和遠(yuǎn)方控制。 10、現(xiàn)代電網(wǎng)可

3、以采用非線性的控制技術(shù)、現(xiàn)代電網(wǎng)可以采用非線性的控制技術(shù) 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征本節(jié)課內(nèi)容本節(jié)課內(nèi)容（二）問題二）問題 1、動穩(wěn)定問題是制約電網(wǎng)穩(wěn)定運行的最主要、動穩(wěn)定問題是制約電網(wǎng)穩(wěn)定運行的最主要問題。問題。 全國互聯(lián)電網(wǎng)的形成，使系統(tǒng)運行增加了負(fù)阻尼全國互聯(lián)電網(wǎng)的形成，使系統(tǒng)運行增加了負(fù)阻尼或弱阻尼模式?；蛉踝枘崮Ｊ健?第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 據(jù)統(tǒng)計，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)據(jù)統(tǒng)計，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)500500千伏線路千伏線路中四分之一的線路受到各種穩(wěn)定形態(tài)限制，中四分之一的線路受到各種穩(wěn)定形態(tài)限制，成為輸送成為輸送“瓶頸瓶頸

4、”，一定程度上造成了，一定程度上造成了“送送不出、落不下、交換能力不強不出、落不下、交換能力不強”。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 2004年，東北、華中和川年，東北、華中和川渝聯(lián)網(wǎng)后，出現(xiàn)了東北和川渝渝聯(lián)網(wǎng)后，出現(xiàn)了東北和川渝機組強相關(guān)的頻率在機組強相關(guān)的頻率在0.17HZ左左右的主要振蕩模式。在山東電右的主要振蕩模式。在山東電網(wǎng)接入系統(tǒng)后，又增加了新的網(wǎng)接入系統(tǒng)后，又增加了新的負(fù)阻尼振蕩模式（負(fù)阻尼振蕩模式（03Hz定義定義為低頻振蕩，為低頻振蕩，0.17HZ也有專家也有專家稱之為超低頻振蕩），進(jìn)一步稱之為超低頻振蕩），進(jìn)一步惡化了電網(wǎng)的動態(tài)特性。惡化了電網(wǎng)的動

5、態(tài)特性。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 為了維持互聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，為了維持互聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并充分發(fā)揮大區(qū)域聯(lián)絡(luò)線及區(qū)域內(nèi)并充分發(fā)揮大區(qū)域聯(lián)絡(luò)線及區(qū)域內(nèi)部重要輸電斷面的輸送容量，部重要輸電斷面的輸送容量，在東在東北、華北、華中、川渝電網(wǎng)內(nèi)部北、華北、華中、川渝電網(wǎng)內(nèi)部109臺機組裝設(shè)了臺機組裝設(shè)了PSS裝置，山東裝置，山東電網(wǎng)接入主網(wǎng)后，在山東電網(wǎng)內(nèi)部電網(wǎng)接入主網(wǎng)后，在山東電網(wǎng)內(nèi)部67臺機組裝設(shè)了臺機組裝設(shè)了PSS裝置。裝置。主要用主要用于抑制由于區(qū)域電網(wǎng)接入新產(chǎn)生的于抑制由于區(qū)域電網(wǎng)接入新產(chǎn)生的低頻振蕩。低頻振蕩。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電

6、力系統(tǒng)的基本特征 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 仿真計算分析表明，在增設(shè)仿真計算分析表明，在增設(shè)PSS裝置后，裝置后，系統(tǒng)動態(tài)特性得到明顯改善。系統(tǒng)動態(tài)特性得到明顯改善。 電網(wǎng)中多臺機組加裝電網(wǎng)中多臺機組加裝PSS后，最主要的后，最主要的問題是多臺機組問題是多臺機組PSS的參數(shù)協(xié)調(diào)問題。的參數(shù)協(xié)調(diào)問題。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 當(dāng)加強聯(lián)絡(luò)線的同時增加該送電斷面的輸當(dāng)加強聯(lián)絡(luò)線的同時增加該送電斷面的輸送潮流時，系統(tǒng)

7、的阻尼將隨聯(lián)絡(luò)線輸送潮流送潮流時，系統(tǒng)的阻尼將隨聯(lián)絡(luò)線輸送潮流的增加而逐漸降低。的增加而逐漸降低。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征弱阻尼低頻振蕩目前已經(jīng)成為限制大型互聯(lián)電網(wǎng)弱阻尼低頻振蕩目前已經(jīng)成為限制大型互聯(lián)電網(wǎng)輸電能力的主要問題之一。國外目前在研究利用輸電能力的主要問題之一。國外目前在研究利用PMU/WAMS信息的電力系統(tǒng)廣域阻尼控制器，但信息的電力系統(tǒng)廣域阻尼控制器，但還沒有實際的工程應(yīng)用。低頻振蕩發(fā)生時的在線分還沒有實際的工程應(yīng)用。低頻振蕩發(fā)生時的在線分析和控制決策系統(tǒng)也是研究的重要方向，也還未達(dá)析和控制決策系統(tǒng)也是研究的重要方向，也還未達(dá)到實用化的水平。到實

8、用化的水平。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征2、不同的聯(lián)網(wǎng)形式對電網(wǎng)整、不同的聯(lián)網(wǎng)形式對電網(wǎng)整體穩(wěn)定水平有很大影響。體穩(wěn)定水平有很大影響。 當(dāng)區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線檢修停運時，當(dāng)區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線檢修停運時，互聯(lián)電網(wǎng)形式就會發(fā)生變化，互聯(lián)電網(wǎng)形式就會發(fā)生變化，對其它聯(lián)絡(luò)線穩(wěn)定水平影響很對其它聯(lián)絡(luò)線穩(wěn)定水平影響很大，從而在很大程度上影響電大，從而在很大程度上影響電網(wǎng)整體穩(wěn)定水平。網(wǎng)整體穩(wěn)定水平。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 3 3、系統(tǒng)的動穩(wěn)定水平和各樞紐變電站的電壓水、系統(tǒng)的動穩(wěn)定水平和各樞紐變電站的電壓水平密切相關(guān)。只有同時控制斷面潮流和重要變電平

9、密切相關(guān)。只有同時控制斷面潮流和重要變電站母線的電壓，才能夠保障系統(tǒng)的安全運行。因站母線的電壓，才能夠保障系統(tǒng)的安全運行。因此，對互聯(lián)電網(wǎng)，不僅需要此，對互聯(lián)電網(wǎng)，不僅需要AGCAGC（自動發(fā)電控制）（自動發(fā)電控制）還需要還需要AVCAVC（自動電壓控制）的控制。（自動電壓控制）的控制。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征4 4、大型新能源接入電網(wǎng)，對電網(wǎng)的運行調(diào)度帶、大型新能源接入電網(wǎng)，對電網(wǎng)的運行調(diào)度帶來很大的影響來很大的影響 。風(fēng)電場輸出功率具有波動性和不確定性，尤其是風(fēng)電場輸出功率具有波動性和不確定性，尤其

10、是很多地區(qū)風(fēng)電具有反調(diào)峰特性，光伏發(fā)電輸出功率很多地區(qū)風(fēng)電具有反調(diào)峰特性，光伏發(fā)電輸出功率隨日照情況也會有一定的變化隨日照情況也會有一定的變化 。因此，。因此， 需要適應(yīng)需要適應(yīng)新能源特性的電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制技術(shù)、無功電壓新能源特性的電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制技術(shù)、無功電壓控制技術(shù)?？刂萍夹g(shù)。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征如圖為酒泉風(fēng)電基地風(fēng)電場日平均出力曲線，由圖可以如圖為酒泉風(fēng)電基地風(fēng)電場日平均出力曲線，由圖可以看出風(fēng)電出力波動范圍很大，最小值接近看出風(fēng)電出力波動范圍很大，最小值接近0 0，最大值接近滿，最大值接近滿出力。出力。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電

11、力系統(tǒng)的基本特征風(fēng)電具有很強的不確定性，會出現(xiàn)連續(xù)數(shù)日風(fēng)電大出力和連續(xù)數(shù)日風(fēng)電消出力的情況第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 風(fēng)電具有反調(diào)峰特性風(fēng)電具有反調(diào)峰特性第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征光伏發(fā)電輸出功率隨日照情況發(fā)生變化光伏發(fā)電輸出功率隨日照情況發(fā)生變化第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征5 5、大電網(wǎng)的安全已成為國內(nèi)外關(guān)注的重要問題、大電網(wǎng)的安全已成為國內(nèi)外關(guān)注的重要問題隨著互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，我國電網(wǎng)已成為隨著互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，我國電網(wǎng)已成為世界上最大人造復(fù)雜電網(wǎng)。其復(fù)雜性體現(xiàn)在自身的世界上最大人造復(fù)

12、雜電網(wǎng)。其復(fù)雜性體現(xiàn)在自身的結(jié)構(gòu)、機組大容量、網(wǎng)絡(luò)超（特）高壓、輸電長距結(jié)構(gòu)、機組大容量、網(wǎng)絡(luò)超（特）高壓、輸電長距離及交直流混合、大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)、靈活交流輸電系離及交直流混合、大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)、靈活交流輸電系統(tǒng)統(tǒng)FACTSFACTS裝置的應(yīng)用及新型負(fù)荷等方面。增加了發(fā)裝置的應(yīng)用及新型負(fù)荷等方面。增加了發(fā)生連鎖故障的危險性。生連鎖故障的危險性。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征繼繼20032003年年“8.14”8.14”大停電之后國際上又發(fā)生過大停電之后國際上又發(fā)生過多起大停電事故，多起大停電事故，20122012年年7 7月月3030日和日和3131日，印度發(fā)日，印度發(fā)生

13、了世界范圍內(nèi)影響人口最多的大規(guī)模停電事故。生了世界范圍內(nèi)影響人口最多的大規(guī)模停電事故。兩次事故均起源于北部和西部電網(wǎng)兩次事故均起源于北部和西部電網(wǎng)400kV400kV聯(lián)絡(luò)線跳聯(lián)絡(luò)線跳閘，隨后發(fā)生連鎖故障導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰，大停電事故閘，隨后發(fā)生連鎖故障導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰，大停電事故對北部、東部、東北部造成了嚴(yán)重的影響。對北部、東部、東北部造成了嚴(yán)重的影響。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征6、新能源大規(guī)模接入后的復(fù)雜電網(wǎng)的建新能源大規(guī)模接入后的復(fù)雜電網(wǎng)的建模成為當(dāng)前電力系統(tǒng)分析需要亟待解決的重模成為當(dāng)前電力系統(tǒng)分析需要亟待解決的重要問題要問題1 1）各種類型風(fēng)電機組的靜、動態(tài)建模

14、）各種類型風(fēng)電機組的靜、動態(tài)建模2 2）大規(guī)模風(fēng)電集群靜、動態(tài)聚合建模）大規(guī)模風(fēng)電集群靜、動態(tài)聚合建模3 3）儲能設(shè)備的建模）儲能設(shè)備的建模 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征（三）應(yīng)進(jìn)行的主要工作（三）應(yīng)進(jìn)行的主要工作1 1、大電網(wǎng)低頻振蕩抑制及在線智能控制技、大電網(wǎng)低頻振蕩抑制及在線智能控制技術(shù)術(shù) 研究大型互聯(lián)電網(wǎng)低頻振蕩的典型特征及其發(fā)生機理；分析電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運行方式、勵磁系統(tǒng)、調(diào)速器對互聯(lián)電網(wǎng)低頻振蕩的影響，研究在線智能控制技術(shù)。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征2 2、基于軌跡研究電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定、基于軌跡研究電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定 相量

15、測量單元（PMU）技術(shù)的應(yīng)用為基于軌跡研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定性提供了技術(shù)支持。PMU為電力系統(tǒng)提供了同時在時間和空間的2維坐標(biāo)下實時研究和觀察動態(tài)行為的條件，如何充分利用PMU數(shù)據(jù)的動態(tài)特性,快速、有效地對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行實時預(yù)測和控制，提高大電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定水平，是電力系統(tǒng)面臨的重要課題。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征3 3、研究大規(guī)模接入和分布式新能源接入控制、研究大規(guī)模接入和分布式新能源接入控制技術(shù)技術(shù) 風(fēng)電場輸出功率具有波動性和不確定性，大量風(fēng)電接入風(fēng)電場輸出功率具有波動性和不確定性，大量風(fēng)電接入電網(wǎng)對電網(wǎng)的

16、運行調(diào)度帶來較大的影響。尤其是很多地區(qū)風(fēng)電網(wǎng)對電網(wǎng)的運行調(diào)度帶來較大的影響。尤其是很多地區(qū)風(fēng)電具有反調(diào)峰特性；光伏發(fā)電輸出功率隨日照情況也會有一電具有反調(diào)峰特性；光伏發(fā)電輸出功率隨日照情況也會有一定的變化。需要抓緊研究可再生能源數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)、定的變化。需要抓緊研究可再生能源數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)、適應(yīng)新能源特性的聯(lián)絡(luò)線功率控制技術(shù)、無功電壓控制技術(shù)、適應(yīng)新能源特性的聯(lián)絡(luò)線功率控制技術(shù)、無功電壓控制技術(shù)、發(fā)電預(yù)測模型和方法。發(fā)電預(yù)測模型和方法。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 201 201年國家科技部所列重大科技項目其中一個方年國家科技部所列重大科技項目其中一個方向

17、就是：向就是：課題一：風(fēng)電場、光伏電站集群控制系統(tǒng)研究與開發(fā)課題一：風(fēng)電場、光伏電站集群控制系統(tǒng)研究與開發(fā)課題二：間歇式能源發(fā)電多時空尺度調(diào)度系統(tǒng)研究與開發(fā)課題二：間歇式能源發(fā)電多時空尺度調(diào)度系統(tǒng)研究與開發(fā)課題三：大型風(fēng)電場柔性直流輸電接入技術(shù)研究與開發(fā)課題三：大型風(fēng)電場柔性直流輸電接入技術(shù)研究與開發(fā)課題三：間歇式電源并網(wǎng)規(guī)劃與隨機全過程分析技術(shù)研究與開發(fā)課題三：間歇式電源并網(wǎng)規(guī)劃與隨機全過程分析技術(shù)研究與開發(fā)第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征國家電網(wǎng)公司對國家電網(wǎng)公司對“新能源發(fā)電及源網(wǎng)協(xié)調(diào)新能源發(fā)電及源網(wǎng)協(xié)調(diào)研究領(lǐng)域研究領(lǐng)域”也列了重大專項，包括：也列了重大專項，包

18、括：大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)度運行支撐關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)度運行支撐關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用新能源發(fā)電接納能力評估分析平臺研發(fā)與示范應(yīng)用新能源發(fā)電接納能力評估分析平臺研發(fā)與示范應(yīng)用分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)及調(diào)度運行關(guān)鍵技術(shù)研究與工分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)及調(diào)度運行關(guān)鍵技術(shù)研究與工程示范程示范源源- -網(wǎng)網(wǎng)- -荷互動環(huán)境下電網(wǎng)穩(wěn)定分析方法研究荷互動環(huán)境下電網(wǎng)穩(wěn)定分析方法研究第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征4 4、極端外部災(zāi)害下的調(diào)度防御技術(shù)研究、極端外部災(zāi)害下的調(diào)度防御技術(shù)研究 研究外部災(zāi)害信息的接入、建模、可視化展現(xiàn)、分析、研究外部災(zāi)害信息的接入、建模、可視化展現(xiàn)、

19、分析、仿真、預(yù)警和協(xié)調(diào)防御方法。通過預(yù)測信息，可以提前感仿真、預(yù)警和協(xié)調(diào)防御方法。通過預(yù)測信息，可以提前感知外部災(zāi)害信息，針對有可能發(fā)生的電網(wǎng)故障提前做出預(yù)知外部災(zāi)害信息，針對有可能發(fā)生的電網(wǎng)故障提前做出預(yù)案，增強智能電網(wǎng)抗擊外部災(zāi)害風(fēng)險的能力。案，增強智能電網(wǎng)抗擊外部災(zāi)害風(fēng)險的能力。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征國家電網(wǎng)公司列重大專項：國家電網(wǎng)公司列重大專項：第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征5 5、大電網(wǎng)預(yù)警與安全防御研究、大電網(wǎng)預(yù)警與安全防御研究包括：包括： 大電網(wǎng)含新能源并網(wǎng)方式下的有功、無功電壓智能預(yù)警大電網(wǎng)含新能源并網(wǎng)方式下的有功

20、、無功電壓智能預(yù)警控制技術(shù)控制技術(shù) 基于基于WAMSWAMS的低頻振蕩預(yù)警和阻尼控制技術(shù)的低頻振蕩預(yù)警和阻尼控制技術(shù) 在線智能輔助決策及預(yù)防控制技術(shù)，在線智能輔助決策及預(yù)防控制技術(shù)， 輸電網(wǎng)的多重故障及不同廠站同時故障、相繼故障安全輸電網(wǎng)的多重故障及不同廠站同時故障、相繼故障安全防御控制技術(shù)。防御控制技術(shù)。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征6 6、大電網(wǎng)連鎖故障預(yù)測及自愈技術(shù)、大電網(wǎng)連鎖故障預(yù)測及自愈技術(shù)包括：包括： 針對電網(wǎng)具有自組織臨界性的特點，研究大規(guī)模新能源針對電網(wǎng)具有自組織臨界性的特點，研究大規(guī)模新能源發(fā)電集中接入的復(fù)雜電網(wǎng)自組織臨界性的涌現(xiàn)機制和其臨界發(fā)電

21、集中接入的復(fù)雜電網(wǎng)自組織臨界性的涌現(xiàn)機制和其臨界點附近的動態(tài)演化；點附近的動態(tài)演化； 利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論尋找發(fā)生災(zāi)變的臨界點運行區(qū)域和薄利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論尋找發(fā)生災(zāi)變的臨界點運行區(qū)域和薄弱環(huán)節(jié)，研究不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對薄弱環(huán)節(jié)或弱環(huán)節(jié)，研究不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對薄弱環(huán)節(jié)或關(guān)鍵元件的影響。關(guān)鍵元件的影響。 連鎖故障風(fēng)險量化評價指標(biāo)和基于風(fēng)險的連鎖故障預(yù)防和連鎖故障風(fēng)險量化評價指標(biāo)和基于風(fēng)險的連鎖故障預(yù)防和校正控制策略。等等校正控制策略。等等 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征7、開展非線性控制技術(shù)研究、開展非線性控制技術(shù)研究 可控串補、可控電抗、靜止無功補償

22、器（可控串補、可控電抗、靜止無功補償器（SVC）、統(tǒng)）、統(tǒng)一潮流控制器一潮流控制器 、故障電流限制器；、故障電流限制器； 在互聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)鍵點加裝必要的動態(tài)無功補償設(shè)備，在互聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)鍵點加裝必要的動態(tài)無功補償設(shè)備，提高這些關(guān)鍵點的電壓支撐，改善電網(wǎng)的動態(tài)特性；在重提高這些關(guān)鍵點的電壓支撐，改善電網(wǎng)的動態(tài)特性；在重要聯(lián)絡(luò)線加裝統(tǒng)一潮流控制器要聯(lián)絡(luò)線加裝統(tǒng)一潮流控制器 ，可調(diào)節(jié)輸電網(wǎng)的潮流分，可調(diào)節(jié)輸電網(wǎng)的潮流分配；為有效控制短路電流，加裝故障電流限制器可實現(xiàn)即配；為有效控制短路電流，加裝故障電流限制器可實現(xiàn)即限制短路電流又不增加線損的目的。限制短路電流又不增加線損的目的。第一章第一章 現(xiàn)代電

23、力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 以上以上公式為單機對無窮大系統(tǒng)公式，對現(xiàn)代電力系公式為單機對無窮大系統(tǒng)公式，對現(xiàn)代電力系統(tǒng)，必須對多關(guān)鍵點電壓進(jìn)行控制（統(tǒng)，必須對多關(guān)鍵點電壓進(jìn)行控制（AVC)AVC)。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 在重要聯(lián)絡(luò)線實現(xiàn)柔性控制（在重要聯(lián)絡(luò)線實現(xiàn)柔性控制（FACTSFACTS）也是改善聯(lián)絡(luò)線的動態(tài)特性，抑制低頻振蕩，提高穩(wěn)定運行也是改善聯(lián)絡(luò)線的動態(tài)特性，抑制低頻振蕩，提高穩(wěn)定運行水平的重要手段。水平的重要手段。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征8、研究和應(yīng)用調(diào)度自動化技術(shù)，提高電網(wǎng)調(diào)度、研究和應(yīng)用調(diào)度自

24、動化技術(shù)，提高電網(wǎng)調(diào)度自動化水平自動化水平“十二五十二五”期間，國家電網(wǎng)將建成特高壓電網(wǎng)和期間，國家電網(wǎng)將建成特高壓電網(wǎng)和1515條直流條直流輸電聯(lián)網(wǎng)工程，屆時，我國電網(wǎng)將成為世界上電壓等級最高、輸電聯(lián)網(wǎng)工程，屆時，我國電網(wǎng)將成為世界上電壓等級最高、輸送容量最大、技術(shù)水平最先進(jìn)、運行特性最復(fù)雜的電網(wǎng)。輸送容量最大、技術(shù)水平最先進(jìn)、運行特性最復(fù)雜的電網(wǎng)。電網(wǎng)規(guī)模擴大，電網(wǎng)運行工況和潮流多變，安全穩(wěn)定特性更電網(wǎng)規(guī)模擴大，電網(wǎng)運行工況和潮流多變，安全穩(wěn)定特性更加復(fù)雜；電網(wǎng)交直流混聯(lián)，大電源影響增強，新能源大規(guī)模加復(fù)雜；電網(wǎng)交直流混聯(lián)，大電源影響增強，新能源大規(guī)模接入的隨機性和波動性，使電網(wǎng)調(diào)度運行控

25、制難度加大，必接入的隨機性和波動性，使電網(wǎng)調(diào)度運行控制難度加大，必須提高電網(wǎng)的在線控制能力。因此，需要研究須提高電網(wǎng)的在線控制能力。因此，需要研究電網(wǎng)調(diào)度自動電網(wǎng)調(diào)度自動化的暫態(tài)、動態(tài)控制技術(shù)，提高電網(wǎng)調(diào)度自動化水平。化的暫態(tài)、動態(tài)控制技術(shù)，提高電網(wǎng)調(diào)度自動化水平。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征四、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)四、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 盡管電網(wǎng)的大小和結(jié)構(gòu)組成各不相同，但它們盡管電網(wǎng)的大小和結(jié)構(gòu)組成各不相同，但它們具有相同的基本特性具有相同的基本特性 1、由運行電壓基本恒定的三相交流系統(tǒng)組成。、由運行電壓基本恒定的三相交流系統(tǒng)組成。發(fā)電機和輸電設(shè)施采用三相裝置

26、；工業(yè)負(fù)荷總是三發(fā)電機和輸電設(shè)施采用三相裝置；工業(yè)負(fù)荷總是三相；單相家用和商用負(fù)荷在各相之間等量分配，以相；單相家用和商用負(fù)荷在各相之間等量分配，以便有效地形成平衡的三相系統(tǒng)。便有效地形成平衡的三相系統(tǒng)。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征2、采用同步發(fā)電機發(fā)電。、采用同步發(fā)電機發(fā)電。 原動機將一次能源（煤、水、核等）轉(zhuǎn)換為機原動機將一次能源（煤、水、核等）轉(zhuǎn)換為機械能，然后由同步發(fā)電機發(fā)電轉(zhuǎn)換為電能械能，然后由同步發(fā)電機發(fā)電轉(zhuǎn)換為電能。3、將電力遠(yuǎn)距離輸送到廣大區(qū)域的電力用戶。、將電力遠(yuǎn)距離輸送到廣大區(qū)域的電力用戶。 需經(jīng)由運行于不同電壓水平的子系統(tǒng)組成的輸配需經(jīng)由運

27、行于不同電壓水平的子系統(tǒng)組成的輸配電系統(tǒng)。電系統(tǒng)。第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征實際上，通常將電網(wǎng)分成以下子系統(tǒng)：實際上，通常將電網(wǎng)分成以下子系統(tǒng)： 1）輸電系統(tǒng)）輸電系統(tǒng) 2）次輸電系統(tǒng)）次輸電系統(tǒng) 3）配電系統(tǒng)）配電系統(tǒng)下圖為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本構(gòu)成：下圖為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本構(gòu)成： 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征管理方式：管理方式：a a、輸電系統(tǒng)由國家、區(qū)域、省電力公司調(diào)管、輸電系統(tǒng)由國家、區(qū)域、省電力公司調(diào)管 輸電系統(tǒng)連接系統(tǒng)中主要的發(fā)電廠和主要的負(fù)荷中心。輸電系統(tǒng)連接系統(tǒng)

28、中主要的發(fā)電廠和主要的負(fù)荷中心。它形成整個系統(tǒng)的骨干并運行于系統(tǒng)的最高電壓水平（通它形成整個系統(tǒng)的骨干并運行于系統(tǒng)的最高電壓水平（通常為常為220KV220KV及以上）。發(fā)電機的電壓通常在及以上）。發(fā)電機的電壓通常在10.535KV10.535KV范范圍內(nèi)，經(jīng)過升壓達(dá)到輸電電壓水平后，電力被傳送到輸電圍內(nèi)，經(jīng)過升壓達(dá)到輸電電壓水平后，電力被傳送到輸電系統(tǒng)樞紐變電站，在此再經(jīng)過降壓達(dá)到次輸電水平（通常系統(tǒng)樞紐變電站，在此再經(jīng)過降壓達(dá)到次輸電水平（通常為為69-138KV69-138KV）。發(fā)電和輸電子系統(tǒng)經(jīng)常被稱為主電力系）。發(fā)電和輸電子系統(tǒng)經(jīng)常被稱為主電力系統(tǒng)。主電力系統(tǒng)一般由國家、區(qū)域和省電

29、網(wǎng)公司調(diào)管。統(tǒng)。主電力系統(tǒng)一般由國家、區(qū)域和省電網(wǎng)公司調(diào)管。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 b b、次輸電系統(tǒng)由地區(qū)供電（電力）公司調(diào)、次輸電系統(tǒng)由地區(qū)供電（電力）公司調(diào)管管 次輸電系統(tǒng)將電力從輸電變電站輸往配電變電次輸電系統(tǒng)將電力從輸電變電站輸往配電變電站。通常大的工業(yè)用戶直接由次輸電系統(tǒng)供電。次站。通常大的工業(yè)用戶直接由次輸電系統(tǒng)供電。次輸電系統(tǒng)由地區(qū)供電（電力）公司調(diào)管。輸電系統(tǒng)由地區(qū)供電（電力）公司調(diào)管。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 c c、配電系統(tǒng)由縣電力公司、城區(qū)分公司、配電系統(tǒng)由縣電力公司、城區(qū)分公司調(diào)管調(diào)管 配電系統(tǒng)

30、相當(dāng)于將電力送往用戶的傳輸過程的配電系統(tǒng)相當(dāng)于將電力送往用戶的傳輸過程的最后一級。一次配電電壓通常在最后一級。一次配電電壓通常在3.035KV3.035KV之間，之間，較小的工業(yè)用戶通過這一電壓等級的主饋線供電。較小的工業(yè)用戶通過這一電壓等級的主饋線供電。二次配電饋線從二次配電饋線從120240V120240V相電壓向民用和商業(yè)用相電壓向民用和商業(yè)用戶供電。配電系統(tǒng)在農(nóng)村由縣電力公司調(diào)管，在城戶供電。配電系統(tǒng)在農(nóng)村由縣電力公司調(diào)管，在城市則由地區(qū)供電公司的城區(qū)分公司調(diào)管。市則由地區(qū)供電公司的城區(qū)分公司調(diào)管。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 相鄰電網(wǎng)的互聯(lián)通常在輸電系

31、統(tǒng)的水平上實現(xiàn)。相鄰電網(wǎng)的互聯(lián)通常在輸電系統(tǒng)的水平上實現(xiàn)。 整個電力系統(tǒng)由多個發(fā)電電源和幾層輸電網(wǎng)絡(luò)組整個電力系統(tǒng)由多個發(fā)電電源和幾層輸電網(wǎng)絡(luò)組成。它們提供的高度結(jié)構(gòu)冗余使系統(tǒng)能夠承受非正成。它們提供的高度結(jié)構(gòu)冗余使系統(tǒng)能夠承受非正常的偶然故障而不致影響對用戶的供電。常的偶然故障而不致影響對用戶的供電。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征五、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)的設(shè)定五、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)的設(shè)定 為了對現(xiàn)代電網(wǎng)進(jìn)行安全性分析和有效得控制，為了對現(xiàn)代電網(wǎng)進(jìn)行安全性分析和有效得控制，在概念上我們將電力系統(tǒng)運行分為在概念上我們將電力系統(tǒng)運行分為5種狀態(tài)：正常種狀態(tài)：正常

32、狀態(tài)、警戒狀態(tài)、緊急狀態(tài)、極端狀態(tài)、恢復(fù)狀態(tài)狀態(tài)、警戒狀態(tài)、緊急狀態(tài)、極端狀態(tài)、恢復(fù)狀態(tài) 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 1 1、正常狀態(tài)：所有的系統(tǒng)變量都在額定范、正常狀態(tài)：所有的系統(tǒng)變量都在額定范圍內(nèi)。圍內(nèi)。 頻率頻率50Hz0.2、電壓電壓Un5，供電可靠性供電可靠性水平都在系統(tǒng)供電質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，沒有過負(fù)荷水平都在系統(tǒng)供電質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，沒有過負(fù)荷的設(shè)備。系統(tǒng)運行于一種安全的方式下，能夠承受的設(shè)備。系統(tǒng)運行于一種安全的方式下，能夠承受偶然事故而不超出任何約束條件偶然事故而不超出任何約束條件（冗余狀態(tài)）（冗余狀態(tài)）。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)

33、代電力系統(tǒng)的基本特征 2 2、警戒狀態(tài)：所有的系統(tǒng)變量都在、警戒狀態(tài)：所有的系統(tǒng)變量都在額定范圍內(nèi)。額定范圍內(nèi)。 所有的約束條件都能得到滿足，然而此時系統(tǒng)所有的約束條件都能得到滿足，然而此時系統(tǒng)已到了很脆弱的程度（由于天氣或者檢修引起），已到了很脆弱的程度（由于天氣或者檢修引起），一次偶然的事故便會造成設(shè)備的過負(fù)荷，從而使系一次偶然的事故便會造成設(shè)備的過負(fù)荷，從而使系統(tǒng)進(jìn)入緊急狀態(tài)。如果這一故障干擾非常嚴(yán)重，則統(tǒng)進(jìn)入緊急狀態(tài)。如果這一故障干擾非常嚴(yán)重，則可能使系統(tǒng)從警戒狀態(tài)直接導(dǎo)致極端狀態(tài)。可能使系統(tǒng)從警戒狀態(tài)直接導(dǎo)致極端狀態(tài)。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 如果

34、系統(tǒng)安全水平下降到低于某一適當(dāng)如果系統(tǒng)安全水平下降到低于某一適當(dāng)?shù)慕缦蓿蛘哂捎诓焕奶鞖鈼l件如特大暴的界限，或者由于不利的天氣條件如特大暴雨而使故障干擾的可能性增加，則系統(tǒng)進(jìn)入雨而使故障干擾的可能性增加，則系統(tǒng)進(jìn)入警戒狀態(tài)。（大風(fēng)、暴雨、霧、小雨）。警戒狀態(tài)。（大風(fēng)、暴雨、霧、小雨）。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 3、緊急狀態(tài)：這種狀態(tài)下，許多母線電、緊急狀態(tài)：這種狀態(tài)下，許多母線電壓降低或設(shè)備負(fù)荷超出短時緊急額定值。壓降低或設(shè)備負(fù)荷超出短時緊急額定值。 此時，系統(tǒng)仍然是完整的，采取緊急控制措施，此時，系統(tǒng)仍然是完整的，采取緊急控制措施，如：故障清除、勵磁控制

35、、快關(guān)汽門、切機、再投如：故障清除、勵磁控制、快關(guān)汽門、切機、再投入發(fā)電機以及減負(fù)荷后，仍可能將系統(tǒng)恢復(fù)到警戒入發(fā)電機以及減負(fù)荷后，仍可能將系統(tǒng)恢復(fù)到警戒狀態(tài)。狀態(tài)。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 4、極端狀態(tài)（事故狀態(tài)）：該狀態(tài)的結(jié)、極端狀態(tài)（事故狀態(tài)）：該狀態(tài)的結(jié)果是連鎖反應(yīng)的停電，并可能使得系統(tǒng)主要果是連鎖反應(yīng)的停電，并可能使得系統(tǒng)主要部分瓦解，造成大機組停機，系統(tǒng)大范圍停部分瓦解，造成大機組停機，系統(tǒng)大范圍停電。電。 第一章第一章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征 5、恢復(fù)狀態(tài)：采取控制措施的過程。、恢復(fù)狀態(tài)：采取控制措施的過程。 該狀態(tài)表示，采取一切可能采取的控制措施，以該狀態(tài)表示，采取一切可能采取的控制措施，以便將所有設(shè)備重