華電電力系統(tǒng)自動化第15講-調(diào)度自動化(1)-網(wǎng)絡(luò)拓撲和可觀測性分析

華電電力系統(tǒng)自動化第15講-調(diào)度自動化(1)-網(wǎng)絡(luò)拓撲和可觀測性分析第一頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage22023/4/28網(wǎng)絡(luò)拓撲和可觀測性分析第二頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage32023/4/28EMS拓撲分析動態(tài)著色可觀測性分析網(wǎng)絡(luò)通信SCADADB遙信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)母線模型SE結(jié)果實時狀態(tài)估計壞數(shù)據(jù)辮識遙測歷史斷面歷史斷面保存超短期負荷預(yù)測預(yù)測數(shù)據(jù)外網(wǎng)等值在線潮流潮流結(jié)果靜態(tài)安全評定自動故障選擇最優(yōu)潮流校正對策分析在線故障計算智能化網(wǎng)絡(luò)建模靈敏度分析經(jīng)濟評估分析量測系統(tǒng)分析維護短路容量掃描靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析暫態(tài)穩(wěn)定分析短期負荷預(yù)測開停機計劃發(fā)電計劃第三頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage42023/4/28如何描述電網(wǎng)的連接關(guān)系？第四頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage52023/4/28電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型－節(jié)點模型用電氣連接點(Node)描述電力設(shè)備間的連接關(guān)系實際電力系統(tǒng)計算的給定條件之一設(shè)備分為單端設(shè)備、雙端設(shè)備和節(jié)點雙端設(shè)備線路（串聯(lián)電抗器），變壓器，開關(guān)，刀閘描述：設(shè)備名FROMnode1TOnode2單端設(shè)備發(fā)電機，負荷，電容器，電抗器等描述：設(shè)備名ATnode1單端設(shè)備是一類特殊的雙端設(shè)備，其一端固定為大地123ln1ln2ld1ln1fromnode1tonode2ln2fromnode2tonode3ld1atnode3第五頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage62023/4/28雙端電力設(shè)備ABABABAB線路（串聯(lián)電抗器）變壓器開關(guān)刀閘第六頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage72023/4/28單端電力設(shè)備發(fā)電機電容器GAAAA負荷電抗器第七頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage82023/4/28電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型－節(jié)點模型的例子開關(guān)FromToA12B13C24D35E46F56第八頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage92023/4/28電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型－典型節(jié)點模型單母線分段雙母線帶旁路四角接線倍半開關(guān)式接線第九頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage102023/4/28電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型－母線模型在節(jié)點模型中去掉阻抗為零的元件（合并該類元件的首末節(jié)點）閉合的開關(guān)和刀閘極短的連接線為什么需要母線模型？大大簡化分析計算母線模型－－電力系統(tǒng)分析計算的基礎(chǔ)第十頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage112023/4/28從節(jié)點模型到母線模型－拓撲分析原來這么簡單??！第十一頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage122023/4/28母線模型中省掉的開關(guān)竟然這么大！SF6開關(guān)模型照片第十二頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage132023/4/28拓撲分析根據(jù)開關(guān)、刀閘的開合狀態(tài)，確定電力系統(tǒng)設(shè)備的電氣連接關(guān)系分析步驟廠站的結(jié)線分析系統(tǒng)的結(jié)線分析搜索方法深度優(yōu)先搜索(DepthFirstSearch,DFS)廣度優(yōu)先搜索(BreadthFirstSearch,BFS)第十三頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage142023/4/28網(wǎng)絡(luò)拓撲分析(TOPO)◆目的—利用元件的拓撲聯(lián)結(jié)關(guān)系和遙信 值確定網(wǎng)絡(luò)的拓撲島◆廠站拓撲分析

(開關(guān)–節(jié)點)+(開關(guān)狀態(tài))=>(節(jié)點–母線)第十四頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage152023/4/28網(wǎng)絡(luò)拓撲分析(TOPO)(續(xù))第十五頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage162023/4/28網(wǎng)絡(luò)拓撲分析(TOPO)(續(xù))第十六頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage172023/4/28網(wǎng)絡(luò)拓撲分析(TOPO)(續(xù))系統(tǒng)的拓撲分析(支路–節(jié)點)+(節(jié)點–母線)=>(支路–母線)系統(tǒng)中，輸電線路把同一電壓等級的廠站聯(lián)成一個拓撲島。第十七頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage182023/4/28網(wǎng)絡(luò)拓撲分析(TOPO)(續(xù))◆活島和死島既有發(fā)電又有負荷，可運行的為活島。不在運行的為死島。

網(wǎng)絡(luò)拓撲的結(jié)果是產(chǎn)生一個可運行的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖(拓撲島)。第十八頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage192023/4/28深度優(yōu)先搜索方法－DFS1259346710811先兒孫再兄弟第十九頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage202023/4/28廣度優(yōu)先搜索(BFS)先兄弟再兒孫1345678910211第二十頁，共26頁。while(TRUE){for(j1=1;j1<=id[i];j1++){if(im[i][j1]!=0){j=im[i][j1];//取出關(guān)聯(lián)節(jié)點jim[i][j1]=0;//清除

for(i1=1;i1<=id[j];i1++){ if(im[j][i1]==i) im[j][i1]=0;;//清除

}if(ioi[j]==0){ it[k]=i; k++; ioi[j]=k; i=j;;//轉(zhuǎn)而檢索i的兒子j}j1=0;//開始檢索節(jié)點j的所有關(guān)聯(lián)節(jié)點

continue;}if(ioi[i]!=1){i=it[ioi[i]-1];//回溯

continue;}}it[i]第i個放進搜索樹的節(jié)點號ioi[i]節(jié)點i在搜索樹的位置序號id[i]—與節(jié)點i相連的接點各數(shù)im[i][]—與i節(jié)點相連的節(jié)點號nIsland_Node[i]—節(jié)點i所屬的島號1342id[1]=1,im[1][]={2}id[2]=3,im[2][]={1,3,4}id[3]=1,im[3][]={2}id[4]=1,im[4][]={2}5第二十一頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage222023/4/28量測系統(tǒng)可觀測性分析電力系統(tǒng)的狀態(tài)：節(jié)點電壓的幅值和角度含義

能夠利用量測系統(tǒng)算出系統(tǒng)的狀態(tài)（電壓幅值和角度）叫可觀測數(shù)值方法要解方程AX=b若要解存在，要求A可逆F(x)=0有解拓撲方法通過拓撲樹的搜索判斷系統(tǒng)的可觀測性第二十二頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage232023/4/28可觀測性分析的拓撲方法－量測分類支路潮流量測，如線路和變壓器的首端或末端的功率量測，簡稱潮流量測節(jié)點注入量測，如機組出力和負荷功率，簡稱注入量測假設(shè)測量都是有功，無功成對出現(xiàn)P12+jQ12P21+jQ21P+jQP+jQ第二十三頁，共26頁。NorthChinaElectricPowerUniversitypage242023/4/28量測系統(tǒng)的可觀測性分析(續(xù))原理P12+jQ