電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化講義

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化講義匯報(bào)人：AA2024-01-21電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化概述電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的基本原理調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成與功能調(diào)度自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)踐調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的性能指標(biāo)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)未來發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)contents目錄電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化概述01電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是指利用計(jì)算機(jī)、通信、控制等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。定義電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化經(jīng)歷了從人工調(diào)度到計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度，再到現(xiàn)在的智能調(diào)度的發(fā)展歷程。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，調(diào)度自動(dòng)化的水平也在不斷提高。發(fā)展歷程定義與發(fā)展歷程123通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理電力系統(tǒng)中的故障和異常，避免事故擴(kuò)大，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性通過對(duì)電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，可以合理安排機(jī)組的啟停和出力，降低發(fā)電成本，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性通過對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，可以保障電力系統(tǒng)的電壓和頻率穩(wěn)定，提高供電質(zhì)量。提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量調(diào)度自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的作用國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，建成了覆蓋全國(guó)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。同時(shí)，我國(guó)也在積極開展智能電網(wǎng)、新能源并網(wǎng)等前沿技術(shù)的研究和應(yīng)用。國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展也較為成熟，許多國(guó)家都建立了完善的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。此外，國(guó)外也在積極探索利用人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)提高調(diào)度自動(dòng)化的智能化水平。發(fā)展趨勢(shì)未來電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化將朝著更加智能化、自動(dòng)化、信息化的方向發(fā)展。一方面，將利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)提高調(diào)度自動(dòng)化的智能化水平；另一方面，將加強(qiáng)與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的信息化管理和優(yōu)化運(yùn)行。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的基本原理0203電力系統(tǒng)控制策略探討如何通過控制手段維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，包括有功功率和無功功率的平衡、電壓和頻率的調(diào)節(jié)等。01電力系統(tǒng)的組成與運(yùn)行方式包括發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)的組成和運(yùn)行原理。02電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)分析研究系統(tǒng)在正常運(yùn)行和故障情況下的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性。電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制基礎(chǔ)闡述調(diào)度自動(dòng)化的定義、目標(biāo)和意義。調(diào)度自動(dòng)化的概念與目標(biāo)介紹SCADA系統(tǒng)的基本原理、組成和功能，包括數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和報(bào)警等。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)（SCADA）講解AGC的原理和實(shí)現(xiàn)方法，包括負(fù)荷頻率控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制等。自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）闡述AVC的原理和實(shí)現(xiàn)方法，包括無功功率優(yōu)化和電壓穩(wěn)定性控制等。自動(dòng)電壓控制（AVC）調(diào)度自動(dòng)化的基本原理與實(shí)現(xiàn)方法狀態(tài)估計(jì)技術(shù)負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)最優(yōu)潮流計(jì)算安全約束調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)與算法介紹狀態(tài)估計(jì)的原理、方法和應(yīng)用，包括最小二乘法和卡爾曼濾波等。闡述最優(yōu)潮流計(jì)算的原理、方法和應(yīng)用，包括線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃和智能優(yōu)化算法等。講解負(fù)荷預(yù)測(cè)的原理、方法和應(yīng)用，包括時(shí)間序列分析、回歸分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。探討安全約束調(diào)度的原理、方法和應(yīng)用，包括安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度和安全約束機(jī)組組合等。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成與功能03數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）收集電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、功率等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、壓縮、存儲(chǔ)等處理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，包括設(shè)備狀態(tài)、潮流分布等。通過遙控、遙調(diào)等手段對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理監(jiān)視功能控制功能根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)信息預(yù)測(cè)未來負(fù)荷需求。負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果和機(jī)組性能，確定最優(yōu)的機(jī)組啟停計(jì)劃。機(jī)組組合在機(jī)組組合確定后，按照等微增率原則進(jìn)行經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配。經(jīng)濟(jì)分配根據(jù)實(shí)時(shí)負(fù)荷與系統(tǒng)頻率的偏差，自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)組的出力。自動(dòng)調(diào)整自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）預(yù)測(cè)未來幾小時(shí)內(nèi)的負(fù)荷需求。短期負(fù)荷預(yù)測(cè)交易計(jì)劃制定安全約束考慮實(shí)時(shí)調(diào)整根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果和市場(chǎng)價(jià)格信息，制定最優(yōu)的交易計(jì)劃。在制定交易計(jì)劃時(shí)，考慮電網(wǎng)的安全約束條件。根據(jù)實(shí)時(shí)市場(chǎng)信息和電網(wǎng)狀態(tài)，對(duì)交易計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）其他輔助功能提供電網(wǎng)的拓?fù)浞治觥顟B(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算等功能。網(wǎng)絡(luò)分析為調(diào)度員提供決策支持，如風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、優(yōu)化建議等。輔助決策支持與能量管理系統(tǒng)（EMS）、配電管理系統(tǒng)（DMS）等其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作。與其他系統(tǒng)接口對(duì)電網(wǎng)故障進(jìn)行快速診斷，并提供相應(yīng)的處理建議。故障診斷與處理調(diào)度自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)踐04經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷曲線和機(jī)組的耗量特性，以系統(tǒng)運(yùn)行成本最低為目標(biāo)，制定發(fā)電機(jī)組的出力計(jì)劃。發(fā)電計(jì)劃安全校核對(duì)制定的發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行安全校核，確保系統(tǒng)在各種運(yùn)行方式下的安全性和穩(wěn)定性。自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率，調(diào)整發(fā)電機(jī)組的出力，維持系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率在允許范圍內(nèi)。發(fā)電側(cè)調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用潮流計(jì)算根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮?shù)，計(jì)算電力系統(tǒng)的潮流分布，為調(diào)度員提供實(shí)時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。安全約束調(diào)度在考慮系統(tǒng)安全約束的條件下，對(duì)輸電設(shè)備進(jìn)行調(diào)度，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。最優(yōu)潮流在滿足系統(tǒng)運(yùn)行約束的條件下，通過優(yōu)化算法求解系統(tǒng)的最優(yōu)潮流分布，提高系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。輸電側(cè)調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用通過自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的故障定位、隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。配電網(wǎng)自動(dòng)化通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析用戶用電數(shù)據(jù)，制定合理的需求側(cè)管理策略，提高電力資源的利用效率。需求側(cè)管理對(duì)分布式電源的接入進(jìn)行管理和優(yōu)化，提高配電網(wǎng)的運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性。分布式電源接入管理配電側(cè)調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)的分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備和負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和控制，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行。微電網(wǎng)調(diào)度控制利用先進(jìn)的新能源預(yù)測(cè)技術(shù)，對(duì)風(fēng)電、光伏等新能源的出力進(jìn)行預(yù)測(cè)，并制定相應(yīng)的調(diào)度策略。新能源預(yù)測(cè)與調(diào)度綜合考慮多種能源的特性，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)優(yōu)化調(diào)度，提高能源利用效率和系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。多能互補(bǔ)優(yōu)化調(diào)度微電網(wǎng)及新能源接入下的應(yīng)用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的性能指標(biāo)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)05反映系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力和響應(yīng)速度，包括數(shù)據(jù)刷新頻率、遙控命令執(zhí)行時(shí)間等。實(shí)時(shí)性體現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的處理精度和計(jì)算結(jié)果的可靠性，如狀態(tài)估計(jì)精度、負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率等。準(zhǔn)確性衡量系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程中保持正常性能的能力，涉及系統(tǒng)崩潰率、故障恢復(fù)時(shí)間等指標(biāo)。穩(wěn)定性表征系統(tǒng)適應(yīng)電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大和業(yè)務(wù)需求增長(zhǎng)的能力，包括硬件擴(kuò)展性、軟件模塊化和開放性等。可擴(kuò)展性性能指標(biāo)概述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參照電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。專家評(píng)估邀請(qǐng)行業(yè)專家對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，利用其專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)判斷系統(tǒng)優(yōu)劣。對(duì)比分析將不同廠商、不同版本的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，通過橫向?qū)Ρ雀黜?xiàng)性能指標(biāo)，評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能優(yōu)劣。用戶反饋收集用戶在使用過程中對(duì)系統(tǒng)性能的評(píng)價(jià)和反饋，作為評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能的重要依據(jù)。案例一某省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，通過采用高性能計(jì)算機(jī)集群和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，滿足了大規(guī)模電網(wǎng)的調(diào)度需求。案例二某地區(qū)級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，針對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)特點(diǎn)和業(yè)務(wù)需求，定制化開發(fā)了多個(gè)功能模塊，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。案例三某國(guó)家級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，通過與多個(gè)廠商和科研機(jī)構(gòu)的合作，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的互聯(lián)互通和信息共享，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的綜合性能。實(shí)際案例分析未來發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)06故障預(yù)測(cè)與診斷通過機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)測(cè)和診斷的智能化，減少停電時(shí)間和經(jīng)濟(jì)損失。新能源接入與優(yōu)化借助AI技術(shù)，對(duì)大規(guī)模新能源進(jìn)行智能調(diào)度和優(yōu)化配置，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。智能調(diào)度決策利用AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知、智能分析和自主決策，提高調(diào)度決策的準(zhǔn)確性和效率。人工智能技術(shù)在調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用前景數(shù)據(jù)處理挑戰(zhàn)電力系統(tǒng)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，如何高效、準(zhǔn)確地處理這些數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘通過對(duì)電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的挖掘和分析，可以發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)中的價(jià)值，為調(diào)度決策提供更多依據(jù)。跨領(lǐng)域融合大數(shù)據(jù)技術(shù)可以與電力、氣象、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行融合，為電力系統(tǒng)調(diào)度提供更全面的視角和解決方案。大數(shù)據(jù)技術(shù)在調(diào)度自動(dòng)化中的