华电电力系统自动化第15讲_调度自动化(1)-网络拓扑和可观测性分析.ppt

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1、North China Electric Power University第十七讲 调度自动化（1）肖仕武Office:J5B309Tel:80794899North China Electric Power Universitypage22023/1/28网络拓扑和可观测性分析 North China Electric Power Universitypage32023/1/28EMS拓扑拓扑分析分析动态动态着色着色可观可观测性测性分析分析网络通网络通信信SCADADB遥信遥信网络网络结构结构母线母线模型模型SE结结果果实时状实时状态估计态估计坏数据坏数据辫识辫识遥测遥测历史历史断面断面历史

2、历史断面断面保存保存超短期超短期负荷预负荷预测测预测预测数据数据外外网网等等值值在在线线潮潮流流潮流潮流结果结果静态安全静态安全评定评定自动故障自动故障选择选择最优潮流最优潮流校正对策校正对策分析分析在线故障在线故障计算计算智能化智能化网络建网络建模模灵敏度分灵敏度分析析经济评估经济评估分析分析量测量测系统系统分析分析维护维护短路容量短路容量扫描扫描静态电压稳静态电压稳定分析定分析暂态稳定暂态稳定分析分析短期短期负荷负荷预测预测开停开停机机计划计划发电计发电计划划North China Electric Power Universitypage42023/1/28如何描述电网的连接关系？Nor

3、th China Electric Power Universitypage52023/1/28电力系统网络模型节点模型l用电气连接点用电气连接点(Node)描述电力设备间的连接关系描述电力设备间的连接关系l实际电力系统计算的给定条件之一实际电力系统计算的给定条件之一l设备分为单端设备、双端设备和节点设备分为单端设备、双端设备和节点l双端设备双端设备n线路（串联电抗器）线路（串联电抗器），变压器，开关，刀闸，变压器，开关，刀闸n描述：描述：设备名设备名 FROM node1 TO node2l单端设备单端设备n发电机，负荷，电容器，电抗器等发电机，负荷，电容器，电抗器等n描述：描述：设备名设备

4、名 AT node1n单端设备是一类特殊的双端设备，其一端固定为大地单端设备是一类特殊的双端设备，其一端固定为大地123ln1ln2ld1ln1 from node1 to node2ln2 from node2 to node3ld1 at node3North China Electric Power Universitypage62023/1/28双端电力设备ABABABAB线路（串联电抗器）变压器开关刀闸North China Electric Power Universitypage72023/1/28单端电力设备发电机电容器GAAAA负荷电抗器North China Electri

5、c Power Universitypage82023/1/28电力系统网络模型节点模型的例子l开关 From TolA 1 2 lB 1 3lC 2 4 lD 3 5lE 4 6lF 5 6North China Electric Power Universitypage92023/1/28电力系统网络模型典型节点模型单单母母线线分分段段双双母母线线带带旁旁路路四四角角接接线线倍倍半半开开关关式式接接线线North China Electric Power Universitypage102023/1/28电力系统网络模型母线模型l在节点模型中去掉阻抗为零的元件（合并该类元件的首末节点）n闭

6、合的开关和刀闸n极短的连接线l为什么需要母线模型？n大大简化分析计算l母线模型电力系统分析计算的基础North China Electric Power Universitypage112023/1/28从节点模型到母线模型拓扑分析原来这么简单啊！原来这么简单啊！North China Electric Power Universitypage122023/1/28母线模型中省掉的开关竟然这么大！SF6开开关关模模型型照照片片North China Electric Power Universitypage132023/1/28拓扑分析l根据开关、刀闸的开合状态，确定电力系统设根据开关、刀闸的

7、开合状态，确定电力系统设备的电气连接关系备的电气连接关系l分析步骤分析步骤n厂站的结线分析厂站的结线分析n系统的结线分析系统的结线分析 l搜索方法搜索方法n深度优先搜索深度优先搜索(Depth First Search,DFS)n广度优先搜索广度优先搜索(Breadth First Search,BFS)North China Electric Power Universitypage142023/1/28网络拓扑分析(TOPO)目的目的 利用元件的拓扑联结关系和遥信利用元件的拓扑联结关系和遥信 值确定网络的拓扑岛值确定网络的拓扑岛厂站拓扑分析厂站拓扑分析l(开关开关节点节点)+(开关状态开关

8、状态)=(节点节点母线母线)North China Electric Power Universitypage152023/1/28网络拓扑分析(TOPO)(续)North China Electric Power Universitypage162023/1/28网络拓扑分析(TOPO)(续)North China Electric Power Universitypage172023/1/28网络拓扑分析(TOPO)(续)l系统的拓扑分析系统的拓扑分析l(支路支路节点节点)+(节点节点母线母线)=(支路支路母线母线)l系统中，输电线路把同一电压等级的厂站联系统中，输电线路把同一电压等级的厂

9、站联成一个拓扑岛。成一个拓扑岛。North China Electric Power Universitypage182023/1/28网络拓扑分析(TOPO)(续)活岛和死岛活岛和死岛既有发电又有负荷，可运行的为活岛。既有发电又有负荷，可运行的为活岛。不在运行的为死岛。不在运行的为死岛。网络拓扑的结果是产生一个可运行的网络拓扑的结果是产生一个可运行的网络拓扑图网络拓扑图(拓扑岛拓扑岛)。North China Electric Power Universitypage192023/1/28深度优先搜索方法DFS1259346710811先儿孙再兄弟先儿孙再兄弟North China Elec

10、tric Power Universitypage202023/1/28广度优先搜索(BFS)先兄弟再儿孙先兄弟再儿孙1345678910211while(TRUE)for(j1=1;j1=idi;j1+)if(imij1!=0)j=imij1;/取出关联节点j imij1=0;/清除 for(i1=1;i1=idj;i1+)if(imji1=i)imji1=0;/清除 if(ioij=0)itk=i;k+;ioij=k;i=j;/转而检索i的儿子j j1=0;/开始检索节点j的所有关联节点 continue;if(ioii!=1)i=itioii-1;/回溯 continue;iti -第i

11、个放进搜索树的节点号ioii-节点i在搜索树的位置序号idi与节点i相连的接点各数imi与i节点相连的节点号nIsland_Nodei节点i所属的岛号1342id1=1,im1=2id2=3,im2=1,3,4id3=1,im3=2id4=1,im4=25North China Electric Power Universitypage222023/1/28量测系统可观测性分析电力系统的状态电力系统的状态：节点电压的幅值和角度节点电压的幅值和角度含义含义-能够利用量测系统算出系统的状态能够利用量测系统算出系统的状态（电压幅值和角度）叫可观测（电压幅值和角度）叫可观测数值方法数值方法n要解方程要

12、解方程AX=bn若要解存在，要求若要解存在，要求A可逆可逆nF(x)=0有解有解拓扑方法拓扑方法-通过拓扑树的搜索判断系统的可观测性通过拓扑树的搜索判断系统的可观测性North China Electric Power Universitypage232023/1/28可观测性分析的拓扑方法量测分类l支路潮流量测，如线路和变压器的首端或末端的功率支路潮流量测，如线路和变压器的首端或末端的功率量测，简称潮流量测量测，简称潮流量测l节点注入量测，如机组节点注入量测，如机组出力和负荷功率，简称注出力和负荷功率，简称注入量测入量测假设测量都是有功，假设测量都是有功，无功成对出现无功成对出现P12+jQ

13、12P21+jQ21P+jQP+jQNorth China Electric Power Universitypage242023/1/28量测系统的可观测性分析(续)原理原理P12+jQ12P21+jQ21已知支路一端电压幅值和角度，已知支路一端已知支路一端电压幅值和角度，已知支路一端P,QP,Q量测，另一量测，另一端节点电压幅值和角度可求。端节点电压幅值和角度可求。North China Electric Power Universitypage252023/1/28量测系统的可观测性分析(续)利用支路量测确定可观测岛利用支路量测确定可观测岛w利用节点注入量测扩大可观测岛利用节点注入量测扩大可观测岛节点节点4 可以上可观测岛可以上可观测岛North China Electric Power Universitypage262023/1/28可观测性分析的步骤(1)支路潮流量 形成处始可观测岛(2)用注入量测扩大可观测岛(3)进一步利用可观测岛的边界注入量测合并可观测岛