城市电网自愈控制体系结构
陈星莺1
,顾欣欣2
,余 昆1
,刘皓明1
,王 平
1
(1.河海大学电气工程学院,江苏省南京市210098;2.国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏省南京市210003)
摘要:建设智能电网是电力系统发展的必然结果,也是电力系统进展的最新动力,而自愈是其最重
要的特征。通过分析城市电网的结构特点、运行方式与大电网的区别,给出了城市电网自愈控制的定义,提出城市电网自愈控制体系结构,设计了整个系统的框架。开发了城市电网自愈控制计算机系统,对南京市江宁区城市电网的运行情况进行快速仿真,结果表明所提出的自愈控制体系能协调处理城市电网面临的各种威胁,使城市电网具有向更佳运行状态转移的内驱力,即具备自愈能力。关键词:城市电网;智能电网;自愈控制;体系结构中图分类号:TM 761;TM727.2
收稿日期:2009-07-20;修回日期:2009-09-13。国家电网公司科技项目(SG KJ [2007]150);已申请国家发明专利(申请号:200910032589.2)。
0 引言
随着经济和社会的发展,电力需求急剧上升,电能质量和供电可靠性要求越来越高。尤其是城市作为人口聚集地、现代工业和商业的中心,大量电力从远方送往城市,输电线路接近运行极限,一旦出现突发事件就会影响城市电力负荷的正常供电。近年来,世界各大城市相继出现大停电[1-2],造成巨大的经济损失,危及社会的安全与稳定。在城市内部进行电力分配时,由于负荷密度大、供电路径短,继电保护的配合难度大。大量分布式电源的接入为城市电力负荷的供电提供了多种选择,并可提供紧急情况下电力负荷的供电,同时也使城市电网的运行更加复杂。因此,迫切需要提高电网控制的智能化水
平,增强城市电网的自愈能力[3]
。
智能电网(smart grid )是为实现电力系统安全稳定、优质可靠、经济环保要求而提出的未来电网发展方向,是实施可持续供电战略的重要保障,具有融合、优化、分布、协调、互动、自愈等特征[4-9]。自愈是智能电网的标志性特征,目的是通过快速仿真决策、协调/自适应控制和分布能源集成,实现实时评价电力系统行为、应对电力系统可能发生的各种事件组合、防止大面积停电,并快速从紧急状态恢复到正常状态[10-12],因此,有文献将智能电网称为自愈电网
(self -healing grid )[4-5]
。“自愈”源于生物医学界,在系统理论中定义为系统的一种能够察觉自身状态,且在无人为干预情况下采取适当的调整以恢复常态
的性质[13]。
目前,国内外学者都在积极探讨具有自愈能力的电网构架[7-11,14-16],讨论相量测量单元(PM U )、广域测量系统(WAMS )、多代理(multi -agent )、网格计算等新技术在未来自愈电网的网络监测、保护、控制等领域中的应用,强调了实时、自适应、全局广域
等自愈系统特点[4,16-19]
。但是,这些研究还未形成统一的系统理论,目前也没有针对城市电网的特点开展自愈控制研究。
本文对城市电网的运行控制进行研究。首先,根据城市电网的特点、运行要求及其与大电网的区别,提出城市电网自愈控制体系结构,定义城市电网自愈控制及其相应的运行状态;然后,设计城市电网自愈控制系统框架,开发相应的计算机系统,通过系统的快速仿真对南京市江宁区的城市电网进行自愈控制分析。
1 城市电网自愈控制体系结构
1.1 城市电网特点
随着电力负荷增加以及电力系统规模的不断扩大,220kV 变电站直接深入城市中心,各级变电站和配供线路埋入地下,大量分布式发电并网运行,大容量分布式电源接入,因此,城市电网发生了根本性变化。本文研究的城市电网为220kV 变电站到直接或间接由其供电的负荷之间的电力网络,具有以下特点:①电压等级复杂,从20kV /10kV /6kV 到220kV ;②电源形式多样化,包括大电网和多种分布式电源;③长、短线路并存;④架空线路与电缆线路并存;⑤网状结构,开环或弱环方式运行;⑥单负荷容量增大,大容量的动态负荷增多。
第33卷 第24期2009年12月25日Vo l .33 N o .24Dec .25,2009
1.2 城市电网运行状态
已有电网控制类文献中[20-22],只对大电网控制进行研究,其控制内容只考虑一次系统,不涉及二次系统中的问题。由于城市电网的结构特点、运行方式与大电网有很大的不同,在对其实施控制时需区别对待。城市电网与大电网的主要不同之处在于:
1)大电网中将系统参数越限和失去稳定2种情况都定义为紧急状态,分别对其实施校正控制和紧急控制,而城市电网中允许越限参数持续一段时间。
2)相对于系统电源来说,分布式电源的容量很小,其失步不会引起系统失去稳定,但城市电网处于受端,并且调节频繁,容易产生电压的波动和不稳定问题。
3)在遭遇自然灾害等特殊境况时,城市电网需要独立维持负荷的正常供电。
4)高低压电磁环网对城市电网的安全有很大威胁,需对其实施有效控制。
5)大电网的经济运行通过改变发电计划与机组组合来实现,而城市电网中除可以调度部分分布式电源出力外,还需进行供电路径的优化。
6)大电网的控制没有考虑电力设备本身的异常状态、继电保护及其配合等二次系统安全隐患、网架结构和有功无功电源对负荷的适应能力,而这些也是城市电网安全运行需要考虑的问题。
综上所述,本文认为城市电网自愈控制的目标是赋予城市电网自我愈合、自我防御、自我免疫的能力,使其成为实现分布式检测、多层保护、智能匹配、主动防御、并行分布式计算等功能的新型智能电网。为了实现城市电网的自愈功能,首先要对城市电网的运行进行分析,明确划分运行状态。本文将其分为7种状态,即紧急状态、恢复状态、异常运行状态、隐性安全状态、显性安全状态、经济运行状态和强壮运行状态。
1)紧急状态:指城市电网中有故障发生、或有严重低电压、或有严重过负荷、或有过负荷持续时间超出允许范围,需继电保护动作以防止运行继续恶化时所处的状态。
2)恢复状态:指对电网的紧急状态实施控制后,城市电网的参数一般尚能符合运行约束条件,但存在失电负荷或供电孤岛,此时城市电网的运行状态虽不再继续恶化,但尚未确立正常运行状态。
3)异常运行状态:指城市电网中存在过负荷且持续时间在允许范围内、电压越限但未发生电压失稳、电压失稳的趋势或电力设备运行异常时所处的状态。
4)隐性安全状态:对于正常运行的城市电网,如果二次系统存在安全隐患、或有电磁环网存在、或者在受到某一个合理的预想事故扰动后不能完全满足约束条件,容易转为异常运行状态或紧急状态,则称此时的城市电网处于隐性安全状态。
5)显性安全状态:对于正常运行的城市电网,如果未运行在当前负荷水平下最经济的状态,且可能存在网架的薄弱环节或有功无功电源及其分布不合理的情况,但无二次系统安全隐患,无电磁环网,在受到任意一个合理的预想事故扰动后都能完全满足约束条件,则称此时的城市电网处于显性安全状态。
6)经济运行状态:指城市电网稳定、安全、可靠运行,且在当前负荷水平下损耗低、运行成本小,但网架薄弱或有功无功电源及其分布不合理,不能适应负荷及其分布的变化时所处的状态。
7)强壮运行状态:指安全经济运行的城市电网具有坚强的网架结构、充足的有功无功电源支持、对负荷及其分布的变化具有很强的适应能力时所处的状态。
其中后面4种状态都属于正常运行状态。正常运行状态是指城市电网满足负荷约束条件和运行约束条件,且没有失电负荷、不存在供电孤岛、未发生故障、无过负荷和电压越限现象、无电压失稳的趋势、电力设备不存在异常时所处的状态。
1.3 城市电网自愈控制
本文定义城市电网自愈控制为:以数据采集为基础,自动诊断城市电网当前所处的运行状态,运用智能方法进行控制策略决策,实现对继电保护、开关、安全自动装置和自动调节装置的自动控制,在期望时间内促使城市电网转向更好的运行状态,赋予城市电网自愈能力,即使城市电网能够顺利渡过紧急情况、及时恢复供电、运行时满足安全约束、具有较高的经济性、对于负荷变化等扰动具有很强的适应能力。
根据上述城市电网运行状态的定义,可将城市电网自愈控制分为7种情况,即紧急控制、恢复控制、孤岛控制、校正控制、预防控制、优化控制和健壮控制。
1)紧急控制:指城市电网处于紧急状态时,为了维持稳定运行和持续供电,而采取切除故障、切机、切负荷、主动解列等控制措施,以使系统转为恢复状态、异常运行状态或正常运行状态。
2)恢复控制:指城市电网处于恢复状态时,选择合理的供电路径,恢复负荷供电,实现孤岛并网运行,使其转到正常运行状态或异常运行状态。
3)孤岛控制:指城市电网从系统解列形成孤岛,甚至多个孤岛运行时,对其实施有效控制,使其有功
·研制与开发· 陈星莺,等 城市电网自愈控制体系结构
无功功率平衡,频率和电压能稳定在一定的范围内,维持孤岛的正常供电,直至孤岛重新并网。
4)校正控制:指城市电网处于异常运行状态时,对其实施控制,排除设备异常运行、消除过负荷与电压越限、避免发生电压失稳,使其转移到正常运行状态。
5)预防控制:指城市电网处于隐性安全状态时,通过校核检修二次系统、调整保护定值、调节无功补偿设备、切换线路运行方式等措施,消除城市电网的安全隐患,使其转到显性安全状态。
6)优化控制:指城市电网处于显性安全状态时,通过改变供电路径、优化变压器运行方式、调节无功补偿设备等,降低电网损耗、减小运行成本,使其转到经济运行状态。
7)健壮控制:指城市电网处于显性安全状态时,通过加强网架结构建设、增加有功无功备用,使其转到强壮运行状态。
图1为城市电网自愈控制与其运行状态之间的关系
。
图1 城市电网自愈控制与运行状态关系Fig .1 Relation between self -healing control and
operation status in urban po wer grid
2 城市电网自愈控制系统框架
第1节中提出的城市电网自愈控制体系结构包括了城市电网的一次系统和二次系统,规模十分庞大,具有海量数据,涉及多个领域。因此,需要将调度系统、继电保护、测量控制装置、通信网络等相关内容有序组织,形成一个有机的整体,各部分之间协调工作,才能促使城市电网始终向着优于当前运行状态的新状态转移,使其具备自愈能力。综上所述,本文设计了图2所示的城市电网自愈控制系统,其中组织协调中心是系统的“中枢”,决策中心是系统的“智囊团”,其结构如图3所示
。
图2 城市电网自愈控制系统
Fig .2 Self -healing control system in urban power
grid
图3 决策中心结构
Fig .3 Structure of decision center
3 算例分析
根据本文提出的城市电网自愈控制体系结构与
框架,开发了相应的计算机系统,并在南京市的江宁区城市电网和六合区城市电网实施,现已通过国家电网公司验收。限于篇幅,整个系统涉及的具体算法在后续文章中介绍,本文以江宁区城市电网为例对城市电网自愈控制过程进行分析。电网结构见附录A 图A1,对其设计2个案例,案例1为天井山变三侧分裂运行和新苏电厂机组停机检修情况下,725高天线发生A 相永久性短路,过渡电阻为0Ψ;案例2为天井山变三侧分裂运行情况下,794殷天线发生AB 相永久性短路,过渡电阻为20Ψ。3.1 案例1分析
当725高天线发生A 相接地短路时,系统除按附录A 表A1所示顺序操作外,在合上殷镇变387开关之前首先修改殷巷变394殷镇线的保护定值区,设置定值区1为运行定值区,具体定值见附录A 表A2。
从附录A 表A1可以看出,系统在城市电网发
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生故障后立即启动继电保护,切除故障以消除紧急情况,其延时主要为系统分析时间,紧急控制的目标是尽快恢复供电,此时不考虑城市电网能够承受的其他威胁。
紧急控制后,城市电网进入恢复状态,系统选择合上天井山变高压侧分段开关来恢复对失电负荷的供电,符合正常的供电原则。由于新苏电厂机组停运,天井山变的负荷全部由794殷天线供电引起线路过载,系统进行校正控制,将部分负荷转移到387天殷线,并通过调节殷镇变的有载调压和投入天井山变电容器避免均衡负荷后产生新的威胁。同时,由上可知系统很好地协调了校正控制与预防控制,在均衡负荷之前已修改394殷镇线的保护定值,防止引发新的事故导致负荷转移不成功。
3.2 案例2分析
从附录A表A3可知,系统在处理紧急情况之后,城市电网中产生了供电孤岛,新苏电厂的发电机组独立为天井山变的部分负荷供电。由于机组容量不足以供给岛内所有负荷,系统在孤岛控制时决策将天井山变的710分段开关合上,避免了分布式电源独立供电的孤岛内因功率不平衡造成城市电网不稳定运行情况的发生。
4 结语
城市电网建设的新方向是自愈与智能,本文根据自愈理念和智能化目标,定义了城市电网的运行状态和运行控制,提出了城市电网自愈控制体系结构,并搭建了整个系统的框架,开发了相应的计算机系统。对南京市江宁区城市电网进行的仿真试验结果表明,本文提出的城市电网自愈控制体系能根据城市电网的运行状态选择合适的控制方式与控制策略,并且在城市电网中存在多种威胁或隐患时能够协调各种控制手段,使得城市电网在当前环境下始终保持最佳运行状态,提高了城市电网的智能化水平,使其具有较强的自愈能力。
附录见本刊网络版(http://w w w.aeps-info. com/aeps/ch/index.aspx)。
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陈星莺(1964—),女,通信作者,博士,教授,博士生导
师,主要研究方向:电力系统经济运行分析与控制、电力市场
与电力经济、可再生能源发电系统的运行分析与控制。E -mail :x ychen @hhu .edu .cn
顾欣欣(1953—),女,教授级高级工程师,主要研究方向:电力系统继电保护、变电站综合自动化、分布式发电与新能源技术。
余 昆(1978—),男,博士研究生,讲师,主要研究方向:地区电力经济运行、地区电网安全分析与控制。E -mail :kun .yu @vip .sina .com
Architecture for Self -healing Control of Urban Power Grid
CH EN X ingy ing 1,GU X inx in 2,Y U K un 1,L IU Haoming 1,W AN G Ping 1
(1.H ohai Univ ersity ,N anjing 210098,China ;2.State G rid Electric P owe r Research Institute ,N anjing 210003,China )A bstract :It is an inevitable result of the electric powe r sy stem developme nt as w ell as the new est mo tive fo rce o f its advance to build the sma rt g rid w hile self -healing is its mo st im po rtant feature .Based o n an analy sis o f the urban pow er g rid characteristics and the o per atio n mo de differ ent from the main pow er grid ,the self -healing co ntro l o f urban powe r g rid is defined .T he architecture fo r self -healing contro l of ur ban po we r g rid is conceived and the f ramewo rk of w hole sy stem is de signed .T he co mputer sy stem for self -healing contro l of urban pow er grid is dev elo ped .Fast simulatio n is pe rfor med for the o pe ratio n of the Jiang ning ur ban po wer g rid ,the results showing tha t the pro po sed self -healing contro l sy stem is capable of coping with all kinds of thr eats to urban pow er g rid so that it is given the inte rnal drive fo r transfe rring to a better status .I n other w ords ,the urban po wer grid will hav e the ability of self -healing .
T his wo rk is suppo rted by S ta te G rid Co rpo ra tion of China .Key words :ur ban powe r g rid ;smar t g rid ;self -healing contro l ;sy stem architecture
(上接第10页 continued from page 10)
郭文鑫(1985—),男,硕士研究生,主要研究方向:电力系统故障诊断及恢复技术。E -mail :guow enxin2005@126.co m
文福拴(1965—),男,通信作者,特聘教授,博士生导
师,主要研究方向:电力市场及电力系统故障诊断与系统恢
复。E -mail :fushuan .w en @g mail .com
廖志伟(1973—),男,副教授,硕士生导师,主要研究方向:电力系统故障诊断、分析以及电力系统智能控制。E -mail :epliao @scut .edu .cn
An Analytic Model for Power System Fault Diagnosis with Malfunctions of Protective Relays
and Circuit Breakers Taken into Account
G UO Wen xin 1,WE N Fushuan 2,L I AO Z hiwei 1,H E X iangzhen 3,L I AN G J unhui 3
(1.South China U nive rsity o f T echno log y ,Guangzhou 510640,China ;2.Z hejiang U niversity ,Hangzhou 310027,China ;
3.G uang do ng Electric Pow er Dispatching &Communica tion Center ,Guangzhou 510600,China )A bstract :When a fault occurs on a section o r a co mpo nent in a g iv en pow er sy stem ,if some o r all protectiv e relay s (P Rs )a nd
circuit breakers (CBs )asso ciated do no t w o rk properly ,o r in o ther w o rds ,a malfunctio n o r malfunc tions are happening with the se P Rs and /o r CBs ,the o utag e range co uld be sig nificantly e xtended .A s a result ,the co mplexity of fault diagnosis co uld be increased .T he ex isting analy tic mo dels fo r pow er system fault diag no sis do no t sy stema tica lly address the po ssible malfunctions of P Rs and CBs ,and hence may lead to inco rrect diagnosis results if such malfunctio ns do o ccur .G iven this backg ro und ,ba sed on the ex isting analy tic mo dels ,an effo rt is made to develo p a new ana ly tic mo del to well take into acco unt of the po ssible malfunctions o f P Rs and CBs ,and furthe r to impr ove the accur acy o f fault diagnosis results .T he develo ped mo del could no t only estimate the faulted section (s ),but also identify the malfunctioned PRs and CBs as w ell as the missing and /or fa lse alar ms .A so ftw are system is developed fo r practical applications ,and realistic fault scenarios fro m an actual po wer sy stem a re se rved for demonstra ting the co r rectness of the presented model and the efficiency o f the develo ped softw are sy stem .
T his wo rk is jointly suppo rted by N atio nal N atural Science Fo undatio n of China (N o .50477029)and N atio na l Key T echnolog y Re search &D ev elo ped Pr og ram (No .2008BAA 13B10).Key words :fault diagnosis ;analytic mo del ;alarm message ;ma lfunctions o f pro tectiv e relay s and cir cuit br eaker s
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《电网电能质量控制》 A 1. 电能质量的基本要求是什么？ 解答：为保证电能安全经济地输送、分配和使用，理想供电系统的运行应具有如下基本特性： （1）以单一恒定的电网标称频（50Hz 或60Hz ，我国采用50Hz ）、规定的若干电压等级（如配电系统一般为110kV ,35kV ,10kV ,380V/220V ）和以正弦函数波形变化的交流电向用户供电，并且这些运行参数不受用电负荷特性的影响。 （2）始终保持三相交流电压和负荷电流的平衡。用电设备汲取电能应当保证最大传输效率，即达到单位功率因数，同时各用电负荷之间互不干扰。 （3）电能的供应充足，即向电力用户的供电不中断，始终保证电气设备的正常工作与运转，并且每时每刻系统中的功率供需都是平衡的。 2. 简述长时间电压波动的内容及其特征 解答：长时间电压变动是指，在工频条件下电压均方根值偏离额定值，并且持续时间超过1min 的电压变动现象。 长时间电压变动可能时过电压也可能欠电压。 过电压 欠电压 持续中断 3. 什么是对称分量变换(120变换)？ 它适合哪种分析场合？ 120变换又称对称分量变换，它是一种把三相电流相量用正序、负序和零序对称分量来表示的变换。其变换公式为 (2-59) 式中， 互为共轭。 ???? ????????????=??????c b a 22211131i i i a a a a i i ,2321 ,232132232j e a j e a j j --==+-==-ππ
应用场合：是一种计算电力系统不平衡情况的工具，也可用于N相系统。 4. 改善电压偏差的措施有哪些？ 解答：（一）配置充足的无功功率电源 （二）系统调压手段 （1）电压偏差的调整方式：逆调压、顺调压、恒调压 （2）电压偏差的调整手段：用发电机调压、改变变压器变比调压、改变线路参数调压。 5. 什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？ 解答：频率的一次调整是指利用发电机组的调速器，对于变动幅度小、变动周期短的频率偏差所做的调整。 频率的一次调整是指利用发电机组的调频器对于变动幅度大、变动周期长的频率偏差所做的调整。 6. 电压波动与闪变有哪些危害？ 1引起车间，工作室和生活居室等场所的照明灯光闪烁，使人的视觉易于疲劳甚至难以忍受而产生烦躁情绪，从而降低了工作效率和生活质量。 2 使得电视机画面亮度频繁变化以及垂直水平幅度摇晃。 3造成对直接与交流电源相连的电动机的转速不稳定，时而加速时而制动，由此可能影响产品质量，严重时危及设备本身安全运行。例如，对于造纸业，丝织业和精加工机床制品等行业，如果在生产运行时发生电压波动甚至会使产品报废等。 4对电压波动较为敏感的工艺过程或实验结果产生不良影响。例如使光电比色仪工作不正常，使化验结果出差错。5导致电子仪器和设备，计算机系统，自动控制生产线以及办公自动化设备等工作不正常，或受到损害。 5导致以电压相位角为控制指令的系统控制功能紊乱，致使电力电力换流器换向失败等。 顺便指出，波动性负荷除了会产生以上总结的闪变危害之外，由于自身的工作特点所决定，还会产生大量的谐波，并且由于其三相严重不对称带来的的
附件1：新能源微电网技术条件 一、联网微电网 联网微电网是解决波动性可再生电力高比例接入配电网的有效方案。相对于不带储能的简单可再生能源分布式并网发电系统具有如下功能和优势： 1、通过微电网形式可以有效提高波动性可再生能源接入配电网的比例，功率渗透率（微电网额定装机功率与峰值负荷功率的比值）可以做到100%以上，此次申报项目原则上要求做到50%以上； 2、微电网具备很强的调节能力，能够与公共电网友好互动，平抑可再生能源波动性，消减电网峰谷差，替代或部分替代调峰电源，能接受和执行电网调度指令； 3、与公共电网联网运行时，并网点的交换功率和交换时段可控，且有利于微电网内电压和频率的控制； 4、在微电网自发自用电量效益高于从电网购电时，或在公共电网不允许“逆功率”情况下，可以有效提高自发自用电量的比例，避免损失可再生能源发电量，提高效益；当公共电网发生故障时，可以全部或部分孤岛运行，保障本地全部负荷或重要负荷的连续供电； 5、延缓公共电网改造，不增加甚至减少电网备用容量； 6、在电网末端可以提高供电可靠性率，改善供电电能质量，延缓电网（如海缆）改造扩容，节约电网改造投资；
7、与其它清洁能源（如CHP）和可再生能源不同利用形式结合，可以同时解决当地热水、供热、供冷和炊事用能问题。 主要技术条件 1、与公共配电网具有单一并网点，应能实现联网和孤岛2种运行模式，根据所在地区资源特点、负荷特性以及电网需求和架构，可以具备上节联网微电网的一种或多种功能。 2、微电网接入110kV公共配电网，并网点的交换功率应≤40MW，微电网接入35kV公共配电网，并网点的交换功率应≤20MW，微电网接入10kV公共配电网，并网点的交换功率应≤6MW，微电网接入400V公共配电网，并网点的交换功率应≤500kW； 3、储能装置的有效容量由所希望实现的功能、负荷的日分布特性、孤岛运行时间以及电网调峰需求决定，应根据实际情况设计； 4、在具备天然气资源的条件下，可应用天然气分布式能源系统，作为微电网快速调节电源，为消纳高比例、大规模可再生能源发电提供快速调节能力； 5、具有从发电到用电的智能能量管理系统，具有用户用能信息采集功能和远程通信接口； 6、微电网与公共配电网并网，应符合分布式发电接入电力系统的相关技术规定；微电网供电范围内的供电安全和电能质量亦应符合相关电力标准。
精准负荷控制系统测试方法的研究和应用 发表时间：2019-01-23T10:34:38.490Z 来源：《河南电力》2018年16期作者：卢伟明陈沁野孔维怡林远哲 [导读] 随着中国电网规模的不断扩大，电网进入了跨区域，超高压，交直流混合运行的新阶段 卢伟明陈沁野孔维怡林远哲 （国网台州供电公司浙江台州 318000） 摘要：随着中国电网规模的不断扩大，电网进入了跨区域，超高压，交直流混合运行的新阶段，对于电网实现运行管理复杂程度更高。为确保供电质量和电力系统的经济安全性，电网调度中心对于系统的运行状况要进行精准的控制和掌握，对于运行过程中产生的问题正确的分析和处理，通过合理有效的基本措施应对紧急情况。要保证电力能够安全供应和运行。本篇文章对于测试负荷控制系统的方法进行了研究分析，合理运用系统方式保证电力的基本续航能力。以下的观点仅供参考和借鉴。 关键词：负荷控制系统；测试方法；应用 引言： 特高压交直流系统保护的关键构成就是负荷控制系统。这种系统的作用在于综合配置电网资源，实现电源、电网、用户之间的互动沟通，保证电网的故障处理分析基本能力。对于负荷资源进行分级区分管理，通过直接调度可以实现对分类用户中断负载的实时精确控制，避免大量变电站或线路整体跳闸的情况，最大限度地减少电网故障的社会影响，提高大电网的故障防御能力。为了确保控制系统的稳定性和可靠性，负载控制系统在投入使用之前需要进行验证。目前，在变电站自动化系统中，负荷控制系统的验证测试主要是通过负荷控制系统的实际模型和仿真，然后进行分析和验证。虽然这种方法可以测试负载控制系统的性能，但是它会消耗大量的时间以及人力资源，并且所需的成本相对较高。 1 负荷控制系统 控制系统的结构由控制主站、子站和负控制终端构成。协调控制站的主机通信连接到主站的主机，并且一个主站的主机通信连接到8个子站的主机，每个子站主机连接到8个通信接口扩展设备，每个通信接口扩展设备连接到30个负控制终端。每个负控制终端将相应的负载量发送给相应的子站主机，子站主机将负载量发送给主站主机。当需要移除负载时，控制终端的主机向主站的主机发送减载命令。 图1 精准负荷控制结构 主机接收到减载命令后，进行计算和分析，得到每个子站主机需要切断的负载，并将负载发送到每个子站。主机发送相应的减载命令和需要切断的负载量。当子站主机接收到减载指令和要切断的负载量时，相应的控制终端用于控制负控制终端切断相应的负载量。根据主站发出的总减载指令，主站主机合理分配每个子站的水平和负荷。根据默认的8个子站标度预设默认控制字，用于设置子站减载优先级。对应于1-8的优先级，依据顺序切断子站负载，并根据子站为减载策略发送的负载信息，计算每个优先级的负载等信息。子站主机根据负控制终端地址的优先级，根据主站下发的总减载量，合理地分配每个负控制终端的级别和负载。根据发送的负载信息，收集统计信息。诸如优先级可加载量之类的信息用于减载策略并被发送到主站。 2 基本的测试环境 测试装置、主站和子站主机构成了基本的测试环境，在测试装置中设有协控主站、子站主机和负控终端模拟模块，形成了闭环测试系统，如图2所示。
一、概述 FKWB82-GY4C系列型江苏电力负荷管理终端（以下简称终端），是江苏苏源光一科技有限公司根据电力负荷控制系统的要求，应用当前先进的电子技术，开发的负荷管理设备，具有功能强，集成度高，可靠性好，结构简洁，安装使用方便等特点，可应用于厂矿、商场、宾馆、学校、医院等各种用电场所，对电力用户进行数据采集计算、控制及管理。 终端用户界面采用240×128大屏点阵液晶屏，菜单显示直观，操作选择简单，内置国标字库，支持中文信息的发布；配置了4路双位控制接口，8路遥信输入接口，8路脉冲输入接口，2路RS485接口，2路4-20mA电流环接口（选配）， 4路12V辅助电源输出等，以满足不同用户的需要，实现了电力负荷管理终端要求的所有功能。 终端产品标准执行DL/T533-93《无线电负荷控制双向终端技术条件》、Q/GDW 129-2005《电力负荷管理系统通用技术条件》、DL/T535-96《电力负荷控制与管理系统数据传输规约》，同时符合《江苏省负控终端技术条件》、《江苏电力负荷控制系统数据传输规约》及国电公司《电力负荷管理系统数据传输规约—2004》的要求。 主要特点： 采用模块式设计，方便、美观； 超大容量内存，“记忆力”更强，大大提高数据存储密度； 全面的功能配置，全面实现需方管理； 便携式、小型化，安装维护更为便捷； 二、使用环境条件
环境温度：－25℃～+55℃； 湿度：相对湿度10%～100%（包括凝露），绝对湿度小于29g/m3； 大气压：BB2级，66～108Kpa。 三、主要功能和主要参数指标 3．1 电源电压： 220VAC，允许偏差为-20%～+20%；频率为50Hz，允许偏差为±6% （如用户提出要求，可选择100VAC供电）。 3．2 消耗功率 守候状态：不大于20VA(100V供电时消耗率应不大于15VA)； 发射状态：不大于80 VA。 3．3 数据和时钟保持 硬时钟、参数保存和历史数据的保存，可以在断电的情况下保持1年以上。后备电池（或其他保电部件）可维持10年，不需要更换。 3．4 输入回路 3．4．1脉冲输入 输入路数：8路； 脉冲宽度：60～120ms，脉冲幅度为10V±2V（有脉冲），≤0.8V(无脉冲)； 输入方式：无源或有源脉冲； 测量误差：≤±0.1%。 3．4．2遥信输入 输入路数：8路； 输入信号：为不带电的开/合切换触点。 3．4．3辅助电源 提供4路直流12V/150mA电源，用于电能表脉冲输入或485接口的需要。 3．5 输出回路 3．5．1控制输出 输出路数：4路开/合双位置控制输出； 触点额定功率：可接通和断开交流250V、5A，380V、2A或DC110V、0.5A； 触点寿命：通、断上述额定电流不少于105次； 终端跳闸继电器采用脉冲输出方式，即跳闸输出时继电器动作约一秒钟，以后每到整分时再动作一次。 3．5．2语音报警输出 有语音报警输出，扬声器功率：1W；
电网电能质量控制B一、单选题 1.将参考坐标由旋转电机的定子侧转移到转子侧的坐标变换为（B）。 A.αβ变换 B.dq变换 C.傅里叶变换 D.小波变换 2.电能质量的基本要素是：电压合格、频率合格和（C） A.周期合格 B.电流合格 C.连续供电 D.三项平衡 3.电压波动与闪变的关系，以下叙述正确的是（B）。 A.电压波动是由闪变引起的，是一种电磁现象 B.闪变是电压波动的结果，是人对照度波动的主观视感反应 C.两者表述的意思相同 D.两者没有关系 4.单调谐滤波器有（A）种谐振频率。 A.一 B.两 C.三 D.四 5.电压暂降已经成为现代电力用户所面临的最重要的（A）干扰问题之一。 A.电能质量 B.用电质量 C.电压 D.电磁 6.长时间电压变动不包括（A）。 A.电压凹陷 B.过电压 C.欠电压 D.持续中断 7.具有故障自动恢复装置的断电为（A）。 A.短时间中断 B.长时间中断 C.电压中断 D.电流中断 8.GB/T15543-2008规定，电力系统公共连接点的正常电压不平衡度允许值为（C）。 A.4% B.3% C.2% D.1% 9.关于电能质量评估的复杂性的描述，错误的是（D）。 A.多个质量指标共同作用于一个系统，组合太多 B.电网节点多，电能质量问题具有传播性 C.不同电气设备在不同条件下对电压干扰的敏感度不同 D.电能质量测量仪表精度不够 10.根据IEEE定义电压电压暂降的电压下降幅度为标准电压的（A）。 A.90%-10% B.90%-1% C.85%-10% D.80%-1% 11.低压380V配电系统中电压谐波畸变率的允许值为（A）。 A.5% B.10% C.3% D.7% 12.在实际电力系统中，正序性谐波都有哪些（C）。
区域供电动态调剂负荷控制系统技术规范 1 范围 本文件规定了区域供电动态调剂负荷控制系统的总体原则、系统架构、系统功能、技术指标、安全防护和容量分配设计要求。 本文件适用于电网、用户及电能服务商等开展区域供电动态调剂负荷控制系统的规划设计、开发部署、建设运营和验收评估。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术 GB 17859 计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB/T 18487.1 电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求 GB/T 22239 信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求 GB/T 22240 信息安全技术信息系统安全等级保护定级指南 GB/T 32127 需求响应效果监测与综合效益评价导则 GB/T 32672 电力需求响应系统通用技术规范 GB/T 33593 分布式电源并网技术要求 GB/T 35681 电力需求响应系统功能规范 GB/T 36040 居民住宅小区电力配置规范 GB 51348 民用建筑电气设计标准 DL/T 1365 名词术语电力节能 JGJ 242 住宅建筑电气设计规范 NB/T 33005 电动汽车充电站及电池更换站监控系统技术规范 NB/T 33007 电动汽车充电站/电池更换站监控系统与充换电设备通信协议 NB/T 33010 分布式电源接入电网运行控制规范 NB/T 33014 电化学储能系统接入配电网运行控制规范 NB/T 33015 电化学储能系统接入配电网技术规定 QC/T 895 电动汽车用传导式车载充电机 3 术语和定义 GB/T 32672、GB/T 35681、GB/T 32127、DL/T 1365界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 需求响应 demand response；DR 电力用户对实施机构发布的价格信号或激励机制做出响应，并改变电力消费模式的一种参与行为。 [来源：GB/T 32672—2016，3.1]
微电网能量管理系统相关资料 微电网采用了大量的现代电力电子技术将光伏发电、风电、燃气轮机、燃料电池、储能设备等微电源装置并在一起,直接接在用户侧,构成规模较小的分散的独立系统。对于大电网来说,微电网可被视为电网中的一个可控单元,由于电力电子器件的高反应特点,它可以迅速满足外部输配电网络的需求。另外,对用户来说,由于微电网的分布特点,可以维持本地电压稳定、增加本地可靠性、降低馈线损耗、通过利用余热提高能量利用的效率及提供不间断电源等,能够满足他们特定的需求。 在接入电网问题上,微电网的入网标准不针对各个具体而分散的微电源,只针对PcC(微电网与大电网的公共连接点)。微电网不仅解决了分布式电源单机接入成本高的问题,还充分发挥了分布式电源的各项优势,并且为用户带来了其它多个方面的效益。 微电网能量管理系统的主要管理对象： 1.分布式电源 微电网中的分布式电源包括燃料电池、微型燃气轮机、柴油发电机、热电联产系统、风电、光伏等。其中，热电联产系统通过燃料电池、微型燃气轮机或其他燃机在发电的同时提供热能，能量利用率超过 80%，在微电网中具有较好的应用前景。不同类型的电源通过整流器和逆变器等电力电子设备将不同频率的电能平滑地转换为相同频率的交流或直流电能。通过控制逆变器可以控制分布式电源的输出，让分布式电源按指定的电压和频率（U/f 控制)或有功和无功(PQ控制)输出。这些基于逆变器的控制方式支撑着微电网系统的总体控制策略。分布式电源按可控性分为不可调度机组和可调度机组。风电、光伏的发电主要取决于自然环境，具有随机性和波动性，属于不可调度机组，其具有一定的可预测性，但目前仍具有较大的预测误差。而燃料机组如微型燃气轮机、燃料电池、柴油机属于可调度机组，微电网能量管理系统需要预测风电、光伏的出力，并根据预测出力、燃料机组油耗、热电需求等制定可调度机组的调度计划。 2.储能系统 储能系统在微电网中得到了广泛的应用，适合微电网的储能技术主要有蓄电池、飞轮、超级电容。蓄电池具有电能容量大、能量密度大、循环寿命短等特点，在并网时起削峰填谷和能量调度的作用，在孤网时常作为中心存储单元，维护微电网的频率与电压稳定。飞轮具有较大的能量密度、较高的功率输出和无限的充放电次数，常用来平抑微电网中的瞬时功率波动。超级电容具有功率密度大、循环寿命长、能量密度低等特点，但相对于其他 2种储能技术具有较高的成本。由于具有较低的惯性、储能系统在微电网中可以平抑可再生能源和负荷的功率波动，维护系统的实时功率平衡，同时能在微电网并网与孤网状态切换时提供瞬时的功率支撑，维持系统稳定。储能系统一般通过逆变器接入微电网，采用U/f 控制和 PQ控制，接受微电网能量管理系统的指令来决定工作方式和发电功率。储能系统的管理目标取决于微电网的工作方式。在并网模式下，其主要是确保分布式电源的稳定出力，容量充足时可以起削峰填谷和能量调度的辅助作用；在孤网模式下，储能系统主要是维护系统稳定，减少终端用户的电能波动。
TFSJ-Ⅱ用电负荷控制系统 一、概述 二、系统构成 三、系统功能 四、技术特点 五、系统通讯 六、控制终端
一、概述 电力负荷管理系统是集计算机技术、数据处理技术、通信技术、自动控制技术于一体的高新技术。充分利用供、负荷信息对提高管理水平、增加经济效益起着至关重要的作用。 当前城乡电网改造的不断深入发展，提高负荷管理自动化水平、提高电网运行的可靠性和安全性是各供电企业急需解决的问题。电力市场的运行除了供电企业制定出完善的管理机制外，还要从技术支持上建立一整套周密的保证体系，以此来作为管理的基础。如何对日益复杂的电网负荷进行调控、对纷繁复杂的电力设备进行科学管理，如何优化电度调度各个环节，使整个系统协调运转，都需要先进的技术作为基础。随着电力营销及需求侧管理技术的发展和管理创新，电力负荷管理系统已成为电力营销与客户服务工作的重要组成部分。 TFSJ-Ⅱ电力负荷控制管理系统主要实现对电力用户的负荷进行监控，实现限电不拉线和公平、合理、有序用电。实现远程抄表、催缴电费、计量监察等功能，为电力营销考核提供准确的数据。同时可以实现预购电，先交钱后用电，完善用电营销管理体制。该系统具有用户用电档案管理、负荷监控、系统管理、线损分析、报表与曲线输出、与其他系统接口功能。 随着电力负荷管理系统功能的日臻完善，不仅能对电力用户的负荷进行监控，实现限电不拉路的基本目标，而且能实现远程抄表、催缴电费、计量监察等功能，还能通过计算机联网实现数据共享。利用负控终端对大用户的用电负荷进行控制，实现有序用电、预购电和计量远程抄表管理。实现系统负荷预测, 为电力市场考核提供准确的数据。该系统具有用户用电档案管理、负荷监控、系统管理、线损分析、报表与曲线输出、与其他系统接口功能。 二、系统构成 系统主要是由负荷控制终端，监控中心计算机及控制管理软件三部分组成。负荷控制终端可以监测用户负荷参数和抄收计量数据，监控中心可通过CDMA/GPRS/GSM或230M无线数传电台实现对电力用户的负荷进行监控，将数据存入数据库，同时可完成对抄表数据的整理、计算、显示等工作。局域网中的终端电脑可通过权限查看中心服务器提供的各种数据及报表。 系统总体结构图如下：
江苏电网电能质量分析与改进对策 刘成民 摘要：本文总结了近年来江苏电网及系统中大容量非线性用户的谐波等电能质量问题的现状，就包括频率在内的的各电能质量问题进行了分析，并对新形势下的电能质量问题，提出防止对策。为江苏电网进一步提高电能质量提供了技术支撑。 关键词:电网, 电能质量, 对策 Power Quality Analysis And Improved Strategy for Jiangsu Power Network Abstract The present condition of power quality problems such as harmonic of nonlinear customer of large capacity in Jiangsu power network and system is concluded. Different power quality problems in Jiangsu Power Network are analyzed. According to new positions of power quality problems, some protection and strategy are presented, which provide technique support for increasing power quality in Jiangsu power network. Keywords power network，power quality，strategy 1现代电能质量概念 我国现有的电能质量方面的标准包括以下五个方面： （1）电力系统频率允许偏差；（2）供电电压允许偏差；（3）电压允许波动和闪变；（4）三相电压允许不平衡度；（5）公用电网谐波。 目前国内电能质量方面的工作主要集中在电压(幅值)、频率和谐波方面，而随着国民经济的发展和技术的进步，一方面电网中各种非线性负荷及用户不断增长，增加了影响电能质量的不利来源；另一方面各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备使用也越来越多，对电能质量的要求更高，这两个方面的矛盾日益突出。为了确保有效控制电能质量，现实中不仅包括以上五个方面，更增添了新的内容：如电压凹陷、电压中断、电压瞬变、过电压、欠电压、间谐波等。从苏州、南京等地一批IT高新技术企业向供电公司提出供电电能质量和供电可靠性的要求，就鲜明的反映了电能质量的现实发展趋势。[1][2] 2江苏电网电能质量现状 2.1频率指标 2001年华东电网全网频率质量有所下降，江苏电网分摊的频率超出50±0.2HZ不合格时间为567.59秒，比2000年的267.7秒多299.89秒，合格率由2000年的99.999%下降到99.998%。不合格时间主要出现在6、7两个月，占全年不合格时间的68.2%。频率超出50±0.1HZ不合格时间为123337.05秒，比2000年的99203.06秒多24133.99秒，合格率由2000年的99.686%下降到99.608%。 2.2电压偏差指标 2001年江苏220千伏主网电压监控点2:00和9:00平均电压分别为230千伏和228千伏, 比2000年2:00和9:00平均电压230.8千伏和227.4千伏分别下降了0.8千伏和上升了0.6千伏。2001年全省220千伏电压监控点电压合格率为99.49%, 比2000年的99.4%上升0.09个百分点。 2.3电网谐波情况 （1）江苏500kV系统谐波数据
基于供电可靠性的微电网规划电能质量与供电可靠性关系分析 发表时间：2018-09-12T10:40:55.420Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：张泽南[导读] 摘要：微网作为一个整体接入主网，并与主网一起共同满足本地的负荷需求；同时，微网也可以在主网发生故障时，通过灵活的运行方式来保证本地重要负荷以及部分主网负荷的供电。本文介绍了微电网的概念，并阐述了微电网电能质量与可靠性。 （锡林郭勒电业局阿巴嘎供电分局内蒙古锡林郭勒 011400）摘要：微网作为一个整体接入主网，并与主网一起共同满足本地的负荷需求；同时，微网也可以在主网发生故障时，通过灵活的运行方式来保证本地重要负荷以及部分主网负荷的供电。本文介绍了微电网的概念，并阐述了微电网电能质量与可靠性。 关键词：供电可靠性；微电网；电能质量微电网是智能电网的有机组成部分，它能有效提高用户的安全性和可靠性。同时，微电网以其先进智能的技术体系和设备，极大地改善了用户和配电系统的供电可靠性，增强抵御自然灾害和应对突发故障的能力。 一、微电网概念 微电网是指规模小及分散的电力系统。微电网采用现代电力技术，将燃料电池、燃气轮机、光伏发电、风电及储能等设备组合在一起使用。一般来讲，微电网可看作是电网的可控单元，能满足配电网络需求；对用户来讲，微电网能满足用户的特定需求，如降低馈线损耗、增加电网可靠性及保持电压稳定；还可利用余热提高能量使用效率及保障不断电等优势。此外，微电网及大电网之间通过相关设备进行能量交换，从而保障供电可靠性。 二、微电网电能质量分析 实现微电网的并网运行或孤岛运行及两种运行模式之间的转换需要具有良好的控制策略和管理技术，因此微电网逆变器的控制是实际运行中首先需要解决的技术问题。相关研究表明，微电网控制系统未来的研究方向包括:①可控式、间歇式、常规模式及基于变流器模式的各种分布式电源系统的稳定运行与控制；②微电网运行在并网或孤岛模式下时，电压与频率的智能控制策略的研究；③微电网中分散控制和多个分散控制器之间的协调优化算法，需要每个分布式发电系统应能根据自己的局部相关信息对电压和频率进行独立控制，在确保微电网电能质量满足要求的同时，使各控制器的总体性能最优。 由微电网的控制框架可知微电网的控制分为局部DG控制和系统级的综合控制两部分。各DG控制器主要负责根据上级调度指令调节逆变器接口电压和频率、快速合理分配负荷功率；系统级的综合控制主要负责协调各逆变电源之间的协调控制，包括自动电压和频率调整、维持系统稳定、实现模式平滑切换、黑启动等。 1、局部DG控制。常用的逆变电源功率分配策略有:恒压恒频控制、恒功率控制和下垂控制。恒压恒频控制是指逆变电源能维持端电压的幅值和频率不变，该控制策略主要用于微电网孤岛运行时，为微电网其他非恒压恒频控制的逆变单元提供频率和电压参考，一次也称V/f 控制，该控制策略要求逆变器输出功率能跟随负荷的变化而变化；恒功率控制即通过控制策略使逆变器输出给定的参考有功和无功功率，因此也称为PQ控制，受环境影响较大，一般具有间歇性和随机性的分布式电源输出最大功率或按调度指令输出指定功率是采用该控制；下垂控制模拟传统发电机的功率传输特性，人为的使逆变器输出有功和无功功率分别与频率和电压幅值呈线性关系，这种借鉴应用使采用下垂控制的各机组能根据给定的参考电压和频率自动调节逆变器的输出功率，不需要通信线路，是一种无互联线的控制策略，避免了由于通信线路故障导致的系统故障问题，因此得到了广泛的应用。 2、统级综合控制。为确保各DG在微电网进行模式切换或负荷扰动时都能快速响应功率变化，功率分配最优，同时微电网仍能稳定运行，需要对各DG进行系统级的综合控制。目前微电网系统级的协调控制策略主要包括: 1）分层控制、主从控制和对等控制。分层控制将微电网按功能不同分成了不同的层级，各层级之间独立完成自己的控制功能，同时协调合作共同维持微电网的稳定运行。微电网各层级之间需要通信联系，但该联系属于弱通信，短暂的通信失败，微电网仍能维持稳定运行。目前，其中较典型的控制策略是一种三层控制方案:在电力系统中的中压配网设监控中心作为最上层，该层主要负责根据市场与电网要求对各微电网进行整体调度和管理，上述内容主要由配网操作人员及市场管理人员来完成。以含有微电网中央控制器（Microgrid Control Center，MGCC）的各微电网作为中间层，MGCC主要用于实现微电网内部的经济调度最优，从而使微电网的价值最大化，具体内容包括:①根据上级对微电网的调度指令、市场电价及负荷预测实现各微电源之间经济调度最优化；②对逆变电源控制器和负荷控制器发送控制指令和调度值信息，控制微电源的有功和无功输出及负荷的切并来实现频率二次调整。以各逆变电源、负荷等就地控制器为最下层控制，其中逆变电源控制器负责逆变电源的正常运行并按调度指令输出指定功率，负荷控制器主要负责按照上级控制器下达的指令断开或连接可控负荷。 2）主从控制。则是将微电网中的微电源分为主控单元和从控单元两部分。主控单元采用V/f控制，当微电网孤网运行时，失去了大电网的电压和频率支撑，此时由主控单元负责为微电网提供恒定的频率和电压支撑。其它从控单元可采用PQ或下垂控制，以主控单元给定的电压和频率为参考值，实现负荷变动功率的自动分配。微电网并网运行时，由大电网提供频率支撑，各逆变电源不参与系统电频率调节，可采用PQ控制，各逆变电源根据调度指令只输出指定功率；当微电网孤岛运行时，主控单元切换到V/f控制，参与频率调节，为其它非主控单元提供频率支撑。主从控制中的主控单元与从控单元之间需要可靠的通信系统，一旦通信失败，将导致微电网瘫痪，因此主从控制中的通信为强通信，对主控单元的依赖性强，该控制策略还有待改进。 3）对等控制。是指各DG间无主从关系，地位相同，都能根据各自接入母线节点的电压和频率进行制控。对等控制不需要通信环节，属于无互联线控制策略，各电源之间的调节独立，当能量平衡时，微电网中的任何一个微电源断开或接入时，不影响其他微电源的正常运行，体现了“即插即用”的思想。该控制策略不依赖于通信系统，提高了供电可靠性，同时降低了系统成本，因此受到了广泛关注。 三、供电可靠性分析 1、供电可靠性。简单来讲，配电网供电的可靠性，是指在保证电能质量的前提下，配网对电能传输和分配的连续性和稳定性能满足电力用户的实际需要。对用户而言，可以将其理解为希望无论在何种情况下，电力系统都不会出现问题和故障，都能连续且充足地供给具备正常电压及频率的电力能源。在配网运行中，影响其供电可靠性的因素多种多样，应得到电力工作人员的重视，做好配电网供电可靠性的评估工作。
TFSJ- 口用电负荷控制系统 一、概述 二、系统构成 三、系统功能 四、技术特点 五、系统通讯 六、控制终端
、概述 电力负荷管理系统是集计算机技术、数据处理技术、通信技术、自动控制技术于一体的高新技术。充分利用供、负荷信息对提高管理水平、增加经济效益起着至关重要的作用。 当前城乡电网改造的不断深入发展，提高负荷管理自动化水平、提高电网运行的可靠性和安全性是各供电企业急需解决的问题。电力市场的运行除了供电企业制定出完善的管理机制外，还要从技术支持上建立一整套周密的保证体系，以此来作为管理的基础。如何对日益复杂的电网负荷进行调控、对纷繁复杂的电力设备进行科学管理，如何优化电度调度各个环节，使整个系统协调运转，都需要先进的技术作为基础。随着电力营销及需求侧管理技术的发展和管理创新，电力负荷管理系统已成为电力营销与客户服务工作的重要组成部分。 TFSJ-n电力负荷控制管理系统主要实现对电力用户的负荷进行监控，实现限电不拉线和公平、合理、有序用电。实现远程抄表、催缴电费、计量监察等功能，为电力营销考核提供准确的数据。同时可以实现预购电，先交钱后用电，完善用电营销管理体制。该系统具有用户用电档案管理、负荷监控、系统管理、线损分析、报表与曲线输出、与其他系统接口功能。 随着电力负荷管理系统功能的日臻完善，不仅能对电力用户的负荷进行监控，实现限电不拉路的基本目标，而且能实现远程抄表、催缴电费、计量监察等功能，还能通过计算机联网实现数据共享。利用负控终端对大用户的用电负荷进行控制，实现有序用电、预购电和计量远程抄表管理。实现系统负荷预测, 为电力市场考核提供准确的数据。该系统具有用户用电档案管理、负荷监控、系统管理、线损分析、报表与曲线输出、与其他系统接口功能。 二、系统构成 系统主要是由负荷控制终端，监控中心计算机及控制管理软件三部分组成。负荷控制终端可以监测用户负荷参数和抄收计量数据，监控中心可通过CDMA/GPRS/GS或230M无线数传电台实现对电力用户的负荷进行监控，将数据存入数据库，同时可完成对抄表数据的整理、计算、显示等工作。局域网中的终端电脑可通过权限查看中心服务器提供的各种数据及报表。 系统总体结构图如下：
微电网能量管理系统概述 一、微电网能量组成 微电网是近年来出现的一种新型能源网络化供应与管理技术的简称，它能够利地将可再生能源和清洁能源系统的接入，实现需求侧管理以及现有能源的最大化利用。微电网将发电子系统、储能系统及负荷相结合,通过相关控制装置间的配合,可以同时向用户提供电能和热能,并能够适时有效地支撑大电网,起到消峰填谷的作用。所以微电网概念一经提出,就引起世界能源专家和电力工业界的广泛重视,世界很多国家都加强了相关基础科学研究的力度,对微电网的认识随着研究的进行在不断地具体化、深入化和系统化。而微电网对于解决我国现有大电网运行中凸显的问题,以及能源危机等相关问题,无疑是提供了一个好的解决途径。 1.1风能 风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。 风能优点： 1.风能为洁净的能量来源。 2.风力发电是可再生能源，很环保。 3.风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。 4.风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已 低于发电机。
1.风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。 2.进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的 地方来兴建。 3.在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟 糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时 间；必须等待压缩空气等储能技术发展。 1.2光伏 光伏是太阳能光伏发电系统的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。 光伏能量的来源由光伏板组件，它是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。 光伏优点： 1.普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或 岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。 2.无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污 染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 3.巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总 量属现今世界上可以开发的最大能源。 4.长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年， 而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是 用之不竭的。
电网电能质量控制--本 -.综合题（70分） 1、简述电压波动的含义、引起电压波动的原因。 学生答案：电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象，其变化周期大于工频周期（20ms）。电压波动是指电网电压有效值（方均根值）的快速变动。电压波动值以用户公共供电点在时间上相邻的最大与最小电压方均根值之差对电网额定电压的百分值来表示；电压波动的频率用单位时间内电压波动（变动）的次数来表示。原因：（1）用电设备具有冲击负荷或波动负荷，如电弧炉、炼钢炉、轧钢机、电焊机、轨道交通、电气化铁路、以及短路试验负荷等。（2）系统发生短路故障，引起电网波动和闪变。（3）系统设备自动投切时产生操作波的影响，如备用电源自动投切、自动重合闸动作等。（4）系统遭受雷击引起的电网电压波动等。2.电压波动与闪变存在的影响电压闪变主要是表征人眼对灯闪主观感觉的参数。它一般是由开关动作或与系统的短路容量相比出现足够大的负荷变动引起的。 2、统一电能质量调节器的功能？ 3、什么是电力系统频率的一次调整和二次调整？ 学生答案：电力系统的负荷时刻都在变化，对系统实际负荷变化曲线的分析表明，系统负荷可以看做三种具有不同变化规律的变动负荷所组成：第一种是变化幅度很小，变化周期相对较短，一般是几秒就会变化的；第二种是变化幅度较大，变化周期较长，一般是几分钟；第三种是变化缓慢的持续变动负荷，引起负荷变化的原因主要是工厂的作息制度，人民的生活规律，气象条件的变化等。 第一种变化负荷引起的频率偏移将由发电机组的调速器进行调整，这种调整通常称为频率的一次调整。第二种变化负荷引起的频率变动仅靠调速器的作用往往不能将频率偏移限制在容许的范围之内，这是必须要有调频器参与频率调整，这种调整通常称为频率的二次调整。 当电力系统中负荷突然变大，那么频率将会相应降低，根据情况就会有一次二次调整。 4、电能质量的定义是什么？
附录A （规范性附录） 电网安全稳定控制系统整体架构 A.1典型区域电网交流稳控系统架构和层级 区域电网交流稳控系统一般由多套稳控装置经通信通道连接构成。一个系统中一般设置1个稳定控制主站，其余为稳定控制子站和稳定控制执行站，各站之间通过复用2M通道或专用光纤通道连接，典型两层结构或三层结构示意图如图所示。 图A.1.1安全稳定控制系统典型两层结构示意图 图A.1.2安全稳定控制系统典型三层结构示意图 A.2典型精准负荷控制系统架构和层级 典型精准负荷安全稳定控制系统由控制中心站、控制主站、控制子站、用户就近变电站通信接口装置、负荷控制终端组成，各站之间通过专用通信通道连接，典型结构如图所示。
图A.2.1精准负荷安全稳定控制系统典型五层架构示意图 A.3典型双重化配置安全稳定控制系统整体架构 典型双重化配置的安全稳定控制系统结构如图A.3.1所示。 图A.3.1典型双重化配置安全稳定控制系统结构示意图 A.4典型异地双重化配置安全稳定控制系统架构 大型稳控系统中，针对不同控制资源，宜按区域配置分资源控制主站，实现对同一区域内可控资源的统一管理。为防止变电站直流电源消失等极端情况下的稳控系统失效，稳控总站和重要分资源控制主站可按4套配置，满足异地双重化的配置要求。各站之间通过复用2M通道或专用光纤通道连接，安全稳 定控制系统典型结构如图A.2所示。
图A.4.1安全稳定控制系统异地双重化典型结构示意图 A.5典型异地双重化配置安全稳定控制系统主备运行模式 A.5.1主备运行模式通信连接 为了进一步增强重要稳控系统整体的可靠性和适应性，稳定控制总站、分资源主站的装置宜配置4 套，满足异地双重化的配置要求。系统运行模式宜采用主备运行模式，系统具体的通道联系图如下： 图A.5.1安全稳定控制系统异地双重化主备运行模式示意图
WORD文档，可下载修改 1微电网的典型结构 图1 微电网结构图 图1为微电网的结构图[1][2]，它通过隔离变压器、静态开关和大电网相连接。微电网中绝大部分的微电源都采用电力电子变换器和负载相连接，使其控制灵活。微电网内部有三条馈线，其中馈线A和B上连接有敏感负荷和一般负荷，根据用电负荷的不同需求情况，微电源安装在馈线上的不同位置，而没有集中安装在公共馈线处，这种接入形式可以减少线路损耗和提供馈线末端电压支撑。馈线C上接入一般负荷，没有安装专门的微电源，而直接由电网供电。每个微电源出口处都配有断路器，同时具备功率和电压控制器，在能量管理系统的控制下，调整各自功率输出以调节馈线潮流。当监测到大电网出现电压扰动等电能质量问题或供 动作，微电网转入孤岛运行模式，以保证微电网内重要敏电中断时，隔离开关S 1 感负荷的不间断供电，同时各微电源在能量管理系统的的控制下，调整功率输出，保证微电网正常运行。对于馈线Ａ、Ｂ、Ｃ上的一般负荷，系统则会根据微电网功率平衡的需求，将其切除。 2负荷分类、要求及接入设备功能 2.1负荷分类与要求 根据负荷对电力需求的特性可将负荷分为基本两大类[3]： 敏感负荷：对这一级负荷断电，将造成人身事故、设备损坏，将生产废品，使生产秩序 长期不能恢复，人民生活发生紊乱等。这是这是敏感负荷中的重要负荷。由于供电中断会造成大量减产、人民生活会受到较大影响的用户负荷，这是敏感负荷中的比较重要的负荷。一般负荷（非敏感负荷）：敏感负荷以外的属于一般负荷。
可视为一个可控的负荷参与微电网的能量调度，并且在适当的时候（孤网模式时）可中断其供电，以此确保敏感负荷的正常供电。 要求：敏感负荷。保证不间断供电以及较高的供电质量。并由独立电源供电。 非敏感负荷对供电方式无特殊要求。 2.2负荷接入设备功能 (1)负荷通断控制 在正常情况下，敏感负荷与一般负荷均应正常供电，当微电网系统因事故出现功率缺额或运行在孤岛模式，应采取切断一般负荷，确保敏感负荷的正常供电。 (2)负荷保护 具有自动跳闸和电动合闸功能，可切断故障电流，发挥保护作用。 (3)微电网功率平衡控制－自动低频减载[4] 当微电网系统因事故出现功率缺额时，其频率将随之急剧下降，自动低频减载装置的任务是迅速断开相应数量的一般负荷，使系统频率在不低于某一允许值的情况下，达到有功功率的平衡，以确保微电网系统安全运行。 (4)负荷监测 提供微电网线路负荷的实时数据包括负荷功率，线路电流情况。对所有线路进行监控，对大负荷及超负荷提供预警和报警信号。 3微电源分类、特点、工作方式及接入设备功能 3.1微电源分类与特点[5] 光伏电池无废气排放、无化石燃料消耗，采用与建筑物集成在一起的模块可联合生产低温热能为房间供暖。但输出的功率由光能决定，因此是断续的，不能与负荷完全匹配，因此常常需要蓄电池或其他辅助系统。一般光伏电池发电模块拥有最大功率点跟踪(MPPT)功能、电池板监测和保护功能、逆变并网等功能，以保