电力系统运行方式及潮 流分析实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
电力系统第一次实验报告——电力系统运行方式及潮流分析实验
实验1 电力系统运行方式及潮流分析实验 一、实验目的 1、掌握电力系统主接线电路的建立方法 2、掌握辐射形网络的潮流计算方法； 3、比较计算机潮流计算与手算潮流的差异； 4、掌握不同运行方式下潮流分布的特点。 二、实验内容 1、辐射形网络的潮流计算； 2、不同运行方式下潮流分布的比较分析 三、实验方法和步骤 1．辐射形网络主接线系统的建立 输入参数（系统图如下）： G1：300+j180MVA（平衡节点） 变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/121，Uk％=％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％； 变压器B2、B3：Sn=15MVA，变比=110/11 KV，Uk％=％，Pk=128KW， P0=，I0/In=％； 负荷F1：20+j15MVA；负荷F2：28+j10MVA； 线路L1、L2：长度：80km，电阻：Ω/km，电抗：Ω/km，电纳：×10-6S/km。 辐射形网络主接线图 （1）在DDRTS中绘出辐射形网络主接线图如下所示： （2）设置各项设备参数： G1：300+j180MVA（平衡节点） 变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/121，Uk％=％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；
变压器B2、B3：Sn=15MVA，变比=110/11 KV，Uk％=％，Pk=128KW， P0=，I0/In=％； 负荷F1：20+j15MVA；负荷F2：28+j10MVA； 线路L1、L2：长度：80km，电阻：Ω/km，电抗：Ω/km，电纳：×10-6S/km。2．辐射形网络的潮流计算 （1）调节发电机输出电压，使母线A的电压为115KV，运行DDRTS进行系统潮流计算，在监控图页上观察计算结果 项目DDRTS潮流计算结果 变压器B2输入功率+ 变压器B2输出功率+ 变压器B3输入功率+ 变压器B3输出功率+ 线路L1输入功率+ 线路L1输出功率+ 线路L2输入功率+ 线路L2输出功率+ （2）手算潮流： （3）计算比较误差分析 通过比较可以看出，手算结果与计算机仿真结果相差不大。产生误差原因：手算时是已知首端电压、末端功率的潮流计算，计算过程中要将输电线路对地电容吸收的功率以及变压器励磁回路吸收的功率归算到运算负荷中，并且在每一轮的潮流计算中都用上一轮的电压或功率的值（第一轮电压用额定电压）。 3．不同运行方式下潮流比较分析 （1）实验网络结构图如上。由线路上的断路器切换以下实验运行方式： ①双回线运行（L1、L2均投入运行） ②单回线运行（L1投入运行，L2退出）将断路器断开 对上述两种运行方式分别运行潮流计算功能，将潮流计算结果填入下表：
电力系统维护操作手册 一．高压开关柜运行和投运前的检查： 1．固定式开关柜投运前应检查下列内容： ●检查漆膜有无剥落，柜内是否清洁。 ●操动机构是否灵活，不应有卡住或操作力过大现象。 ●断路器、隔离开关等设备通断是否可靠正确。 ●仪表与互感器的接线、极性是否正确，计量是否准确。 ●母线连接是否良好，其支持绝缘子等是否安装牢固可靠。 ●继电保护整定值是否符合要求，自动装置动作是否正确可靠，表计及继 电器动作是否正确无误。 ●辅助触点的使用是否符合电气原理图的要求。 ●带电部分的相间距离、对地距离是否符合要求。 ●“五防”装置是否齐全、可靠。 ●保护接地系统是否符合要求。 ●二次回路选用的熔断器的熔丝规格是否正确。 ●机械闭锁应准确，柜内照明装置应齐全、完好，以便于巡视检查设备运 行状态。 2．固定式开关柜运行巡视项目： ●每天定时巡视检查。 ●遇有恶劣天气或配电装置异常时，进行特殊巡视。 ●内设备有无异常。 ●属颜色变化或观察示温蜡片有无受热融化，来判断母线和各种触点有无 过热现象。 ●检查注油设备有无渗油，油位、油色是否正确。 ●仪表、信号、指示灯等指示是否正确。 ●接地装置的连接线有无松脱和断线。 ●继电器及直流设备运行是否正常。 ●开关室内有无异常气味和声响。 ●通风、照明及安全防火装置是否正常。 ●断路器操作次数或跳闸次数是否达到了应检修的次数。 ●防误操作装置、机械闭锁装置有无异常。 3．手车式开关柜投运前检查内容： ●柜上装置的元件、零部件均应完好无损。 ●接地开关操作灵活，合、分位置正确无误。 ●各连接部分应紧固，螺丝连接部分应无脱牙及松动。 ●柜体可靠接地，门的开启与关闭应灵活。 ●二次插头完好无损，插接可靠。 ●柜顶主、支母线装配完好，母线之间的连接紧密可靠，接触良好。
电网运行方式 变电站运行方式 1）变电站运行方式是标明变电站通过主要电力设备运行连接方式。变电站运行方式的特点是： 保证对重要用户的可靠供电，对于重要用户应采用双回路供电，就是2个独立的电源同时对用户供电。 便于事故处理，考虑部分供电设备在发生故障时能通过紧急的倒闸操作，恢复对用户的供电，对于变电站有多台变压器的，应考虑到当其中一台变压器发生故障或者失去电源时，其他的变压器能担负起失电用户的负荷转供任务。 要考虑运行的经济性，在编制各种运行方式时，尽量使负荷分配合理，减少由于线路潮流引起的电能损耗。对于双回路供电的变电站，应将双回线同时投入运行，以减少电流密度。 断路器的开断容量应大于最大运行方式时短路容量，如果断路器短路容量低于系统计算点短路容量，则当被保护区发生短路故障时，断路器由于容量过小，不能正常断开，回进一步使事故扩大，在成断路器爆炸的可能。 变电站满足防雷、继电保护及消弧线圈运行要求。 2）变电站一次主结线图 变电站一次主结线图是为了方便运行人员熟悉变电站设备接线
方式，同时在进行倒闸操作时，可按照主结线图进行模拟操作，以防止误操作事故发生，最主要的是，一次主结线图能明确反映出各电气设备实时状态。一般变电站主接线类型有如下几种： ?有母线的主接线：有母线的变电站接线可分单母线和双母线二类， 一般单母线接线又分成单母有分段、单母无分段、单母分段加旁路。双母线接线的变电站可分成单开关双母线、双开关双母线、二分之三开关双母线及带旁路母线的双母线。 供电可靠性最好的是双母线带旁路母线接线形式。 ?无母线的主要接线有：单元接线、扩大单元接线、桥型接线和多 角接线等。 通常变电站常用接线方式有：单母线或单母分段、双母线加分段、双母线带旁路。 3）各种接线图例 ?单母线接线
电力系统稳定与控制 廖欢悦电自101 2 电力系统的功能是将能量从一种自然存在的形式转换为电的形式，并将它输送到各个用户。电能的优点是输送和控制相对容易，效率和可靠性高。为了可靠供电，一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。因此系统的设计和运行应使系统能承受更多可能的故障而不损失负荷（连接到故障元件的负荷除外），能在最不利的可能故障情况些不知产生不可靠的广泛的连锁反应式的停电。 由此，电力系统控制所要实现的目的： 1.运行成本的控制：系统应该以最为经济的方式供电； 2.系统安全稳定运行的控制：系统能够根据不断变化的负荷变化及发电资源变化情况调整功率 分配情况； 3.供电质量的控制：必须满足包括频率、电压以及供电可靠性在内的一系列基本要求；一．电力系统的稳定性设计与基本准则 首先，一个正确设计和运行的电力系统： 1.系统必须能适应不断变化的负荷有功和无功功率需求。与其他形式的能量不同，电能不能方便地以足够数量储存。因而，必须保持适当的有功和无功的旋转备用。 2.系统应以最低成本供电并具有最小的生态影响 3.考虑到如下因素，系统供电质量必须满足一定的最低标准： a）频率的不变性 b）电压的不变性 c）可靠性水平 对于一个大的互联电力系统，以最低成本保证其稳定性运行的设计是一个非常复杂的问题。通过解决这一问题能得到的经济效益是巨大的。从控制理论的观点来看，电力系统具有非常高阶的多变量过程，运行于不断变化的环境。由于系统的高维数和复杂性，对系统作简化假定并采用恰当详细详细的系统描述来分析特定的问题是非常重要的。 二、电力系统安全性及三道防线可靠性－安全性－稳定性 电力系统可靠性：是在所有可能的运行方式、故障下，供给所有用电点符合质量标准和所需数量的电力的能力。是保证供电的综合特性（安全性和充裕性）。可靠性是通过设备投入、合理结构及全面质量管理保证的。 电力系统安全性：是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。通过两个特征表征（1）电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况，不发生稳定破坏、系统崩溃或连锁反应；（2）在新的运行工况下，各种运行条件得到满足，设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。 电力系统充裕性：是指电力系统在静态条件下，并且系统元件负载不超出定额、电压与频率在允许范围内，考虑元件计划和非计划停运情况下，供给用户要求的总的电力和电量的能力。 电力系统稳定性：是电力系统受到事故扰动（例如功率或阻抗变化）后保持稳定运行的能力。包括功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性。 正常运行状态下，通过调度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示调度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。 目前电网运行方式主要靠调度运行方式人员预先安排，一般只能兼顾几种极端运行方式，且往往以牺牲经济性来确保安全性。调度员按照预先的安排和运行经验监视和调整电网的运行状态，但他并不清楚当前实际电网的安全裕度，也就无法通过预防性控制来增强电网抗扰动的能力。因此，实现电力系统在线安全稳定分析和决策，得出当前电网的稳定状况、存在问题、以及相应的处理措
1. 什么是电力系统状态估计和可观察性。 电力系统状态估计：对给定的系统结构及量测配置，在量测量有误差的情况下，通过计算得到可靠地并且位数最少的状态变量值----各母线上的电压相角与模值及各元件上的潮流。 当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时，则通过状态估计可以得到这些值，称该系统是可观测的，每一时刻的测量量维数至少应该与状态量的维数相等。 2. 电力系统状态估计的作用。 提高数据精度，去除不良数据 计算出难以测量的电气量，相当于补充了量测量。 状态估计为建立一个高质量的数据库提供数据信息，以便于进一步实现在线潮流、安全分析及经济调度等功能。 3. 运行状态估计必须具备什么基本条件？ 实现状态估计需要的条件： 1.量测冗余度：量测冗余度是指量测量个数m 与待估计的状态量个数n 之间的比值m/n 。系统冗余度越高，对状态估计采用一定的估计方法排除不良数据以及消除误差影响就越好。冗余量测的存在是状态估计可以实现提高数据精度的基础。 2. 分析系统可观性：当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时，则通过状态估计可以得到这些值，称该系统是可观测的。 4. 状态估计与常规潮流计算的区别和联系？ 潮流计算方程式的数目等于未知数的数目。而状态估计的测量向量的维数一般大于未知状态向量的维数，即方程数的个数多于未知数的个数。其中，测量向量可以是节点电压、节点注入功率、线路潮流等测量量的任意组合。 两者求解的数学方法也不同。潮流计算一般用牛顿-拉夫逊法求解 个非线性方程组。而状态估计则是根据一定的估计准则，按估计理论的方法求解方程组 状态估计中的“估计”不意味着不准确，相反，对于实际运行的系统来说，不能认为潮流计算是绝对准确的，而状态估计的值显然更准确。 状态估计可认为是一种广义潮流，而常规潮流计算是一种狭义潮流，及状态估计中m=n 的特例。 5. 数学期望，测量误差，状态估计误差和残差的概念？ 数学期望：统计数据的平均值。 状态估计误差：状态量的估计值与真值之间的误差。 6. 电力系统的配置。 ? 状态估计的误差为，可得?-x x []1?()()()T --=-∑-x x x H x R z h x ?测量误差：v = z -h (x ) ? 残差：量测量与量测估计值之差。?-z z
加强电网运行方式管理的策略分析 发表时间：2018-06-04T10:52:24.773Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：黄寻李清华 [导读] 摘要：随着经济社会的发展，人们对电力需求不断增加，国家大力建设电力工程。 （国网辽宁省本溪供电公司辽宁 117000） 摘要：随着经济社会的发展，人们对电力需求不断增加，国家大力建设电力工程。然而随着电网的规模不断扩大，电网的智能化水平也随之不断提高，这对电网运行管理提出了新的挑战。传统的电网运行管理模式已经不适应当下电网的发展需求。因此，电力企业必须满足当下电网运行要求，对电网进行综合管理，从而更好地适应当下电网的运行要求。本文根据笔者工作实践，对电网运行方式管理的策略进行了分析和探讨。 关键词：电网；运行；方式；管理；策略 1 电网运行方式综合管理的必要性 电网运行环境比较复杂，在运行过程中，容易受到自身设计缺陷、自然因素以及人为因素的影响，从而导致电力故障的发生。因此，为了确保电网安全运行，必须加强电网运行的管理。为了满足人们对电力的需求，近年来国家大力建设电网工程，中国电网规模位居世界第一。随着电网规模不断扩大，覆盖面积越来越广，电网运行管理要求不断提高。由于中国电网运行比较恶劣，大部分电网直接裸露在户外，很容易受到雷击、雨雪和大风的侵袭，电力设备出现绝缘体破裂或者接触点松动，从而直接威胁到电网的安全运行。所以，必须加强对电网运行方式的综合管理，才能确保电网在一个比较安全的环境下运行。随着电力体制改革，电网直接面向市场化，电力企业之间的竞争也越来越激烈，电力企业如何在激烈的电力市场抢占一席之地是很多电力企业所要思考的问题。电力企业需要通过降低电网运行成本，才能够提高自身的竞争力。随着智能电网的发展，很多智能变电站开始实现无人值守和少人值守，这一定程度上降低了电力企业的人力成本。然而智能变电站建设过程中，需要使用大量的智能设备，这些智能设备造价比较高，所以电力企业一次性投入成本比较大[2]。如何平衡变电站投入与后期运营成本之间的关系，需要电力企业严谨的计算并进行对比分析，才能制定一套符合企业实际情况的建设运营管理方案。 2 电网运行方式综合管理存在的问题 为了给居民提供更加优质的电能，国家近年来加大对城乡电网工程的改造，极大地提高了电网运行水平。然而由于电力系统大量应用智能设备，智能设备采集大量的电力运行数据，并对这些数据进行处理，这进一步增加了电网运行管理的复杂性，因此促使电力企业形成了综合性比较强的电网运行管理模式。电网运行管理涉及到电力系统的日常管理、变电设备的检修工作和电力工人的管理等内容，所以在制定电网运行管理方案的时候需要综合考虑到各个因素，然而这些因素有些是不可控的。比如电力系统运行过程中，突然主变压器出现漏油现象，发生变压器起火等故障，那么电网运行管理人员需要立即找到判断该故障发生的原因，并立即安排就近技术人员进行维修。变电站检修过程中，运维管理人员要综合分析变电检修环境，上一次检修过程中存在的问题，综合各个方面的因素，为变电检修工作提供参考和决策。电网运维管理涉及的内容比较多，需要运维管理人员综合各个要素作出综合判断。 2.2电网运行管理计算数据比较复杂 电网运行管理过程中，需要涉及到较多种类的资料。比如变电站规划设计资料、电力设备参数、各个区域居民用电情况、变电检修计划和检修内容等等内容，这些内容能够给电网运行提供参考。所以电网运行管理人员必须对这些资料数据十分清楚，并能够很好地运用这些数据，通过精确的计算，找到一套适合电网运行综合管理的方法，从而提高电网运行效率。 3提高电网运行方式综合管理的途径 3.1建立健全电网运行方式管理制度 电网运行方式综合管理的主体是人，因此加强对综合管理工作人员的管理。首先，要建认一套适合电网运行方式管理的制度，科学的管理制度是实现电网运行的关键。针对当前电网运行特点，明确每一个岗位的工作职责和工作内容，确保电网运行每一个环节处于可控状态。其次，做好电网运行不良方式的事故演习，从而提高综合管理人员应对事故的反应能力，并在事故演习中找到管理存在的问题，从而提出相应的解决方案。最后，电力还要制定相应的奖惩制度，提高管理人员的工作积极性。做到哪一个环节出问题，都能找到相关的负责人，从而避免工作中出现相互推楼的现象。 3.2提高电网运行方式综合管理人员素质 为了确保电网运行的安全性和可靠性，必须提高运行方式综合管理人员的管理水平。首先，电力企业应该定期举行相关技术培训，让管理人员了解相关的电力知识，比如变压器、电流互感器和继电器等相关电力设备的结构和特点，从而对这些电气设备有一定的了解，为电力运行管理打下良好的基础。其次，电力企业应该投人部分资金，组织电网运维管理骨干到国内外知名的企业或者机构进行进修学习，提高他们的管理水平。电力企业需严格按照《“变电运维一体化”模式实施方案及推进计划》，加强综合型人才的培养。 3.3加强继电保护管理 继电保护装置是电力系统中重要的组成部分，它是电力系统运行的保护伞，直接关系到电网运行的安全性和稳定性。如果继电保护装置失效，可能造成严重的电力事故。因此，必须加强电力保护装置的管理。日常管理工作中，电网运行管理人员要加强继电保护装置的管理和维护，及时检查继电保护装置直流系统、分支保险、接触点是否存在问题，继电保护装置绝缘性能是否下降，发生跳闸事故以后继电保护装置的信号灯是否开启等等进行全面检查，才能确保电力故障发生以后，继电保护装置不会出现拒动、误动等现象，确保电网安全运行。其次，管理人员还要根据继电保护装置的性能制定检修计划，及时对有问题的保护装置进行更换和维修，将一些先进的科学技术和设备应用在继电保护系统中。比如将可视化技术应用在继电保护装置中，继电保护装置的分析系统中以时间为线索，并根据分析系统文件中的故障录播文件再现事故发生继电保护装置各个元件动作逻辑顺序，从而将故障发生全过程展现在管理人员面前，这样就减少了电力系统故障排查的时间，能够将电力故障时间和范围缩小，确保电网运行的安全性。 3.4建立电网运行管理数据库，实现数据共享 随着电网覆盖面积不断扩大，电力系统采集的电网运行数据越来越多，这一定程度上增加了电网数据计算、管理难度。而各地供电公司各自为阵没有建认统一的数据库，因此无法实现数据共享。在信息时代，信息共享已经成为一种趋势。电网公司建认统一的数据库，各级电网公司将变电运行的数据上传到数据库，不仅有利于电网公司及时了解电网整体运行状态，而且还能为电网公司的发展和决策提供参
实验一：一机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。
实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1 注：U Z —中间开关站电压； ?U —输电线路的电压损耗； △U —输电线路的电压降落
状态估计的定义（课后题） 状态估计的作用和步骤（课后题） 状态估计与潮流计算的联系和区别（课后题） 各种状态估计模型和算法的特点（课后题） 相关的概念和定义（课后题） 电力系统状态估计的主要内容是什么？有哪些变量需要状态估计？（06B） 通常称能够表征电力系统特征所需最小数目的变量为电力系统的状态变量。电力系统的状态估计就是要求能在测量量有误差的情况下，通过计算以得到可靠的并且为数最小的状态变量值。 电力系统的测量量一般包括支路功率、节点注入功率、节点电压模值等；状态变量是各节点的电压模值和相角。 什么是状态估计？ 环境噪声使理想的运动方程无法精确求解。测量系统的随机误差，使测量向量不能直接通过理想的测量方程求出状态真值。通过统计学的方法加以处理以求出对状态向量的估计值。这种方法，称为状态估计。按运动方程与以某一时刻的测量数据作为初值进行下一时刻状态量的估计，叫做动态估计，仅仅根据某时刻测量数据，确定该时刻的状态量的估计，叫做静态估计。 电力系统状态估计的必要性？ 1)电力系统需要随时监视系统的运行状态； 2)需要提供调度员所关心的所有数据； 3)测量所有关心的量是不经济的，也是不可能的，需要利用一些测量量来推算其它电 气量； 4)由于误差的存在，直接测量的量不甚可靠，甚至有坏数据； 状态估计的作用和流程？（下图左） 1)降低量测系统投资，少装测点； 2)计算出未测量的电气量； 3)利用量测系统的冗余信息，提高量测数据的精度（独立测量量的数目与状态量数目 之比，成为冗余度）。 状态估计与潮流计算的关系？（上图右） 1)潮流计算是状态估计的一个特例； 2)状态估计用于处理实时数据，或者有冗余的矛盾方程的场合； 3)潮流计算用于无冗余矛盾方程的场合； 4)两者的求解算法不同； 5)在线应用中，潮流计算在状态估计的基础上进行，也就是说，由状态估计提供经过 加工处理过的熟数据，作为潮流计算的原始数据。
电力系统运行管理 第一节电力系统调度管理 第四十七条各地区公司依据电力系统不可分割的特性，结合企业管理体制的实际情况，依据电力系统“统一调度、分级管理”的原则，设立电力系统运行管理机构，明确职责，制定、完善有关的运行规程、事故处理规程及电力调度规程。 第四十八条各地区公司应根据系统容量、接线方式、管理体制等，建立健全调度管理制度。 第四十九条电力系统运行管理机构的主要职责包括： （一）编制、执行本系统的运行方式。 （二）对调度管辖设备进行操作管理。 （三）编制、批准企业调度管辖设备检修计划，并监督执行。 （四）向外系统报送有关的检修计划、提出检修申请。 （五）指挥系统事故处理，调查分析事故，制定提高系统安全经济运行的措施。 （六）参加编制、讨论、审核企业电力系统发展规划。 （七）参加管辖范围新建、改扩建工程用电设备设计方案审查、资料审查、工程验收及审核送电方案等全过程管理。 （八）管辖范围的继电保护、自动装置、通讯和远动设备的整定计算和运行管理。 （九）编制负荷平衡方案。 （十）制订限电拉路顺序及低周（低压）减载方案。 （十一）转达外系统的操作命令。 （十二）定期组织电力系统的反事故演习。 第五十条电力系统的检修管理应遵守以下原则： （一）调度管辖范围设备的检修，检修单位应提前向调度部门申报检修计划，调度接到检修申请后，应根据系统的运行状况进行批复，确定现场做好安全措施后许可开工。 96
（二）检修结束后，应确认工作结束、人员全部撤离、装设接地线等 安全措施全部拆除、工作票终结后方可送电。 （三）应采取计划检修和状态检修结合的方式，尽量与外系统配合， 避免重复停电。 第五十一条新建、改扩建设备接入电力系统首次投用时，相关单位将有关资料报电力调度，现场设备经电力调度验收合格后，方可投入运行。 第五十二条电力系统调度通讯是保证系统正常运行和迅速处理事故的主要工具，必须保证调度电话通畅，调度及管辖设备变电站必须配备录音电话。 第五十三条电力系统远动监控系统是监视、控制电网运行的重要工具，必须保证遥测数据准确，遥信信号正确。 第二节调度操作管理 第五十四条各地区公司电力系统调度操作应严格执行所编制的《电力调度规程》。 第五十五条调度操作应执行预告、命令、复诵、执行、汇报、确认的程序，并做好录音。 第五十六条应做好接地线、接地刀闸的管理工作，确保操作安全。 第五十七条应根据电网运行方式的变化，及时做好保护、安全自动装置、消弧、滤波、补偿电容等设备的投切。 第三节供电质量管理 第五十八条各地区公司应制订改善、提高系统供电质量的措施，做好频率、电压的调整工作。 第五十九条各地区公司应根据电网特点，确定电压监视控制点，按电压允许偏差值的有关规定，合理采取技术措施，如调整发电机无功、变压器调分接头、投切电容器、调整运行方式等，及时调整电网电压，确保供电电压符合有关标准。 第六十条各地区公司应把谐波治理工作纳入系统正常运行管理，采取科学有效的技术措施，限制其量值，使其符合国标相关规定。 第六十一条各地区公司自备热电站应采用先进技术，确保电力系统孤网时稳定运行。 97
实验一：一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。
实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1 注：U Z —中间开关站电压； ?U —输电线路的电压损耗； △U —输电线路的电压降落 3．单回路稳态非全相运行实验 确定实现非全相运行的接线方式，断开一相时，与单回路稳态对称运行
线路操作 (一)、线路操作的一般知识 解、合环操作及解、并列操作应考虑的问题：同期性、相序正确性、相位差、电压差、潮流的变化以及继电保护及安全自动装置的调整配合等。如：并列必须采用同期并列方法的方式，通常同期并列采用准同期并列方法。要求相序相同、频率相等、电压差尽量小。解列操作应将解列点有功潮流调整到接近于零、无功潮流尽量小,使解列后的两个系统的频率、电压波动尽量小，均保持在允许范围之内。 并列、合环操作：并列操作必须相序相同，合环操作必须相序、相位均相同。操作前应考虑并调整并列点或合环点两侧的频率和电压，以及相关线路的潮流、使相位差、电压差尽量少，以确保操作时不致发生因环路电流或穿越功率过大而引起的潮流变化而超过继电保护装置、系统稳定限额和设备允许容量等诸方面的允许限额。 解列、解环操作,应事先检查解列点、解环点的潮流，并调整到尽量小，对解列后的小系统应调整其维持较小的功率送出，确保不因操作引起潮流重新分布而超过继电保护装置、系统稳定限额和设备允许容量等诸方面的允许限额，同时要确保系统各部分的频率、电压以及备用容量均保持在规定范围之内。 调度员应在操作前，运用调度自动化系统中的应用软件（如调度员潮流、状态分析等）对操作任务的正确性进行审核和验证，即进行模拟操作，以便提前发现解、合环操作可能发生的异常变化，及时进行调整并做好相应的预案及对策。 (二)、线路停、送电操作注意事项 一、一般线路操作 线路停电操作应先断开线路断路器，然后拉开线路侧隔离开关，最后拉母线侧隔离开关。线路送电操作与此相反。 在正常情况下，线路断路器在断开位置时，先拉合线路侧隔离开关还是先拉合母线侧隔离开关没有多大区别。之所以要求遵循一定操作顺序，是为了防止万一发生带负荷拉、合隔离开关时，可把事故缩小在最小范围之内。若断路器未断开，当先拉开线路侧隔离开关时，发生带负荷拉隔离开关故障，保护动作，使断路器分闸，仅停本线路；当先拉母线侧隔离开关，发生带负荷拉隔离开关故障，保护动作，将使整条母线上所有连接元件停电，事故范围扩大了。 二、3／2接线停送电操作 线路停电操作时，先断开中间断路器，后断开母线侧断路器；拉开隔离开关时，由负荷侧逐步拉向母线侧。送电操作与此相反。 正常情况下先断开(或合上)还是后断开(或合上)中间断路器都没有关系，之所以要遵循一定顺序，主要是为了防止停、送电时发生故障，导致同串的线路或变压器停电。 三、线路并联电抗器停送电操作 在超高压电网中，为了降低线路电容效应引起的工频电压升高，在线路上并联电抗器。因电抗器未装断路器。停、送电操作，应在线路无电压时，才能拉开或合上隔离开关。线路运行时，电抗器一般不退出运行，当需要退出并联电抗器时，应经过计算，电抗器退出后线
1.简述电力系统自动化的作用、发展阶段及特征 电力系统及其自动化对电网的作用：电网：在电力系统中， 联系发电和用电的设施和设备的统称。属于输送和分配电能的中间环节。通常，电力系统中电力网是由不同电压等级的电力线路和变电所组成。电力网简称电网。电力网按其供电范围的大小和电压等级的高低可分为地区电力网、区域电力网以及超高压远距离输电网络等类型。按电力网的功能又常常将其分为传输网和配电网。电力系统自动化对电网的作用： 1、对电网安全运行状态实现监控 电网正常运行时，通过调度人员监视和控制电网的周波、电 压、潮流、负荷与出力；主设备的位置状况及水、热能等方 面的工况指标，使之符合规定，保证电能质量和用户计划用 电、用水和用汽的要求。 2、对电网运行实现经济调度在对电网实现安全监控的基础上， 通过调度自动化的手段实现电网的经济调度，以达到降低损耗、节省能源，多发电、多供电的目的。
3、对电网运行实现安全分析和事故处理导致电网发生故障或异常运行的因素非常复杂，且过程十分迅速，如不能及时预测、判断或处理不当，不但可能危及人身和设备安全，甚至会使电网瓦解崩溃，造成大面积停电，给国民经济带来严重损失。为此，必须增强调度自动化手段，实现电网运行的安全分析，提供事故处理对策和相应的监控手段，防止事故发生以便及时处理事故，避免或减少事故造成的重大损失。 20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右，单机容量不超过10万千瓦，电力系统自动化多限于单项自动装置，且以安全保护和过程自动调节为主。例如，电网和发电机的各种继电保护，汽轮机的危急保护器，锅炉的安全阀，汽轮机转速和发电机电压的自动调节，并网的自动同期装置等。50至60年代，电力系统规模发展到上千万千瓦，单机容量超过20万千瓦，并形成区域联网，在系统稳定、经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70至80年代，以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时监控系统（SCADA）开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控
1、电力系统的运行方式分为（ ）方式。 (A)(A)正常运行和故障运行 (B)最大运行和最小运行 (C)正常运行、特殊运行 (D)最大运行、最小运行、正常运行 答: D 2、输电线路通常要装设（ ）。 (A)主保护 (B)后备保护 (C)主保护和后备保护 (D)近后备和辅助保护 答: C 3、DL-11/10 电磁型电流继电器,当继电器线圈串联时,其最大的电流整定值为（ ）。 (A) 2.5 (B) 5 (C)7.5 (D)10 答: B 4、中性点直接接地系统，最常见的短路故障是（ ）。 (A)金属性两相短路 (B)三相短路 (C)两相接地短路 (D)单相接地短路 答: D 5、保护用的电流互感器二次所接的负荷阻抗越大，为满足误差的要求，则允许的（ ）。 (A)一次电流倍数越大(B)一次电流倍数越小(C)一次电流倍数不变（D ）一次电流倍数等于1 答: B 6、在相同的条件下，在输电线路的同一点发生三相或两相短路时，保护安装处母线相间的残压（ ）。 (A)相同 (B)不同 (C)两相短路残压高于三相短路 (D)三相短路残压高于两相短路 答:A 7、一般（ ）保护是依靠动作值来保证选择性。 (A)瞬时电流速断 (B)限时电流速断 (C)定时限过电流 （D ）过负荷保护 答: A 8、低电压继电器与过电压继电器的返回系数相比，（ ）。 (A)两者相同 (B)过电压继电器返回系数小于低电压继电器 (C)大小相等 (D)低电压继电器返回系数小于过电压继电器 答:B 9、电磁型过电流继电器返回系数不等于1的原因是（ ）。 (A)存在摩擦力矩(B)存在剩余力矩(C)存在弹簧反作用力矩(D)存在摩擦力矩和剩余力矩 答:D 10、输电线路相间短路的电流保护，则应装设（ ）保护。 (A)三段式电流 (B)二段式电流 (C)四段式电流 (D)阶段式电流 答: D 11、若为线路—变压器组，则要求线路的速断保护应能保护线路（ ）。 (A)%100(B)%20~%10(C)%75(D)%50 答: A 12、流入保护继电器的电流与电流互感器的二次电流的比值，称为（ ）。 (A)接线系数 (B)灵敏系数 (C)可靠系数 (D)分支系数 答:A 13、对电流互感器进行10％误差校验的目的是满足（ ）时，互感器具有规定的精确性。 (A)系统发生短路故障 (B)系统正常运行 (C)系统发生短路或正常运行 (D)系统发生接地短路故障 答:A 14、在不接入调相电阻的情况下，电抗变换器二次输出电压比一次输入电流（ ）°。 (A)滞后90 (B)超前90 (C)约0 (D)超前约90 答: D 15、当加入电抗变换器的电流不变，一次绕组匝数减少，二次输出电压（ ）。 (A)增加 (B)不变 (C)减少 (D)相位改变 答: C 16、相间短路保护功率方向继电器采用90°接线的目的是（ ）。 (A)消除三相短路时方向元件的动作死区 (B)消除出口两相短路时方向元件的动作死区
电力系统状态估计研究综述 摘要：电力系统状态估计是当代电力系统能量管理系统(EMS)的重要组成部分。本文介绍了电力系统状态估计的概念、数学模型，阐述了状态估计的必要性及其作用，系统介绍了状态估计的研究现状，最后对状态估计的研究方向进行了展望。关键词：电力系统；状态估计；能量管理系统 0 引言 状态估计是当代电力系统能量管理系统(EMS)的重要组成部分, 尤其在电力市场环境中发挥更重要的作用。它是将可用的冗余信息(直接量测值及其他信息)转变为电力系统当前状态估计值的实时计算机程序和算法。准确的状态估计结果是进行后续工作(如安全分析、调度员潮流和最优潮流等)必不可少的基础。随着电力市场的发展，状态估计的作用更显重要[1]。 状态估计的理论研究促进了工程应用，而状态估计软件的工程应用也推动了状态估计理论的研究和发展。迄今为止，这两方面都取得了大量成果。然而，状态估计领域仍有不少问题未得到妥善解决，随着电力系统规模的不断扩大，电力工业管理体制向市场化迈进，对状态估计有了新要求，各种新技术和新理论不断涌现，为解决状态估计的某些问题提供了可能。本文就电力系统状态估计的研究现状和进一步的研究方向进行了综合阐述。 1 电力系统状态估计的概念 1.1电力系统状态估计的基本定义 状态估计也被称为滤波，它是利用实时量测系统的冗余度来提高数据精度，自动排除随机干扰所引起的错误信息，估计或预报系统的运行状态(或轨迹)。状态估计作为近代计算机实时数据处理的手段，首先应用于宇宙飞船、卫星、导弹、潜艇和飞机的追踪、导航和控制中。它主要使用了六十年代初期由卡尔曼、布西等人提出的一种递推式数字滤波方法，该方法既节约内存，又大大降低了每次估计的计算量[2,4]。 电力系统状态估计的研究也是由卡尔曼滤波开始。但根据电力系统的特点，即状态估计主要处理对象是某一时间断面上的高维空间(网络)问题，而且对量测误差的统计知识又不够清楚，因此便于采用基于统计学的估计方法如最小方差估计、极大验后估计、极大似然估计等方法，目前很多电力系统实际采用的状态估计算法是最小二乘法。 1.2电力系统状态估计的数学模型 状态估计的数学模型是基于反映网络结构、线路参数、状态变量和实时量测之间相互关系的量测方程： z+ =) ( h v x 其中z是量测量；x是状态变量，一般是节点电压幅值和相位角；v是量测误差；z和v都是随机变量。 状态估计器的估计准则是指求解状态变量x的原则, 电力系统状态估计器采用的估计准则大多是极大似然估计, 即求解的状态变量x*使量测值z被观测到的可能性最大, 用数学语言描述, 即： z f x f= z (x , )] , ( *) max[ 其中f(z)是z的概率分布密度函数[3]。
母线操作 (一)、母线操作的一般知识 一、母线的状态 母线检修”：是指该母线从冷备用转为检修包括母线压变改为冷备用或检修状态，在冷备用母线上挂好接地线(或合上接地闸刀)。 “xx母线从检修转为冷备用”是拆除该母线接地线(或拉开接地闸刀)包括母线压变改运行状态。 母线冷备用”时，该母线上电压互感器高低熔丝不取下，高压闸刀不拉开。 电压互感器与避雷器当其与闸刀隔离后，无高压闸刀的电压互感器当低压熔丝取下后，即处于“冷备用”状态。 华东网调规定：当母线压变（电压互感器）有闸刀可以操作时，母线为运行状态压变（电压互感器）可以单独停用，母线为冷备用状态压变（电压互感器）可以是运行、冷备用或检修，母线是检修状态压变（电压互感器）可以是冷备用或检修，在母线改检修前压变（电压互感器）应先改为冷备用或检修。如母线压变（电压互感器）无闸刀可以操作，则压变（电压互感器）状态随母线，这时压变（电压互感器）二次侧应按现场规定进行操作。当避雷器与母线压变（电压互感器）共用一把闸刀时，避雷器的停、复役操作等同压变（电压互感器）停复役操作，对避雷器网调调度员不发令操作。
二、倒母线操作 倒母线操作一般分为冷倒和热倒两种方式。 冷倒是在线路或元件的断路器断开情况下进行的倒换母线操作，其操作必须按先拉后合的顺序进行。其目的是防止用隔离闸刀对母线进行合环时发生母线故障，造成隔带故障合闸的可能。 热倒是系指在不中断线路或元件运行的情况下将其倒换至另一母线上运行的一系列操作。 母线倒排操作必须遵循以下规定： 母线间设备倒排必须在所涉母线并列运行即母联断路器合闸的前提条件下进行。为了不中断被倒换线路或元件的供电，在用闸刀倒换时必须先合后拉，这样就有一个将两段母线通过闸刀并列的过程，而两段分列运行的母线在并列时不可避免地有负荷电流流过，这是闸刀操作所不允许的。母联断路器合闸后，两段母线构成并列运行，这时候在两段母线间倒换的闸刀所切合的就仅仅是很小的母线环流了。 倒排操作时母联断路器必须改非自动。如果倒排中分合闸刀时母联断路器因故障或其它原因突然跳闸，将会造成用闸刀将母线并(解)列，形成带负荷拉合闸。所以在倒排操作时，还必须先将相应母联断路器改非自动，为需要分合的闸刀建立一个相当于固定连接的并联回路以确保倒排操作的安全。 母线倒排操作必须先合后拉。这是为确保线路或元件在倒换过程中不停电所必须遵循的操作顺序，如采用手动操作时应加强核对和监护，防止误操作。
电网运行方式管理 一、运行方式编制原则： 1 选取最合理的结线方式，保证整个电网的安全运行，力求达到电网运行的最大经济性； 2 保证重要用户供电可靠性和灵活性； 3 电压质量符合规定标准； 4 便于电网事故处理。 二、每年编制一次地区送变配电电网年度运行方式，经主管局长（总工程师）批准。内容包括： 1 上一年电力电网运行情况总结：上一年度地区电网新设备及设备更新改造投运情况；上一年度地区电网规模；电力生产完成情况及评价与上年同期相比增长情况；电力电网安全情况分析；上一年末地区电网地理位置接线图或电网接线图。 2 本年度电网运行方式：本年度新（改）建项目投产计划；本年度电网设备检修计划；电网结构综述；各变电所及线路负荷情况及分析；经济运行情况及分析；本年度电网运行方式规定（包括各变电所正常机检修运行方式、电网无功补偿、拉闸限电有关规定、节假日期间有关规定）。 3 急需进行的电网建设或改造项目与经济运行效益简要分析。 三、根据电网运行和检修需要编制日运行方式或临时运行方式，内容包括：运行方式变更原因及内容；结线方式、电压变动情况，继电保护及自动装置的变更；操作原则，注意事项及新方式事故处理原则。
临时运行方式经编制审核后由调度负责人批准，运行方式变化较大和重要设备停电由主管局长（总工程师）批准。 四、值班调度员遇有特殊情况，为使电网安全经济运行，改善电能质量可根据当时具体情况临时改变运行方式，但方式变化较大或影响用户时须经调度领导或主管局长（总工程师）批准。
电网运行方式安排原则 电网运行方式的安排，应充分考虑电网的结构、电源与负荷的分布以及设备运行的限制等，做到安全性、稳定性、可靠性、灵活性和经济性。 电网运行方式应保证设备运行的安全性。所谓设备运行的安全性，是指设备的各运行指标不超过其本身参数要求。安全性是运行方式安排所首先要考虑的问题。比较典型的安全性问题如设备通过的电流超过其热稳定限额、系统短路电流超过开关额定开断电流等等。 随着电网的发展、电源的建设（包括开机方式）以及负荷分布的变化，电网的潮流分布也会随之产生变化，会出现主变或线路超限额运行、开关额定开断容量不足等问题，必须采取一定的措施，转移或限制负荷，控制系统短路电流（可以更换开断能力更大的开关，但受到很多技术因素的影响），以满足安全性的要求。合理的运行方式应使系统保持一定的稳定性。 电网的稳定性从大的方面讲有三个：频率稳定、电压稳定和功角稳定；功角稳定指的是发电机同步运行时的稳定问题，根据受到扰动的大小分为：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。电网的稳定性应与设备的稳定性区别开来，设备本身的稳定性有两个：热稳定、动稳定，尤其是动稳定与动态稳定一定要理解其不同含义。短路电流、短路冲击电流通过导体时，相邻载流导体间将产生巨大的电动力，衡量电路及元件能否承受短路时最大电动力的这种能力称作动稳定，它是以短路冲击电流的峰值来校验的；而动态稳定指的是发电机同步运行时受