第 25 届中国高校电力系统及其自动化专业学术年会
电力系统主动解列研究综述
倪敬敏，沈 沉，谭伟，李颖
（清华大学电机系，北京，100084） 摘 要：主动解列控制不仅包含了图论和有序二元决策图
（Ordered Binary Decision Diagram，OBDD）等数学理论及 工具的应用， 同时还涵盖了电力系统慢同调理论以及新颖的 搜索加校验求解思路， 是一个复杂的理论体系。 本文以这些 理论和工具在主动解列中应用的先后顺序为脉络， 详细介绍 了主动解列的发展历程以及这些理论和工具在主动解列中 的应用。 同时， 本文还针对主动解列的研究现状提出了主动 解列投入实际应用之前几个亟待解决的问题， 并指出了下一 步研究的方向。 关键词：主动解列；搜索加校验；慢同调
0 简介
解列控制是大规模电网安全保障体系三道防 线中的最后一道防线。传统的解列控制手段通常是 离线生成，解列点和解列装置的整定通常依赖一个 很大的预想事故集，通过大量的离线计算而得到 的。相对传统离线的、分散的、本地的、被动的解 列方法，主动解列控制是一种在线的、集中的、全 局的、主动的方法。 主动解列提出之前，解列研究集中在寻找基于 各种原理的失步检测方法上，对解列地点的确定 （即解列策略求解方法）研究较少，缺乏系统有效 的解列策略求解方法。文献[1] 给出一种基于图论 理论的电力系统解列策略生成方法，将图论应用到 解列策略的求取，开创了主动解列研究的先河。文 献[2-4]进一步研究了图论理论在主动解列研究中 的应用，建立了合理的电力系统图模型，并且设计 了考虑电力系统物理特性的图模型化简方法；值得 指出的是文献[2-4]在简化图模型的基础上引入了 OBDD的数学工具用于解列策略的搜索过程，为策 略搜索的研究开辟了一片新的天地。在这种思路的 启发下，文献[5,6]对于网络化简方法进行了自己的 有意义的研究，使得基于OBDD的搜索算法更加适 用与大规模电力系统的策略搜索。可以说图论和 OBDD的引入对于主动解列的研究具有里程碑似的 意义，为主动解列的研究提供了良好的研究框架。
但是，这些研究成果没有很好的结合电力系统本身 的特性，使得主动解列的研究不能很好地向前推 进。文献[7，8]将电力系统普遍存在的慢同调现象 应用到求解解列策略的研究中去，给出了稳态条件 下识别同调机群的算法，并将同调机群的识别结果 很好的结合到了策略搜索的过程中去。文献[9,10] 对于这种思路进行了更为深入的研究，将负荷节点 考虑到模式子图的识别中去，更新了“弱连接”的 概念，并据此设计了决策空间筛选以及策略快速搜 索算法。文献[11]对大规模电网的解列可行性进行 了初步的研究。同时，为了深入完整地研究主动解 列控制，文献[13]还专门构建了一个仿真平台，该 平台能够对解列控制的各个过程进行仿真，同时对 各过程的决策算法保留了较好的兼容性。总体说 来，主动解列从提出至今吸引了不少学者的兴趣， 国际和国内都有一定量的研究成果见诸文献。
1 主动解列关键理论和技术概述
主动解列控制是一个复杂的理论体系，其中包 含了图论和 OBDD 等数学理论及工具的应用， 同时 还涵盖了电力系统慢同调理论以及新颖的搜索加 校验求解思路。每一种理论工具或者思路的提出及 应用都使电力系统主动解列控制前进一大步，下面 就结合主动解列的现有研究成果对于其中的关键 理论、工具或者思路进行简要的介绍。 1.1 图论在解列中的应用 文献[1]率先将图论应用于解列策略的生成过 程，利用图论理论将电力系统描述成一个无向点权 图, 结合电力系统解列问题的特点, 给出一种解列 策略求解方法。 将一个实际的电力系统转化成图模型比较简 单。对一个n节点电网，若一个包含n个节点的节点 赋权无向连通图 G(V , E, W ) 满足如下条件， 我们就称 示节点集， = {w1 , w2 ,..., wn }， 表示节点的权集，E W 其为这个电网的图模型， 其中， = {v1 , v 2 ,..., v n } 表 V
表示边集。1）节点 vi 表示电网中的 i 号节点，在不 考虑网损的情况下，wi = Pi ，其中 Pi 为节点 i 的有 功注入功率；2） E 中的元素表示电网中的传输线。 当且仅当在 i 号和 j 号节点间存在传输线时， E 中 存在元素 eij （ i < j ） 。这个图模型为后面OBDD的 应用奠定了基础，后面求解策略的各个过程都是在 这个图模型的基础上进行。 1.2“搜索加校验”的求解思路 文献[2-4]在设计解列策略求解的框架时应用 了“搜索加校验”的求解思路。文献[12]对于这种 思路进行了系统性的总结和论述。 1.2.1“搜索加校验”的思路 传统的紧急解列策略（被动解列方案）是通过 大量的仿真离线计算得到的。在仿真过程中系统一 般都用微分代数方程描述，人们通过仿真寻求一个 满足一定约束条件的最优解或是次优解。搜索加校 验的求解思路与之不同，它避免求解紧急解列问题 的最优解，转而去求它的可行解。在这种求解模式 下，算法将先搜索整个策略空间，挑选出那些“最 可能”的策略构成一个规模较小的策略子空间，然 后再对这子空间里的所有策略逐个校验，如果能够 满足各项约束，则予以保留，否则去掉，这样最终 将获得一个“可行解集” 。 1.2.2 解列策略求解中的约束 直观上讲，一个合理的解列策略在实施以后应 当能够使各个孤岛在较小的控制代价下稳定运行。 因此，电力系统稳定运行的基本约束，如潮流约束 (包括节点电压范围约束、线路的热稳定约束)、频 率稳定约束、 小干扰稳定约束、 暂态功角稳定约束、 静态和暂态的电压稳定约束等都应当在计算解列 策略时加以考虑。文献[12]对于电力系统稳定运行 的基本约束加以分析和分解，并选择出应首先考虑 的一些约束，包括： 1）同步约束（SSC） 。这一约束要求可行策略 必须把异步机群分配到不同的孤岛上，这是孤岛保 证同步稳定性的必要条件； 2）功率平衡约束（PBC） 。此约束要求解列后 形成的孤岛必须满足发电和负荷的基本平衡。 3）静态稳定约束（SEC） 。此约束要求解列后 的各孤岛保持一定的静态稳定性，在算法上一般处 理为能够找到合理的潮流解。 4）暂态稳定约束。暂态稳定性约束是众多约 束中最复杂的一个，也是目前众多电力系统研究者 感到最为棘手的一个。
当然约束还不止这些，这些只是保障孤岛稳定 运行的最基本的约束。 “搜索加校验”的求解思路 就是在这些约束的基础上进行的，由于搜索加校验 的算法分为2个阶段（搜索阶段和校验阶段） ，而且 一个约束在哪个阶段加以考虑只是改变算法的复 杂程度而并不会影响解的可行性，因此，搜索加校 验的求解思路为如何考虑约束提供了极大的灵活 性。 1.3 布尔代数以及 OBDD 在主动解列中的应用 1.3.1 解列策略的布尔代数描述
G (V , E , W ) ， 引入布尔变量 bij 表示从母线 i 到母线 j 的线路 eij = (v i , v j )∈ E 的连接状态：
?1 bij = ? ?0 连接状态 断开状态
假设我们已经得到了某电力系统的图模型
解列策略的定义：m = SIZE (E ) ， 其中 SIZE (E ) 表 示 E 中线路的条数，那么任意一组布尔变量集合
我们就可以基于这种布尔变量描述给出一种
γ = {bi1 j1 bi 2 j 2 ... bimjm }就称为一个解列策略。
1.3.2OBDD在策略求解中的应用 有 序 二 元 决 策 图 （ Ordered Binary Decision Diagram，OBDD） 表示法是一种高效的布尔函数表 示法，可使关于布尔函数的所有运算均可由基于 OBDD的图的运算来完成。通过选择合理的变量顺 序，OBDD在规模上远比真值表、二元决策树、状 态转换图等表示法简洁，甚至可以避免随变量数增 加而带来的指数爆炸现象。这样，许多采用传统技 术（如案例分析、组合搜索等）难以分析和求解的 问题可容易地利用OBDD来研究。文献[4]介绍了 OBDD的基本概念及操作应用方法。 文献[2-4]将OBDD应用到了电力系统解列问题 中去。OBDD主要是在策略求解的搜索阶段发挥关 键作用，具体来讲，上面我们已经把电力系统的解 列策略用布尔代数的语言来表示出来，接下来我们 就考虑对于孤岛的各种约束来得到一组布尔代数 方程组，然后用基于OBDD的高效算法来求解这个 方程组。OBDD表示法不仅能够保证对于全策略空 间的搜索不会漏掉可行解，同时还能最大限度地化 简冗繁的布尔代数遍历充分体现其高效性。 1.4 网络化简算法 主动解列策略求解问题采用图论和有序二元 决策图（OBDD）的表示法，以“搜索为校验”为 研究思路。主动解列中首先假设系统所有线路都参 与开断，在寻找系统合理的解列策略的算法时将面
临着随系统规模呈几何级数增长的算法复杂度问 题。同时，从OBDD的应用的实践经验来看，基于 OBDD的解列策略搜索算法可以胜任的图要求在40 节点以下，而现代的电网动辄就有成千上万节点。 因此，在搜索解列策略前需要对原电网进行有效合 理地简化处理，最大程度地排除非可行解列策略， 缩小搜索策略空间，减少搜索策略时间，提高校验 策略的速度。文献[4,6,9]分别给出了各自的电网拓 扑化简的方法，但是其基本思路却是大同小异。[4] 中策略化简主要是依据就近原则进行的，包含两 步：a）简化冗余的节点和边；b）按区域合并节点。 [6]设计了一种基于节点电气距离进行网络拓扑化 简的方法，该方法主要根据节点间电气连接的紧密 程度，结合实际电网的拓扑特性和物理特性，形成 一个物理特征更能集中体现的虚拟系统来缩小系 统规模。
策略作为合理解列策略。 文献[4]还为三阶段方法设计了合理的实施方 案，以使其能有效地完成在线的解列策略搜索。方 案将三阶段方法中所要实施的工作按其频繁程度 归入三个时间层次： 长周期离线层； 短周期离线层； 在线层。三阶段法的提出在主动解列的研究中具有 里程碑式的意义，标志着主动解列的研究向系统化 方向发展，使得主动解列距离最后的实用更近了。
3 电力系统慢同调理论及其在解列中的应用
三阶段方法充分考虑了电力系统的拓扑特性， 引入了图论等数学工具使得主动解列的研究取得 了重大的成果。电力系统还有除拓扑特性之外的很 多的其他重要特性，充分发掘电力系统的这些特性 必将对主动解列的研究开辟新的思路和研究领域。 慢同调特性就是电力系统很重要的一个特性，它的 引入为电力系统主动解列的研究开辟了新的思路 和领域。 3.1 电力系统的慢同调理论 慢同调理论引入电力系统已经有很多年的历 史了，它在电力系统中也取得了很多的应用成果， 其中主要是在动态等值以及暂态稳定性判断等方 面的研究中的应用。所谓发电机同调是指电力系统 发生扰动时，某些发电机有“抱团”一起振荡的趋 势，这些“抱团”的发电机我们称为是同调的。而 慢同调是指这种“抱团”的整体振荡的速度相对于 内部发电机之间的振荡要慢得多。这正是在同调现 象发现之初，学者们对于同调的感性认识。 文献[17，18]以多时间尺度理论和奇异摄动理 论为基础，通过构造电力系统两时间尺度的奇异摄 动模型对于电力系统的慢同调现象进行了具体深 入的研究，推得了很多有意义的结论。学者们通过 这一阶段的研究得到了一种完善的电力系统发电 机组慢同调分群的算法，这一算法是以线性化的电 力系统模型为基础的。这一成果极大地方便了慢同 调理论在电力系统解列领域的应用，学者们正是基 于这一研究成果进行了基于慢同调理论的电力系 统主动解列的研究[7,8,9]，并取得了骄人的成绩。 3.2 慢同调理论在解列研究中的应用 基于慢同调的解列研究思路的本质在于，在进 行解列时我们将同调的发电机划分到同一个孤岛 上，这样的话解裂后孤岛的存活性就比较好。弱连 接的概念在引入电力系统慢同调理论之后逐渐得 到强化，基于弱连接的主动解列思路认为解列操作 发生在系统的弱连接上对于系统的冲击最小，解列 后孤岛更容易存活。
2 主动解列策略求解框架
在应用图论以及OBDD的基础上，结合一定的 网络化简算法，有学者设计了搜索合理解列策略的 三阶段方法[4]，这里的合理解列策略是指满足 SSC、PBC以及SEC的解列策略。
开始
建立电网的图模型，初始化参 数，对图模型进行预处理，形成 供搜索策略求解的简化图
原始策略 空间 搜索空间
利用OBDD表示法求解简化图的 BP问题，即搜索它的满足SSC和 PBC的解列策略
满足SSC和PBC 的策略 合理解列策 略
对搜索到的满足SSC和PBC的解 列策略检验SEC，给出合理解列 策略。
结束
图 1 三阶段法的流程图及思路
如图1所示，这种方法的主要思路是分阶段地 逐步缩小原始策略空间（图中的白色矩形）直至一 个仅包含合理解列策略的集合为止。所谓的三阶段 是指： 阶段-I： 建立电网的图模型并初始化参数，并 利用图论和电网特征对其进行预处理，形成供搜索 解列策略的简化图； 阶段-II： 利用OBDD表示法求解阶段-I给出的 简化图的平衡分割（BP）问题，即搜索满足SSC和 PBC的解列策略； 阶段-III： 对阶段-II给出的解列策略，通过快 速的电网潮流计算检验SEC，给出满足SEC的解列
文献[7,8,9]分别设计了各自的基于慢同调的主 动解列方案。总结起来主要有两方面内容： 1）电力系统节点的同调分群，其确定解列后 哪些节点要被划分到同一区域。对于发电机节点的
x 分群算法已经比较成熟，首先形成形如 && = Ax 的
系统状态方程，对于矩阵A进行特征分析，根据A 的对应于慢模式特征值的右特征向量来进行分群； 而负荷节点的处理遇到了困难，多数情况下在处理 完发电机节点后把负荷节点视为网络的一部分利 用网络的拓扑电气特性来寻找解列策略，文献[9] 引入的广义特征值工具有效的解决了处理负荷节 点的困难，成功的将负荷节点进行分群。 2）识别系统的弱连接。学者们在利用慢同调 理论研究系统解列的过程中总结出了一个很重要 的概念——弱连接（weak-connections） ，所谓弱连 接就是指同调发电机群之间的网络联系。基于慢同 调的解列思路可以概括如下：电力系统的可行解列 策略都分布在系统的弱连接上。我们可以基于这个 结论来收缩解列策略的搜索空间——搜索过程仅 在系统的弱连接上进行，这样我们就大大地缩小了 解列问题的决策空间。 [9]在引入广义特征值工具后 设计了识别系统弱连接的一套算法。 基于模式子图和弱连接的概念，文献[11]对于 大电网的解列可行性也进行了有意义的探索，提出 了判断系统可解列性的三条判据：1）时间显著性 判据；2）拓扑显著性判据；3）模式显著性判据。 慢同调理论的引入使得主动解列的研究进入 了一个新的时期，可以说基于慢同调理论的主动解 列研究还很不充分，还有很多亟待解决的问题，正 是这些问题的存在指引了主动解列下一步的研究 方向。
4 主动解列遗留问题及其研究技术路线
主动解列是一个新兴的研究领域，从提出至今 引起了很多学者的兴趣，他们孜孜不倦的研究使得 主动解列有了今天的研究成果，但是我们看到主动 解列距离最后的实际应用还是有一段距离。这种距 离体现在一下几个方面：1）解列后孤岛的稳定性 研究还不够充分；2）故障特征与激发模式之间的 关系；3）得到策略后，执行策略时的时序问题有 待研究。 4.1 解列后孤岛的稳定性研究 从前面的论述我们可以看出，主动解列从提出 至今研究的重点集中在如何得到解列策略上，很少
有研究着眼于解列后孤岛的稳定性问题的研究，这 其中主要是指孤岛的暂态稳定性。孤岛暂态稳定性 的研究主要集中在两点：1）怎样的策略才能使解 列后孤岛的暂态稳定性比较好？2）解列后如何辅 助以必要的紧急控制措施能使孤岛平滑地过渡到 各自的平衡状态？ 对于第一个问题已经有一定的研究成果见诸 文献[5,6]，主要思路是在解列策略搜索阶段引入一 个“阀值约束”来限制策略断面上的功率流动进而 限制解列操作对于电力系统的冲击，从而使得解列 后孤岛具有较好的稳定性。但是这种思路缺乏理论 依据，同时阀值的选取也是相当费时的，所以说不 是一个好的思路。 [9]中给出了严格的弱连接定义并 将弱连接应用到决策空间化简上[11]，有效地减小 了决策空间，极大地加快了策略的搜索时间。仿真 中我们还惊奇地发现，采用断开弱连接的方法所形 成的孤岛暂态稳定情况是非常好的，绝大部分弱连 接策略都能够保证孤岛的暂态稳定。受此启发，也 许弱连接定义本身就隐含了对于孤岛暂态稳定的 某种约束，尽管目前还不清楚其中的深层机理。由 此猜想出发，对解列后孤岛的稳定性研究可以采用 以下的技术路线：从分析解列后孤岛的小干扰稳定 性入手，首先证明通过解开弱连接而形成的孤岛具 有稳定的平衡点。而证明小干扰稳定我们想从分析 矩阵特征值跃迁的范围出发来分析解列后孤岛的 小扰动稳定，就是说我们想证明在弱连接上解列我 们所关心的那部分特征值不会跃迁到虚轴的右边。 以上的思路解决的是孤岛的小扰动稳定问题，离最 后总目标暂态稳定还有一定的距离。有了小扰动稳 定分析的基础，结合故障特征与激发模式之间的关 系，将有可能证明从弱连接断开形成的孤岛将保持 暂态稳定性。 第二个问题可以被认为是主动解列与紧急控 制协调控制的一部分。[19]给出了主动解列和低频 减载相配合的紧急控制方案，为此问题的研究提供 了一定的思路。受此启发，可以重点研究孤岛中的 切机切负荷方案来配合主动解列策略。 4.2 故障特征与激发模式之间的关系 一个大型的电力系统经过特征分析后存在多 个模式，故障类型或者故障的发生地点与激发出来 的模式之间的关系还不清晰。现在能够确定的是， 对于一个稳定运行的电力系统其潜在的振荡模式 是一定的，并不随故障类型和故障发生地点的改变 而改变（前提是故障并不改变系统拓扑结构） ，并 不是每种模式在发生故障的情况下都会被激发出
来的，到底那种模式会被激发出来以及各种模式被 激发的程度却是不确定的，它与故障的类型以及发 生地点有着很大的关系。对于这个问题，有如下的 研究思路：从线性系统出发，利用线性系统存在解 析解的特性，通过分析系统的初始状态对系统解析 解的影响，确定故障方式以及故障地点与被激发模 式之间的关系。为此需要解决以下几个问题：
[4] [5] [6] [7]
?x(0 ) 的形式；
1）如何将电力系统故障表示成系统初始状态
[8]
2）根据初始状态与系统解析解之间的关系， 分析系统故障特征与系统被激发模式之间的联系 机理； 3）将由线性系统获得的知识推广到非线性系 统中并仿真验证适应性。 4.3 解列时序对于孤岛稳定性的影响 解列时序问题又分为解列时机，断路器断开顺 序及断路器动作时间间隔三个子问题。可以说以前 的研究都回避了解列时序这个问题，使得这一领域 的研究几乎完全处于空白状态，甚至没有一个很好 的思路与方法。我们在仿真研究中发现，通过断开 弱连接形成的孤岛具有很好的暂态稳定性。我们猜 想，在断开弱连接时，开断的时间及时序对解列后 孤岛的稳定性影响较小。如果能够从理论上证明这 一点，将对解决解列时序问题打开一扇窗。我们希 望通过对前面两个问题的理论分析证实我们的猜 想，从而解决解列时序问题。
[9] [10] [11] [12] [13] [14]
[15]
[16]
[17]
5 总结与展望
主动解列控制是电力系统安全防御系统的最 后一道防线，对我国互联电网的安全稳定运行有重 要意义。主动解列经过学者们的努力取得了巨大的 成就，使主动解列的研究不断地向实际应用推进， 但是仍然遗留了一些亟待解决的问题。从上面的介 绍可以看出，上述三个遗留问题是相互关联的，只 要在一点上有所突破，就能够在很大程度上将解列 控制问题研究向前推进一大步。虽然目前只有一些 猜想，但是毕竟为解决解列控制遗留问题提供了一 种思路。如能将主动解列控制的三个遗留问题加以 解决，将为主动解列控制走向工程实用扫除最后的 障碍，为构建我国电网的安全防御系统做出贡献。
[18]
[19]
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作者简介：
倪敬敏(1984-).男,山东临沂人，汉族，博士研究生，研究 方向为电力系统分析与控制。E-mail:njmtql@https://www.doczj.com/doc/f611669952.html,； 沈 沉(1970-).男， 四川成都人， 汉族， 副教授， 博士生导师， 研究方向为电力系统分析与控制，分布式计算等； 谭 伟(1984-).男,湖北荆州人，汉族，博士研究生，研究方 向为电力系统分析与控制； 李 颖(1986-).男,重庆人，汉族，硕士研究生，研究方向为 电力系统分析与控制。
参考文献
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[3]
Ｐ 本文简要介绍了电力系统中各子系统可靠性的基本概念以及相应的可靠性指标、可靠性指 标计算方法等。对文献中提出的相应的子系统可靠性评估方法进行评述，分析了它们在电力系统 可靠性分析中应用的特点以及存在的主要问题，以促进该研究领域的进一步发展。 电力系统可靠性综述 ■广东工业大学自动化学院鄂飞程汉湘 产 经 电力系统可靠性［１］是指电力系统按可接 受的质量标准和所需数量不间断地向电力 用户供应电力和电能量的能力的量度，包 括充裕度和安全性两个方面。充裕度是指 电力系统维持连续供给用户总的电力需求 和总的电能量的能力，同时考虑到系统元 件的计划停运及合理的期望非计划停运， 又称为静态可靠性，即在静态条件下电力 系统满足用户电力和电能量的能力；安全 性是指电力系统承受突然发生的扰动，如 突然短路或未预料到的失去系统元件的能 力，也称为动态可靠性，即在动态条件下 电力系统经受住突然扰动且不间断地向用 户提供电力和电能量的能力。 电力系统可靠性是通过定量的可靠性 指标来量度的。一般可以是故障对电力用 户造成的不良后果的概率、频率、持续时 百分数备用法和偶然故障备用法。这两种 方法均缺乏应有的科学分析，目前已逐渐 被概率性可靠性指标所代替。 概率法常用的可靠性指标有：电力不 足概率（ＬＯＬＰ）、频率及持续时间（Ｆ＆Ｄ）、 电量不足概率（Ｌ Ｏ Ｅ Ｐ ）、电力不足期望 （ＬＯＬＥ）。国际上曾一度采用ＬＯＬ（ｌｏｓｓ ｏｆ ｌｏａｄ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）作为发电系统可靠性 指标，但该方法过于粗略，评估误差较大， 且无法计算有关电量指标。后来人们又提 出了更为详细的计算电力不足概率的指标 和方法，即电力不足小时期望值ＬＯＬＨ（ｈ／ ａ）。该方法以每天２４ｈ的实际负荷变化情 况为负荷曲线模型，计算出电力不足小时 期望值。 国际上关于发电系统可靠性计算的另 一个常用的指标为电量不足期望值ＥＥＮＳ ［２］ 间、故障引起的期望电力损失及期望电能 （ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｎｏｔ ｓｕｐｐｌｉｅｄ）， 量损失等，不同的子系统可以有不同的可 靠性指标。 电力系统规模很大，习惯上将电力系 统分成若干子系统，根据这些子系统的功 能特点分别评估各子系统的可靠性。 发电系统可靠性 发电系统可靠性是指统一并网的全部 发电机组按可接受标准及期望数量满足电 力系统的电力和电能量需求的能力的量度。 发电系统可靠性指标可以分为确定性 和概率性两类。过去曾广泛应用确定性可 靠性指标来指导电力系统规划和运行，如 其意义为在某一研究周期内由于供电不足 造成用户减少用电量的期望值。该指标能 同时反映停电的概率与停电的严重程度， 而且更便于把可靠性与经济性挂钩，因此 ＥＥＮＳ指标日益受到重视。文献［３］针对我国 电力系统的特点，以ＬＯＬＨ 和ＥＥＮＳ作为可靠性指标， 计算了全国统一的指标参 数，并绘出了综合最优发 电系统可靠性指标曲线， 对我国的电源规划及发电 系统可靠性研究有重要的 参考价值。其他可靠性指 标虽有应用，但不普遍。 ２００６ 年第 ３ 期 ５
电力系统分析之短路电流计算 电力系统是由生产、输送、分配、及使用电能的发电机、变压器、电力线路和用户组成一个整体，它除了有一次设备外还应有用于保护一次设备安全可靠运行的二次设备。对电力系统进行分析应包括正常运行时的运行参数和出现故障时的故障参数进行分析计算。短路 是电力系统出现最多的故障，短路电流的计算方法有很多，而其中以“应用运算曲线”计算短路电流最方便实用。应用该方法的步骤如下： 1、 计算系统中各元件电抗标幺值； 1）、基准值，基准容量（如取基准容量Sj=100MV A ），基准电压Uj 一般为各级电压的平均电压。 2）系统中各元件电抗标幺值计算公式如下： 发电机 ? Cos P S X X e j d d /100%' '"* ? = 式中" *d X 为发电机次暂态电抗百分值 变压器 e j d b S S U X ?=100%* 式中U d %为变压器短路电压的百分值 线路 20*e j j U S L X X ? = 式中X 0为每仅是电抗的平均值（架空线为0.4欧/公里） 电抗器 2*3100%j j e e k k U S I U X X ??= 式中X k %为电抗器的短路电抗百分值 系统阻抗标幺值 Zh j x S S X = * S Zh 断路器的遮断容量 2、 根据系统图作出等值电路图, 将各元件编号并将相应元件电抗标幺值标于元件编号 下方； 3、 对网络化简,以得到各电源对短路点的转移电抗,其基本公式有: 串联 X 1 X 2X 3 X 3 =X 1+X 2 并联 X 1 X 2 X 3 2 12 1213//X X X X X X X +?= =
研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：电力系统可靠性教师：谢开贵 姓名：甘国晓学号：20121102039t 专业：电气工程类别：学术 上课时间：2013 年 3 月至2013 年 4 月 考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制
含微电网的配电网可靠性评估综述 摘要：微电网的接入影响了配电网可靠性的同时，也会给配电王的可靠性评估带来新的问题。本文从微电网的可靠性评估模型和可靠性评估指标两方面分析了微电网可靠性评估的研究现状，总结了微电网可靠性评估的两种主要方法：解析法和模拟法。在此基础上，指出了含微电网的配电系统可靠性评估可能发展的研究方向。 关键词：分布式发电；微电网；可靠性评估；评估方法 1.引言 随着人类面临的能源紧缺、环境恶化等问题日趋严重，世界各国纷纷将目光投向一种清洁、环保、经济的能源——分布式电源。分布式发电(distributed generation, DG)指靠近用户，为满足某些终端用户的需求，功率为从几千瓦到50MW的小型模块式、与环境兼容的独立电源，主要包括风力发电场、燃料电池、微型燃气轮机、光伏电池、地热发电装置、储能装置等。 随着DG及其系统集成技术日趋成熟，单位千瓦电能生产价格的不断下降以及政策层面的有力支持，分布式发电技术正得到越来越广泛的应用。但是，随着分布式发电渗透率的增加，各种DG的并网发电对电力系统的安全稳定运行提出了新的挑战，要实现配电网的功率平衡与安全运行，并保证用户的供电可靠性和电能质量也有很大困难[1]。为此，有学者提出了微电网的概念。微电网将DG、负荷、储能装置及控制装置等有机结合并接入到电网中[2]；微电网一般接入到配电系统中，它既可与电网联网运行，也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行，它的灵活运行方式可以实现DG的接纳及与电网的互相支撑，同时也极大地影响了配电系统的可靠性，增加了配电网可靠性评估的复杂性。 本文将总结含微网的新型配电系统可靠性评估的研究进展，列举微电网可靠性评估的主要方法，并在此基础上指出含微电网的配电系统可靠性评估可能发展的研究方向。 2.含微电网的配电网可靠性评估研究现状 微电网是一个完整的发、配电子系统，随着微电网接入配电网，配电网将由传统的单电源辐射状变成一个遍布电源和负荷的新型配电网，增加了配电网潮流的不确定性，从而对系统的运行和控制产生了一系列的影响，配电系统可靠性的评估理论与方法也将发生变化。目前，含微电网的配电网可靠性评估的研究刚刚起步，现有研究的进展有以下方面[3]。
第一章电力系统概述 第一节本厂在系统中的地位和作用 一、华中电网现状 2002年底华中地区装机容量为52142MW。其中水电装机17985MW，火电装机34157MW。分别占全部装机的34.5%、65.5%。统调装机容量39140MW，其中水电12294MW，火电26845MW。 2002年华中地区发电量221.9TW·h。其中水电发电量64.2TW·h，火电发电量157.7TW·h，分别占全部发电量的28.9%、71.1%。统调发电量168.1TW h，其中水电发电量45.3TW h，火电发电量122.8TW·h。 2002年华中地区全社会用电量为220.3TW·h。统调用电最高负荷30790MW，比上年增长14.72%。 二、湖南省电力系统现状 1．电源现状 2002年底湖南省装机容量为11110.86MW。其中水电装机6135.28MW，火电装机4975.58MW。分别占全省装机的55.2%、44.8%。2002年统调装机容量为7424.65MW，其中水电装机3419.65MW、火电装机4005MW。 2002年湖南省发电量45.387TW·h。其中水电发电量25.329TW·h、火电发电量20.05785TW·h，分别占全省发电量的55.8%、44.2%。 湖南省电网电源主要分布在湖南西部，全省最大火力发电厂为华能岳阳电厂（725MW）。最大水电站为五强溪水电站（1200MW）。 2．网络现状 湖南省电力系统是华中电力系统的重要组成部分，处于华中系统的南部，目前全网分为14个供电区。 湖南电网经两条联络线即葛洲坝～岗市500kV线路及汪庄余～峡山220kV线路与华中电网联系，贵州凯里电厂通过凯里～玉屏～阳塘220kV线路向湖南送电。目前省内已建成五强溪～岗市～复兴～沙坪～云田～民丰～五强溪500kV环网，并且岗市与云田间另有一回500kV线路直接相联。 2002年底湖南省共有500kV变电所5座，变电容量4,250MV A（云田（株洲）2,750MV A，民丰（娄底）1,750MV A，岗市（常德）1,500MV A，复兴（益阳）1,750MV A，沙坪（长沙）1,750MV A）220kV公用变电所54座，变电容量10,590MV A，拥有500kV线路8条894.3km ，220kV线路136条6666km。 2002年底湖南电网共装有无功补偿设备7630.7Mvar，其中电容器6180.2Mvar，并联电抗器1280.1Mvar，调相机50.4Mvar，其他165Mvar。 3．供用电现状
文献综述 学院名称电气工程学院指导教师 职称教授 班级 学号 学生姓名
2016年1月12日
电网规划设计文献综述 摘要:电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。电力系统是由电能的生产、输送、分配和消费的歌环节组成的整体，它与其他工业系统相比，具有很多的特点。电力系统运行要求保证安全可靠地供电、保证良好的电能质量和保证电力系统运行的经济性。科学合理的电力规划设计是电力系统安全、可靠、经济运行的前提，对获取最大的经济效益和社会效益均具有十分重要的意义。在电网规划设计中有涉及到电网电压等级的选择、线路导线的选择、变压器容量和型号的选择、电力系统运行接线方式的选择、电力系统潮流计算等方面。 关键词：电力系统；接线方式；电网规划
在高速发展的现代社会中，电力工业是国民经济的基础，在国民经济中的作用已为人所共知：它不仅全面地影响国民经济其它部门的发展，同时也极大地影响人民的物质和文化生活水平的提高，影响整个社会的进步。改革开放以来，电力工业取得了突飞猛进、举世瞩目的辉煌成就，从1996年起，我国发电机装机容量和年发电均居世界第二位，超过了俄罗斯和日本，仅次于美国，进入世界电力生产和消耗大国行列。发电厂规模和单机容量的大幅度提高，标志着我国的电力工业已经进入一个飞速发展的新时期。 电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。电力系统是由电能的生产、输送、分配和消费的歌环节组成的整体，它与其他工业系统相比，具有很多的特点： 1.电能的生产和消费具有同时性 由于电能的生产和消费是一种能力形态的转换，要求生产与消费同时完成，因此电能难于储存。从这个特点出发，在电力系统运行时就要求发电厂在任何时刻发出的功率，必须等于该时刻用电设备所需的功率、输送和分配环节中的功率损耗之和。 2.电能与国名经济各部门和人民日常生活关系密切 由于电能可以方便地转化为其他形式的能，且易于远距离传送和自动控制，因此得到广泛的应用。供电的突然中断会产生严重的后果。 3.电力系统的过度过程非常短暂
（安全管理）安全稳定控制装 置检修规程
Q/ZSSC 21001-2010 2011-03-15发布2
前言1 1范围2 2规范性引用文件2 3术语和定义2 4设备规范2 5检修周期与检修项目3 6检修前工作准备4 7检修工艺步骤及质量标准5
本标准由安徽白莲崖水库开发有限责任公司标准化管理领导小组提出。本标准由安徽白莲崖水库开发有限责任公司标准化管理办公室归口。本标准起草单位：安徽白莲崖水库开发有限责任公司 本标准起草人：
1 范围 本规程规定了公司白莲崖水电站南瑞继保失步解列及频率电压紧急控制装置的检修周期、检修项目、检修工艺、试验和验收等有关内容。 本规程适用于公司白莲崖水电站南瑞继保失步解列及频率电压紧急控制装置的大修、小修和日常维护，并通过采用保护作业指导书，推动标准化作业的实施。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡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。 GB7261继电器及继电保护装置基本试验方法 GB14285继电保护和安全自动装置技术规程 DL/T769电力系统微机继电保护技术导则 DL478静态继电保护及安全自动装置通用技术条件 DL/T995继电保护和电网安全自动装置检验规程 DL/T587微机继电保护装置运行管理规程 JB-T5777.2电力系统二次电路用控制及继电保护屏（柜、台）通用技术条件 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 电力系统第一道防线 系指继电保护，快速切除故障。 电力系统第二道防线 2
暨南大学 本科生课程论文 论文题目：国内外配电网及自动化系统存在的问 题及发展趋势 学院：电气信息学院 学系：电气工程及其自动化 专业： 课程名称：配电网综合自动化技术 学生姓名：蒋博彦 学号：2011053128 指导教师：李伟华 2014年10月25日
国内外配电网及自动化系统存在的问题及发展趋势 蒋博彦 （1．暨南大学、电气信息学院、电气工程及其自动化、珠海，） 摘要：配电自动化是利用电子、计算机、通信、网络等技术的重要配电手段。本文介绍了国内外配电自动化系统的现状、存在问题及发展方向。 关键词：配电自动化；现状；问题；展望 1.配电自动化系统的组成 配电自动化是指利用现代电子计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。配电自动化系统包含以下三个方面： （1）变电站自动化系统：指应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。 （2）配电管理系统：是指用现代计算机、信息处理及通信等技术，并在GIS平台支持下对配电网的运行进行监视、管理和控制。主要功能有：数据采集和监控（SCADA）、配电网运行管理、用户管理和控制、自动绘图设备管理地理信息系统（AM／FM/GIS）。（3）用户自动化系统：用户自动化即需求侧管理，主要包括负荷管理、用电管理、需方发电管理等。 2.国内外配电自动化现状分析2.1 国内配电自动化发展和现状 我国配电网自动化起步较晚，到现在不过十多年。1998年之后，随着城乡电网建设与改造的大范围开展，在多个省份和直辖市掀起了第一轮配电网自动化技术试点和应用的热潮。此后我国配电网经过多年的建设和改造，供电能力有了明显的提高，目前已基本能够满足我国社会经济发展的需求。然而，长期以来配电网的建设未得到应有的重视, 建设资金短缺, 设备技术性能落后, 事故频繁发生, 严重影响了人民生活和经济建设的发展，由于当时对配电网自动化的认识不足，相关系统和设备的技术不成熟，配电网架基础比较薄弱、一次配电设备存在缺陷、通信手段不完备、缺乏维护资源等原因，配电网的薄弱环节显得越来越突出。一些早期建设的配电自动化试点没有实现预期效益，部分自动化系统遭到闲置或废弃，成为配电网自动化建设的反面教材。[1] 随着电力的发展和电力市场的建立, 配电网实现自动化是一项综合性工程, 最基本条件是应具有较为完善的多路电源配电网点, 具有较好的城市规划及电源路径分布, 有较为可靠的一次、二次设备,这对城市建设规模和经济发展对配电网提出了较高要求。有不少地区的配电网自动化项目通
智能变电站失步解列装置通用技术规范（范本）
本规范对应的专用技术规范目录 序号名称编号 1 智能变电站失步解列装置专用技术规范2803002-0000-b1
智能变电站失步解列装置采购标准 技术规范（范本）使用说明 1、本标准技术规范（范本）分为通用部分、专用部分。 2、项目单位根据需求选择所需设备的技术规范（范本），通用技术规范（范本）部分条款及专用技术规范（范本）部分固化的参数原则上不能更改。 3、项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。如确实需要改动以下部分，项目单位应填写专用部分“项目单位技术差异表”并加盖该网、省公司物资部（招投标管理中心）公章，与辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会： ①改动通用部分条款及专用部分固化的参数； ②项目单位要求值超出标准技术参数值； ③需要修正污秽、温度、海拔等条件。 经标书审查会同意后，对专用部分的修改形成“项目单位技术差异表”，放入专用部分中，随招标文件同时发出并视为有效，否则将视为无差异。 4、对扩建工程，项目单位应在专用部分提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。 5、技术规范（范本）的页面、标题、标准参数值等均为统一格式，不得随意更改。 6、投标人逐项响应专用技术规范（范本）部分中“1 标准技术参数表”、“2 项目需求部分”和“3 投标人响应部分”三部分相应内容。填写投标人响应部分，应严格按招标文件专用技术规范（范本）部分的“招标人要求值”一栏填写相应的招标文件投标人响应部分的表格。投标人填写技术参数和性能要求响应表时，如有偏差除填写“技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。 7、一次设备的型式、电气主接线和一次系统情况对二次设备的配置和功能要求影响较大，应在专用部分中详细说明。
1课程设计的题目及目的 1.1课程设计选题 如图所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发 生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为0=a U ， 1201-∠=b U ， 1201∠=c U 。试求： （1）系统C 的正序电抗； （2）K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流（假设故障前线路电流中没有电流）。 系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 25 .02=T X 25.02==''X X d 图1-1 1.2课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件； 2短路电流计算的基本概念和方法 2.1基本概念的介绍 1.在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2.正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3.负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入
代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4.零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 2.2 短路电流计算的基本方法 1.单相(a 相)接地短路 单相接地短路是，故障处的三个边界条件为： 0fa V = ； 0fb I = ； 0fc I = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (2)(0)(1)(2)(0)00fa fa fa fa fa fa V V V I I I ? =++=? ??==? 2.两相（b 相和c 相）短路 b 相和c 相短路的边界条件 . 0fa I = ； ..0fb fc I I += ； . . fb fc V V = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (0) (1)(2)(1)(2)00fa fa fa fa fa I I I V V ? =??? +=??? =?? 3. 两相（b 相和c 相）短路接地 b 相和 c 相短路接地的边界条件 0fa I = ； 0fb V = ； 0fc V =
电力系统的供电可靠性研究 发表时间：2017-04-25T17:16:46.930Z 来源：《电力设备》2017年第3期作者：李孟朱晓林 [导读] 摘要：眼下我国社会经济发展迅速，科技水平不断提高，随之而来对于电力的需求也在逐年增长，在这种社会环境下，供电系统的供电能力成了重要问题，经受着来自社会各界的巨大考验。 （国网天津市电力公司检修公司） 摘要：眼下我国社会经济发展迅速，科技水平不断提高，随之而来对于电力的需求也在逐年增长，在这种社会环境下，供电系统的供电能力成了重要问题，经受着来自社会各界的巨大考验。供电指标是用来判断供电能力是否满足社会需求的重要参数，要想使得供电指标能够得到有效提高，供电系统的供电可靠性是一项重要因素，因此供电企业必须要加强管理，优化每一生产环节，规范相关操作，保证供电的可靠性和安全性，在提高供电质量的同时满足社会用电需求。本文对此做了深入研究，首先分析了影响供电能力的各种因素，随后提出了几点有效的解决措施。 关键词：电力系统；供电能力；可靠性 引言 眼下社会的用电需求日益加大，这样提高供电能力是供电企业眼下最重要的问题。配电线路是供电系统中不可或缺的重要组成部分之一，覆盖范围较大，线路多且长，因此在输送电过程中难免会出现跳闸现象，给周围群众的和企业都造成了一定的不良影响。因此，供电企业对此必须要予以高度重视，完全按照国家相关制度规范企业生产，合理分配用电额度，减少安全隐患的存在，提高供电可靠性。 一、影响供电可靠性的相关因素 经过一系列的时间分析可知，影响电力系统供电可靠性的因素有三点，分别是用户分布密度、除了设备原因之外导致的停电、配电线路出现故障。具体如下： 1.用户的分布密度 用户的分布密度指的就是在一定范围内用户的数量。从我国目前的情况来看，我国用电用户主要呈现“东多西少”的局势分布，而内陆和沿海相比较沿海地区分布较多，造成这种现象主要的是因为各地区的经济发展存在差异使得密度不均衡。在这种情况下，供电企业为了提高供电的可靠性，通常都是不同的地区采取不同的接线方式，密度高的地区和密度低的地区分开供电。以便保证在出现故障时候，不至于影响到其他地区的正常供电。 2.除设备故障外导致的停电 除了设备出现故障导致停电外，自然灾害、雷电、线路检修、电网改造等也会导致不同时间的停电。眼下全国各地区的电网都在进行全面的改造，使得电网的质量得到明显提高，反而正常原因的停电也有所减少。但是在经济发展比较落后的地区，由于临时检修和设备维护等导致的临时停电还是时常发生的。除此之外，因自然灾害原因导致的停电也是不能避免的，但是随着电网的不断改造，抗灾害能力越来越强，停电现象也会越来越少。 3.配电线路的故障 基本上所有的配电线路都是在户外运行的，由于露天运作，因此天气、自然灾害等的变化都会导致配电线路出现故障，主要是集中线路老化、绝缘、天气变化导致线路损坏等方面。除了这些自然因素外，线路的使用材料也是影响线路故障的主要原因之一，质量越好发生的故障概率就越低。一旦配电线路出现问题导致故障自然就会影响到供电的可靠性。 二、加强电力系统供电可靠性的有效措施 1.技术方面 从技术方面来看，主要需要做的就是保证供电线路质量和设备工作效率。 （1）在铺设和维护电网的过程中，必须要按照相关标准选择电线，根据实际需要选择合适的供电设备，合理配置电网，保证电线和设备的质量满足实际要求同时方便维修。 （2）定期对对电网和供电设备进行检查，根据实际情况调整线路负荷，避免超负荷使用导致线路出现故障。一旦发现设备出现问题必须要及时维修，保证设备的使用寿命。 （3）加强配电线路和主接线的可靠性的控制。 （4）根据实际情况强化配电系统的结构，同时赋予环网等开关一定的远程操控能力，保证设备可以实现稳定运行，避免其受到外界因素的不良影响。 （5）适当引进先进的供电技术，例如红外检测技术等，可以有效加强供电能力。 2.管理方面措施 针对供电系统的管理方面也要加强改革和控制，全面分析存在的相关问题，根据实际情况选择针对性的措施加以解决，确保供电质量满足国家相关标准，增加供电的可靠性以及安全性。具体措施如下： （1）从根本源头抓起，建立科学合理的内部管理制度，并根据实际情况予以改进和完善。上到管理层下到员工全部都要严格执行该制度，杜绝违规操作现象发生。加强管理力度，合理制定发展目标，定期做好检查和维修，最大限度降低存在的安全隐患。 （2）加强日常检查和维护力度。强化责任意识，定期对供电线路和供电设备进行严格的检查，保证可以及时解决安全隐患，避免其继续扩大造成不良影响。对于易于出现故障的部位要加强管理，尤其是计量箱、变压器等，将其危险因素消灭在萌芽中。这样才能有效防止非设备故障导致的停电现象。 （3）完善配电网络，使用高质量的电路产品，确保设备型号符合供电要求，根据实际情况适当调整配电模式，避免出线路出现超负荷的情况，以防止电路出现故障，降低停电的发生几率。 （4）适当将计算机技术应用在供配电中，实现供电自动化，可以有效提高企业供电管理效率，保证供电的可靠性和安全性。 三、结束语 综上所述，社会在发展时代在进步，随着科技的发展各行业对实际供电提出了更高的要求，为了保证供电的可靠性和安全性供电企业必须要加强各方面的管理，引进新技术，投入新设备，针对存在的问题要多方面考虑，采取有效的措施，从根本上实现电网的稳定运行，
电 力 系 统 频 率 稳 定 论 文 姓名：韩群 指导老师：刘景霞 班级：2012电气2班
摘要: 电力系统频率调整是电力系统中维持有功功率供需平衡的主要措施，其根本目的是保证电力系统的频率稳定。电力系统频率调整的主要方法是调整发电功率和进行负荷管理。一次调频是指当电力系统频率偏离目标频率时，发电机组通过调速系统的自动反应，调整有功出力以维持电力系统频率稳定。二次调频也称为自动发电控制，是指发电机组提供足够的可调整容量及一定的调节速率，在允许的调节偏差下实时跟踪频率，以满足系统频率稳定的要求。三次调频就是协调各发电厂之间的负荷经济分配，从而达到电网的经济、稳定运行。关键词: 电力系统,一次调频,二次调频,三次调频,综述
ABSTRACT Maintain the power system of power system frequency adjustment is active power balance between supply and demand of main measures, its fundamental purpose is to ensure that the frequency of power system stability. Power system the main method is to adjust the power frequency adjustment and load management. Primary frequency control is to point to when power system frequency deviates from the target frequency generator set automatically by the speed control system of reaction, active efforts to maintain stability of power system frequency adjustment. Secondary frequency modulation, also known as the automatic generation control refers to the adjustable generators provide sufficient capacity and a certain adjustment rate, real-time tracking frequency under the allowed to adjust deviation, in order to meet the requirements of system frequency stability. Three frequency modulation is to coordinate the economic load distribution between the various power plants, so as to achieve economic and stable operation of the power grid. Key words: Electric system , A frequency modulation ,The two FM The three FM , Review
综述电力系统自动化技术分析研究 发表时间：2016-11-04T16:49:01.773Z 来源：《电力设备》2016年第15期作者：朱亦张小华[导读] 随着自动化技术的深入和发展，电力系统自动化技术面临着更严峻的挑战。 （湖北工业大学湖北省武汉市 430000） 摘要：随着自动化技术的深入和发展，电力系统自动化技术面临着更严峻的挑战。要真正意义上保证电力的安全可靠运行，不断的满足人们的需要，单一的电力系统自动化设备已不能满足新时期电力发展的需求。本文论述了电力系统自动化的概念和特点，对电力系统自动化技术发展前景及方向进行了分析和阐述，可供大家参考。 关键词：自动化；电力系统；技术分析； 当前，电力系统承担着经济发展和人民群众生活提供稳定可靠电能的职责。由于电网规模总量逐年扩张，电网结构复杂和电网建设运行环境多变，电网故障发生的频率和严重程度也越来越高，严重的会直接导致整个电力系统不能正常运行。随着自动化技术的高度发展，建立自动化监控系统已逐步成为现实。通过对系统进行实时监测，能够及时发现问题，自动分析原因，并采取应急措施，从而保障整个电网平稳安全运行，具有十分积极的意义。 1. 电力系统自动化的概念 电力系统自动化是通过应用多种能够实施自动检测、决策和控制的装置，通过信号系统和数据信息传输系统对电力系统的各个部分和整体进行远程监测和控制，来保证整个电力系统的安全、稳定、高效运行，提供优质的供电服务。电力系统自动化控制技术的应用主要是保障电力系统各个生产、供电环节的安全、稳定、高效，实现整个系统经济效能的增加以及生产成本的降低。现代科学技术发展最为显著的特征就是自动化技术在各个领域的应用，电力系统关乎着我国人民群众的生产和生活，更应当通过先进的科学技术提高自身的发展水平。 2. 电力系统自动化技术的特点 2.1 强大的电网规模 电力系统自动化技术的发展，不仅提高了现代供电系统的能力，而且还保证了经济建设的健康、可持续发展，为社会经济的发展做出了重大贡献，也为其打下了坚实的经济基础。电力系统自动化技术主要构成有信息技术、网络技术、电子技术以及控制技术等，这也是电力系统的重要组成成分，其复杂性和综合性也使得整体系统得到很好的运行。由于电网规模的扩大化使得电力系统得到很好的管理，消除了现代化信息和自动化技术之间的问题。 2.2 分布区域大远距离供电 目前，由于我国电力系统的不断发展，其分布领域不断扩大，包括一些环境比较差的地区，这些地区都是高山峻岭，很难进行供电电线的施工，因为不仅成本高，还受到环境条件的限制。合理的解决措施是建立合理数量的供电线路，通过柔性供电技术提高供电电量。自动化技术的这一远距离供电特点解决了很多问题，特别是供电和输电方面。不过，带来的困难也导致了需要不断地提高自动化技术。 3. 电力系统自动化技术应用分析 3.1 智能化控制技术 智能化控制技术的发展一样也经历了多个阶段，从简单的函数单输出单输入控制到线性非线性控制及多级协调控制再到智能化控制，从电力系统的工作模式我们能够发现其属于一种动态的系统，而针对这种动态的系统进行智能化控制对于电力系统工程具有非常重要意义，智能化控制技术能够将电力系统的变化参数加以智能化分析进而得出相应的控制策略，有效的对电力系统进行科学操作，而这一系列过程对于电力系统的工作效率起到了积极的作用。 3.2 电力互感器的应用 电力互感器是针对输电线路检测和维护不可缺少的设备之一，主要功能就是通过以一定比例关系使高电压与大电流数值降低到可以用仪表检测的装置，但是由于电压升高的程度越大绝缘就越难，信号动态范围也就小，设备体积和质量都需要相应增大等一系列问题随之而来造成的不便利和不安全后果，而光电式电力互感器频率响应范围宽、测量精度高、抗电磁干扰、低压侧避免高压危险等特点的具备对于传统的电力互感器是一个很好的在电力线路维护和检查工作中的技术更新，进而得到了电力系统自动化的引进和应用，不过从长远技术要求层面还需要在传感光学材料与传感头结构以及电源供电等方面做出进一步的改进和优化，从而能够更好的促进电力系统的高性能，高效益的产出电能，服务于社会的建设环境当中。 3.3 微机实时保护系统 电力系统微机实时保护系统是由高可靠性、高实时性且高拓展性的装置组成的系统，在技术上精密、通信能力强大且具备嵌入式实时操作系统，所以在硬件设施上要求较高，同时对于嵌入式软件的要求也不断的提高，在对电力系统进行保护的过程中能够实现多任务高效优先级管理并且具有良好的可移植性和拓展性，这也是近年来被越来越多的应用到电力系统自动化中的原因，而这也有效的防止了事故发生时瞬间对电力系统造成的破坏，一旦稳定控制措施发生延迟能够通过嵌入式技术及时的在有限时间内做出反应，确保电力系统免遭损失。 4. 电力系统自动化技术共享能力 在电力系统自动化技术的发展过程中，系统模型大部分集中在对地理空间属性的描述，以几何特征为主的模拟地理系统的思想几乎成为一种标准，但在实际应用中，它的控制对象具有复杂的电力物理结构。建立电力系统特有的空间语义分析模型是非常必要的。这种针对语义层次的数据共享，最基本的要求是供求双方必须对同一数据具有相同的认识，只有基于同一种对电力系统知识的抽象认知才能保证这一点，因此在数据共享过程中要有一种电力系统的基本模型，作为不同部门之间数据共享的基础。它包括两个方面：地理实体几何属性的标准定义和表达，包含电力系统服务所覆盖的空间区域几何属性；物理属性数据的标准定义和表达，对于电力系统，它包含物理结构，各组成部件及整体的物理性能、运行方范的信息共享、综合，以及多维、动态的应用分析。
电力系统短路故障的分析计算 电力系统短路故障的分析计算2010-09-1508:241-1作出无阻尼绕组同步电机在直轴方向的等值电路图并写出求取暂态电抗Xd'及 1、时间常数Td'的表达式再作出有阻尼绕组同步电机在直轴及交轴方向的等值电路图并写出求取Xd"及Xq"的表达式。 2、比较同步机下列的时间常数Ta、Td'、Td"、Tq"的大小以及汽轮发电机的下列电抗的大小以及及汽轮发电机及水轮发电机的下列电抗的大小并为它们按由大到小的次序重新排列Xd、Xd'、Xd"、Xq、Xq"、Xσ(定子漏抗)。 3、列出无阻尼绕组同步发电机在端点发生三相短路，定子及转子绕组中出现的各种电流分量并指出这些电流分量随时间而变化的规律及其衰减时间常数。(16) 1-5在电力系统暂态分析中，1.为什么要引入同步电机暂态电势Eq'?2.暂态电势Eq'的大小如何确定?3.在哪些情况下需要使用暂态电势Eq'?(10分)(科大92) 1-6简要论述下列问题:(24分) 1、试根据无阻尼绕组同步机的磁链及电压方程(略去电阻)，推导出用同步机暂态电势和暂态电抗的电压方程式: uq=Eq'-idXd'ud=iqXq2、上述方程式应用于同步机的什么运行情况?为什么?解决什么问题?式中id、iq是什么电流? 3、试利用(1)的结果论证:三相短路电流实用计算中，无阻尼绕组同步机机端短路时一相的起始暂态电流(用标么值表示)的计算公式为: I'=Eq'/Xd' 4、根据基本原理，并利用(1)推导出的方程，证明同步机机端三相短路整个暂态过程中Eq'及Eq之间的关系为:Eq/Eq'=Xd/Xd' (重大83) 1-7无阻尼绕组同步发电机发生突然三相短路，在短路瞬刻及暂态过程中，其气隙电势Eqδ是如何变化的?(6分) (重大84)
电气自动化技术专业综述 谭连记 作为一个高起专电气自动化技术专业的学员，因为平时工作与电为伍，已对电气自动化有一些接触，但像这样系统学习相关理论知识是很难得的。因此我倍加珍惜学习的机会，认真听课，从而对电气自动化技术有了更为深入全面的了解。下面就概述一下我学习的电气自动化技术这个专业。 一、我选择的学校——吉林大学 吉林大学于2000年6月12日由原吉林大学、吉林工业大学、白求恩医科大学、长春科技大学、长春邮电学院合并组建而成；2004年8月29日，原中国人民解放军军需大学并入吉林大学。目前，吉林大学不仅已成为我国目前办学规模最大的高等学府，而且是学科门类最齐全的教育部直属重点综合性大学，是首批进入"211工程"的国家重点建设的大学之一，也是"985工程"国家重点建设的大学之一。学校师资力量雄厚，荟萃了一大批学识渊博、治学严谨的国内外知名学者。 二、电气自动化技术专业定义 电气自动化技术专业主要培养掌握电气技术、电力自动化技术、各种电气设备及自动化设备的基本原理和分析方法，能够从事供用电、各类电气设备、电气控制及自动化系统的安装、设计、调试、维护、技术改造、产品开发和技术管理的高级技术应用性专门人才。开设的主要课程有：C语言程序设计、C语言上机操作、毕业实习、大学英语（二）、大学英语（一）、电机与拖动基础、电力电子变流技术、电路电子技术、电路理论基础、电气元件、高等数学（理专）、工厂供电、计算机应用基础、可编程控制器、控制工程基础、数字电子技术、思想道德修养、微机原理及应用、现代远程学习概论。 三、电气自动化的发展历程 电气自动化经历了从无到有电气自动化技术是随着智能控制、信息网络、电子技术、的飞速发展与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科直至发展到成熟的过程。20世纪50年代，电机电力等产品的出现催生了电气自动化才有“自动化”一词的说法。而继电器和接触器设定来完成事先安排好的判断和逻辑功能其出现及应用使得机器可以按照人的意志实现的，促使了电气自动化的发展变革。20世纪60年代，现代控制理论开始出现，伴随着微型计算机在各个行业中的不断的推广与在专业上的实际应用，生产的过程最优化的控制与管理也使自动化进入到了一个全新自动化阶段，电气专业的自动化技术飞速地
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]。
电力系统灵活性及其评价综述 摘要：为了解决可再生能源并网的问题，本文针对电力系统对短时间的响应能力，分析了电力系统电源的灵活性及其评价指标，在此基础上，提出了优化储能 分配的方法，它可用于解决网格连接问题和系统应对短期的响应能力。 关键词：电力系统；灵活性；评价 电能是现代社会各行各业发展不可或缺的重要能源，是人民日常生活起居和 社会发展不可缺少的一部分，中国作为世界人口的大国，随着社会的高速发展进步，对电能的需求量日益增加，不断新建电力工程，才能满足电能日益增加的需求，才能保证社会持续健康发展；所以，保证电力系统工程能够可靠、安全、经 济高效的运行，对电力系统设计进行科学、合理的规划，才能满足社会日益发展 的电能需求。 1 电力系统规划设计原则 1.1 安全性 在电力系统规划设计的过程中要秉承严谨科学的态度，安全性电力系统规划 设计中最重要的原则之一，设计成品要有严格的科学依据，条件允许或者实际需 要还应配备可以长期使用的检测功能。 1.2 节约成本 电力系统规划设计不仅要充分高效利用系统电能和功能，其次还要整体考虑 电力规划设计的造价成本，用最经济安全的方式，获取最大的经济效益，从而最 大节约投资。 1.3 周期性 电力系统规划设计需要在一个给定的期限内完成，规模越大，规划设计方案 越要全面，尽量在工期内完成，以减少对客户的影响。 2 电力系统规划设计注意事项 电力系统规划设计工作具有一定的复杂性，而电力系统的规划设计又关系到 民生建设与国家发展的问题，所以要求工作人员对此部分马虎不得，能够科学合 理的设计出最优的方案，以满足人们的用电需求。随着我国电网规模的加大，对 于电力系统的要求也就有了相应的提高，而要想电力系统能够稳定的运行，就要 首先进行科学合理的设计，而在具体的设计环节中，还有很多的问题，这就需要 设计人员能够掌握这些注意事项，促进电力系统规划设计工作的有效开展。 2.1 做好准备工作 为了更好的做好电力系统规划设计工作，必须要全面做好前期准备工作，为 电力系统规划设计打好基础。这就需要规划设计单位全面切实掌握可能会影响到 电力系统规划设计的种种因素，对该地区的电网实际情况及特征统计和分析，并 将征集与搜集到的相关资料，整理妥当之后，及时将该信息录入到数据库，为电 力系统规划设计工作提供必要的数据支持。 2.2 及时完善电力数据库 随着社会发展的日新月异，电厂、变电站、输电线路不断的建设者，电网在 不断的发展壮大，所以相关设计人员也要紧跟发展步伐，对我国电力系统发展情 况不断的了解，及时得到电力系统发展最新状况信息，并及时将资料更新到数据库，准确的把控区域范围内的发电厂、变电站和电力线路的分布情况，除此之外 还应对拟建地区未确定要实施尚未实施的规划进行资料搜集，保证电气计算结果 和设备选型的准确性，从而能保证电力系统规划设计能够顺利、有序、稳定进行。