目 錄 總序 前言 第 1 章 緒論 1 1.1 現代電力繫統運行特點 1 1.2 調度自動化繫統功能定位 21.3 調度自動化繫統發展歷程 2 1.4 智能電網調度控制繫統 4 第 2 章 支撐平臺 7 2.1 支撐平臺體繫架構 7 2.1.1 支撐平臺軟件架構 7 2.1.2 支撐平臺功能模塊 8 2.2 通信子繫統 9 2.2.1 服務總線 9 2.2.2 消息總線 10 2.2.3 消息郵件 11 2.2.4 工作流程 12 2.3 存儲子繫統 12 2.3.1 實時數據庫 13 2.3.2 歷史數據庫 14 2.3.3 時間序列實時庫 15 2.4 運行管理子繫統 17 2.4.1 時鐘同步 17 2.4.2 進程管理 18 2.4.3 資源監視 19 2.5 模型管理 20 2.5.1 模型標準 20 2.5.2 模型維護 21 2.5.3 模型共享 22 2.5.4 技術特點 23 2.6 人機界面 23 2.6.1 人機體繫結構 24 2.6.2 窗口管理 24 2.6.編輯 24 2.6.4 圖形編輯 25 2.6.5 圖形瀏覽 25 2.7 安全防護 27 2.7.1 安全防護基礎技術 28 2.7.2 結構安全 29 2.7.3 本體安全 31 2.7.4 應用安全 33 2.7.5 數據安全 34 2.7.6 安全應急 34 2.7.7 安全管理 35 2.8 案例管理 36 2.8.1 模型數據案例管理 36 2.8.2 實時數據案例管理 37 2.8.3 文件數據案例管理 37 2.8.4 案例管理功能特點 37 2.9 多態場景應用 38 2.9.1 多態場景應用配置 38 2.9.2 多態場景應用啟停 38 2.9.3 多態場景應用管理 39 2.9.4 多態場景應用展示 39 2.10 多層次備用體繫 40 2.10.1 備用調控繫統建設要求 40 2.10.2 備用調控繫統類型 41 2.10.3 備用調控繫統技術難點 42 第 3 章 數據采集與交換 44 3.1 數據采集與交換子繫統基本架構 44 3.1.1 基本結構 44 3.1.2 按口值班 45 3.1.3 分布式數據采集 45 3.2 數據采集與交換子繫統主要功能 47 3.3 數據傳輸 48 3.3.1 通信繫統結構 48 3.3.2 穩態數據采集 49 3.3.3 動態數據采集 50 3.3.4 繼電保護設備狀態數據采集 51 3.3.5 數據交換 51 3.4 數據采集與交換繫統運行監控 52 3.4.1 報文顯示工具 52 3.4.2 實時數據顯示工具 53 3.4.3 動態數據離線數據文件召喚工具 54 第 4 章 電網運行穩態監控 55 4.1 功能框架 55 4.2 SCADA 數據處理 56 4.2.1 模擬量處理 57 4.2.2 狀態量處理 57 4.2.3 計劃值處理 58 4.2.4 多數據源處理 59 4.2.5 旁路代識別與處理 60 4.2.6 對端代處理 61 4.3 SCADA 計算統計 62 4.3.1 計算功能 62 4.3.2 統計功能 63 4.4 電網運行監視 64 4.4.1 一次設備監視 64 4.4.2 穩定斷面監視 64 4.4.3 繫統潮流監視 65 4.4.4 備用容量監視 65 4.4.5 故障跳閘監視 65 4.5 電力設備監控 65 4.5.1 信息分區分層處理 66 4.5.2 監控綜合智能告警 67 4.5.3 監控信號驗收 68 4.6 調度操作與控制 69 4.6.1 批量控制的分類 69 4.6.2 控制的安全保障 69 4.6.3 典型應用與發展 71 4.7 電網拓撲分析與著色 75 4.7.1 抽像建模 75 4.7.2 電網拓撲分析的應用 75 4.8 電力繫統事故追憶 77 4.8.1 數據記錄 77 4.8.2 事故追憶 77 第 5 章 電網運行動態監視與分析 79 5.1 電網動態運行狀態監視 79 5.1.1 量測數據監視 79 5.1.2 量測數據分析 80 5.1.3 量測數據展示 81 5.2 低頻振蕩監視 82 5.2.1 低頻振蕩在線監視 82 5.2.2 低頻振蕩在線分析 83 5.2.3 低頻振蕩輔助決策 83 5.3 在線擾動識別 83 5.3.1 短路跳閘識別 84 5.3.2 非同期並列識別 84 5.3.3 非全相運行識別 85 5.3.4 機組故障跳閘識別 85 5.3.5 直流閉鎖識別 85 5.4 機組涉網行為監視 86 5.4.1 調速繫統性能監視 86 5.4.2 勵磁繫統性能監視 87 第 6 章 繼電保護設備運行監視 89 6.1 繼電保護設備模型 89 6.1.1 繼電保護設備基本模型 89 6.1.2 繼電保護統一數據模型 89 6.2 繼電保護監視數據分類 89 6.2.1 保護裝置信息 89 6.2.2 故障錄波器信息 91 6.3 繼電保護運行監視 92 6.3.1 運行狀態監視 92 6.3.2 繼電保護回路監視 92 6.3.3 裝置異常定位 96 6.4 繼電保護故障分析 97 6.4.1 功能定位 97 6.4.2 故障在線分析 97 6.4.3 波形分析 98 6.4.4 故障測距 98 6.4.5 故障報告 99 6.5 繼電保護動作邏輯回放 99 第 7 章 綜合智能分析與告警 101 7.1 電網運行綜合告警 101 7.1.1 實時監視分析類告警 102 7.1.2 預想故障分析類告警 102 7.1.3 故障告警分析類告警 102 7.2 電網在線故障診斷 103 7.2.1 三態數據特性 104 7.2.2 綜合故障診斷 105 7.2.3 特高壓直流故障診斷 106 7.3 告警訂閱推送 107 7.3.1 告警訂閱管理和發布 107 7.3.2 故障告警訂閱 108 7.3.3 異常告警訂閱 108 第 8 章 網絡分析 109 8.1 狀態估計 109 8.1.1 基本功能 109 8.1.2 狀態估計計算 111 8.2 調度員潮流 112 8.2.1 調度員潮流計算 112 8.2.2 運行方式調整模擬114 8.2.3 潮流結果統計 115 8.2.4 交直流潮流計算 115 8.2.5 考慮自動裝置的潮流計算 116 8.3 靜態安全分析 117 8.3.1 預想故障定義及維護 117 8.3.2 兩階段預想故障掃描 118 8.3.3 掃描結果統計 119 8.3.4 GPU 靜態安全分析 119 8.4 靈敏度分析 121 8.4.1 靈敏度方法 121 8.4.2 靈敏度類型 122 8.4.3 靈敏度服務 123 8.5 短路電流計算 123 8.5.1 短路的類型和危害 124 8.5.2 短路計算的目的 124 8.5.3 短路電流計算基本原理 125 8.6 安全約束調度 128 8.6.1 基於靈敏度的反向等量配對法 128 8.6.2 基於原對偶內點法的優化潮流計算 129 8.6.3 與AGC 閉環控制 131 8.7 綜合序列分析 131 8.7.1 功能結構 132 8.7.2 基本功能 133 8.8 應用說明 133 第 9 章 電網調度自動控制 135 9.1 自動發電控制（AGC） 135 9.1.1 互聯電網多層級多區域頻率協同控制技術 135 9.1.2 特高壓交流聯絡線功率控制技術 136 9.1.3 大功率缺失下電網頻率快速控制技術 138 9.1.4 互聯電網控制性能評價方法 139 9.1.5 新能源有功自動控制技術 141 9.1.6 應用說明 142 9.2 自動電壓控制 142 9.2.1 基於分區的三級控制結構 143 9.2.2 網省級自動電壓控制 144 9.2.3 地縣級電網自動電壓控制 145 9.2.4 新能源無功電壓控制 147 9.2.5 應用說明 150 第 10 章 電力負荷預測 152 10.1 繫統負荷預測 152 10.1.1 負荷預測模型 152 10.1.2 繫統負荷預測算法 154 10.1.3 負荷預測新發展 157 10.2 母線負荷預測 158 10.2.1 母線負荷的定義 158 10.2.2 母線負荷的特點 158 10.2.3 母線負荷預測的方法 159 10.2.4 考慮運行方式變化 159 10.3 應用案例 159 第 11 章 新能源發電預測 161 11.1 風力發電功率預測技術 161 11.1.1 物理方法 161 11.1.2 統計方法 162 11.2 光伏發電功率預測技術 163 11.2.1 物理方法 163 11.2.2 統計方法 164 11.3 多模型組合預測技術 165 11.4 區域功率預測技術 165 第 12 章 調度計劃與安全校核 167 12.1 調度計劃業務構成 167 12.1.1 設備檢修計劃 167 12.1.2 送受電計劃 167 12.1.3 發電計劃 168 12.1.4 用電計劃 169 12.1.5 多周期遞階的調度計劃協調優化 169 12.1.6 多級調度計劃協調編制體繫 170 12.2 安全約束經濟調度 171 12.2.1 SCED 優化目標 172 12.2.2 機組耗量特性 172 12.2.3 SCED 約束條件 173 12.2.4 SCED 模型求解 174 12.3 安全約束機組組合 175 12.3.1 SCUC 優化目標 175 12.3.2 SCUC 約束條件 175 12.3.3 SCUC 模型求解 177 12.4 靜態安全校核 178 12.4.1 潮流斷面生成 178 12.4.2 基態潮流校核 179 12.4.3 靜態安全分析 179 12.4.4 靈敏度分析 180 12.5 中長期優化調度 180 12.5.1 中長期機組組合問題分析 180 12.5.2 中長期機組組合優化建模 181 12.5.3 中長期機組組合優化業務流程 183 12.6 日前優化調度 183 12.6.1 日前優化調度業務流程 184 12.6.2 日前優化調度業務功能 185 12.7 實時優化調度 188 12.7.1 實時優化調度業務流程 189 12.7.2 實時發電計劃優化方法 190 12.8 多源協調優化調度 192 12.8.1 風電等間歇能源優化調度模型 193 12.8.2 抽水蓄能優化調度模型 194 12.9 案例應用 197 第 13 章 調控員培訓仿真 199 13.1 控制中心模型 199 13.1.1 電網實時監控與智能告警仿真 200 13.1.2 AGC 仿真 200 13.1.3 AVC 仿真 200 13.1.4 網絡分析仿真 200 13.1.5 調度計劃仿真 200 13.2 教員監控子繫統 200 13.2.1 教案制作功能 201 13.2.2 培訓控制功能 202 13.2.3 培訓監視功能 204 13.2.4 培訓評估功能 205 13.3 電力繫統模型 206 13.4 監控員培訓仿真 206 13.4.1 監控員培訓仿真應用功能 206 13.4.2 監控員 SCADA 功能仿真 211 13.4.3 電網一次、二次設備三維實景仿真與展示 211 第 14 章 展望 217 參考文獻 219 索引 223