第一讲现代能量控制中心.pdf

第一讲 现代能量控制中心概念 第一讲 现代能量控制中心概念 的扩展与前景展望 的扩展与前景展望 孙宏斌 清华大学电机系 西主楼3区120 孙宏斌 清华大学电机系 西主楼3区120 1座机电话号码89，shb@tsinghua.edu.cn 1座机电话号码89，shb@tsinghua.edu.cn 郭庆来 1座机电话号码13，guoqinglai@tsinghua.edu.cn 郭庆来 1座机电话号码13，guoqinglai@tsinghua.edu.cn 输电 发电 当今世界上已知最大最复杂的人造物理系统 供配电 电网控制中心的大脑 能量管理系统（EMS ） 电网能量管理系统 Energy Management System ，EMS 在电网能量控制中心应用的在线分析和 控制的计算机辅助决策系统，是电网运 行的神经中枢和调度指挥司令部，是保 障电网安全运行的第三道防线。 2004年4月 《8.14美加大停电事故的最终调查报告》 2004年4月 《8.14美加大停电事故的最终调查报告》 事故原因之一：EMS应用功能失效退出运行 事故原因之一：EMS应用功能失效退出运行 结论是：MISO的状态估计器和实 状态估计器 实 时事故分析工具在美国东部时间 时事故分析 12：15到16：04之间实际上退出 退出 运行，这使得MISO在整个8月14 运行 日下午都不能快速进行电力系统 不能 进行 事故前的可靠性预警评估。 事故前的可靠性预警评估。 事故原因之二：没有对调度员进行有效培训 事故原因之二：没有对调度员进行有效培训 ..调度员……既没有使用仿 ..调度员 仿 真器来培训，也没有做应对 真器 突发事件的正式准备… … 美加8.14大停电事故证明：电网安全运 行须臾离不开EMS 。 我国缺电严重，电网建设相对滞后，电 网经常运行在安全极限状态，对EMS 的 依赖性更高。 0 EMS的发展历史（1） 0 EMS的发展历史（1） 第一阶段：1969年以前，初期EMS – SCADA为主 – 没有实时网络分析 – 网络分析主要依靠离线计算 – 属于经验型调度 EMS的发展历史（2 ） EMS的发展历史（2 ） 第二阶段：从1970年开始到21世纪 初，传统EMS 1967年Dy- Liacco博士提出了 电力系统安全控制 的基本模式 正常状态 负荷增长 运行方式变化 黑启动 预防控制 恢复状态 恢复策略 警戒状态 自主解裂 紧急控制 元件开断 事故状态 紧急状态 连锁开断 电力系统运行状态的转移 1970年MIT的Schweppe教授提出了电力系统实 时状态估计; 1970年代EMS迅速发展； 1978年发展调度员培训仿真系统 （DTS ）; 我国标志性事件： 1988年完成4大电网调度自动化系统引进； 之后完成消化、吸收、再创新，开发出自主知 识产权的EMS; 目前国内的EMS/DTS 已经基本国产化. 东北电网EMS/DTS （1988－1992） 东北电网EMS/DTS （1988－1992） 经过近20年的发展，目前国内EMS/DTS技 术已达到国际领先水平； 但综观EMS 的发展，我们发现： – 当前EMS设计和功能与80年代相比并无实质性 变化； – 814大停电暴露出传统EMS的问题； – 电网的快速发展对EMS提出了许多新需求； – 传统EMS 已经不能适应这一新发展和新需求。 现代能量控制中心概念需要扩展 现代能量控制中心概念需要扩展 – 信息化 – 信息化 – 智能化 – 智能化 – 集成化 – 集成化 – 自动化 – 自动化 – 安全 － 安全与经济的协调 – 安全 － 安全与经济的协调 – 局部控制 － 全局分层控制 – 局部控制 － 全局分层控制 – 离线分析 － 实时控制 – 离线分析 － 实时控制 – 开环控制 － 闭环控制 – 开环控制 － 闭环控制 – 稳态控制 － 暂态控制 – 稳态控制 － 暂态控制 电力系统的发展和电力体制改革对控 电力系统的发展和电力体制改革对控 制中心提出的新要求 制中心提出的新要求 电力系统互联，全国联网进程 大容量电厂，超高压\特高压（AC/DC 输电线 （图） 交流 直流 我国电网 分区图 2005年全国联网示意图 交流 直流 我国电网 分区图 2010 －2015年全国联网示意图 电力体制改革，电力市场进程 （格局） 新型电力控制设备的引入 SVC, TCSC, UPFC, IPC,……… 对能量控制中心提出新要求 现代能量控制中心概念的扩展 现代能量控制中心概念的扩展 传统的面向调度员 面向整个电力企业 现代能量控制