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电力系统静态安全分析范文1
【关键词】数据分析网络拓扑状态评估调度员潮流
中图分类号：C37文献标识码： A 文章编号：
引 言
为保证电力系统运行的安全、稳定、经济、优质，要求调度系统能够迅速、准确而全面地掌握电力系统的实际运行状态，预测和分析系统的运行趋势，对运行中发生的各种问题提出对策。电力系统分析、计算程序的在线应用有助于调度员掌握系统实际运行状态，解决和分析系统中发生的各种问题，并对系统的运行趋势做出预测，确保了电力系统的安全和经济运行。
1、实施地区调度自动化系统软件的意义
实时状态估计基于SCADA系统采集的实时遥测和遥信信息，自动生成网络拓扑结构，并采用最优估计原理，估算电力系统的实时运行状态，即各母线的电压和相角，同时给出各线路和变压器的潮流分布，及各母线的注入功率。它具有很强的开关错误辨识能力，发现遥信信息错误并予以纠正；也具有对遥测数据中的不良数据进行检测和辨识的能力。根据SCADA实时遥信遥测数据进行分析计算，得到一个相对准确并且完整的运行方式，同时对SCADA遥信遥测进行校验，提出可能不正常的遥测点。为实际调度操作的可行性或操作后的方式调整提供理论依据，保证了电力系统的安全可靠运行。结合当地的实际情况，目前应用较多的功能为合解环操作前的模拟操作潮流计算及事故预想分析。
(1)信息化。能够精确高效地集成、共享和利用各类信息,实现电网运行状态及设备的实时监控和电网联合优化调度。
(2)高效性。能够显著提高电力系统运营效率和用户服务质量,提高设备利用率、减少线损、降低运营成本的能力。
(3)经济性和预防性。具有强大的资源优化配置能力和有效抵御各类故障的能力。
(4)自愈性。能够维持自身稳定运行、评估薄弱环节和应对紧急状态。
(5)大互联。大互联网络的智能运行并有效提高电网输送能力。
(6)兼容性。能够适应各类电源、用户便捷接入和退出的需要,实现电源、电网和用户资源的协调互动。
(7)可持续性。适应可再生能源的大规模开发，促进经济社会的可持续发展。
2、系统软件在电网中实现的功能
随着电力市场的深入开展，EMS系统应用软件针对传统的电网能量管理系统和电力市场下的能量管理系统而设计，使得电力市场下电网安全分析有了可靠及时的保证。同时根据EMS应用软件在电力市场环境下的重要作用，对EMS系统应用软件的实用化进行了重点设计和实现，为电力市场的离线和实时安全校核提供了可靠的保证。
2.1调度员潮流是电力系统能量管理系统（EMS）中最基本的高级网络分析软件
调度人员可以使用它来研究当前电力系统可能出现的运行状态，运方人员可以使用它来校核调度计划的安全性和合理性，同时它还可以对历史运行方式的变化进行分析。调度员潮流模块也是其他高级网络分析软件的基本模块，维护一个收敛性良好的潮流数据，是其他高级网络分析软件正确计算的基本前提条件。
要保证潮流计算的准确性首先是算法，当前主要是通过牛顿法和快速分解法，其次是要维护好一次设备参数，最后要维护好电网实时数据包含档位、开关、刀闸位置及遥测数据。调度员潮流的计算结果包括各种重载监视、限值检查、网损分析等，为调度员了解电网运行情况，分析存在的隐患提供了第一手的实际数据。
通过加强维护，2011年怀化电网调度员潮流计算误差控制在0.56%左右。大大提高了调度员使用的积极性，每次电网方式改变前调度员都通过潮流计算检查电网的隐患，为电网的安全稳定运行奠定了基础。
2.1确保调度员潮流计算准确率
状态估计（SE）根据 SCADA提供的实时信息和网络拓扑的分析结果及其它相关数据，实时地给出电网内各母线电压，各线路、变压器等支路的潮流，各母线的负荷和各发电机出力的估计值，对不良数据进行检测与辨识。状态估计的运行情况直接影响到调度员潮流（DPF）、静态安全分析（CA）、无功优化（AVC）、最优潮流（OPF）等其它模块的运行，并对调度员培训模拟系统（DTS）的运行产生重要影响。因此做好状态估计的运行维护，提高状态估计的运行指标对电网的运行分析具有重要指导的意义。
根据2008年、2009年PAS运行指标月报表统计，状态估计遥测合格率指标如下表：
从以上表中可以看出，遥测估计合格率平均达90.4% 以上，潮流统计收敛率达到100%，该负荷预测软件采用了11种预测算法，通过分析比较认为，指数平滑法，周线性外推法，具有较高的预测精度。
2010年系统升级改造后，EMS能量管理系统高级应用软件模型完善了以上问题。自动化开展了基础数据整治工作，遥测、位置遥信数据的准确性得到了明显改善,为状态估计遥测合格率的提高奠定了良好的数据基础。自动化维护人员通过以下几个方面大幅度提高了状态估计遥测合格率。
（1）构建正确的电网网络拓扑结构，检查每一个连接点，处理了“无节点号”、“节点号错误”、“节点空挂”、“缺少参数”、“参数偏离正常值”、“参数错误”等问题；
（2）及时维护网络建模参数和信息表，核对线路类型、线路参数、主变参数、电器元件电压等级等；
（3）开展基础数据整治工作，提高遥测、遥信数据准确性，加大重要变电站（地区电网电源点变电站）的数据核查；
（4）合理定义等值发电机、等值负荷、平衡机。
（5）每周至少3-4次进行人工检验，处理存在的问题。
经过一年的维护改善，2011年状态估计遥测合格率最高达到99.23%，为调度员潮流计算准确率奠定了坚实的基础
2.3静态安全分析为电网事故预防提供了坚强的数据分析及依据
安全分析软件针对预先设定的电力系统元件（如线路、变压器、发电机、负荷和母线等）的故障及其组合，通过预想故障分析，从而确定这些预想故障对电力系统安全运行产生的影响，使运行人员对实时运行电网中可能发生的故障及其后果有个预测性认识。 安全分析针对实际使用的需求，提供了众多实用功能，包括数据来源的多样性（实时、历史），灵活的故障集设置机制，良好的收敛性与辅助分析功能，方便直观的检查、监视结果的功能等。
安全分析是通过获取实时状态估计、调度员潮流和历史方式，作为安全分析的初始方式。可以对设备N－1和复杂的预想事故扫描分析。提供方便快捷的预想事故定义，可以方便地对预想事故组和预想事故组中的预想事故的使用与否进行设置。
做好状态估计及调度员潮流模块的维护是保证静态安全分析收敛、结果正确的前提条件。
平衡发电机是最大电气岛内的电压相角参考点。不平衡功率分配方式可以在以下四种方式中选择：平衡机吸收，多机容量分配，多机系数分配和多机平均分配。当选择平衡机吸收时，电网的不平衡功率（包括发电、负荷和网损）都将由平衡机吸收。因此衡机的分配方式及平衡机设定是静态安全分析的关键因素。
电力系统静态安全分析范文2
系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。
二、电力系统远动
电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。
三 、电力系统调度自动化的功能
(一)电力系统监视与控制
通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。
(二)电力系统安全分析
电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。
(三)电力系统经济调度
电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。
四、电力系统调度自动化技术在国外的应用
国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种:
(一)西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。
(二)CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。
(三)VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。
(四)SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。
五、电力系统调度自动化技术的基本特征
电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征:
(一)该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息;
(二)能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据;
(三)能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电;
(四)电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。
六、电力系统调度自动化技术的发展趋势
随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电 力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。 (一)模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。
(二)面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。
(三)电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。
(四)无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。
(五)智能化。智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。
电力系统静态安全分析范文3
关键词：电网安全；运行；措施
中图分类号：TM732 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 16-0000-01
Measure Study on Grid Stability Safe Operation
Yao Xuewu,Li Guang
(Datong Electric Power Supply Company Technology Information Center,Datong037008,China)
Abstract:The analysis of the current grid security and stability of our country faced major problems,security and stability of the grid response.With a view to enhance the level of stable operation of power grid and improve grid the ability to resist disturbance of the accident,to prevent power blackout.
Keywords:Network security;Running;Measures
一、我国电网安全稳定运行面临主要挑战
电网运行的首要目标是安全稳定，避免大面积停电事故，确保电力的可靠供应。影响电网安全稳定的因素众多，电网的安全稳定面临十分复杂的局面。
（一）电网结构薄弱性。近年来，我国电网发展迅速，但电网结构依然不坚强。在电网的快速发展过程中，形成了大量的500kV---220kV高低压电磁环网，运行方式复杂，500kV系统电网事故时，潮流的大范围转移容易导致220kV系统稳定性的破坏；另外，局部地区220kV系统薄弱。缺少足够的电源支撑，电压支撑的不足危害了地区电网的稳定性和电力供应可靠性。
（二）电网扰动的冲击。电网运行过程中，不可避免地存在各种类型的电网扰动事件。一是不可控的自然灾害可能导致电网扰动，如台风、雷击、冰灾等恶劣天气造成电力设施短路或跳闸事故；二是电网设备自身故障或缺陷引起的电网扰动，如保护控制故障引起的线路误跳闸等；三是在电网操作时。人为过失所造成的电网扰动，如带地拉刀闸等。
（三）现有基于局部信息保护装置和稳定控制装置的缺陷。电网扰动发生时，对故障进行及时地切除能有效降低故障对电网运行的冲击与影响。快速的继电保护作为电网稳定控制的第一道防线，对维护电网安全稳定性起关键作用。但现有继电保护的原理和设计方法大多基于就地的局部信息，缺少全网全局信息的参考，可能会出现故障电力元件被正确切除后其它电力元件的工作异常，从而发生连锁切除的恶性事故。
二、电网安全稳定的对策
（一）研究开发主动型和对策型的电网安全防御系统。现有预案型安全防御策略、以RTU／SCADA／EMS为主的静态安全分析和控制平台难以满足现代化电网运营的要求。因此，迫切需要研究开发电网在线安全防御体系，把现有被动防御体系转换为面向未来的主动型和对策型的电网安全防御，将已有的电网静态安全性分析转向电网在线动态安全分析；要建设省地县一体化电网调度自动化系统，实现本级调度范围外的故障信息采集：研究开发具有动态安全分析、预警和辅助决策功能的下一代电网调度自动化系统，以及具有自适应、协调优化的电网动态安全稳定保障系统，为大电网安全运行提供技术手段。另外，要考虑研究开发极端外部灾害下电网安全调度防御系统，主要研究内容有：研究雷电、风、雪、冰等外部环境信息采集和监视的技术方案；研究开发融合电网自身信息和外部环境信息的一体化平台和安全防御信息应用支撑环境，研究灾害形成的机理，以及造成电力系统群发性故障的不同途径和特点：研究极端外部灾害下电力系统群发性故障仿真技术；研究极端外部灾害下电网群发性故障风险评估与预警技术；研究计及气象条件的在线自适应广域故障分析技术；研究极端外部灾害下的电网安全预防控制、应急控制及大停电后的恢复控制辅助决策技术。
（二）电网安全管理的统一协调。为有效降低电力市场运行对电网安全稳定运行所带来的冲击与影响，一是要加大电力市场运行的规范化，二是要重视节能发电调度引发的新问题。三是要重新梳理电网安全稳定的管理模式和各参与方的职责。要建立新形势下机网协调的管理措施，对电网安全稳定进行统一协调和管理，明确电网企业和发电企业在维护电网安全方面的各自责任。对于发电机组，特别是新并网的发电机组。要及时进行严格规范的涉网安全性评估，查找薄弱环节，及时进行修改完善。对发电机组的集控室和网控室进行一体化管理。提升发电企业对发电机组网控室的管理和监控水平。要建立网厂联合反事故演习的机制，提升发电厂抵御和应对事故的能力。增强发电厂孤网运行水平。
（三）广域电网数据获取和利用。基于局部电网信息的保护装置和稳定控制装置已难以适应现代化互联电网的要求。信息技术的发展为全网同步信息的获取提供了解决方案，如同步相量测量装置PMU能及时获取电网广域全局动态信息．不仅极大地丰富了电网监控的手段，也使我们对于系统动态行为的掌握更为直接和深入。应研究广域建模和电网数值仿真理论与方法。通过广域全局信息来校核和修正电网动态模型，提高电网状态估计的精度。并在此基础上完成功角、电压、频率稳定性的量化分析、行为模式分析和机理分析等。研究开发广域电网监控和防御系统。实现电网运行的动态监控与控制。如利用广域全局电网信息。在线及时捕捉电网扰动所引发的频率振荡，特别是区域电网之间的低频振荡，并采取各种有效措施来消除振荡所引起的冲击与影响。
（四）电网调度模式调整。在电网规模日益扩大的今天，为使电网调度模式与电网发展水平相适应。调整现有调度模式成为一种必然趋势。调度模式的调整已经在逐步开展。如调度设备操作权限的下放等。在调度模式调整的探讨上。可借鉴电力市场结构模式。电力交易通常以分区形式组织，通过区间联络线交换潮流来实施。与电力交易相适应，电网调度模式调整也可沿用其思路，即突破传统的统一调度、分级管理的约束，转而实行统一管理、分区调度的调度模式。
总之，电力系统稳定分析是电网安全稳定运行的基础。多年来。电力系统专家们在电力系统稳定分析理论和方法上做了大量的研究工作，致力于研究快速、有效且精确的电力系统稳定分析理论和方法。但因系统高维和强非线性等特性，精确量化的系统稳定性分析是个世界性难题。面临电网大互联和电力市场化运营给电网安全稳定所带来的种种挑战，应从管理创新和技术进步入手。增强电网安全稳定运行的能力。
参考文献：
电力系统静态安全分析范文4
电力系统N-1校验涉及电力系统静态安全分析和动态安全分析［1］。经过多年的研究，静态安全分析已发展出成熟的快速算法［2-5］，且计算量相对较小，并广泛应用于实际系统的在线计算。与静态安全分析相比，动态安全分析计算耗时长，在实际系统的N-1校验中不易实现。特征根常用来作为判断电力系统小干扰稳定性的有效指标。对系统特征根的求解，包括针对大规模电力系统的特征根计算，已有大量的成熟算法，例如基于动态降阶模型的计算［6-7］、采用各种变换的全维部分特征根计算［8-10］。文献［8］采用Arnoldi分解构造初始正交子空间，并通过Jacobi-Davidson方法快速求取特征根子集。文献［9］对降阶系统采用改进Rayleigh商逆迭代法求解系统的准确特征根。文献［10］先估算各机电模式初值，再采用反幂法快速求解系统的机电模式。各种算法有效地缓解了计算误差与计算时间的问题。尽管部分特征根分析法主要针对的是大规模电力系统，但其应用于几百阶规模的系统时也具有相当的速度优势。而在N-1校验中，每开断一条支路均需重新分析小干扰稳定性。即使对上百阶的地区级电网和上千阶的省级电网，采用已有算法的计算量仍偏大。特征根灵敏度能够定量地提供系统参数对特征根影响的程度和趋势，并已广泛应用于电力系统小干扰稳定研究［11-13］。文献［14］给出了特征根对系统参数的一般灵敏度表达，但未针对灵敏度计算的计算量、计算时间等问题进行深入分析。本文针对地区电网N-1小干扰稳定校验的具体情况，计算特征根变化量指标；依据指标确定需准确计算的开断支路集；准确计算开断支路集中每个运行方式的稳定性。所提算法能够通过一次完整的特征根灵敏度计算得到所有N-1下的指标，从而大幅缩短计算时间。
1N-1校验征根的快速估算
1.1基本思路在对实际省级和地区级电网进行运行方式确定、设备检修计划安排或在线运行方式分析时，需进行N-1校验，包括小干扰稳定性分析。由于所用特征根求解方法和小干扰稳定性分析中状态矩阵维数的原因，本文仅针对地区级电网尝试缩短计算时间。处理过程如下：先计算初始状态下的特征根及特征向量，由灵敏度算式快速估算支路开断后的特征根变化量指标，确定需准确计算的开断支路集，再逐一准备计算开断支路集中的运行方式。通过一次完整的特征根灵敏度计算可得到所有N-1下的指标，开断支路集的元素数远小于总支路数，有望减少准确计算的次数及总的计算时间。
1.2特征根的近似计算支路导纳为复数，为简化表示，将支路导纳yi表示为实系数Ti与原导纳yi0的乘积：yi=Tiyi0=Ti（gi0+jbi0）（1）其中，Ti取0和1分别对应支路的开断和投运，即用Ti的变化代替支路导纳的变化。计算灵敏度时，以特征根对实系数Ti的灵敏度代替对复导纳yi0的灵敏度。系统任一特征根λk可理解为实系数Ti的非线性函数：将式（2）在初始状态下按泰勒级数展开，得到式其中，Δλk，i为第i条支路开断后第k个特征根的变化量，上标1、2分别表示一阶和二阶。
1.3开断支路集的选取当开断支路i对λk的影响很小时，式（5）中的Δλk，i将具有较小的值，式（5）的估算误差也不大，可直接利用估算结果判断λk的稳定性。若Δλk，i的值较大，则式（5）的估算误差也可能较大，需重新准确计算λk的值。因此，式（5）中的Δλk，i反映了支路导纳变化对特征根的影响程度，可看作特征根变化量指标，用来确定需准确计算的开断支路集。当Δλk，i的绝对值大于某一阈值时，该运行方式归入开断支路集。对开断支路集中的每一运行方式，需准确确定相应的临界特征根。理论上，极端条件下也许会出现误判的情况，即支路开断使得λk的实际变化较大，但式（5）中按初始条件计算的Δλk，i较小。这种情况存在的几率只能通过大量的实际计算来明确。本文对此暂不考虑。对于式（5），若仅保留一阶项，计算速度快，但可能计算误差稍大；若保留二阶项，计算量将增大，但计算精度可有较大的提高，故可将其用于对开断支路集之外的全部或部分支路开断方式的特征根估算，例如针对变化量较小的机电模式或依据Δλk，i的值选择计算范围。
2特征根的灵敏度表达
根据式（5），主要计算量在于特征根对导纳系数Ti的一、二阶灵敏度的计算量。电力系统的稳态运行方式可以完整地用节点电压列向量U和节点导纳矩阵Y来描述［14］，以U和Y为中间变量，仅考虑网络参数变化，推导特征根对导纳系数Ti的一、二阶灵敏度：2H22其中，Ym为导纳矩阵Y中第m个元素，只包括对状态矩阵A有直接影响的量，为了便于表达，用单下标表示；Ul、Us分别为电压列向量U中第l、s个元素，U=［U1，U2，…，U2H］T，采用直角坐标系形式，H为节点总数。式（6）中各元素的具体求解如下。a.坠λk／坠Ul、坠λk／坠Ym、坠2λk／（坠Ul坠Us）及坠2λk／坠Ym2的表达式参见文献［14］。b.根据导纳矩阵Y中各元素与导纳系数的关系，只有与第i条支路相关的4个导纳矩阵元素Ym对Ti的一阶灵敏度坠Ym／坠Ti不为零。对于式（1），坠yi／坠Ti=yi0，与此类似，容易得到非零坠Ym／坠Ti的值。c.将潮流计算中的功率平衡方程式两边对Ti求导，可求得坠Ul／坠Ti。d.因Ym和Ul均是Ti的一次函数，故坠2Ym／坠Ti2=0，坠2Ul／坠T2i=0。尽管式（6）较复杂，考虑到其中较多元素为零，简化后可表示为：
3计算步骤
a.潮流计算，确定系统的初始运行状态；b.形成系统的状态空间方程，计算状态矩阵A的特征根及特征向量；c.根据式（7）计算全部特征根对导纳系数Ti的一、二阶灵敏度；d.由式（5）中的二阶表达式估算特征根变化量指标Δλk，i及全部特征根λk，i，并确定开断支路集，判定支路集之外运行方式下系统的稳定性；e.逐一准确计算开断支路集中的运行方式的特征根，并判断系统稳定性。主要计算量在于式（3）征根灵敏度的求解，以特征根对实系数Ti的灵敏度代替对复导纳的灵敏度，可大幅简化计算。
4算例分析
通过对课题组原有计算程序的扩展，在VisualFortran6.0平台上实现本文所述功能，并充分应用稀疏技术。算例分析的运行环境为PentiumDual2CPU3.00GHzPC机。考虑地区电网的实际阶数，本文采用QR算法。当结合使用部分特征根算法时，可进一步提高计算速度。
4.1算例1算例1系统如图1所示［14］。该系统共有8台发电机，24个节点，33条支路。所有发电机均采用六阶模型，并装有调速器和励磁器，发电机G4、G5装有电力系统稳定器。系统共有88个特征根，包括38个实根、25对复根，且实部均小于零。精确计算的结果表明，断开支路6-7时系统失稳，断开其余支路时系统仍满足小干扰稳定性。
4.1.1支路开断后特征根的辨识为进行比较分析，本文采用根轨迹法跟踪特征根随导纳系数的变化。以开断支路6-7为例，取导纳系数Ti的变化步长为0.1，得到机电模式6的根轨迹如图2所示。随着Ti的减小，特征根向右移动，稳定性逐渐降低。当Ti＝0时，支路完全断开，机电模式的实部大于零，系统失去稳定。
4.1.2支路开断后的不稳定特征根断开支路6-7时，最不稳定特征根的准确值与本文二阶估算值列于表1。估算值反映了特征根的变化程度。开断其余支路的结果与此类似。、
4.1.3机电模式估算系统共有33条支路，断开支路1-2时估算的误差最小，表2给出了断开该支路时特征根实部的估算值和真实值的比较。其中，第2列为根轨迹法辨识得到的支路开断后准确特征根的实部，第3、4列分别为保留一阶及二阶项的实部估算值，第5、6列分别为特征根实部的实际变化量及估算值的绝对误差。断开支路7-16后估算的误差最大，表3给出了断开该支路后特征根实部的估算值和真实值，表中各列的含义与表2相同。通过表2和表3的比较，得到如下结论：a.当特征根的变化量较小时，文中方法的估算误差也较小，反之亦然，因此可将估算变化量作为指标，用于选取开断支路集；b.保留二阶项特征根估算值的精度有了大幅度的提高，逼近特征根的精确值，可用来判定开断支路集之外的运行方式的稳定性。
4.1.4开断支路集的选取为比较分析计算误差，文中已准确计算了所有N-1下的全部特征根。不再针对开断支路集重新计算。当采用QR法进行准确计算时，只要有一个特征根的估算变化量大于阈值，则需计算支路开断后的全部特征根。若采用部分特征根法，可以仅针对变化量大于阈值的特征根进行准确计算，进一步减少计算
电力系统静态安全分析范文5
关键词：电力调度；自动化系统；发展趋势
中图分类号：F470.6 文献标识码：A
前言
电力调度自动化系统是指直接为电网运行服务的数据采集与监控系统，包括在此系统运行的应用软件，是在线为各级电力调度机构生产运行人员提供电力系统运行信息，分析决策工具和控制手段的数据处理系统，电力调度自动化系统是保证电网安全和经济可靠运行的重要支柱手段之一，随着电网的发展，电网的运行和管理需求在不断地变化。
我国电网现状简介
电力系统是由发电，输电，变电，配电和用电设备以及控制，保护和通信设备组成的一个整体，目前我国电网进入了大电网，大电厂，大机组，超高压输电，高度自动控制的新。现代电网的主要特征：坚强的超高压等级系统构成主网架的大系统，各个电网之间具有较强的联系，具有足够的调峰容量，能够实现AGC,具有较高的供电可靠性，具有高度自动化的控制系统，具有高度自动化的管理系统，具有高素质的职工队伍，现代电网实行统一调度，分级管理，分层控制。
电力系统调度自动化的必要性
现在电力系统的发展趋势是电网日益庞大，运行操作日益复杂，所以当电网发生故障后其影响也越来越大，另一方面，用户对供电可靠性和供电质量的要求日趋严重，这就对电力系统运行调度人员和电力系统调度的自动化水平提出了更高的要求。电网调度自动化具有较大的经济效益中，可以提高电网的安全运行水平，当发生事故时调度员能及进掌握情况，迅速进行处置，防止事故扩大，减少停电损失，地调采用自动化调度系统能减少停电率，当装备有直接监护用户的自动装置以后，可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自动计量等经济办法管理电网，经济效益更大。
电力系统调度的任务
电力系统的调度就是对电力系统中所有的设备及其运行状态进行监控和调节，是一个指挥者，目前电力调度涵盖的范围较大，有自动化系统，继电保护等等，电力系统调度的任务主要是：尽设备最大能力满足负荷需要，使整个电网安全可靠连续供电，保证电能质量，经济合理利用能源，保证发电，供电，用电各方合法利益。
四、电力系统调度自动化的功能
(一)电力系统监视与控制
通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。
(二)电力系统安全分析
电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。
(三)电力系统经济调度
电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。
五、电力调度自动化系统应用现状
CC-2000系统。采用开放式系统结构设计及面向对象的技术，利用事件驱动和封闭的思想为应用软件提供透明的接口，采用面向对象技术，并引进了一个大对象的概念，以适应封装性，继承性以及事件驱动的要求，支持系统专用性和通用性的有机结合，既适应电力系统的需要，又兼顾其他行业实时应用的要求，按照软件工程的规律进行开发，实现软件工程产品化，技术鉴定认为，按照开放式系统设计和采用面向对象等技术，都属于国际先进或领先范畴。
SD-6000系统。该系统特点是：具有开放式和分布式的支撑系统平台，具有面向对象的人机界面管理系统。
OPEN-2000系统。适用于网，省调和大中型地调的新一代能量管理系统，是国内外发展速度快，适用面广，性能完善，成熟性好，可靠性高的能量管理系统。
六、电力系统调度自动化技术的基本特征
电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征:
(一)该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息;
(二)能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据;
(三)能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电;
(四)电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。
七、电力系统调度自动化技术的发展趋势
随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电 力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。
(一)模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。
(二)面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。
(三)电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。
(四)无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。
(五)智能化。智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。
结束语
电力作为现代社会一种特殊的产品已成为社会发展和人们生活一种必不可少的重要元素，电力在社会经济发展的过程中起到越来越重要的作用。依靠科技进步、依靠健全安全管理制度、依靠电力人的努力为社会经济的发展保驾护航。
参考文献
[1] 陈翘.浅析电力自动化系统及其发展趋势[J].科技风，2010(19).
[2] 朱大新.电力系统自动化与计算机技术[J].工业控制计算机，2005.11：4-5。
电力系统静态安全分析范文6
【关键词】安全监察；电力系统；应用
电力系统运行的安全性，通常是指在突发性事故扰动下，系统保证避免发生广泛波及性供电中断的能力。由于安全性是对突发事故引起的后果进行分析，涉及到系统事故后的稳态行为和暂态行为，因此安全性分析往往也被称之为预想事故分析，分为静态安全分析和动态安全分析。为了评定系统当前运行状态在出现事故时是否安全，应进行预想事故评定，即对系统全部可能事故（扰动）集合中某一子集――预想事故集的所有事故逐一进行安全性分析评定。分析当系统出现某一事故时，系统是否仍然满足安全约束条件、事故是否有扩散的趋势。
1.电力系统生产中安全监察的内容
（1）检查监察工作票中停电范围、工作地段、工作任务、危险点、安全措施及控制措施是否符合现场实际并满足安全作业要求。
（2）检查现场安全措施的执行情况，如：地线的安装、围栏的设置、标示牌的悬挂、监护人的安排、危险点控制措施的执行等。
（3）检查监察现场人员着装、安全工器具、人员精神状态及车辆情况。
（4）检查监察班前班后会活动中对作业现场的危险点分析、设置的安全措施和注意事项是否交待清楚到位。
（5）对大型作业现场中重点要监察项目实行人逐级审批制度，做好工作前的准备工作，从总体和宏观上确保安全，监察组织措施、技术措施的执行并为安全措施的正确性负责。
（6）坚决制止现场的违章指挥和冒险蛮干行为，必要时向上级安监部门报告，避免同类不法行为的发生。
2.电力系统生产中安全违章行为分析
对违章行为及反违章管理工作的监察检查，是安监部门（人员）在实施现场监察检查过程中的重点之一，同时也是实施中的难点。为此，安监人员要克服为难情绪，分清违章的类型和对象，采用恰当的工作方法进行处理。
（1）管理性违章。指各级领导、部门、基层单位管理层人员在安全管理工作中的不作为，疏于安全管理的行为，使得安全生产的法律、法规、规程制度、安全生产责任制在企业内执行力不到位而产生的违章行为。
（2）指挥性违章。指各级领导、各级管理者、工作票签发人、工作负责人、工作许可人等，违反安全生产的法律法规、行业的安全生产规程规定、企业内部的安全管理规章制度等有关技术标准，违反为保证人身、设备安全而制订的安全组织措施和技术措施等发生的违章指挥（例如越级指挥、交叉指挥等）行为。指挥性违章带有一定的指令性，直接威胁安全生产，检查、纠正带有一定的难度。
（3）作业性违章。指在电力生产、检修、施工作业中违反《安规》等有关规程规定、制度、安全措施不到位而产生的一切不安全行为。尤其是习惯性违章行为带有一定的顽固性，查处、纠正是一件艰巨而又长期不懈的工作。
（4）装置性违章。指工作现场的环境、设备、设施、工器具以及其它作业条件不满足安全生产的法规、规程、制度、规定、措施的要求，以致不能保证作业者和指挥者的人身安全、设备安全的一切不安全状态。
3.安全监察工作在电力系统生产中的应用措施
安全生产的法律、各项规程、规定、标准制度落实到生产活动的各个环节，对现场安全监督管理积极开展风险评估、危险源辨析、危险点控制等事先预防的有效措施，大力推进反违章活动、杜绝习惯性违章行为，强化规程制度的执行力，具体落实工作要做到抓住班组、盯住现场，真正实现安全生产能控、可控、在控。
3.1各个上级层面对安全监察工作的支持
首先要提升安全监察的权威性和有效性，组织协同专家及领导对重点工程进行监察巡查，印发监察检查情况通报，检查施工单位落实监察检查意见的整改情况，管理体系建立和运行情况；抽查人员资格、施工、验收情况；抽查施工现场质量安全控制情况等，在工作中由安全监察人员现场兑现奖励并及时奖励通报。对该奖励的一定要奖励，让职工明白奖励的意义是责任心、是爱企精神，是企业对员工表明心迹的一种方式。从中也能提高各参建方的质量和安全意识，促进工程的顺利进行。是上级领导自身素质的提高，他不仅要了解大量的法律、法规、部分专业知识，他还要有虚心和敬业的工作态度，深入基层单位，作业现场调查研究，细心听取各方面意见，聚集集体智慧，抓住本单位、本局安全生产主线，在情况多变的形势下客观思考，具体分析，做出该层面决策意见，更重要的是他能发现和提拔一些工作中踏实肯学求创新的人才，实现人才最大化开发、储备，为电力系统安全稳定持续发展贡献力量。
3.2建立电力设备安全咨询系统
设备安全监察机构要加强和改善对监察对象的监管，必须建立集中化的电力设备安全监察业务数据库，通过完善基层的监察数据库，逐步形成使用单位和在用设备安全等级系统的全国性网络系统。设想如果建成全国联网的在用电力设备安全监管系统，将为设备安全监察机构提供更加全面的信息，不仅有助于设备安全监察机构提高监察工作的针对性，而且有助于使用单位进行内部风险控制，降低安全风险集中度。
3.3监控预警系统和应急技术
目前，在国外针对一些危险性大的设备，利用计算机网络技术对其安全状态实施远程监控，及时发现不安全问题并控制处理。而我国尚未完全建立起对各类电力设备的监测、预测以及防范恶性事故发生的监控预警系统和应急救援系统，没有建立起相应的预案和有效的应急抢险装备，因此在很大程度上仍然无法预料和有效防止灾难性突发事故，避免和减少人员伤亡与财产的巨大损失。塑造良好的安全监察人员心理素质。安全管理和监察人员对象和方式的多样性、复杂性与重要性，要求他们具有较高的思想品质和能力素质。一般来说，一个安全监管人员的个性品质，思维能力都是在进行有关工作的实践中形成的。在工作实践中他们遇到多种多样的事物，首先，考虑并解决多种多样的问题，逐渐地形成所从事的职业的心理品质。这些心理品质表现在：安全监管人员应当具有工作所必须的道德修养，这是由每年的工作任务决定的；他们要对生产过程中事故责任者进行处理、教育，只有受过良好教育，具有崇高道德品质的人，才能对其他人产生良好的影响。其次，安全监管人员具备良好的分析问题的能力，如处理事故时对其原因的分析和责任的处理都需要分析能力和综合能力。所以对一个安全监管人员还需要有敏捷与灵活的思维，善于综合处理问题的能力。
