清理吃空饷自查报告.docx

1、h t t p : / www a eps i n f o c om 智 能 电 网 调 度 控 制 系 统 新 型 应 用 架 构 设 计 常 乃 超 , 张 智 刚 , 卢强 , 郭 建 成 , 姚 建 国 , 南 贵 林 , 陶 洪 铸 , 刘 金 波 ( 国 家 电 网 公 司 国 家 电 力 调 度 控 制 中 心, 北 京 市 ; 清 华 大 学 电 机 工 程 与 应 用 电 子 技 术 系, 北 京 市 ; 中 国 电 力 科 学 研 究 院, 北 京 市 ) 摘 要 : 提 出 了 基 于 分 解 协 调 和 多 目 标 趋 优 控 制 的 智 能 电 网 调 度 控 制 系

2、 统 应 用 新 架 构 . 利 用 分 解 协 调 策 略 , 在 各 级 电 网 实 时 数 据 和 模 型 数 据 不 逐 级 集 中 的 条 件 下 实 现 系 统 级 分 析 计 算 ( 包 括 短 路 电 流 、 潮 流 、 小 干 扰 、 机 电 暂 态 、 机 电 电 磁 暂 态 混 合 仿 真 等 ) , 实 现 各 类 应 用 的 完 全 分 布 化 , 降 低 对 分 析 计 算 程 序 和 硬 件 的 要 求 , 同 时 提 升 各 类 分 析 计 算 收 敛 性 和 建 模 精 细 度 . 利 用 多 目 标 趋 优 技 术 , 实 现 大 电 网 安 全 、 经 济

3、 、 环 保 多 目 标 自 动 趋 优 运 行 , 提 升 电 网 调 度 控 制 系 统 的 智 能 性 . 同 时 , 提 出 了 带 潮 流 方 程 的 状 态 估 计 方 法 , 为 各 类 在 线 应 用 提 供 在 线 电 网 模 型 ; 提 出 了 具 有 最 小 / 最 大 稳 定 裕 度 计 算 功 能 的 在 线 安 全 分 析 方 法 , 为 多 目 标 优 化 提 供 稳 定 裕 度 指 标 . 关 键 词 : 分 解 协 调 策 略 ; 多 目 标 趋 优 控 制 ; 调 度 控 制 系 统 收 稿 日 期 : ; 修 回 日 期 : . 国 家 高 技 术 研 究

4、 发 展 计 划 ( 计 划 ) 资 助 项 目 ( AAA ) . 引 言 中 国 国 家 电 网 已 成 为 世 界 上 规 模 最 大 的 交 直 流 互 联 电 网, 安 全、 稳 定、 经 济 运 行 面 临 较 大 压 力. 跨 区 特 高 压 交 直 流 输 电 规 模 快 速 扩 大, 特 高 压 网 架 过 渡 期 安 全 稳 定 问 题 和 交 直 流 系 统 相 互 耦 合 问 题 凸 显; 风 电 和 光 伏 发 电 等 新 能 源 发 电 装 机 容 量 急 剧 增 加, 新 能 源 发 电 消 纳 压 力 较 大; 单 个 元 件 故 障 引 发 电 网 连 锁 故

5、 障 的 风 险 始 终 存 在; 网 络 和 信 息 安 全 威 胁 日 益 严 峻 . 为 应 对 上 述 挑 战, 国 内 外 对 未 来 电 网 调 度 控 制 系 统 进 行 了 前 瞻 性 研 究. 文 献 提 出 了 “ 物 理 分 布、 逻 辑 统 一” 的 全 网 集 散 式 调 度 技 术 支 持 系 统 体 系 架 构; 文 献 提 出 了“ 空 间、 时 间、 控 制 目 标” 三 维 协 调 的 电 网 能 量 管 理 系 统 体 系 架 构; 文 献 提 出 了 基 于 网 格 计 算 和 面 向 服 务 架 构 的 未 来 电 网 控 制 中 心; 文 献 研 究

6、 了 大 电 网 调 度 智 能 化 的 若 干 关 键 问 题. 这 些 研 究 从 不 同 角 度 对 未 来 电 网 调 度 控 制 系 统 的 结 构 和 功 能 进 行 了 有 益 的 探 索, 取 得 了 不 少 研 究 成 果. 近 年 来, 由 国 家 电 力 调 度 控 制 中 心 牵 头, 中 国 电 力 科 学 研 究 院、 国 网 电 力 科 学 研 究 院 共 同 参 与 开 发 的 智 能 电 网 调 度 控 制 系 统 已 在 省 级 以 上 调 度 中 心 全 面 投 入 使 用. 该 系 统 采 用 了 面 向 服 务 的 体 系 架 构, 遵 循“ 横 向

7、集 成、 纵 向 贯 通” 和“ 源 端 维 护、 全 网 共 享” 的 设 计 理 念 , 在 一 体 化 基 础 平 台 上 构 建 了 稳 态 监 控、 综 合 智 能 告 警、 网 络 分 析、 在 线 安 全 分 析( DSA )、 调 度 计 划、 安 全 校 核 等 核 心 应 用 功 能. 该 系 统 的 最 大 特 点 是 在 基 础 平 台 层 面 实 现 了 各 级 调 度 之 间 的 纵 向 贯 通, 同 时 基 础 平 台 之 上 的 各 个 应 用 之 间 实 现 了 信 息 共 享. 智 能 电 网 调 度 控 制 系 统 基 础 平 台 是 调 度 自 动 化

8、领 域 的 一 个 突 破 性 成 果, 极 大 地 提 升 了 国 内 调 度 自 动 化 系 统 的 技 术 水 平 和 应 用 水 平. 但 目 前 电 网 调 度 控 制 系 统 的 应 用 架 构 普 遍 存 在 两 个 问 题: 一 是 为 了 实 现 各 类 全 网 系 统 级 分 析 计 算, 实 时 数 据 和 模 型 数 据 需 逐 级 集 中, 对 实 时 数 据 和 模 型 数 据 的 汇 集、 传 输、 存 储 和 维 护 的 要 求 较 高, 同 时 对 电 网 分 析 计 算 程 序 的 速 度 和 收 敛 性 的 要 求 也 较 高; 二 是 由 于 采 用 单

9、 目 标 优 化 框 架, 没 有 采 用 多 目 标 优 化 框 架, 不 能 较 好 地 平 衡 安 全 性、 经 济 性 和 环 保 性 等 多 种 互 相 矛 盾 的 控 制 目 标. 本 文 旨 在 基 于 智 能 电 网 调 度 控 制 系 统 基 础 平 台 探 讨: 利 用 分 解 协 调 策 略 , 在 各 级 电 网 实 时 数 据 和 模 型 数 据 不 逐 级 集 中 的 条 件 下 实 现 系 统 级 分 析 计 算 ( 如 短 路 电 流、 潮 流、 小 干 扰、 机 电 暂 态、 机 电 电 磁 暂 态 混 合 仿 真 等), 实 现 各 类 应 用 的 完 全

10、分 布 化, 降 低 对 分 析 计 算 程 序 和 硬 件 的 要 求, 提 升 各 类 分 析 计 算 的 收 敛 性 和 精 细 度; 通 过 多 目 标 趋 优 控 制 的 思 路 实 现 大 电 网 安 全、 经 济、 优 质 多 目 标 自 动 趋 优 运 行, 提 升 电 网 调 度 控 制 系 统 的 智 能 性. 第 卷 第 期 年 月 日 Vo l No J an , DOI : / AEPS 各 类 应 用 的 现 状 调 度 机 构 之 间 的 数 据 流 向 目 前, 省 调、 网 调、 国 调 三 级 调 度 的 模 型 数 据 和 实 时 数 据 逐 级 汇 集.

11、 省 调 将 模 型 数 据 发 至 网 调, 网 调 负 责 拼 接 本 区 域 内 各 省 模 型, 形 成 本 区 域 模 型, 之 后 发 至 国 调, 国 调 对 各 区 域 电 网 模 型 进 行 拼 接 形 成 全 网 模 型; 省 调 采 集 其 调 度 管 理 范 围 内 各 厂 站 的 实 时 数 据, 发 送 至 网 调; 网 调 采 集 其 调 度 管 理 范 围 内 各 厂 站 的 实 时 数 据 并 发 送 至 国 调, 同 时 将 省 调 的 实 时 数 据 转 发 至 国 调; 国 调 接 收 各 网 调 的 实 时 数 据, 形 成 全 网 实 时 数 据.

12、省 调、 网 调、 国 调 三 级 调 度 之 间 的 模 型 数 据 和 实 时 数 据 流 如 图 所 示.A 4 A ,A ,A ,A 4A ,A ,A ,A 图 模 型 数 据 和 实 时 数 据 流 F i g F l owo fmod e lda t aandr e a l t imeda t a目 前, 模 型 数 据 和 实 时 数 据 逐 级 汇 集 的 主 要 目 的 是 为 了 实 现 全 网 分 析 计 算. 这 种 逐 级 汇 集 的 方 式 对 实 时 数 据 和 模 型 数 据 的 汇 集、 传 输、 存 储、 维 护 的 要 求 较 高, 对 上 级 调 度 的

13、 硬 件 和 电 网 分 析 计 算 软 件 的 性 能 要 求 也 越 来 越 高, 尤 其 是 对 最 终 汇 集 点 处 的 存 储 容 量、 电 网 分 析 计 算 程 序 速 度、 收 敛 性 等 的 要 求 较 高, 运 行 压 力 较 大. 应 用 功 能 的 不 足 目 前, 智 能 电 网 调 度 控 制 系 统 基 础 平 台 上 的 在 线 应 用 主 要 包 括 网 络 分 析、 DSA 、 自 动 电 压 控 制、 安 全 约 束 经 济 调 度( SCED ) 及 自 动 发 电 控 制 等; 离 线 应 用( 日 前 及 其 他 时 间 尺 度) 主 要 包 括

14、安 全 约 束 机 组 组 合( SCUC )、 安 全 校 核 等. 随 着 基 础 数 据 质 量 的 提 高, 各 类 应 用 的 实 用 化 水 平 逐 步 提 升. 但 距 离 安 全、 经 济、 环 保 等 多 目 标 趋 优 运 行 的 要 求, 还 有 一 定 距 离, 表 现 在 如 下 方 面. ) 多 个 控 制 目 标 之 间 的 统 筹 协 调 不 够. 电 力 系 统 调 度 以 实 现 安 全、 经 济、 环 保 等 多 重 控 制 目 标 优 化 为 最 终 目 标, 但 多 个 控 制 目 标 之 间 往 往 是 互 相 冲 突 的. 以 调 度 计 划 类

15、应 用 为 例, 目 前 广 泛 采 用 单 目 标 优 化 框 架, 没 有 采 用 多 目 标 优 化 框 架, 不 能 提 供 考 虑 多 种 相 互 冲 突 控 制 目 标 的 手 段, 无 法 综 合 利 用 各 种 可 控 资 源 较 好 地 平 衡 电 网 运 行 的 安 全 性、 经 济 性 和 环 保 性. SCUC 和 SCED 将 安 全 性 作 为 约 束 条 件, 将 经 济 性 作 为 目 标 函 数, 一 定 程 度 上 体 现 了 安 全 性 与 经 济 性 的 协 调. 但 安 全 性 仅 作 为 约 束 条 件 而 不 是 目 标 函 数 出 现, 实 际 上 没 有 体 现 安 全 第 一 的 原 则. 目 前 的 SCUC 和 SCED 原 理 上 属 于 单 目 标 优 化, 其 给 出 的 解 甚 至 有 可 能 不 是 非 劣 解, 需 要 将 SCUC 和 SCED 进 一 步 扩 展 至 多 目 标 优 化. ) 状 态 估 计 给 出 的 电 网 模 型 与 电 网 真 实 潮 流 状 态 有 一 定 偏 差. 状 态 估 计 是 各 类 在 线 电 网 分 析 计 算 的 基 础, 目 前 广 泛 使 用 的 最 小 二 乘 状 态 估 计 算