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1、North China Electric Power University第十七讲 调度自动化（1）肖仕武Office:J5B309Tel:80794899网络拓扑和可观测性分析 2024/7/202华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件EMS拓扑拓扑分析分析动态动态着色着色可观可观测性测性分析分析网络通网络通信信SCADADB遥信遥信网络网络结构结构母线母线模型模型SE结结果果实时状实时状态估计态估计坏数据坏数据辫识辫识遥测遥测历史历史断面断面历史历史断面断面保存保存超短期超短期负荷预负荷预测测预测预测
2、数据数据外外网网等等值值在在线线潮潮流流潮流潮流结果结果静态安全静态安全评定评定自动故障自动故障选择选择最优潮流最优潮流校正对策校正对策分析分析在线故障在线故障计算计算智能化智能化网络建网络建模模灵敏度分灵敏度分析析经济评估经济评估分析分析量测量测系统系统分析分析维护维护短路容量短路容量扫描扫描静态电压稳静态电压稳定分析定分析暂态稳定暂态稳定分析分析短期短期负荷负荷预测预测开停开停机机计划计划发电计发电计划划2024/7/203华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件如何描述电网的连接关系？2024/7/2
3、04华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件电力系统网络模型节点模型l用用电气气连接点接点(Node)描述描述电力力设备间的的连接关系接关系l实际电力系力系统计算的算的给定条件之一定条件之一l设备分分为单端端设备、双端、双端设备和和节点点l双端双端设备n线路（串路（串联电抗器）抗器） ，变压器，开关，刀器，开关，刀闸n描述：描述：设备名名 FROM node1 TO node2l单端端设备n发电机，机，负荷，荷，电容器，容器，电抗器等抗器等n描述：描述：设备名名 AT node1n单端端设备是一是一类特殊的
4、双端特殊的双端设备，其一端固定，其一端固定为大地大地123ln1ln2ld1ln1 from node1 to node2ln2 from node2 to node3ld1 at node32024/7/205华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件双端电力设备ABABABAB线路（串联电抗器）变压器开关刀闸2024/7/206华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件单端电力设备发电机电容器GAAAA负荷电抗器2024
5、/7/207华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件电力系统网络模型节点模型的例子l开关 From TolA 1 2 lB 1 3lC 2 4 lD 3 5lE 4 6lF 5 62024/7/208华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件电力系统网络模型典型节点模型单母母线分分段段双双母母线线带带旁旁路路四四角角接接线倍倍半半开开关关式式接接线线2024/7/209华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动
6、化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件电力系统网络模型母线模型l在节点模型中去掉阻抗为零的元件（合并该类元件的首末节点）n闭合的开关和刀闸n极短的连接线l为什么需要母线模型？n大大简化分析计算l母线模型电力系统分析计算的基础2024/7/2010华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件从节点模型到母线模型拓扑分析原来原来这么么简单啊！啊！2024/7/2011华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可
7、观测性分析课件母线模型中省掉的开关竟然这么大！SF6开开关关模模型型照照片片2024/7/2012华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件拓扑分析l根据开关、刀根据开关、刀闸的开合状的开合状态，确定，确定电力系力系统设备的的电气气连接关系接关系l分析步分析步骤n厂站的厂站的结线分析分析n系系统的的结线分析分析 l搜索方法搜索方法n深度深度优先搜索先搜索(Depth First Search, DFS)n广度广度优先搜索先搜索(Breadth First Search, BFS)2024/7/2013华电电力
8、系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件网络拓扑分析(TOPO)目的目的 利用元件的拓扑利用元件的拓扑联结关系和遥信关系和遥信 值确定网确定网络的拓扑的拓扑岛厂站拓扑分析厂站拓扑分析l(开关开关节点点) + (开关状开关状态) = (节点点母母线)2024/7/2014华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件网络拓扑分析(TOPO) (续)2024/7/2015华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调
9、度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件网络拓扑分析(TOPO) (续)2024/7/2016华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件网络拓扑分析(TOPO) (续)l系系统的拓扑分析的拓扑分析l(支路支路节点点) + (节点点母母线) = (支路支路母母线)l系系统中，中，输电线路把同一路把同一电压等等级的厂站的厂站联成一个拓扑成一个拓扑岛。2024/7/2017华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析
10、课件网络拓扑分析(TOPO) (续) 活岛和死岛活岛和死岛既有既有发电又有又有负荷，可运行的荷，可运行的为活活岛。不在运行的不在运行的为死死岛。 网络拓扑的结果是产生一个可运行的网络拓扑的结果是产生一个可运行的网络拓扑图网络拓扑图(拓扑岛拓扑岛)。2024/7/2018华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件深度优先搜索方法DFS1259346710811先儿孙再兄弟先儿孙再兄弟2024/7/2019华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓
11、扑和可观测性分析课件广度优先搜索(BFS)先兄弟再儿孙先兄弟再儿孙13456789102112024/7/2020华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件while(TRUE) for( j1=1; j1=idi; j1+ ) if( imij1 != 0 ) j=imij1;/取出关联节点j imij1=0;/清除 for( i1=1; i1=idj; i1+ ) if(imji1 = i) imji1=0; ;/清除 if( ioij = 0 ) itk=i;k+; ioij=k;i=j;/转而检索i的
12、儿子j j1=0;/开始检索节点j的所有关联节点 continue; if( ioii != 1 ) i=itioii-1;/回溯 continue; iti - 第i个放进搜索树的节点号ioii - 节点i在搜索树的位置序号idi与节点i相连的接点各数imi与i节点相连的节点号nIsland_Nodei节点i所属的岛号1342id1=1, im1=2id2=3, im2=1,3,4id3=1,im3=2id4=1,im4=25华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件量测系统可观测性分析电力系力系统的状的状
13、态： 节点点电压的幅的幅值和角度和角度含含义- 能能够利用量利用量测系系统算出系算出系统的状的状态（电压幅幅值和角度）叫可和角度）叫可观测数数值方法方法n要解方程要解方程AX=bn若要解存在，要求若要解存在，要求A可逆可逆nF(x)=0有解有解拓扑方法拓扑方法-通通过拓扑拓扑树的搜索判断系的搜索判断系统的可的可观测性性2024/7/2022华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件可观测性分析的拓扑方法量测分类l支路潮流量支路潮流量测，如，如线路和路和变压器的首端或末端的功率器的首端或末端的功率量量测，简称潮
14、流量称潮流量测l节点注入量点注入量测，如机，如机组出力和出力和负荷功率，荷功率，简称注称注入量入量测假假设测量都是有功，量都是有功，无功成无功成对出出现P12+jQ12P21+jQ21P+jQP+jQ2024/7/2023华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件量测系统的可观测性分析(续)原理原理P12+jQ12P21+jQ21已知支路一端已知支路一端电压幅幅值和角度，已知支路一端和角度，已知支路一端P,Q量量测，另一，另一端端节点点电压幅幅值和角度可求。和角度可求。2024/7/2024华电电力系统自动化
15、第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件量测系统的可观测性分析(续)利用支路量利用支路量测确定可确定可观测岛w利用节点注入量测扩大可观测岛利用节点注入量测扩大可观测岛节点节点4 可以上可观测岛可以上可观测岛2024/7/2025华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件可观测性分析的步骤(1)支路潮流量 形成处始可观测岛(2)用注入量测扩大可观测岛(3)进一步利用可观测岛的边界注入量测合并可观测岛2024/7/2026华电电力系统自动化第华电电力系统自动化第15讲调度自动化优秀网络讲调度自动化优秀网络拓扑和可观测性分析课件拓扑和可观测性分析课件
