能量管理系统——EMS应用分析(2)
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2.3网络分析类软件
网络分析类软件主要由网络拓扑、状态估计、外部网络等值、调度员潮流、安全约束调度、最优潮流、静态安全分析、暂态安全分析、电压稳定分析、无功优化、短路计算等。
网络拓扑和外部等值是EMS应用软件中最基本的功能。拓扑分析的作用在于将网络的物理模型实时转化为计算的数学模型,根据数据采集与监视系统中断路器和隔离开关的信息确定电网的电气连接状态,并将网络的物理模型转换为数学计算模型;外部等值(有静态和动态等值之分)的作用是简化计算,提高求解速度。它是对调度范围或计算范围以外的网络进行简化,以便考虑这部分网络对本区域电网的影响。两者作为公共模块广泛应用于状态估计、调度员潮流、安全分析、无功优化等程序中。
静态安全分析的作用在于,对多种给定运行方式进行预想事故分析,模拟元件或线路越限或开断故障,找出薄弱环节,评估整个系统的静态安全水平。当发现有危及系统静态安全的预想事故时,调用安全约束调度软件,以系统控制量调整最小或生产费用最低或网损最小为目标函数,提出解除有功、无功、电压越限并使系统进入新的安全状态的对策。
暂态安全分析是在给定的或预想的运行方式下,针对预想事故集中的故障或继电保护装置动作情况,判断系统是否会失去暂态稳定并确定故障的最长持续时间。电压稳定性分析可以给出预想运行方式下各个节点的电压稳定性指标、功率极限和临界电压。
最优潮流的计算目的是优化电力系统的静态运行条件,通过调节控制变量使目标函数达到最小,实现发电费用最小或购电总成本最低的经济运行目标。无功优化则是在调度员潮流分析基础上,通过改变无功设备,在满足安全约束和电压质量的条件下,使系统的有功总网损达到最小。
2.4调度员培训模拟
这主要用于培训调度员在正常状态下的操作能力和事故状态下的快速反应能力,也可用作独立系统调度员(ISO)分析电网运行状况的工具。
2.5市场交易与管理类
这主要包括实时电价计算、最大输电能力计算、输电路径优化、输电费用计算、输电服务预调度和实时调度等软件。这类软件在功能上如何与现有EMS软件整合与分工,有待进一步研究和探索。
4实例分析——以SE-9000系统为例
电力市场机制给EMS带来了巨大挑战,其主要软件模块在功能和内涵上将发生重大的变化,如SCADA、AGC、负荷预测、机组组合、调度员潮流、安全分析、无功优化、数据库结构、人机界面等。当今主流能量管理系统以SE-9000为典范,SE-9000系统以开放、稳定、实用、先进、功能完善、易维护、易扩充为主要设计目标,在系统设计中进行了图模库一体化、SCADA/PAS/FA设计一体化、人机界面一体化、开发接口一体化、维护一体化一体化设计。
4.1软件系统分析
SE-9200系统支撑平台是整个系统的核心,平台为各应用子系统提供统一的系统运行管理、数据访问、模块间通信、图形界面、权限管理、告警处理等公共服务,使各应用只需专注于各自业务逻辑的实现,如图1。
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