Q GDW 680.6-2011 智能电网调度技术支持系统第 6 部分：安全校核类应用 安全校核编制说明.pdf

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1、ICS29.240国家电网公司企业标准Q /GDW 680.6要 2011智能电网调度技术支持系统第 6 部分：安全校核类应用安全校核SmartgridoperationsupportingsystemPart6:Security checksecurity check2011-12-28发布 2011-12-28实施国家电网公司 发 布Q /G D WQ / GDW 680.6要 2011I目 次前言 III1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 概述 15 校核断面智能生成 15.1 校核断面智能生成 15.2 界面要求 25.3 接口要求 26 静态安全校核 26.1 基

2、态潮流分析 26.2 静态安全分析 36.3 短路电流分析 36.4 灵敏度分析 36.5 并行计算 36.6 界面要求 36.7 接口要求 47 稳定计算校核 47.1 稳定计算校核基本要求 47.2 静态稳定分析 47.3 暂态稳定分析 57.4 动态稳定分析 57.5 电压稳定分析 57.6 频率稳定分析 57.7 并行计算 67.8 界面要求 67.9 接口要求 68 稳定裕度评估 78.1 稳定裕度评估基本 要求 78.2 静态安全裕度评估 78.3 暂态稳定裕度评估 78.4 动态稳定裕度评估 88.5 电压稳定裕度评估 88.6 频率稳定裕度评估 88.7 综合稳定裕度评估 88

3、.8 并行计算 88.9 界面要求 88.10 接口要求 9Q / GDW 680.6要 2011II9 辅助决策 99.1 辅助决策基本 要求 99.2 静态安全辅助决策 99.3 静态稳定辅助决策 109.4 暂态稳定辅助决策 109.5 动态稳定辅助决策 109.6 电压稳定辅助决策 109.7 频率稳定辅助决策 109.8 辅助决策综合分析 119.9 并行计算功能 119.10 界面要求 119.11 接口要求 1110 性能指标 11编制说明 13Q / GDW 680.6要 2011III前 言随着坚强智能电网建设工作的深入开展，国家电网正在发展成为世界上电压等级最高、 技术水平

4、最先进、 资源配置能力最强的坚强智能电网，电网的形态和运行特性将发生重大变化。 这对电网调度驾驭大电网、 进行大范围资源优化配置的能力以及电网调度一体化运行管理水平和信息化、 自动化、 互动化水平提出了新的更高的要求。作为保障电网安全、 优质、 经济运行的重要技术手段，现有电网调度技术支持系统已难以适应特高压大电网安全稳定运行的要求，迫切需要开展新一代电网调度技术支持系统 智能电网调度技术支持系统的研究和建设。 智能电网调度技术支持系统 系列标准，提出了省级及以上智能电网调度技术支持系统体系架构及总体要求，定义了系统的名词和术语，明确了系统基础平台的技术要求，给出了省级及以上智能电网调度技术支

5、持系统实时监控与预警、 调度计划、 安全校核、 调度管理四类应用的技术要求，具有涉及范围广、 系统性强、 一体化程度高等特点。 该系列标准转化为国家电网公司企业标准并贯彻执行，将会有力地推进电网调度技术支持系统标准化建设，全面提高电网调度的精益化和智能化水平。Q/GDW680 智能电网调度技术支持系统 系列标准包括以下 24 个部分： 第 1 部分：体系架构及总体要求 第 2 部分：名词和术语 第 3-1 部分：基础平台 消息总线和服务总线 第 3-2 部分：基础平台 数据存储与管理 第 3-3 部分：基础平台 平台管理 第 3-4 部分：基础平台 公共服务 第 3-5 部分：基础平台 数据采

6、集与交换 第 3-6 部分：基础平台 系统安全防护 第 4-1 部分：实时监控与预警类应用 电网实时监控与智能告警 第 4-2 部分：实时监控与预警类应用 水电及新能源监测分析 第 4-3 部分：实时监控与预警类应用 电网自动控制 第 4-4 部分：实时监控与预警类应用 网络分析 第 4-5 部分：实时监控与预警类应用 在线安全稳定分析与调度运行辅助决策 第 4-6 部分：实时监控与预警类应用 调度员培训模拟 第 4-7 部分：实时监控与预警类应用 辅助监测 第 5-1 部分：调度计划类应用 数据申报与信息发布 第 5-2 部分：调度计划类应用 预测与短期交易管理 第 5-3 部分：调度计划类

7、应用 检修计划 第 5-4 部分：调度计划类应用 发电计划 第 5-5 部分：调度计划类应用 水电及新能源调度 第 6 部分：安全校核类应用 安全校核 第 7-1 部分：调度管理类应用 调度生产运行管理 第 7-2 部分：调度管理类应用 专业和内部综合管理及信息展示发布 第 8 部分：分析与评估本部分是 Q/GDW680 智能电网调度技术支持系统 系列标准的第 6 部分。Q / GDW 680.6要 2011IV本部分由国家电力调度控制中心提出并解释。本部分由国家电网公司科技部归口。本部分起草单位：中国电力科学研究院、 国网电力科学研究院、 华东电力调控分中心、 浙江电力调度通信中心、 华中电

8、力调控分中心。本部分主要起草人：严剑峰、 徐泰山、 王亮、 戴赛、 丁恰、 杨军峰、 葛朝强、 吕颖、 刘拥军、 王斌、孙维真、 曹路、 李尹、 程芸、 李碧君、 张 伟、 杨乐勇、 周劼英、 鲁广明、 刘韶峰、 冯树海、 夏少连、郑亮、 李峰、 张传成、 周海锋。Q / GDW 680.6要 20111智能电网调度技术支持系统第 6 部分：安全校核类应用 安全校核1 范围本部分规定了智能电网调度技术支持系统中校核断面智能生成、 静态安全校核、 稳定计算校核、 稳定裕度评估和辅助决策的功能、 性能等技术要求。本部分适用于省级及以上智能电网调度技术支持系统的设计、 研发、 建设和验收。2 规范性

9、引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。DL/T723 电力系统安全稳定控制技术导则DL755 电力系统安全稳定导则Q/GDW404 国家电网安全稳定计算技术规范Q/GDW680.1-2011 智能电网调度技术支持系统 第 1 部分：体系架构及总体要求Q/GDW680.2-2011 智能电网调度技术支持系统 第 2 部分：名词和术语3 术语和定义标准 Q/GDW 680.2-2011 界定的术语和定义适用于本文件。4 概述本部分依据 Q/GDW 680.1-2011 编制

10、，确定了 Q/GDW 680.1-2011 中安全校核应用的功能、 界面、接口、 性能等技术要求。安全校核应用包括校核断面智能生成、 静态安全校核、 稳定计算校核、 稳定裕度评估、 辅助决策功能。5 校核断面智能生成5.1 校核断面智能生成校核断面智能生成功能应满足以下要求：a） 应支持日前、 日内及实时发电计划、 短期交易计划、 日检修计划和设备投退操作的校核断面潮流生成；b） 应支持周、 月度和年度校核断面潮流生成；c） 可添加和维护典型的运行方式数据，可从离线运行方式导入典型的运行方式数据，可对典型运行方式数据的拓扑、 发电和负荷进行调整；d） 应支持多电气岛的潮流计算，可自动设置各电气

11、岛的平衡机；e） 应支持交直流混合系统的潮流计算、 PV 节点和 PQ 节点的自动转换和设置多个平衡机；f） 应具备潮流计算不收敛时的智能调整功能（包括自动增加平衡机、 自动调整无功和电压等），对于调整后仍无法收敛的校核断面应具备智能告警功能，并具备人工调整校核断面潮流的功能；Q / GDW 680.6要 20112g） 应支持校核断面计算数据的格式化导出；h） 应对系统负荷预测、 母线负荷预测、 发电计划等输入数据进行合理性和准确性校验；i） 应支持从基础平台获取传输断面定义，并应具备传输断面附加信息（包括潮流增长方式）维护功能；j） 应具备并行计算功能，包括多个时段校核断面之间的并行和多种

12、计算任务之间的并行。5.2 界面要求应支持设置计算参数、 设置计算内容、 监视计算进度和查看计算结果。计算参数设置的界面包括：a） 应提供浏览和修改数据源的界面，可浏览调整发电计划、 检修计划、 短期交易计划、 系统负荷预测、 母线负荷预测和设备操作信息等；b） 应提供维护典型运行方式数据的界面，支持在地理接线图上进行发电和负荷调整。计算内容设置的界面应包括：a） 应能设置校核断面的校核计算内容；b） 应能设置生成校核断面的时间段；c） 应能按照校核断面选取故障集。校核断面结果查看的界面应包括：a） 应能监视校核断面生成的进度；b） 应具备校核断面潮流结果可视化功能，包括地理图潮流、 系统图潮

13、流和厂站图潮流等；c） 对于潮流不收敛的校核断面，应能查看不收敛信息。5.3 接口要求5.3.1 数据输入本功能的数据输入主要包括：a） 来自系统负荷预测功能的系统负荷预测数据；b） 来自母线负荷预测功能的母线负荷预测数据；c） 来自检修计划功能的检修计划数据；d） 来自发电计划功能的日前、 日内和实时发电计划数据；e） 来自短期交易管理功能的交换计划；f） 来自生产运行功能的设备投退操作；g） 来自电网实时监控与智能告警功能电网拓扑、 潮流和设备投退操作；h） 来自基础平台的电网模型、 规划数据、 相似日历史潮流数据和设备限额。5.3.2 数据输出本功能的数据输出主要包括：a） 向安全校核类

14、应用的静态安全校核功能、 稳定计算校核功能、 稳定裕度评估功能和辅助决策功能输出校核断面的潮流计算结果；b） 应支持校核断面计算数据的 PSASP、 PSD-BPA 等格式化导出。6 静态安全校核6.1 基态潮流分析基态潮流分析根据校核断面智能生成功能形成的校核断面潮流进行分析计算，判断基态潮流下的设备越限情况。基态潮流分析应满足如下功能：a） 应能将校核断面潮流与设备限额进行比对和越限检查，包括线路电流越限、 输电断面越限、 变压器容量越限和母线电压越限；Q / GDW 680.6要 20113b） 应能给出重载设备及其重载程度、 越限设备及其越限程度；c） 应能提供对计算结果数据进行批量比

15、对和分析的工具。6.2 静态安全分析静态安全分析根据校核断面智能生成功能形成的校核断面潮流，分析 N-1 故障和指定故障集下的设备越限情况。静态安全分析应满足如下功能：a） 可按设备类型、 电压等级和分区确定 N-1 计算范围；b） 应能根据 N-1 原则逐个开断全网设备（包括线路、 主变、 机组和母线），并判断其他元件是否出现越限；c） 应能对指定故障集进行静态安全分析计算，并判断其他元件是否出现越限；d） 应能模拟安全自动装置动作，可根据电网运行方式自动匹配策略表；e） 应给出导致重载和越限的故障及相应的重载和越限设备。6.3 短路电流分析短路电流分析计算根据校核断面智能生成形成的校核断面

16、潮流，分析校核断面中是否存在短路容量超标的情况。 应满足如下功能：a） 应支持全网或设定范围的短路故障扫描，应支持按电压等级和分区选择计算范围；b） 应支持单相短路故障扫描和三相短路故障扫描；c） 计算结果应包括短路电流超标和接近超标的短路故障以及各母线、 支路的短路电流。6.4 灵敏度分析灵敏度分析针对校核断面潮流，对静态安全分析结果中的越限、 重载设备和输电断面进行灵敏度分析。 应满足如下功能：a） 应能计算支路或输电断面有功功率和发电机有功出力之间的灵敏度；b） 应能计算支路开断分布因子，即线路或变压器支路开断后其它线路或变压器功率的变化情况；c） 应能计算母线电压和节点无功注入（包括发

17、电机节点和电容电抗器节点）之间的灵敏度，母线电压和变压器变比之间的灵敏度。6.5 并行计算并行计算应满足如下功能：a） 应实现多个校核断面之间的并行；b） 应实现多个计算任务之间的并行，包括静态安全分析、 短路电流分析和灵敏度分析；c） 应实现多个算例之间的并行。6.6 界面要求应支持设置计算参数、 设置计算内容、 监视计算进度和查看计算结果。计算参数设置的界面包括：a） 应能浏览和修改设备和输电断面的限值；b） 应能浏览和修改断路器遮断容量的限值；c） 应能按照分区和电压等级设置计算范围。计算内容设置的界面应包括：a） 应能设置静态安全校核的计算任务，可选择是否进行基态潮流分析、 静态安全分

18、析、 短路电流分析和灵敏度分析；b） 应能选择参与静态安全校核计算的校核断面。计算进度监视和计算结果查看的界面应包括：a） 应能监视静态安全校核的计算进度；b） 应能中止静态安全校核计算；Q / GDW 680.6要 20114c） 应支持按分区、 电压等级和设备类型查看计算结果，应支持对计算结果进行排序，应支持在接线图上显示越限、 重载和短路电流超标等结果信息；d） 针对基态潮流分析功能，应提供：1） 重载设备及重载程度；2） 越限设备以及越限程度；3） 地理接线图上重载和越限设备的可视化显示。e） 针对静态安全分析功能，应提供：1） 导致重载和越限的故障及相应的重载和越限设备；2） 地理接

19、线图上严重故障及相应的重载和越限设备的可视化显示。f） 针对短路电流分析功能，应提供：1） 短路电流超标和接近超标的短路故障；2） 地理接线图上短路电流超标和接近超标故障的可视化显示。g） 针对灵敏度分析功能，应提供：1） 灵敏度计算结果；2） 地理接线图上设备灵敏度的可视化显示。h） 应能对各时段校核断面的静态安全分析结果进行分类统计，提示薄弱的校核断面；i） 应支持保存和调用校核断面的功能。6.7 接口要求6.7.1 数据输入静态安全校核的数据输入主要包括：a） 来自基础平台的电网模型、 规划数据和相似日历史潮流数据；b） 来自基础平台的设备限额（包括线路电流限额、 输电断面限额、 变压器

20、容量限额和母线电压限额）、 静态安全分析故障集、 安全自动装置模型和定值、 断路器遮断容量和短路电流分析故障集等信息；c） 来自校核断面智能生成功能形成的校核断面潮流。6.7.2 数据输出静态安全校核的数据输出主要包括：a） 向电网实时监控与预警应用提供设备投退操作后的基态潮流分析、 静态安全分析和短路电流分析的越限信息及灵敏度分析信息；b） 向调度计划应用提供检修计划的基态潮流分析、 静态安全分析和短路电流分析的越限信息及灵敏度分析信息；c） 向安全校核应用的辅助决策功能输出基态潮流分析、 静态安全分析和短路电流分析的越限信息及灵敏度分析信息。7 稳定计算校核7.1 稳定计算校核基本要求稳定

21、计算校核功能应满足以下要求：a） 应满足 DL/T723 和 DL755 的要求；b） 应能针对校核断面智能生成功能形成的校核断面，分析静态稳定性、 暂态稳定性、 动态稳定性、电压稳定性和频率稳定性，为稳定裕度评估功能和辅助决策功能提供计算结果。7.2 静态稳定分析静态稳定分析功能针对指定的输电断面，在规定或者自动生成的发电机和负荷调整顺序下，计算电力系统在受到小扰动后不发生非周期振荡，自动恢复到起始运行状态的能力。 应满足如下功能：Q / GDW 680.6要 20115a） 应能分析电力系统静态稳定性，并判断指定断面的静态稳定功率极限和静稳储备等指标是否符合 Q/GDW404 的要求；b）

22、 应支持无功设备的自动调节，保持潮流调整过程中的电压水平；c） 应支持多类断面功率增长方式，并按照指定的或者自动生成的发电机和负荷调整顺序调整断面功率，其中断面功率增长方式应支持送端增发电受端减发电和送端增发电受端增负荷等。7.3 暂态稳定分析暂态稳定分析功能根据暂态稳定预想故障集，对电网进行详细的时域仿真计算，计算电力系统受到大干扰后各同步发电机保持同步运行并过渡到稳态运行方式的能力，并给出安全分析结果（暂态功角稳定性、 暂态电压稳定性和暂态频率稳定性）及其排序。 应满足如下功能：a） 应采用 国家电网安全稳定计算技术规范 规定的稳定判据，自动判别系统的暂态稳定性；b） 应支持各种元件模型的

23、机电仿真，包括同步发电机、 励磁调节器、 原动机调速器、 PSS、 感应电动机、 静止无功补偿器、 直流系统和灵活交流输电系统（ FACTS）等；c） 应能支持多重三相对称和不对称故障，其中不对称故障应能计及线路零序互感的影响；d） 节点扰动应包括冲击负荷、 负荷功率随机波动、 励磁回路电压波动、 发电机出力跟踪调节、 调速器汽门快速调整和调压器励磁电压快速调整等；e） 应能模拟安全自动装置的动作，可根据电网运行方式自动匹配策略表。7.4 动态稳定分析动态稳定分析针对校核断面，分别计算小扰动和大扰动下的动态稳定性：a） 小扰动动态稳定分析功能根据特征值分析得到全网振荡模式，并从中筛选出最关键的

24、若干主导振荡模式，得出小扰动的动态稳定分析结论；b） 大扰动动态稳定分析功能根据时域仿真得到系统的动态轨迹，计算主导模式的振荡频率和阻尼比，得出大扰动的动态稳定分析结论。动态稳定分析应满足如下功能：a） 应支持大规模交直流互联电网的动态稳定分析；b） 应支持各种元件的详细模型，包括同步发电机、 励磁调节器、 原动机调速器、 PSS、 感应电动机、 静止无功补偿器、 直流系统和灵活交流输电系统（ FACTS）等；c） 应给出小扰动动态稳定分析的特征值、 特征向量、 振荡频率和阻尼比、 特征值分布、 模态图以及机组参与因子；d） 应给出大扰动动态稳定分析中主导模式的振荡频率和阻尼比。7.5 电压稳

25、定分析电压稳定分析针对校核断面，分析电力系统经受一定的扰动后各负荷节点维持原有电压水平的能力。 应满足如下功能：a） 应支持静态电压稳定裕度计算，按照预先设定的开停机顺序和负荷调整顺序，确定系统的电压稳定裕度和关键节点的 P-V 曲线；b） 可进行电压稳定薄弱环节的自动判别，自动识别基态和预想故障状态下系统的电压薄弱环节，包括关键输电断面和节点；c） 应考虑负荷、 发电机及其励磁系统和有载调压变压器（ OLTC）等与电压稳定性密切相关的元件特性。7.6 频率稳定分析频率稳定分析对校核断面采用时域仿真法，分析电力系统受到大扰动后系统频率能够保持或恢复到允许范围内，不发生频率失稳的能力。 应满足如下功能：a）应能判断故障发生后的电网是否解列，若解列应分析各子网的频