本書主要介紹電網運行與優(yōu)化控制技術。全書共分為九章加以闡述,分別是電網運行與控制;電網穩(wěn)定運行理論及計算方法;電網經濟運行與優(yōu)化理論;面向多級調度的發(fā)電調度計劃技術;電網運行方式在線分析與優(yōu)化技術;電網在線安全穩(wěn)定計算分析與優(yōu)化控制;電網實時自動控制與優(yōu)化技術;燃煤火電機組環(huán)保設施優(yōu)化改進及在線監(jiān)測;基于北斗通信技術的電力信息傳輸系統(tǒng)。
將理論與電力實際生產相結合將大學課堂的理論知識與電力生產部門的實際生產運行實踐相連接為大學和研究機構提供電力實際生產運行的需求為電力生產運行人員提供工程實踐的理論基礎
現代大電網的互聯、電力市場化的推進以及電力監(jiān)管的進一步加強,給電網運行管理帶來了新的挑戰(zhàn)。提高電網運行安全穩(wěn)定水平和經濟運行水平是電網調度運行部門永恒的追求,為此國家電力調度控制中心積極開展了智能調度技術支持系統(tǒng)D5000建設,并開展了多項前瞻性研究。各級省級調度部門也基于國調的總體要求,并結合自身電網的特點,相繼在電網運行與優(yōu)化控制領域開展了新技術開發(fā)及應用,進一步提高電網運行與控制水平。
本書以電力生產運行為主線,首先介紹了電網運行部門的基礎理論知識,包括電網穩(wěn)定運行理論及計算方法、電網經濟運行與優(yōu)化理論;接著在此基礎上,以電網調度生產運行為邏輯,從電網發(fā)電計劃安排、電網運行方式安排、電網運行監(jiān)測及在線分析控制、電網實時自動優(yōu)化控制技術的電網全過程生產調度運行等方面進行了介紹;后面還介紹了燃煤火電機組環(huán)保設施優(yōu)化改進及在線監(jiān)測、基于北斗通信技術的電力信息傳輸系統(tǒng)。
本書的撰寫是針對電網生產運行進行撰寫,在介紹過程中,努力將理論與電力實際生產相結合,將大學課堂的理論知識與電力生產部門的實際生產運行實踐相連接,既能為大學和研究機構提供電力實際生產運行的需求,又能為電力生產運行人員提供工程實踐的理論基礎,從而遵循科學發(fā)展的基本規(guī)律,一切知識來自生產實踐,并在生產實踐中升華,再去指導實際生產實踐。
本書共分九章,包括電網運行與控制;電網穩(wěn)定運行理論及計算方法;電網經濟運行與優(yōu)化理論;面向多級調度的發(fā)電調度計劃優(yōu)化;電網運行方式在線分析與優(yōu)化技術;電網在線安全穩(wěn)定計算分析與優(yōu)化控制;電網實時自動控制與優(yōu)化技術;燃煤火電機組環(huán)保設施優(yōu)化改進及在線監(jiān)測;基于北斗通信技術的電力信息傳輸系統(tǒng)。
本書內容豐富,可供電網公司以及發(fā)電廠電氣工程、電力系統(tǒng)運行管理人員及相關技術人員的參考,同時也可以作為電氣工程專業(yè)和電力系統(tǒng)專業(yè)研究生和本科生的參考資料,也可作為電力工程專業(yè)老師的參考書。
本書由杜貴和高級工程師、王正風博士、董存博士、王斌博士、李端超高級工程師、鄧勇高級工程師、王松高級工程師以及吳旭博士共同編寫,此外丁超高級工程師也參與了本書的糾正工作。
由于編者水平有限,因此本書不完善、不正確的地方在所難免,如有缺點和不足之處,敬請讀者見諒,并懇請讀者給予批評指正。
編者
前言
1電網運行與控制1
11現代電力系統(tǒng)1
111現代電力系統(tǒng)簡介1
112現代電力系統(tǒng)的發(fā)展2
12電網運行優(yōu)化與控制5
121智能電網調度技術支持系統(tǒng)5
122電網運行優(yōu)化及控制7
2電網穩(wěn)定運行理論及計算方法11
21概述11
22電力系統(tǒng)潮流計算方法11
221常規(guī)潮流計算法11
222牛頓—拉夫遜方法12
223P-Q分解法14
224帶有最優(yōu)乘子的牛頓—拉夫遜法14
225帶有最優(yōu)乘子的快速解耦法16
23電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定16
231靜態(tài)功角穩(wěn)定17
232靜態(tài)電壓穩(wěn)定18
24電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定19
241暫態(tài)功角穩(wěn)定19
242暫態(tài)功角穩(wěn)定分析方法22
25電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓安全27
251暫態(tài)電壓安全27
252暫態(tài)電壓穩(wěn)定28
253暫態(tài)電壓跌落28
26電力系統(tǒng)低頻振蕩29
261電力系統(tǒng)低頻振蕩30
262低頻振蕩頻域分析IRAM法32
3電網經濟運行與優(yōu)化理論34
31電力系統(tǒng)經濟運行34
32有功功率與電力系統(tǒng)經濟運行34
321輸電線路的有功損耗與經濟負載系數34
322雙繞組變壓器的有功損耗與經濟負載率38
323三繞組變壓器的損耗與經濟負載率42
324電動機損耗及經濟運行指標44
325電力系統(tǒng)元件經濟運行指標的統(tǒng)一45
33電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分布45
331有功功率電源的最優(yōu)組合45
332有功功率負荷的最優(yōu)分配46
333最優(yōu)潮流46
34無功功率與電力系統(tǒng)經濟運行49
35電力系統(tǒng)中無功功率的最優(yōu)分布50
351無功功率電源的最優(yōu)分布50
352無功功率負荷的最優(yōu)補償52
353無功優(yōu)化和補償的原則和類型53
36開式網無功負荷的最優(yōu)補償容量及約束補償容量53
361開式網的相關特點53
362開式網最佳補償容量54
363開式網無功負荷的約束補償容量57
364配電線路上的無功補償59
37電力系統(tǒng)無功功率優(yōu)化——閉式網60
371無功優(yōu)化模型60
372優(yōu)化算法60
38電力系統(tǒng)經濟運行理論的統(tǒng)一62
381無功功率經典調度理論與無功優(yōu)化62
382最優(yōu)潮流和無功優(yōu)化的關系63
4面向多級調度的發(fā)電調度計劃優(yōu)化64
41概述64
42基于數值氣象信息的負荷分析及預測技術65
421基于數值天氣預報的負荷預測架構65
422基于數值天氣預報的負荷特征分析67
423考慮天氣因子的母線負荷特性分析71
43大電網多周期安全約束機組組合75
431機組組合優(yōu)化策略75
432電力電量平衡的場景生成及提取78
433多周期機組組合優(yōu)化模型80
44省地協(xié)同的精細化調度計劃技術92
441地區(qū)調度計劃對電網安全性和經濟性的影響92
442省地協(xié)同的調度計劃編制策略94
443省地協(xié)同調度計劃框架和流程94
444安全經濟協(xié)同發(fā)電計劃模型96
5電網運行方式在線分析與優(yōu)化技術102
51前言102
511電網運行方式安排102
512國內電網運行方式現狀102
52電網運行方式在線分析103
521提高潮流仿真計算精度103
522擴大計算覆蓋面104
523實現由離線分析向在線分析跨越105
524歷史/實時運行數據統(tǒng)計分析105
53電網運行方式在線分析技術支持系統(tǒng)結構106
54電網運行方式在線分析技術支持系統(tǒng)功能及其應用109
541運行數據管理與可視化計算控制109
542多維度潮流圖瀏覽與歷史數據統(tǒng)計查詢113
543基于實測數據的在線計算功能及應用分析117
544系統(tǒng)維護與內外網用戶訪問管理123
55電網供電能力評估123
551供電能力評估123
552電網網架供電能力評估124
553電網運行方式安排供電能力評估125
6電網在線安全穩(wěn)定計算分析與優(yōu)化控制128
61前言128
62電力系統(tǒng)在線靜態(tài)安全分析及控制129
621在線靜態(tài)安全分析及計算方法129
622靜態(tài)安全分析指標及控制130
63電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定在線分析及控制132
631靜態(tài)功角穩(wěn)定在線計算分析及控制132
632靜態(tài)電壓穩(wěn)定在線計算分析及控制134
64電力系統(tǒng)在線暫態(tài)穩(wěn)定及控制136
641暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析及控制136
642暫態(tài)電壓安全在線計算分析及控制140
643暫態(tài)頻率穩(wěn)定在線計算分析及控制141
644暫態(tài)穩(wěn)定控制的協(xié)調統(tǒng)一142
65電力系統(tǒng)在線小干擾分析145
651基于IRAM法在線小干擾分析方法145
652低頻振蕩在線監(jiān)測與控制147
66在線斷面極限功率穩(wěn)定裕度評估151
661斷面極限功率穩(wěn)定裕度及計算方法151
662斷面極限功率穩(wěn)定裕度指標及算例152
67在線短路電流計算與分析152
671在線短路電流計算方法153
672在線短路電流計算指標及算例155
7電網實時自動控制與優(yōu)化技術157
71前言157
72自動發(fā)電控制技術原理及應用159
721電力系統(tǒng)頻率調整159
722AGC系統(tǒng)的構成165
73自動電壓控制技術原理及應用178
731自動電壓控制技術原理178
732基于人工智能技術的電壓自動控制系統(tǒng)179
733基于多智能體協(xié)調的電網自動電壓控制181
8燃煤火電機組環(huán)保設施優(yōu)化改進及在線監(jiān)測197
81引言197
82環(huán)保在線監(jiān)測系統(tǒng)總體框架198
821總體架構198
822主站總體架構198
823電廠側架構及通信方式200
83脫硫子站201
831脫硫模塊架構201
832脫硫采集參數比對方法205
84脫硝子站206
841脫硝模塊框架206
842脫硝設備運行改進優(yōu)化209
843電廠側子站CEMS監(jiān)測及優(yōu)化212
85除塵子站215
851除塵模塊框架215
852除塵設備運行改進優(yōu)化216
86燃煤火電機組環(huán)保在線監(jiān)測與應用系統(tǒng)功能217
861信息數據管理217
862信息數據分析與統(tǒng)計219
9基于北斗通信技術的電力信息傳輸系統(tǒng)224
91概述224
92系統(tǒng)結構224
921全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)及北斗技術參數分析224
922系統(tǒng)總體結構225
923系統(tǒng)軟硬件結構225
93系統(tǒng)功能及關鍵技術228
931系統(tǒng)功能結構228
932系統(tǒng)關鍵技術229
933系統(tǒng)應用情況231
參考文獻234