现代电网运行技术基本特征1120221.pptx

电网调度自动化电网调度自动化第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征第二章第二章 现代电力系统的稳定问题现代电力系统的稳定问题第三章第三章 提高电力系统稳定性的措施提高电力系统稳定性的措施第四章第四章 电力系统的电磁环网的运行和控制电力系统的电磁环网的运行和控制第五章第五章 电网结构对系统稳定运行的影响电网结构对系统稳定运行的影响第六章第六章 电网调度自动化技术的应用和发展电网调度自动化技术的应用和发展第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征一、什么是电力系统一、什么是电力系统二、什么是现代电力系统二、什么是现代电力系统三、现代电力系统的优势和问题三、现代电力系统的优势和问题四、现代电力系统的结构四、现代电力系统的结构五、现代电力系统的运行状态的设定五、现代电力系统的运行状态的设定六、现代电力系统稳定性运行准则六、现代电力系统稳定性运行准则第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征一、什么是电力系统一、什么是电力系统1、概念、概念电力系统：电力系统：发电设备、输变电设备和用电设备发电设备、输变电设备和用电设备以及二次设备组成的整体。以及二次设备组成的整体。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征2、电力系统的发展、电力系统的发展1831年法拉第发现了电磁感应定律后，在此基年法拉第发现了电磁感应定律后，在此基础上很快出现了原始的直流发电机、低压直流电的础上很快出现了原始的直流发电机、低压直流电的输电线路（电压输电线路（电压100400V）.但由于是直流电，且但由于是直流电，且电压低，输送功率小，输电距离短。电压低，输送功率小，输电距离短。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 5050年后，即年后，即18821882年，出现了世界第一个电力系年，出现了世界第一个电力系统，即用蒸气机发出的电能通过统，即用蒸气机发出的电能通过150015002000V2000V的输的输电线，将电线，将1.5KW1.5KW的功率输送到的功率输送到57km57km外，驱动水泵。外，驱动水泵。它包含了发电、输电、用电设备。因此可以说形它包含了发电、输电、用电设备。因此可以说形成了一个最简单的电力系统。成了一个最简单的电力系统。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 由于直流电不能改变电压，使功率远距离输送由于直流电不能改变电压，使功率远距离输送受到限制。到受到限制。到18851885年实现了单相交流输电，并制年实现了单相交流输电，并制造了变压器。造了变压器。18911891年又实现了三相交流电，克服年又实现了三相交流电，克服了单相交流电在正负脉动变化的不稳定的缺点。了单相交流电在正负脉动变化的不稳定的缺点。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 紧接着，汽轮机取代了以蒸汽机为原动机的发紧接着，汽轮机取代了以蒸汽机为原动机的发电机组，发电厂之间出现了并列运行，输电电压、电机组，发电厂之间出现了并列运行，输电电压、输送距离和输送功率不断增加，更大规模的电力输送距离和输送功率不断增加，更大规模的电力系统不断涌现。仅数十年，在一些国家甚至出现系统不断涌现。仅数十年，在一些国家甚至出现了全国或跨国的电力系统。了全国或跨国的电力系统。使电力系统进入现代电力系统时代。使电力系统进入现代电力系统时代。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征二、什么是现代电力系统二、什么是现代电力系统 现代电力系统可简要定义为：大机组、大电网、现代电力系统可简要定义为：大机组、大电网、高电压、远距离、大容量输电以及可再生能源组高电压、远距离、大容量输电以及可再生能源组成的电力系统。成的电力系统。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征大机组：大机组：20万万kW以上的高温高压机组以上的高温高压机组。（国家发展和委员会能源局2006年发布的一份报告说，中国发电设备制造企业已具备生产万千瓦及万千瓦发电机组的能力，并已达到国际先进水平，百万千瓦级机组也已实现部分国产化）2010年，我国火电最大单机容量年，我国火电最大单机容量100万万kW的超超临界机的超超临界机组，已投产运行达到组，已投产运行达到33台，另有台，另有11台百万千瓦机组在建；台百万千瓦机组在建；全年新增火电机组单机容量超过全年新增火电机组单机容量超过60万千瓦的合计容量占全万千瓦的合计容量占全部新增火电容量的部新增火电容量的60%以上。以上。大电网：形成多省网组成的区域电网、乃大电网：形成多省网组成的区域电网、乃至全国电网至全国电网。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征高电压：高电压：220KV以上（不包括以上（不包括220KV）电压等级叫超高）电压等级叫超高压，以超高压或特高压电压等级形成的网架为主网的电网。压，以超高压或特高压电压等级形成的网架为主网的电网。我国目前运行的主网电压最高电压等级为我国目前运行的主网电压最高电压等级为750KV(西北西北地区），地区），1000KV特高压交流线路示范工程已投入运行（晋特高压交流线路示范工程已投入运行（晋东南东南-南阳南阳-荆门荆门）。远距离：一般应满足跨省和跨区域或跨国的远距离送电。远距离：一般应满足跨省和跨区域或跨国的远距离送电。中国最长线路：中国最长线路：645kM(特高压线路）特高压线路）国际上最长线路：国际上最长线路：1000kM 第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 大容量：在超高压电压等级下，大容量的输送功率。大容量：在超高压电压等级下，大容量的输送功率。随着电压等级的升高，输送容量显著提高，从自然功率指标可以看出：随着电压等级的升高，输送容量显著提高，从自然功率指标可以看出：220kV线路采用单导线自然功率约为线路采用单导线自然功率约为130MW；330KV线路采用双分裂导线自然功率约为线路采用双分裂导线自然功率约为353MW；500kV线路采用四分裂导线自然功率约为线路采用四分裂导线自然功率约为1000MW；750KV线路采用四分裂导线自然功率约为线路采用四分裂导线自然功率约为2160MW。1000KV线路采用八分裂导线自然功率约为线路采用八分裂导线自然功率约为4000MW，输电范围能够，输电范围能够达到达到10001500公里公里。大容量远距离输送功率已成为现实。大容量远距离输送功率已成为现实。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 运行管理的高度自动化：利用计算机对电力系统进行在运行管理的高度自动化：利用计算机对电力系统进行在线监测和控制。线监测和控制。高压直流输电：高压直流输电：随着晶闸管的发展，高压直流随着晶闸管的发展，高压直流（HVDC）输电对大容量远距离输电更具有吸引力。）输电对大容量远距离输电更具有吸引力。当电力系统由于系统稳定的考虑而不适合联网或系统的当电力系统由于系统稳定的考虑而不适合联网或系统的额定频率不相同时，额定频率不相同时，HVDC可以提供非同步联网。可以提供非同步联网。当交流网络中发生短路故障时，能有效地限制相关交流当交流网络中发生短路故障时，能有效地限制相关交流系统的短路电流。系统的短路电流。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 第一个利用晶闸管阀的第一个利用晶闸管阀的HVDCHVDC系统是系统是19721972年在年在伊尔河的背靠背（伊尔河的背靠背（back to backback to back）工程。它提供）工程。它提供了加拿大魁北克和新不伦瑞克之间的非同步电网了加拿大魁北克和新不伦瑞克之间的非同步电网互联。伴随着换流设备价格的降低，尺寸的缩小互联。伴随着换流设备价格的降低，尺寸的缩小以及可靠性的提高，以及可靠性的提高，HVDCHVDC输电的应用逐步扩大。输电的应用逐步扩大。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 80年代年代,随着可控硅技术以及世界电网技术发展，随着可控硅技术以及世界电网技术发展，HVDC技术得到一个阶跃性的发展。建成了目前世技术得到一个阶跃性的发展。建成了目前世界上最长的直流线路界上最长的直流线路1700KM的扎伊尔英加的扎伊尔英加马马来西亚沙巴工程以及电压等级最高来西亚沙巴工程以及电压等级最高(士士600KV)、输、输送容量最大送容量最大(3150MW)的巴西伊太普工程。的巴西伊太普工程。90年代，建成了世界第一个复杂的三端年代，建成了世界第一个复杂的三端HVDC工工程程(魁北克魁北克新英格兰工程新英格兰工程)。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 我国的第一条直流输电工程我国的第一条直流输电工程(500kV，1200MW，105225kM)葛洲坝至上海，实现了华中和华东葛洲坝至上海，实现了华中和华东两大交流电网同步联网。两大交流电网同步联网。1989年年9月单极投运；月单极投运；1990年年8月双极投入运行。截至月双极投入运行。截至2009年，我国已建年，我国已建成成7个个500kV双极直流线路，遍布大江南北。双极直流线路，遍布大江南北。我国第一个背靠背直流输电工程河南三门峡市灵我国第一个背靠背直流输电工程河南三门峡市灵宝换流站于宝换流站于2005年年9月投入运行（月投入运行（120kV，360MW）。截至）。截至2009年，我国已建成年，我国已建成2个直流背靠个直流背靠背工程。背工程。500kV直流输电直流输电测量用光学互感器测量用光学互感器第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征背靠背直流系统如图所示，是无直流线路的两背靠背直流系统如图所示，是无直流线路的两端直流系统，它主要用于两个非同步运行（不同频端直流系统，它主要用于两个非同步运行（不同频率或频率相同但非同步）的交流系统之间的联网或率或频率相同但非同步）的交流系统之间的联网或送电。背靠背直流系统的整流和逆变设备通常装设送电。背靠背直流系统的整流和逆变设备通常装设在一个换流站内，也称为背靠背换流站。在一个换流站内，也称为背靠背换流站。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征继西北继西北-华中联网灵宝背靠背换流站试验工程之华中联网灵宝背靠背换流站试验工程之后，后，2008年年11月东北华北联网高岭直流背靠背工程月东北华北联网高岭直流背靠背工程建成投产，它是世界上单元换流容量最大的换流站建成投产，它是世界上单元换流容量最大的换流站（换流容量为（换流容量为2750兆瓦），实现了对两大电网的兆瓦），实现了对两大电网的有效隔离，不仅消除了东北和华北两大电网之间的有效隔离，不仅消除了东北和华北两大电网之间的相互影响，还极大地增强了互联电网的输送能力和相互影响，还极大地增强了互联电网的输送能力和东北、华北两大电网间的互为备用能力，可以有效东北、华北两大电网间的互为备用能力，可以有效调节两大电网错峰容量。调节两大电网错峰容量。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 现代电网是以特高压、超高压电压等级形成主现代电网是以特高压、超高压电压等级形成主网架，以国家、区域、省网分层的电压等级为结网架，以国家、区域、省网分层的电压等级为结构特点。大容量机组直接接入超高压主网，使之构特点。大容量机组直接接入超高压主网，使之有利于远距离输电，这样可以最大限度的合理利有利于远距离输电，这样可以最大限度的合理利用能源。用能源。我国形成全国联网的进程是随着三峡水电厂的我国形成全国联网的进程是随着三峡水电厂的投产加快的。投产加快的。2005年我国实现了全国联网。年我国实现了全国联网。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征我国形成全国联网的网架结构图：我国形成全国联网的网架结构图：北通道：西北华北山东北通道：西北华北山东中通道：川渝华中华东中通道：川渝华中华东南通道：云贵电力华中华东南通道：云贵电力华中华东“南北互送南北互送”：东北华北华中南方：东北华北华中南方 第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 20102010年我国发电总装机达到年我国发电总装机达到9.629.62亿千瓦（在亿千瓦（在20082008年年的中国发电装机规划：的中国发电装机规划：20102010年达到年达到8.48.4亿千瓦），同比增亿千瓦），同比增长长10.1%10.1%；水电装机；水电装机2.132.13亿千瓦，同比增长亿千瓦，同比增长,8.1%,8.1%，居世，居世界首位。风电新增容量界首位。风电新增容量18931893万千瓦，已超过美国成为全万千瓦，已超过美国成为全球风电装机规模第一大国，风电并网总容量球风电装机规模第一大国，风电并网总容量31073107万千瓦，万千瓦，同比增长同比增长92.6%92.6%。中国电力向着大容量、高参数、环保型。中国电力向着大容量、高参数、环保型方向飞速发展。方向飞速发展。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征我国首条超高压最高电压等级我国首条超高压最高电压等级750千伏输变千伏输变电工程，也是世界上相同电压等级海拔最高电工程，也是世界上相同电压等级海拔最高的输变电工程，从青海官亭变电站至甘肃兰的输变电工程，从青海官亭变电站至甘肃兰州东变电站，线长州东变电站，线长140km,两座两座750千伏变电千伏变电站（主变容量为站（主变容量为1500MVA），于），于2005年年9月月27日正式投产。日正式投产。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 首条同塔双回首条同塔双回750千伏输变电工程千伏输变电工程兰州兰州东东平凉平凉乾县输变电工程正式竣工投产。乾县输变电工程正式竣工投产。未来西北电网在未来西北电网在330千伏电网的基础上，千伏电网的基础上，形成形成750千伏的骨干电网，成为国家电网的组千伏的骨干电网，成为国家电网的组成部分。成部分。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 2006年年8月月19日，国家电网公司日，国家电网公司1000千伏的交流千伏的交流特高压示范工程正式奠基。这一工程起于山西长治，特高压示范工程正式奠基。这一工程起于山西长治，经河南南阳至湖北荆门（晋东南经河南南阳至湖北荆门（晋东南-南阳南阳-荆门荆门），工程），工程总投资约总投资约58亿元。亿元。2009年年1月月6日日1000kV晋东南晋东南-南阳南阳-荆门特高压荆门特高压交流试验示范工程竣工投入运行，采用交流试验示范工程竣工投入运行，采用8分裂导线，分裂导线，全长全长645公里。公里。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征2010年年7月月8日，向家坝日，向家坝-上海上海800千伏特高压千伏特高压直流输电示范工程竣工投产。向家坝直流输电示范工程竣工投产。向家坝-上海上海800千伏千伏特高压直流输电示范工程，起于四川宜宾复龙换流站，特高压直流输电示范工程，起于四川宜宾复龙换流站，止于上海奉贤换流站，途径四川、重庆、湖北、湖南、止于上海奉贤换流站，途径四川、重庆、湖北、湖南、安徽、浙江、江苏、上海等安徽、浙江、江苏、上海等8省市，省市，4次跨越长江。线次跨越长江。线路全长路全长1907公里。工程额定电压公里。工程额定电压800千伏，额定电千伏，额定电流流4000安培，额定输送功率安培，额定输送功率640万千瓦，最大连续输万千瓦，最大连续输送功率送功率720万千瓦。电力技术为世界特高压直流输电万千瓦。电力技术为世界特高压直流输电技术的最高水平，将我国电网技术提升到新台阶。技术的最高水平，将我国电网技术提升到新台阶。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征除除800千伏特高压直流输电工程投产外，千伏特高压直流输电工程投产外，还有还有500千伏呼伦贝尔至辽宁直流输电工程、千伏呼伦贝尔至辽宁直流输电工程、660千伏宁东至山东直流单级系统以及新疆千伏宁东至山东直流单级系统以及新疆与西北与西北750千伏联网等一批跨区跨省重点工程千伏联网等一批跨区跨省重点工程建成投运，进一步提升了电网更大范围优化建成投运，进一步提升了电网更大范围优化配置能源资源的能力。国家电网首座配置能源资源的能力。国家电网首座500千伏千伏智能变电站在浙江金华正式投运。智能变电站在浙江金华正式投运。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 2010年年7月月29日，世界最高海拔的电力日，世界最高海拔的电力“天路天路”青海青海西藏西藏750千伏千伏/400千伏交直流联网工程千伏交直流联网工程在青海格尔木和西藏拉萨同时开工建设。青藏联网在青海格尔木和西藏拉萨同时开工建设。青藏联网工程东起西宁，西至拉萨，线路全长工程东起西宁，西至拉萨，线路全长1774公里，包公里，包括括736.2公里的西宁公里的西宁日月山日月山乌兰乌兰格尔木格尔木750千千伏交流输变电工程和伏交流输变电工程和1038公里的格尔木公里的格尔木-拉萨拉萨400千伏直流输电工程两段。直流额定容量本期规模为千伏直流输电工程两段。直流额定容量本期规模为60万千瓦，远期最大规模可达万千瓦，远期最大规模可达120万千瓦。预计工万千瓦。预计工程程2012年底建成投运。年底建成投运。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征根据目前的电网规划，根据目前的电网规划，20202020年前后国家电网将年前后国家电网将基本建成特高压骨干网架，国家电网跨区输送容基本建成特高压骨干网架，国家电网跨区输送容量将占全国装机总容量的量将占全国装机总容量的2525以上。以上。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征“十二五十二五”规划中的电网规划中的电网第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 此外，我国积极推进绿色环保发电工程的建设此外，我国积极推进绿色环保发电工程的建设 我国第一个海上风力发电场将建在东海大桥附近海域，我国第一个海上风力发电场将建在东海大桥附近海域，预计装机容量预计装机容量1010万千瓦，建成投产后可满足约万千瓦，建成投产后可满足约2020万户普通家万户普通家庭一年的用电量。庭一年的用电量。上海、江苏、山东、辽宁、内蒙古、吉林也将建设总装上海、江苏、山东、辽宁、内蒙古、吉林也将建设总装机容量达机容量达120120万千瓦的风力发电场，相当于一个大型热电厂。万千瓦的风力发电场，相当于一个大型热电厂。这些风电替代煤电后，每天可少烧这些风电替代煤电后，每天可少烧20002000吨优质煤。吨优质煤。西北地区计划在西北地区计划在20202020年建成年建成10001000万千瓦风力发电场，现万千瓦风力发电场，现正在逐渐投入实施。正在逐渐投入实施。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征20072007年，全国风电装机达到年，全国风电装机达到605605万千瓦，万千瓦，跃居世界第位跃居世界第位 ，进入，进入“追风时代追风时代”。20092009年风电装机容量达到年风电装机容量达到12001200万千瓦；万千瓦；20102010年，年，风电新增容量风电新增容量18931893万千瓦，已超过万千瓦，已超过美国成为全球风电装机规模第一大国，美国成为全球风电装机规模第一大国，风电风电并网装机容量并网装机容量3107万千瓦；万千瓦；第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征以甘肃酒泉千万千瓦风电基地的建设和以甘肃酒泉千万千瓦风电基地的建设和750750千伏送出工程千伏送出工程投运为标志我国风电发展已步入大基地、集中高压接入、远投运为标志我国风电发展已步入大基地、集中高压接入、远距离输送的新阶段；根据我国可再生能源发展规划，计划在距离输送的新阶段；根据我国可再生能源发展规划，计划在内蒙古、甘肃、新疆、河北、江苏和山东等风能资源丰富地内蒙古、甘肃、新疆、河北、江苏和山东等风能资源丰富地区建成区建成8 8个千万千瓦级风电基地。个千万千瓦级风电基地。“建设大基地，融入大电建设大基地，融入大电网网”已经成为我国风电开发的主要模式。已经成为我国风电开发的主要模式。除此之外，除此之外，20102010年新投产秸秆发电年新投产秸秆发电22.622.6万千瓦，垃圾发万千瓦，垃圾发电电12.512.5万千瓦，余温余压等循环利用发电万千瓦，余温余压等循环利用发电10.910.9万千瓦。万千瓦。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 20072007年中德合作在海拔年中德合作在海拔35003500米的甘肃甘南建成首米的甘肃甘南建成首座太阳能光伏电站投入运行，该电站最终容量可满足座太阳能光伏电站投入运行，该电站最终容量可满足2525个村落供电。个村落供电。20082008年年1212月世界上最大的太阳能光伏电站葡萄牙月世界上最大的太阳能光伏电站葡萄牙南部地区投入运行，其总装机容量达南部地区投入运行，其总装机容量达4646兆瓦，其发电兆瓦，其发电能力能满足能力能满足3 3万多户葡萄牙家庭的日常用电需求，相万多户葡萄牙家庭的日常用电需求，相当于每年可以减少当于每年可以减少8.948.94万吨二氧化碳排放。万吨二氧化碳排放。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征20112011年年1212月月2828日我国最大光伏电站宁夏红寺堡太日我国最大光伏电站宁夏红寺堡太阳能电站阳能电站50MW50MW全面投产并网发电全面投产并网发电 第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征对于我国大规模电网，各层级电压与国际对于我国大规模电网，各层级电压与国际规定相一致。规定相一致。国际国际IEEEIEEE标准规定：标准规定：高电压等级（高电压等级（HVHV）110kV 138kV 220kV110kV 138kV 220kV超高压电压等级（超高压电压等级（EHVEHV）330kV 345kV 500kV 750kV330kV 345kV 500kV 750kV特高压电压等级特高压电压等级 （UHV)800KV UHV)800KV 直流和直流和1000kV1000kV交流交流第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征三、现代电网的优势和问题三、现代电网的优势和问题（一）现代电网的优势（一）现代电网的优势1、现代电网的各个区域电网间具有较强的、现代电网的各个区域电网间具有较强的联系。联系。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 2 2、现代电网可以安装大容量、高效能的机、现代电网可以安装大容量、高效能的机组（火、水、核电机组）。组（火、水、核电机组）。三峡水电厂单机容量三峡水电厂单机容量700MW，共，共26台，总装机容量最台，总装机容量最后可达后可达18.2GW。上海浦东外高桥电厂总装机容量上海浦东外高桥电厂总装机容量5400MW，占上海火电，占上海火电装机容量的装机容量的45%以上。以上。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征3、现代电网可以节省全网的装机容量。、现代电网可以节省全网的装机容量。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征4、现代电网可以实现自动发电控制、现代电网可以实现自动发电控制（AGC）AutomaticGenerationControl。5、现代电网可以在各地区之间互供电力、互、现代电网可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用（一般要有通有无、互为备用（一般要有20的备用的备用容量），增强抵御事故能力，提高电网安容量），增强抵御事故能力，提高电网安全水平，提高供电可靠性。全水平，提高供电可靠性。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 6、现代电网能承受较大的冲击负荷，有利、现代电网能承受较大的冲击负荷，有利于改善电能的质量。于改善电能的质量。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征7、现代电网可以更大范围内进行水火电厂联合经济调度、现代电网可以更大范围内进行水火电厂联合经济调度。8、现代电网可以接纳大规模风、光电等新能源。、现代电网可以接纳大规模风、光电等新能源。20092009年全国新增风机并网容量为年全国新增风机并网容量为897897万千瓦，累计并网容量则达到万千瓦，累计并网容量则达到16131613万千瓦。万千瓦。20102010年风电并网总容量年风电并网总容量31073107万千瓦，同比增长万千瓦，同比增长92.6%92.6%。9、现代电网实现了在线监测和远方控制。、现代电网实现了在线监测和远方控制。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征1010、现代电网可以采用非线性的控制技术、现代电网可以采用非线性的控制技术 n静止无功补偿器。静止无功补偿器。n可控串补可控串补非线性非线性暂稳暂稳n固定串补固定串补线性控制线性控制静稳静稳n可控电抗可控电抗n统一潮流控制器统一潮流控制器 n故障电流限制器故障电流限制器1111、现代电网使大规模风电集中接入成为可能、现代电网使大规模风电集中接入成为可能第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征（二）问题二）问题1、动稳定问题是制约电网稳定运行的最主要、动稳定问题是制约电网稳定运行的最主要问题。问题。全国互联电网的形成，使系统运行增加了负阻尼或全国互联电网的形成，使系统运行增加了负阻尼或弱阻尼模式。弱阻尼模式。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征据统计，国家电网公司系统据统计，国家电网公司系统500500千伏线路千伏线路中四分之一的线路受到各种稳定形态限制，中四分之一的线路受到各种稳定形态限制，成为输送成为输送“瓶颈瓶颈”，一定程度上造成了，一定程度上造成了“送送不出、落不下、交换能力不强不出、落不下、交换能力不强”。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 2004年，东北、华中和川渝年，东北、华中和川渝联网后，出现了东北和川渝机联网后，出现了东北和川渝机组强相关的频率在组强相关的频率在0.17HZ左右左右的主要振荡模式。在山东电网的主要振荡模式。在山东电网接入系统后，又增加了新的负接入系统后，又增加了新的负阻尼振荡模式（阻尼振荡模式（03Hz定义为定义为低频振荡，低频振荡，0.17HZ也有专家称也有专家称之为超低频振荡），进一步恶之为超低频振荡），进一步恶化了电网的动态特性。化了电网的动态特性。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征为了维持互联系统的稳定运行，为了维持互联系统的稳定运行，并充分发挥大区域联络线及区域内并充分发挥大区域联络线及区域内部重要输电断面的输送容量，部重要输电断面的输送容量，在东在东北、华北、华中、川渝电网内部北、华北、华中、川渝电网内部109台机组装设了台机组装设了PSS装置，山东装置，山东电网接入主网后，在山东电网内部电网接入主网后，在山东电网内部67台机组装设了台机组装设了PSS装置。装置。主要用主要用于抑制由于区域电网接入新产生的于抑制由于区域电网接入新产生的低频振荡。低频振荡。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征仿真计算分析表明，在增设仿真计算分析表明，在增设PSS装置后，装置后，系统动态特性得到明显改善。系统动态特性得到明显改善。电网中多台机组加装电网中多台机组加装PSS后，最主要的后，最主要的问题是多台机组问题是多台机组PSS的参数协调问题。的参数协调问题。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 当加强联络线的同时增加该送电断面的输当加强联络线的同时增加该送电断面的输送潮流时，系统的阻尼将随联络线输送潮流送潮流时，系统的阻尼将随联络线输送潮流的增加而逐渐降低。的增加而逐渐降低。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征弱阻尼低频振荡目前已经成为限制大型互联电网弱阻尼低频振荡目前已经成为限制大型互联电网输电能力的主要问题之一。国外目前在研究利用输电能力的主要问题之一。国外目前在研究利用PMU/WAMS信息的电力系统广域阻尼控制器，但还信息的电力系统广域阻尼控制器，但还没有实际的工程应用。低频振荡发生时的在线分析没有实际的工程应用。低频振荡发生时的在线分析和控制决策系统也是研究的重要方向，也还未达到和控制决策系统也是研究的重要方向，也还未达到实用化的水平。实用化的水平。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征2、不同的联网形式对电网整、不同的联网形式对电网整体稳定水平有很大影响。体稳定水平有很大影响。当区域间联络线检修停运时，当区域间联络线检修停运时，互联电网形式就会发生变化，互联电网形式就会发生变化，对其它联络线稳定水平影响很对其它联络线稳定水平影响很大，从而在很大程度上影响电大，从而在很大程度上影响电网整体稳定水平。网整体稳定水平。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 3 3、系统的动稳定水平和各枢纽变电站的电压水、系统的动稳定水平和各枢纽变电站的电压水平密切相关。只有同时控制断面潮流和重要变电平密切相关。只有同时控制断面潮流和重要变电站母线的电压，才能够保障系统的安全运行。因站母线的电压，才能够保障系统的安全运行。因此，对互联电网，不仅需要此，对互联电网，不仅需要AGCAGC（自动发电控制）（自动发电控制）还需要还需要AVCAVC（自动电压控制）的控制。（自动电压控制）的控制。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征4 4、大型可再生能源接入电网，对电网的运行调、大型可再生能源接入电网，对电网的运行调度带来很大的影响度带来很大的影响 。风电场输出功率具有波动性和不确定性，尤其是风电场输出功率具有波动性和不确定性，尤其是很多地区风电具有反调峰特性，光伏发电输出功率很多地区风电具有反调峰特性，光伏发电输出功率随日照情况也会有一定的变化随日照情况也会有一定的变化 。因此，。因此，需要适应需要适应新能源特性的电网联络线功率控制技术、无功电压新能源特性的电网联络线功率控制技术、无功电压控制技术。控制技术。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征5 5、大电网的安全已成为国内外关注的重要问题、大电网的安全已成为国内外关注的重要问题随着互联电网规模的不断扩大，我国电网已成为随着互联电网规模的不断扩大，我国电网已成为世界上最大人造复杂电网。其复杂性体现在自身的世界上最大人造复杂电网。其复杂性体现在自身的结构、机组大容量、网络超（特）高压、输电长距结构、机组大容量、网络超（特）高压、输电长距离及交直流混合、大区电网互联、灵活交流输电系离及交直流混合、大区电网互联、灵活交流输电系统统FACTSFACTS装置的应用及新型负荷等方面。增加了发生装置的应用及新型负荷等方面。增加了发生连锁故障的危险性。连锁故障的危险性。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征（三）应进行的主要工作（三）应进行的主要工作进行进行“智能电网智能电网”建设和发展。建设和发展。什么是智能电网？什么是智能电网？智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全。电网能够实现这些目标，就可以称其为智能电网。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征智能电网目前尚未有统一的定义智能电网目前尚未有统一的定义l作为倡导智能电网建设的美国电力科学研究院（作为倡导智能电网建设的美国电力科学研究院（EPRIEPRI）对智能电网的）对智能电网的 定义是用自愈、安全、集成、协同、预测、优化、交互来描述定义是用自愈、安全、集成、协同、预测、优化、交互来描述 。自愈自愈电网是美国电网建设的重点。电网是美国电网建设的重点。l欧盟委员会对智能电网的定义内容是欧盟委员会对智能电网的定义内容是,支持分布式和可再生能源的接入、支持分布式和可再生能源的接入、更可靠安全电力供应、面向服务的架构、灵活的电网应用、更可靠安全电力供应、面向服务的架构、灵活的电网应用、高级自动高级自动化和分布式智能化和分布式智能、负荷和电源的本地交互、以客户为中心。、负荷和电源的本地交互、以客户为中心。分布式电分布式电网则是欧盟电网建设的重点网则是欧盟电网建设的重点 l中国提出了建设具有中国特色的智能电网，其内涵为：中国提出了建设具有中国特色的智能电网，其内涵为：坚强可靠坚强可靠、经、经济高效、清洁环保、济高效、清洁环保、灵活互动灵活互动、友好开放。、友好开放。第一章第一章 现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征尽管各国根据自身的国情对智能电网建设有着不同的重点尽管各国根据自身的国情对智能电网建设有着不同的重点和目标，但是智能电网建设的驱动都是基于市场、安全、电和目标，但是智能电网建设的驱动都是基于市场、安全、电能质量和环境因素，而且它的特征可归结为：能质量和环境因素，而且它的特征可归结为：自愈、优化、自愈、优化、互动、兼容、集成、环保。互动、兼容、集成、环保。智能电网的优美表现是靠一次电网的坚强和二次系统的聪智能电网的优美表现是靠一次电网的坚强和二次系统的聪慧共同实现的。慧共同实现的。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征1 1、大电网低频振荡抑制及在线智能控制技术、大电网低频振荡抑制及在线智能控制技术 研究大型互联电网低频振荡的典型特征及其发生机理；分析电网结构、运行方式、励磁系统、调速器对互联电网低频振荡的影响，研究在线智能控制技术。2 2、基于轨迹研究电力系统的功角稳定、基于轨迹研究电力系统的功角稳定 相量测量单元（PMU）技术的应用为基于轨迹研究电力系统稳定性提供了技术支持。PMU为电力系统提供了同时在时间和空间的2维坐标下实时研究和观察动态行为的条件，如何充分利用PMU数据的动态特性,快速、有效地对电力系统稳定性进行实时预测和控制，提高大电网动态稳定水平，是电力系统面临的重要课题。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征3 3、研究大规模和分布式可再生能源接入控制技术、研究大规模和分布式可再生能源接入控制技术 风电场输出功率具有间歇性和不确定性，大量风电接入电网对电网的运行调度带来较大的影响。尤其是很多地区风电具有反调峰特性；光伏发电输出功率随日照情况也会有一定的变化。需要抓紧研究可再生能源数据采集和监控技术、适应新能源特性的联络线功率控制技术、无功电压控制技术、发电预测模型和方法。4 4、极端外部灾害下的调度防御技术研究、极端外部灾害下的调度防御技术研究 研究外部灾害信息的接入、建模、可视化展现、分析、仿真、预警和协调防御方法。通过预测信息，可以提前感知外部灾害信息，针对有可能发生的电网故障提前做出预案，增强智能电网抗击外部灾害风险的能力。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征5 5、大电网预警与安全防御研究、大电网预警与安全防御研究 包括在线智能辅助决策及预防控制技术，处理输电网的多重故障及不同厂站同时故障、相继故障的电网紧急控制技术。6 6、大电网连锁故障预测及自愈技术、大电网连锁故障预测及自愈技术 包括电网运行可靠性在线风险评估理论，连锁故障风险量化评价指标和基于风险的连锁故障预防和校正控制策略。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征7、开展非线性控制技术研究、开展非线性控制技术研究 可控串补、可控电抗、静止无功补偿器（SVC）、统一潮流控制器、故障电流限制器；在互联系统内部关键点加装必要的动态无功补偿设备，提高这些关键点的电压支撑，改善电网的动态特性；在重要联络线加装统一潮流控制器，可调节输电网的潮流分配；为有效控制短路电流，加装故障电流限制器可实现即限制短路电流又不增加线损的目的。第一章第一章现代电力系统的基本特征现代电力系统的基本特征 以上以上公式为单机对无穷大系统公式，对现代电力系公式为单机对无穷大系统公式，对现代电力系统，必须对多关键点电压进行控制（统，必须对多关键点电压进行控制（AVC)