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在控制中心根据系统所处的不同运行状态，实施相应的安全控制，如电网正常安全运行状态下的优化控制，电网正常不安全运行状态下的预防控制，电网紧急运行状态下的校正控制。这就使实时稳定节能监视及预防控制显得越发重要，预防控制应以最小的代价(控制、切负荷等)保证系统正常运行，且具有足够的稳定裕度和抗扰动能力。如何将系统的运行状态及评判尺度精确、直观地展现，并转换为有价值的决策信息，是系统运行工程师最关心的问题，也是在线监控系统急需的功能。当今投入实际工业应用的稳定控制系统可分为“离线计算、实的匹配”和“在线预决策、实时匹配”两种模式。但分析表明，大停电往往由“不可预见”的连锁故障引起，这种情况下以上两种稳定控制系统很可能无法响应。理论上最为完美的稳定控制系统模式为“超实时计算、实时匹配”。电力系统配电自动化系统(SCADA)技术的发展及应用，为电网的实时稳定经济分析与控制提供了良好的数据平台，逐渐改变了传统的电网分析理论和应用模式。智能电网在线稳定节能综合监控与预警系统主要有以下功能:

(1)同步性。只需要从现有主站SCADA系统转发本系统所需要的必需的遥测数据(母线流过的功率、母线电压等)，根据转发的数据文件，自动形成系统监控点，系统监控模型完全和实际主站系统保持同步，不需要过多额外的维护。

(2)仅仅需要实时量测数据进行在线分析，紧密吻合当前的电网运行状态。不需要网络参数，不受网络规模的影响，算法独立性强。

(3)算法简单快速，采用“超实时计算、在线匹配控制策略”。只需要简单的代数运算，与网络规模无关，计算时间为纳秒级。

(4)同时监控系统的静态电压稳定、静态功角稳定、有功损耗特性，直观展示系统任意节点(母线)的稳定运行状态及当前有功损耗特性，找到系统的稳定薄弱节点、区域和网损最大节点或区域。

(5)系统的稳定程度、网损程度的展示非常直观、简单，有利于运行管理人员真实形象地了解感知电网实时运行的状态和薄弱区域，同时间接具有 AVC 及安全预警功能。

(6)无功补偿或切负荷方案同时考虑系统的有功损耗和稳定情况，考虑设备动作次数，自动匹配优先级控制方案，控制效果更加合理、全面。

(7)具有实电无功规划功能。根据电网的实际运行方式，可给出任意节点(母线)的实际所需无功补偿情况，具有实时无功规划功能。

(8)可实时评估各母线的短路容量情况。

(9)具有安全态、紧张态、危急态“三态”自动语音报警与实时预防控制功能。

(10)具有强大的历史数据报表统计、打印功能。有利于了解电网运行的规律性。

(11)监视范围广，应用定制灵活。

(12)其他扩展功能。

智能电网发展方向、节能调度政策出台以及越来越复杂的运行环境，对电力系统实时定量化分析和自适应优化控制提出了更高的要求。现代电网的复杂性，使在线稳定评估及预防控制显得越发重要。预防控制应以最小的代价(控制、切负荷)保证系统正常运行，且具有足够的稳定裕度和抗扰动能力。该系统实时监视电网运行的电压稳定和功角稳定模式、稳定裕度(域)及边界、有功损耗(功补偿)状态、稳定和有功损耗相对关系，及时发现电网运行的安全隐患，自动预防控制，降低电网发生稳定事故的概率，降低系统损耗，全方位自动语音报警，大大降低运行管理人员的工作量，增强配电自动化系统对电网的自动分析与控制能力，提高电网安全、经济运行水平。

6.3.2电力系统在线动态安全评估和预警系统

电力系统在线动态安全评估和预警系统(PDSA)以并行计算平台作为运行支撑平台，提供了大区互联电网的在线动态安全评估和预警的整套工具包。通过对能量管理系统/相角量测装置(EMSs/PMUs)收集到的在线数据和电网离线分析计算数据进行整合，获得当前运行工况的计算数据。PDSA集成PSASP 计算软件功能，可以实现在线暂态稳定、电压稳定、小干扰稳定等多种稳定分析。PDSA系统在国、网、省三级电网中均得到了应用。

PDSA系统主要功能包括:

(1)安全稳定在线预警。在线的全面稳定性分析和评估(包括暂态稳定评估电压稳定评估、小干扰稳定评估、静态安全分析、直接法、数据挖掘等多种手段)及时发现电网中存在的安全隐患。

(2)调度辅助决策。当电力系统稳定裕度不足时，及时自动给出合理的调度策略，供调度人员决策参考，提高电网应对风险的能力，避免稳定性事故的发生。

(3)稳定裕度在线计算。在线确定系统稳定裕度，当系统运行在稳定裕度较高情况下时，可适当提高输电断面输送功率，以期充分发挥电力系统的输送能力。

(4)低频振荡监测与分析。根据WAMS 监测到的低频振荡数据，结合小干扰稳定计算功能，为运行调度人员提供有针对性的振荡机理信息。

(5)计划校核。根据短期系统负荷预测、发电计划、区域和省间联络线交易计划等数据，对日前发电和输电计划进行校核。

(6)大批量离线方式计算。利用并行计算平台，进行大批量离线方式计算(如各级运方部门制定年度运行方式)，可以大幅度提高工作效率。

工程实践证明，PDSA系统不但能提供电网运行的历史数据和在线信息，而且实现了对电网运行的在线监视、评估和预警。应用中表现出来的特点有:①功能强，扩展方便，系统的可靠性相对较高;②建模覆盖了现有运行调度计算分析工作中涉及的各类元件，计算精度高，结果可靠;③采用分布式结构，并行处理计算任务，计算速度显著提高，极大地提高了运行分析计算的速度:④继承了单机版计算分析软件的特点，与原有软件平滑过渡，结构简单，易于使用，保证系统安全、稳定运行:⑤能够有效揭示电网变化趋势，辅助分析潜在风险;⑧可视化客户端能够动态显示电网运行状态，提供在线信息参考，为调度运行工作提供了新视角。

6.3.3在线检测与预警技术的趋势

先进在线监测与预警技术在智能配电网中能分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施，以消除、减轻甚至防止供电中断和电能质量扰动，提供对输电、配电和用户侧的控制方法，并且可以管理整个电网的有功和无功。从某种程度上说，该技术紧密依靠并服务于其他四个关键技术领域，如先进控制技术监测基本的元件(参数量测技术)，提供及时和适当的响应(集成通信技术，先进设备技术)并且对任何事件进行快速的诊断(先进决策技术)。另外，该技术还支持市场报价技术，并可提高资产的管理水平

先进在线监测与预警技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统，在专家系统允许的范围内采取自动的控制行动。这样所执行的行动将在秒一级水平上，这一特性将极大地提高电网的可靠性。同时还需要一个集成的高速通信系统及对应的通信标准，以处理大量的数据。甚至将支持分布式智能代理软件、分析工具及其他应用软件。先进在线监测与预警技术包括:

(1)收集数据和监测电网元件。先进在线监测与预警技术将根据使用智能传感器、智能电子设备及其他分析工具测量的系统和用户参数以及电网元件的状态情况，对整个系统的状态进行评估。这些数据都是准实时数据，对掌握电网整体的运行状况具有重要的意义。同时还要利用相量测量单元以及全球卫星定位系统的时间信号，来实现电网早期的预警。

(2)分析数据。准实时数据及强大的计算机处理能力为软件分析工具提供了快速扩展和进步的能力。状态估计和应急分析将在秒级而不是分钟级水平上完成分析，这给了先进控制技术和系统运行人员足够的时间来响应紧急问题;专家系统将数据转化成信息，用于快速决策;负荷预测将应用这些准实时数据以及改进的天气预报技术来准确预测负荷;概率风险分析将成为例行工作，确定电网在设备检修期间、系统压力较大期间及不希望的供电中断时的风险水平:电网建模和仿真使运行人员认识准确的电网可能的场景。

(3)诊断和解决问题。由高速计算机处理的准实时数据提供给专家诊断系统，来确定现有的、正在发展的和潜在的问题的解决方案，并提交给系统运行人员进行判断。

(4)执行自动控制的行动。智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合使得执行问题检测和响应的自动控制行动称为可能，它还可以降低已经存在问题的扩展，防止紧急问题的发生，修改系统设置、状态和潮流，以防止预测问题的发生。

(5)为运行人员提供信息和选择。先进在线监测和预警技术不仅给控制装置提供动作信号，而且也为运行人员提供信息。控制系统收集的大量数据不仅对自身有用，对系统运行人员也有很大的应用价值，而且这些数据可辅助运行人员进行决策。