1、ICS29.240国家电网公司企业标准Q/ GDW 680.45 要 2011智能电网调度技术支持系统第 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SmartgridoperationsupportingsystemPart4-5:Realtime supervisory control& early warningonlinedynamicsecurityanalysisandassistantdecision2011-12-28发布 2011-12-28实施国家电网公司 发 布Q /G D WQ / GDW 680.45 要 2011I目 次前言 III1 范围
2、12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 概述 15 总体要求 15.1 计算分析模式要求 15.2 触发方式要求 15.3 在线计算要求 26 在线安全稳定计算 26.1 功能描述 26.2 数据准备 26.3 静态稳定分析 36.4 暂态稳定分析 36.5 动态稳定分析 46.6 静态电压稳定分析 46.7 频率稳定分析 56.8 界面要求 56.9 接口要求 57 稳定裕度评估 67.1 功能描述 67.2 计算设置 67.3 稳定约束 67.4 计算要求 67.5 裕度展示 77.6 界面要求 77.7 接口要求 78 预防控制辅助决策 78.1 总体功能要求 78.2 静态安全辅
3、助决策 88.3 暂态稳定辅助决策 88.4 动态稳定辅助决策 98.5 电压稳定辅助决策 98.6 界面要求 108.7 接口要求 109 紧急状态辅助决策 109.1 功能描述 109.2 紧急状态判断 11Q / GDW 680.45 要 2011II9.3 界面要求 119.4 接口要求 1110 辅助决策综合分析 1110.1 功能描述 1110.2 分类汇总 1210.3 综合处理 1210.4 界面要求 1210.5 接口要求 1311 性能指标 13编制说明 15Q / GDW 680.45 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
4、电压等级最高、 技术水平最先进、 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、 自动化和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
5、以上智能电网调度技术支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
6、部分：基础平台 数据采集与交换 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
7、-3 部分：调度计划类应用 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 4-5 部分。Q / GDW 680.45 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、 华北电力调控分中心、
8、华中电力调控分中心、 华东电力调控分中心。本部分主要起草人：严剑峰、 徐泰山、 于之虹、 张隽、 史东宇、 鲍颜红、 陈勇、 李尹、 谢文、 谢旭、周劼英、 张剑云、 严宇、 严亚勤、 姜曼、 李建华、 张伟、 徐伟、 曹路、 彭慧敏、 段慧。Q / GDW 680.45 要 20111智能电网调度技术支持系统第 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1 范围本部分规定了在线安全稳定计算、 稳定裕度评估、 预防控制辅助决策、 紧急状态辅助决策和辅助决策综合分析的功能、 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
9、规范性引用文件下列文件对于本标准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标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。DL/T755 电力系统安全稳定导则Q/GDW215 电力系统数据标记语言 E 语言规范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/GDW680.2-2011 界定的术语和定义适用于本文件。4 概述本部分依据 Q/GDW680.1-2011 编制，确定了 Q/GDW680.1-
10、2011 中在线安全稳定分析应用和调度运行辅助决策应用的功能、 界面、 接口、 性能等技术要求。在线安全稳定分析应用包括静态稳定分析、 暂态稳定分析、 动态稳定分析、 静态电压稳定分析、 频率稳定分析和稳定裕度评估功能；调度运行辅助决策应用包括静态安全辅助决策、 暂态稳定辅助决策、动态稳定辅助决策、 电压稳定辅助决策、 紧急状态辅助决策和辅助决策综合分析功能。5 总体要求5.1 计算分析模式要求在线安全稳定分析应支持独立计算分析和联合计算分析两种工作模式。 应满足以下技术要求：a） 独立计算分析工作模式应支持单一调度机构独立进行各项计算功能，可使用上级调度统一下发的全网计算数据进行计算，特殊情
11、况支持使用本级调度计算数据；b） 联合计算分析工作模式应支持多个调度机构共同开展各项计算功能，支持多个调度机构共同使用统一全网计算数据进行潮流数据修改和联合计算分析，支持计算结果逐级上报和汇总下发。5.2 触发方式要求在线安全稳定分析和调度运行辅助决策应支持周期触发、 事件触发和人工启动方式三种启动方式。应满足如下功能：a） 对于周期触发或事件触发，应能自动完成对当前电网运行方式的安全扫描，实现对当前电网运Q / GDW 680.45 要 20112行方式的评估、 预警和辅助决策；b） 对于人工启动方式，应支持基于在线运行方式进行潮流调整和分析计算，可给出解决设备严重过载、 提高系统稳定性的辅
12、助决策措施。5.3 在线计算要求在线安全稳定分析和调度运行辅助决策应适应在线计算的要求，包括：a） 应支持 E 格式标准的输入输出， E 格式要求满足 Q/GDW 215-2008 电力系统数据标记语言 E语言规范规定；b） 应支持与并行计算平台的信号交互，向并行计算平台发出的计算结束信号应区分是否报警；c） 应支持出错的自动处理，应能在无人干预的情况下连续运行，对于各类错误情况（包括计算错误、 数据错误以及其他错误）应能实施自动处理与报警。6 在线安全稳定计算6.1 功能描述在线安全稳定计算功能由数据准备、 静态稳定分析、 暂态稳定分析、 动态稳定分析、 静态电压稳定分析和频率稳定分析组成，
13、通过在线监测电网运行情况，分析电网的稳定程度，发现安全隐患，给出预警信息。6.2 数据准备数据准备功能通过整合状态估计结果、 稳态监控、 超短期负荷预测、 电网模型 /参数、 故障集、 相量量测、 稳定断面和二次信息等信息，进行数据校验，生成整合潮流，触发各类在线安全稳定分析功能，并能导出数据供离线分析计算软件使用。 应满足如下功能：a） 支持实现建模范围内和建模范围外的电网运行数据拼接，实现不同电压等级和不同区域电网运行数据以及方式数据的整合，生成合理的全网运行数据，保证建模范围内潮流精度不受影响；b） 支持离线模型与实时方式进行拼接，离线模型应与静态模型中的设备信息一一对应，缺失模型可自动
14、加入典型配置，同时提供告警功能；c） 支持电网方式的人工调整功能，能够实现发电、 负荷、 电压值、 接线方式、 变压器抽头位置的调整和元件的投退等功能；d） 支持从状态估计功能获取实时方式进行在线安全稳定分析计算，支持从基础平台的 CASE 管理获取研究方式进行在线研究分析；e） 应遵从统一的描述和交换标准获取安全自动装置等模型和参数；f） 支持对整合潮流计算数据的人工修改；g） 支持从上级调度获取整合潮流计算数据或者向下级调度下发整合潮流计算数据，作为本级调度在线安全稳定分析功能的基础数据。数据准备功能应具备数据校验功能，包括：a） 应具备静态模型校验功能，对静态模型的完整性和一致性、 设备
15、参数合理性进行校验，检查当前静态模型中网络拓扑结构是否存在设备缺失或不匹配，检查设备参数 /基值、 线路 /主变限值、母线电压上下限正确性及合理性；b） 应具备动态模型校验功能，对动态模型完整性和参数合理性进行校验，检查动态模型中各类参数齐备且在正常合理范围内，无扰动暂态稳定计算平稳，故障参数正确合理，断面裕度调整方案（包括开停机顺序、 负荷调整顺序和断面功率增长方式）正确；c） 应具备实时数据校验功能，对稳态监控数据、 状态估计数据、 安全稳定分析计算数据进行校验，检查状态估计结果收敛、 潮流信息合理，检查潮流计算收敛情况、 潮流结果与状态估计数据之间的偏差情况；d） 应对动态模型与静态模型
16、描述设备和参数的一致性进行校验。 检查两者的设备对应差异、 元件Q / GDW 680.45 要 20113命名一致性（或映射关系完整性）、 基值和参数的差异；e） 应对动态模型内部数据关系进行校验。 检查故障集、 断面限额和安控及自动装置策略与模型的匹配情况。数据准备功能应具备故障集维护功能：a） 支持生成电压故障集、 暂态故障集和稳定断面信息，其中稳定断面信息应包括断面关联故障、开停机顺序、 负荷调整顺序和断面功率增长方式等；b） 电压故障集应包括故障切除设备及其切除组合：1） 应包括线路、 变压器和母线等切除设备类型；2） 应支持全网、 区域、 厂站以及单独设备的组合设置方式。c） 暂态
17、故障集应包括故障和扰动发生的设备名称、 故障位置、 起始时间、 终止时间、 故障形式、故障参数、 显示曲线设置以及动作组合关系等，其中故障形式包括网络故障和节点扰动；d） 暂态故障集中的网络故障应支持发电机、 交流线路、 变压器、 串补、 母线、 负荷、 电容电抗器、直流线路、 阀组和柔性交流输电系统（ FACTS）等各类一次设备的三相对称和不对称故障，并支持以上类型之间以及与各个节点扰动的任意组合：1） 三相对称故障包括三相短路、 三相断线和串联电容保护三相击穿等类型；2） 不对称故障包括单相短路、 单相断线、 两相短路、 两相短路接地、 两相断线、 单相负荷投入和串联电容器不对称击穿等类型
18、，应考虑输电线零序互感影响。e） 暂态故障集中的节点扰动应支持冲击负荷、 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、 调压器励磁电压快速调整、 按不同准则（时间、 角度、 高频率、 频率差和过电流）减少母线上的部分和全部机组的出力、 按不同准则（时间、 低电压、低频率、 频率差、 线路过电流和异步电动机自身过电流）切除母线上的部分和全部负荷、 按不同准则（时间、 低电压、 低频率、 角度差、 零序过电流和正序过电流）开断线路、 断路器等类型，并支持以上类型之间以及与各个网络故障的任意组合；f） 支持故障集自动筛选和生成；g） 故障集支持公共故障集及自定义
19、故障集，公共故障集可由各级调度各自指定和交互（上级调度机构公共故障集供下级调度机构参考，下级调度机构可向上级调度机构申请调整公共故障集）。6.3 静态稳定分析静态稳定分析功能针对指定的稳定断面，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：a） 应从数据准备获取整合潮流和稳定断面等数据；b） 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 国家电网安全稳定计算技术规范 的要求；c） 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；d） 应支持多类断面功率增长方
20、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；e） 应支持静态稳定分析结果的详细展示，包括各稳定断面的静态稳定功率极限和静稳储备、 静态稳定薄弱断面及其排序等。6.4 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） 应从数据准备获取整合潮流、 暂态稳定故障集和安全自动装置信息等数据；b） 应支持
21、对仿真曲线进行 PRONY 分析；Q / GDW 680.45 要 20114c） 应支持各类电源模型、 网络模型、 负荷模型的机电仿真，支持直流输电模型的准稳态仿真：1） 电源模型包括各类同步电机、 励磁调节器、 原动机调速器和电力系统稳定器（ PSS）等；2） 网络模型包括各类交流线路、 变压器、 母线、 可控串补、 电容电抗器、 静止无功补偿器和FACTS 等；3） 负荷模型包括各类静态负荷、 感应电动机及综合动态负荷等。d） 应支持用户自定义模型，包括电力系统各种一次设备模型、 电力系统各种安全自动装置模型、直流输电线路及其控制系统模型和 FACTS 元件模型等；e） 应考虑安全自动装
22、置的动作；f） 应支持隐式积分法，最小仿真步长不大于 0.01 秒，并能给出三相不平衡方式下序电压、 序电流、相电压和相电流的分布；g） 采用的稳定判据应按照 DL/T 755 2001 电力系统安全稳定导则的规定，可自动判别系统的稳定性，给出其安全类别，并按照严重程度排序：1） 判据包括最大功角差限值、 最低电压及其持续时间限值和最低频率及其持续时间限值等；2） 稳定性包括暂态功角稳定性、 暂态电压稳定性和暂态频率稳定性等；3） 安全类别包括失稳、 临界安全和安全等。h） 应能给出各个故障下电网损失负荷数量及占故障前负荷的比例，超出限值进行报警；i） 应能根据电网运行状态进行自动故障集修改，
23、已停运设备的故障集应不予以计算；j） 应支持暂态稳定分析结果的详细展示，包括故障集内各个预设故障的结果信息、 安全类别及排序：1） 应给出故障分析的摘要信息；2） 应给出临界失稳机群和失稳机群；3） 应支持按故障严重程度排序，并可按照故障设备、 故障类型、 安全自动装置动作情况和失稳类型等进行分层显示；4） 应支持多案例的曲线对比显示。6.5 动态稳定分析动态稳定分析功能应根据在线整合潮流数据，分析计算全网振荡模式，并从中筛选出最关键的若干主导振荡模式，得出电网动态稳定分析的结论。 应满足如下功能：a） 应从数据准备获取整合潮流和低频振荡告警等信息；b） 应支持用户自定义模型的自动线性化；c）
24、 应支持 FACTS 装置和控制系统模型，可分析阻尼不足和交 /直流并列运行等造成的动态稳定问题；d） 应支持基于稀疏矩阵的特征值求解算法；e） 应具备线性系统频域响应和时域响应计算功能，其中频域响应结论应包括幅频特性、 相频特性和奈奎斯特曲线；f） 应支持动态稳定分析结果的详细展示，包括特征根相量图、 特征向量、 模态图、 机组参与因子及其排序、 机组分群信息、 线性系统时域响应曲线及频域响应曲线等；g） 应支持相量测量信息与动态稳定分析结果比对。6.6 静态电压稳定分析静态电压稳定分析功能应根据在线整合潮流数据，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） 应从数据准
