计入自然灾害的WARMAP解决方案

 

客户需求

随着我国电网互联和跨区输电的发展,大范围一体化的电网运行状态导致广域动态的交互影响加剧,多种稳定形态交织显现使得电网稳定特性复杂多变,电力系统的可靠性面临着新的挑战,迫切需要实施电力系统更大范围内时空协调的安全稳定在线自适应综合防御。近年来,极端外部灾害事件明显增多,其特点是广域性、长时性、群发性、破坏性,所造成的损失极其严重。电力系统生产过程中也不断遭遇各种极端外部灾害的破坏,如台风、暴雪、雷电、冰灾等外部灾害给电网安全稳定运行带来越来越严峻的考验。灾害事件的出现给电力系统带来严重影响,也使得极端灾害的应对成为了电网安全防御领域的一个重点。

电网安全稳定综合防御系统(WARMAP)通过对电力系统内外部各种信息的采集、监视、预警和分析,将广域信息的采集范围从电力系统内部扩大到自然环境;实现多种控制系统功能的全方位协调。构建能应对极端外部灾害的大电网分层分区协调监控和智能综合防御体系。

方案概述

电网安全稳定综合防御系统(WARMAP)以信息技术和稳定性量化技术为支撑,通过能量管理系统(EMS)和广域量测系统(WAMS)系统获取电网运行信息,在线跟踪电网实际工况,使得电网调度运行从传统的“离线预案”提升到“在线预警及辅助决策”,直至“在线协调控制”。主要包括:安全稳定实时预警、在线预防控制与辅助决策,综合协调控制、调度计划安全校核与经济评估、电网运行方案离线研究五大部分。

1、安全稳定实时预警:面向调度运行人员,对当前电网运行断面,结合电网外部环境信息进行电网实时动态监视,静态、暂态和动态安全稳定评估,计算输电断面极限,实现电网实时安全稳定综合评估和预警;

2、在线预防控制与辅助决策:针对安全稳定实时预警存在安全稳定问题的运行工况,进行在线预防控制与辅助决策分析计算,提供运行方式调整建议;

3、综合协调控制:包括第二道、第三道防线策略在线校核及优化以及实时控制。实时控制系统由安稳控制装置组成,实时采集控制终端信息,作为分析预警、控制决策的依据,并可以接收紧急控制在线决策实现电网安全稳定实时闭环控制;

4、调度计划安全校核与经济评:完成对年/月/日前/日内/实时计划方式的安全稳定、经济评估,并给出计划方式的调整建议;

5、电网运行方案离线研究:基于过去、现在、未来电网运行方式进行研究分析,给电网调度、运行、规划和管理人员,提供了便捷、可靠的离线状态下的电网安全稳定分析工具

                

 

系统基于统一支撑平台建设,采用了安全稳定定量分析、基于流程组态与多工作域动态优化的分布式并行计算等技术,具有突出的性能指标,满足各类电力行业或国家电网公司制定的相关标准规范的要求。

技术亮点

南瑞集团在电网安全稳定控制领域方面,于2005年首次提出时空协调的大停电防御框架;2006年研制成功世界上第一个大电网停电防御系统并在华东电网投入运行;2007年研制成功世界上第一个大电网“集中协调,分层控制”的自适应紧急控制系统并在江苏电网投入运行。在电网预防控制及校正控制决策在广域空间中的自适应优化技术、电网安全稳定各类控制措施决策在控制时机上的自适应协调优化技术等5个方面取得国际首创成果。形成了我国电网控制技术的核心竞争力,填补了国内外在这一领域的空白,引领了国际大电网安全保障技术的创新和发展。

该产品目前已申请发明专利74项,其中已有45项获得授权。该产品的核心专利“电力系统暂态稳定在线监视和预防控制的方法”已获得中国专利金奖,专利“电力系统的自适应系统保护方法”和“基于静态和暂态安全稳定模式的大电网在线预防控制方法”获中国专利优秀奖;与该产品相关的项目“电力系统广域监测分析与控制系统的研发及应用”获得国家科技进步二等奖;其他相关项目获省部级奖励29项,国家电网公司科技进步奖21项,国网电科院科技进步奖11项。

方案价值

电网安全稳定综合防御系统(WARMAP),结合灾害造成电力系统群发性故障的不同途径和特点、极端外部灾害下电网安全防御的特点与要求,将有效预警的时间尺度从分钟级扩大到小时级,将预警目标从单故障风险延拓到灾害下群发性故障风险,将协调控制优化决策支持的范畴从正常的电网运行环境扩展到极端恶劣环境;实现对互联大电网全方位智能化的在线监视、控制、分析和智能预警,实现多种控制系统功能的全方位协调。将安全稳定预警及辅助决策覆盖调度运行的全过程,从电网调度运行的年、月、周、日前、日内与实时运行方式安排和调度操作前安全校核到调度运行在线控制,以及事故后离线研究分析,构建能应对极端外部灾害的大电网分层分区协调监控和智能综合防御体系。系统可以大大提高电网的安全稳定运行管理水平,充分挖掘输电潜力,大幅度提高电网应对复杂故障、防止电网灾难性事故的预警能力和协调控制能力。

相关产品(关键产品)

 

WARMAP-1000 省级及以上电网在线安全稳定分析及决策支持系统

 

WARMAP-1100 地区电网在线安全稳定分析及决策支持系统

 

WARMAP-1200 省地一体化在线安全稳定分析及决策支持系统

 

电网在线安全稳定控制系统

 

电网运行风险防控系统

 

成功应用

1.华东电网的WARMAP系统于2006 年12月投入运行,成为世界上第一个大电网停电预警系统,有力支撑了对辖区内故障的预警、跟踪和分析。

2.江苏电网的WARMAP系统于2007年6月投入实时控制功能,该系统的投运使江苏电网成为世界上第一个实现自适应稳定控制的大电网。

3.紧密结合各个电网安全稳定特点和应用需求特色,在国调、华北、四川、河南、安徽、山西、陕西、湖南、福建、新疆、宁夏、浙江、辽宁和南网、广东、云南、贵州等20多家省级以上电网构建在线安全稳定综合防御系统,应用功能覆盖在线安全稳定评估预警及辅助决策、安稳定值在线校核计算及策略刷新、第三道防线校核、日计划和操作前安全稳定校核及辅助决策、极端外部灾害的防御等。

4.随着智能电网调度控制系统的发展,“在线安全稳定分析应用”和“动态安全校核应用”作为智能电网调度控制系统的基本应用之一,在华东、西北、北京、山东、江苏、四川、辽宁、陕西等21个省级以上调度机构建成并投入运行,为电网调度运行提供技术支撑。功能包括在线安全稳定分析和预警、稳定裕度评估、预防控制辅助决策、紧急状态辅助决策、辅助决策综合分析、独立计算、联合计算等。

 

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