电网调度

本章包含《电力调度认知》《电网调度核心任务》《调度自动化认知》三门课程的核心知识点。

（一）电力调度认知课程

1. 电网调度的概念

电网调度是指电网调度机构为保障电网的安全、优质、经济运行，对电网进行的组织、指挥、指导和协调。

2. 电网调度的管理原则

电网调度遵循"统一调度、分级管理"的原则。任何单位和个人不得非法干预电网调度。各级调度机构在电力调度业务中是上下级关系，下级调度机构必须服从上级调度机构的调度。

统一调度是指：

1. 统一组织全网调度计划的编制和执行；
2. 统一指挥全网的运行操作和事故处理；
3. 统一布置和指挥全网的调峰、调频和调压；
4. 统一协调和规定全网继电保护、安全自动装置、调度自动化和调度通信系统的运行；
5. 统一协调水电厂水库的合理运用；
6. 按照故障制度统一协调有关电网运行的各种关系。

3. 五级调度机构

五级调度简称为国调、网调、省调、地调和县（配）调。其中，国调、网调、省调的数量分别为 1、6、27。

4. 电网调度机构工作协同机制

1. 电网调度机构与政府主管部门和监管机构的协同关系；
2. 电网调度机构与发电企业的协同关系；
3. 电网调度机构与各相关专业部门的协同关系。

5. 电网调度遵循的法律法规和公司规程

• 法律法规：《中华人民共和国电力法》（全国人民代表大会常务委员会颁布）、《电网调度管理条例》（中华人民共和国国务院颁布）；
• 公司规程：《国家电网调度控制管理规程》（划定电网调度管辖范围）、《国家电网有限公司安全事故调查规程》（划定风险等级）。

6. 地理接线图、网架结构图、潮流图之间的关系

• 电网潮流图既呈现变电站、输电线路的电气关联，也包含电压、功率等实时运行参数，直观反映电网的稳态运行状态；
• 地理接线图是电网规划视图，以地理信息为纽带明确变电站方位、距离，整合资源、负荷等要素，是电网物理布局载体；
• 网架结构图是基础电气拓扑图，剥离地理约束仅体现元件电气连接关系。

7. 五种典型电网接线方式

• 有备用接线：两端供电网络、环式接线；
• 无备用接线：串接式接线、T 接式接线、辐射式接线；
• 冗余度排序：两端供电网络 > 环式接线 > 辐射式接线 > 串接式接线 > T 接式接线。

8. 我国电网特点介绍（物理形态）

1. 地区间负荷水平不平衡（用电负荷 70% 集中在东部地区）；
2. 资源与负荷逆向分布；
3. 构建了特高压交直流互联电网（华北、华中、华东建立了特高压交流网架；华北、华中之间存在特高压交流线路）；
4. 新能源快速发展；
5. 煤电"压舱石"不可替代。

9. 与超高压交流输电相比，特高压交流输电的优势

输电容量大，线路损耗低，输电距离远。

10. 与特高压交流输电相比，特高压直流输电的优势

输电容量超大，线路损耗超低，输电距离超远。

11. 电力系统"三道防线"

1. 第一道防线：电网发生常见的概率高的单一故障时，电力系统应当保持稳定运行，同时保持对用户的正常供电，此时采用快速可靠的继电保护、有效的预防性控制措施作为电力系统的第一道防线；
2. 第二道防线：电网发生性质较严重但概率低的单一故障时，要求电力系统保持稳定运行，但允许损失部分负荷，此时采用安全稳定控制装置及切机、切负荷等紧急控制措施作为电力系统的第二道防线；
3. 第三道防线：电网发生罕见的多重故障（包括单一故障发生时继电保护动作不正确等）时，电力系统可能不能保持稳定，但必须有预定的措施以尽可能缩小故障影响范围和缩短影响时间，此时采用失步/振荡解列装置、低频/低压减载、高频切机等措施作为电力系统的第三道防线。

12. N-1 原则

N-1 原则是指在正常运行方式下的电力系统中任一元件（如发电机、交流线路、主变、直流单极线路、直流换流器等）无故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围。

13. 我国不发生大面积停电事故的原因

从管理 + 技术两个方面保障。

14. 调控中心岗位介绍

以省级调控中心为例，一般包括调度专业、系统专业、计划专业、保护专业、自动化专业、水电及新能源专业、通信专业和网安专业等。

15. 日前平衡计划表制定

日前平衡计划表制定主要包括负荷预测、新能源预测、备用容量留取、跨省跨区联络线输电计划编制、发电计划编制、负荷管理等核心环节。

（1）负荷预测：电力系统负荷预测可以分为中长期预测、短期预测和超短期预测。中长期预测（年、月尺度）是电源电网规划建设的依据，短期预测（日、周尺度）是编制发电计划和开展电力交易的前提，超短期预测（小时、分钟尺度）则用于实时调度控制及市场出清计算。

实际工作中，各地调运方负荷预测专责需要结合历史运行数据及天气预测信息，向省调计划处电能平衡专责提供各个地区的负荷预测数据，汇总后即得到全省的负荷预测数据，随后省调电能平衡专责再根据近期运行情况对其进行微调，确定最终的全省负荷预测曲线，并作为后续编制发用电计划及日前市场出清的基础。

（2）新能源功率预测：主要包括光伏功率预测和风电功率预测，为电力系统调度部门编制电力平衡计划提供依据。

（3）备用容量：备用容量是指为了保证可靠供电，调度机构预留一定的发电容量以应对机组事故等特殊情况。

（4）跨省跨区联络线输电计划：根据时间维度可分为年度计划、月度计划、月内计划、日前增购计划，其中年度计划、月度计划、月内计划由发展部和交易中心负责，日前增购计划由调控中心负责。

（5）发电计划编制：发电计划编制以负荷预测、新能源发电预测、非市场化机组运行参数、机组检修计划及跨区跨省联络线输电计划等关键信息为基础，最终确定电力现货出清方式。

（6）负荷管理：只有在出现大的负荷波动的时候，才会启用负荷管理。

（二）电网调度核心任务课程

1. DTS 系统介绍

1. DTS 网省电网分东西两片区域，西部电网各类电源丰富为送端电网，东部电网负荷密集为受端电网；地调电网分东西两个片区分区运行；配调电网包括中心城区配网、城郊混合区配网和农村配网，中心城区配网以电缆线路为主，城郊混合区配网以架空及电缆混合线路为主，农村配网以架空线为主；
2. 110kV 及以上是大电流接地系统，35kV 及以下是小电流接地系统；
3. 220kV 及以上系统环网运行，110kV 及以下系统开环运行，辐射网。

2. 电力系统实时平衡

1. 电力系统要时刻保持发电与用电之间的平衡，即：

$$\sum P_{Gi} + P_R = P_L$$

式中：$P_{Gi}$ 为发电机组 $i$ 实时出力；$P_R$ 为受电功率；$P_L$ 为用电负荷。

2. 电力电量平衡一般以省级电网为最小对象；
3. 日前电力平衡测算以 15 分钟一个点为颗粒度，全天 96 个点，对全天的平衡裕度进行测算分析。

3. 电力平衡控制方法

1. 正备用紧张：调令机组加出力、调整储能计划，寻求省间支援，临时启停机组，申请应急调度、负荷侧管理措施等；
2. 负备用紧张：调令机组减出力、调整储能计划，深度调峰/寻求省间支援，核电调峰，新能源 AGC 测试，紧急拍停机组等。

（3）可调节资源类型：

资源类型	具体调节资源
常规电源	煤机、燃机、抽蓄、核电
储能	电化学储能、压缩空气储能等
新能源	集中式风电、光伏
调整受电计划	网调区域内：省间交易、抽蓄计划调整等；跨区域调整：省间现货、调减直流计划、应急调度等
负荷侧管理	需求响应、有序用电

（4）正备用、负备用紧张的典型场景：

• 正备用紧张：午高峰、晚高峰，迎峰度夏负荷高峰期；
• 负备用紧张：夜间负荷低谷期，光伏、风电大发时期。

4. 电网操作的定义与方式

调度电网操作下令分为调度电话下令、网络化下令两种方式。

5. 设备的四种状态

（1）开关的四种状态：运行、热备用、冷备用、检修。

（2）主变状态：

1. 运行状态：主变带电，至少有一侧开关处于运行状态；
2. 热备用状态：主变各侧开关断开，至少有一个开关两侧刀闸处于合闸位置；
3. 冷备用状态：主变各侧开关及刀闸、接地刀闸均断开；
4. 检修状态：主变各侧开关及刀闸断开，接地刀闸处于合闸位置。

6. 变压器操作原则

1. 变压器各侧开关操作顺序：降压变压器停电时，先停低压侧，再停中压侧，最后停高压侧；升压变压器停电时，先停高压侧，再停中压侧，最后停低压侧。送电时顺序相反；
2. 刀闸操作顺序：停电时先拉变压器侧刀闸，再拉母线侧刀闸。送电时顺序相反；
3. 中性点操作：变压器停送电前，应合上主变中性点接地刀闸，防止操作过电压；
4. 3/2 接线的特点：3 个断路器，2 条出线；3/2 接线方式操作顺序：先拉开中间开关，后拉开边开关。

7. 事故处置的原则

1. 迅速限制故障发展，消除故障根源，解除对人身、电网和设备安全的威胁；
2. 调整并恢复正常电网运行方式，安控切机后尽快恢复被切除的机组并网，电网解列后要尽快恢复并列运行；
3. 尽可能保持正常设备的运行和对重要用户及厂用电、站用电的正常供电；
4. 尽快恢复对已停电的用户和设备供电。

8. 联络线过载时的解决措施

1. 受端发电厂迅速增加出力，包括调相的发电机快速改为发电运行；
2. 送端发电厂降低有功出力，并提高电压；
3. 改变系统结线，使潮流强迫分配；
4. 仍过负荷时，受端切除部分负荷（或由专用的自动装置切除负荷）。紧急时可以拉闸限电。

9. 有源配电网的定义

有源配电网是指大量接入分布式电源、功率双向流动的配电网，又称主动配电网。

10. 高/中/低压配电网的电压等级

1. 高压配电网：110/66/35kV；
2. 中压配电网：20/10/6kV；
3. 低压配电网：380/220V。

11. 馈线自动化

馈线自动化（Feeder Automation，FA），亦称配电线路自动化。配电网故障自愈是由继电保护与馈线自动化配合完成的。

12. 电力市场的划分

按照电力交易的时间维度划分，电力市场可以分为中长期电力市场和电力现货市场。其中，中长期市场可以分为年（多年）、月（多月）和月内市场，归各地电力交易中心负责；电力现货市场分为日前现货交易和日内现货交易，日前现货交易归调控中心计划处负责，日内现货交易归调控中心调度处负责。

按电力交易标的物的不同，一般可分为电能量市场、发电容量市场、电力辅助服务和输电权市场。

13. 我国电力市场的运作模式

我国电力市场遵循"统一市场、两级运作"的运作模式。"统一市场"是建立全国统一电力市场，两级运作是省间电力市场和省级电力市场协调运作。

14. 参与电力市场的主体

电力市场为发电企业、售电公司、大用户等市场主体提供了多样化的交易平台，让市场这个"无形的手"发挥更重要的作用。

（三）调度自动化认知课程

1. 调度自动化系统的三个组成部分

主站自动化系统、厂站自动化系统、通信通道（调度数据网）。

2. 主站自动化系统的核心功能模块

SCADA、AGC、AVC、FES。明确 SCADA 全称为数据采集与监视控制，AVC 全称为自动电压控制，AGC 为自动发电控制，FES 为前置系统。

3. 四遥信号

遥信、遥测、遥控、遥调。

4. 三层两网架构

"三层"指过程层、间隔层、站控层；"两网"指过程层网络、站控层网络。

1. 过程层典型设备：智能终端、合并单元；
2. 间隔层典型设备：测控装置、保护装置；
3. 站控层典型设备：数据通信网关机、监控主机。

5. IP 地址与 MAC 地址的区别

1. MAC 地址一般不可更改（由网卡制造商烧录），IP 地址可根据网络环境重新分配；
2. MAC 地址为 48 位二进制，通常用 12 位十六进制数表示（如 00:1A:2B:3C:4D:5E）；IP 地址（IPv4）为 32 位二进制，通常用点分十进制表示（如 192.168.1.1）。

6. 电力监控系统网络安全 16 字方针

"安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证"。