电网调度知识点(一)

选择题

电力系统的主要特点:

同时性、整体性、速动性、实时性、连续性

电力系统那调度模式:

统一调度、联合调度

简答题

电力系统一次设备和二次设备一般包括哪些:

  • 一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备。
    它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。
    由一次设备相互连接,构成发电、输电、配电或进行其他生产过程的电气设备称为一次设备。

  • 二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。
    如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。
    由二次设备相互连接,构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气设备称为二次设备。

电力系统三道防线是:

  • “第一道防线”:通过继电保护装置,在100ms内快速切除、隔离故障。
  • “第二道防线”:通过安全稳定紧急控制系统,在200ms内采取切机、切负荷等措施,控制严重故障的影响范围。
  • “第三道防线”:通过低频低周减载等装置,当系统已经发生稳定破坏等严重情况时,在秒级时间尺度内采取紧急措施,阻止系统崩溃

简述电力系统特性:

  • 稳定特性复杂:电网互联、电气联系、电磁暂态和机电暂态、交/直流
  • 稳定性能下降:大量电力电子器件的应用,风电、光伏、直流、SVC,……,涉网性能标准低,频率、电压变动耐受能力差,易诱发次/超同步振荡
  • 系统调节能力下降:系统转动惯量下降、有功及电压调节能力恶化,HVDC需要大量无功支撑
  • 短路电力超标:阶段性、局部电网,分裂、出串运行,停运开关、线路,削弱电网结构、运行风险增加
  • 安全风险大:安全控制/系统保护装置配置范围大、复杂
    新能源消纳压力大:新能源发展快、市场消纳机制缺乏、用电需求放缓、输送能力和调峰能力受限

调控一体化的优缺点有哪些:

  • 优点:调度掌握设备运行信息更加及时全面准确,事故异常处理命令下达快捷;管理链条缩短,人力资源使用效率高。
  • 缺点:调度中心责任加重

加快建设全国统一电力市场体系的总体目标是什么:

《指导意见》强调要遵循电力市场运行规律和市场经济规律,优化电力市场总体设计,实现电力资源在全国更大范围内共享互济和优化配置,加快形成统一开放、竞争有序、安全高效、治理完善的电力市场体系。

省级及以上电力调度机构直接调度的发电侧并网主体有哪些:

  • 国(分)调依法对公司电网实施统一调度管理。承担国家电网调度运行、设备监控、系统运行、调度计划、继电保护、自动化、水电及新能源等各专业管理职责,协调各局部电网的调度关系;负责500(330)千伏及以上主网运行的组织、指挥、指导和协调,直调有关电厂;承担±800千伏直流、750千伏(重要枢纽站)及以上电压等级变电站运行集中监控、输变电设备状态在线监测与分析业务
  • 省调调度管辖省域内220千伏电网和终端500(330)千伏系统,直调所辖电厂;承担省域内±660千伏及以下直流和750千伏(重要枢纽站除外)、500千伏、330千伏枢纽站变电设备运行集中监控、输变电设备状态在线监测与分析业务。

电力调度机构应开展的发电侧并网主体技术指导和管理工作有哪些:

调度运行管理:负责电网实时安全、优质、经济运行
• 负责指挥全网的安全、优质、经济运行,负责对电网实施专业管理和技术监督,对电网运行进行组织、指挥、指导、协调和控制。
• 执行电网调度计划安排,严格控制按计划指标发电和用电。
• 指挥电网的调频,调峰和调压工作。
• 指挥调度管辖范围内的设备操作。
• 指挥电网事故的处理,负责电网事故分析,制定并组织实施提高电网安全运行水平的措施

调度计划管理:提供给调度安排电力系统生产的计划,分为年、季、月、周、日运行计划
• 负责电力负荷预测及负荷分析。
• 参加编制发电、供电计划,严格控制按计划指标发电、用电。
• 编制调度管辖范围内设备的检修进度表,根据情况批准设备的检修计划。
• 参与签订所辖电网的并网协议。负责编制、签订相应并网调度协议

电网运行方式管理:开展主网各种运行计算分析,确定主网运行方式
• 编制并执行管辖系统的年、月、日运行方式和特殊日、节日运行方式。
• 参与电网规划和工程设计审查工作。
• 编制新设备启动调试调度方案并组织实施。
• 负责电网稳定管理

继电保护和安全自动装置管理:开展继电保护和安全自动装置的定值管理、运行管理和专业技术管理工作
调度自动化及通信管理:自动化系统的运行管理、技术管理,主站系统的建设、技术改造和运行维护
清洁能源调度管理:水电、风电、光伏调度运行管理
设备监控管理:设备运行集中监控,输变电设备状态在线监测与分析
网络安全管理:电力监控系统网络安全的管理,电力监控系统和调度管理信息系统的安全管理

电力辅助服务的定义是什么:

电力辅助服务已由调频、调峰、备用等常规手段,新增了转动惯量、爬坡、调相、稳控切机、快速切负荷等辅助服务品种。

N-1原则:

正常运行方式下的电力系统中任一元件(如线路、发电机、变压器等)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内。这通常称为N-1 原则。

二阶锥规划的对偶形式推导

二阶锥规划(Second Order Cone Program (SOCP))通常出现在包含电网dist-flow潮流模型中,应用面非常的广泛。如若考虑电网中的随机因素(例如:负荷波动、可再生能源出力波动),则不可避免的需要用鲁棒或者随机模型考虑其随机因素从而进行风险对冲。又因为鲁棒模型中需要对内层的场景问题通过对偶转化为单层优化,鲁棒模型中二阶锥约束的对偶推导尤为重要。

先说结论:二阶锥规划问题的对偶形式

考虑如下SOCP:

其中,其对偶问题如下所示:

变量为: ,参数为:, .

使用拉格朗日函数法推导互补松弛条件

首先,为了方便问题描述,将SOCP重写成如下形式:

则根据三个约束构造其拉格朗日函数,并按照以及无关项合并同类项。

最终如下:

$$
\begin{aligned}
& L(x, y, t, \lambda, \nu, \mu) \
&=c^T x+\sum_{i=1}^m \lambda_i\left(\left|y_i\right|2-t_i\right)+\sum{i=1}^m \nu_i^T\left(y_i-A_i x-b_i\right)+\sum_{i=1}^m \mu_i\left(t_i-c_i^T x-d_i\right) \
&=\left(c-\sum_{i=1}^m A_i^T \nu_i-\sum_{i=1}^m \mu_i c_i\right)^T x+\sum_{i=1}^m\left(\lambda_i\left|y_i\right|2+\nu_i^T y_i\right)+\sum{i=1}^m\left(-\lambda_i+\mu_i\right) t_i \
&-\sum_{i=1}^n\left(b_i^T \nu_i+d_i \mu_i\right) .
\end{aligned}
$$

项有界的条件

为了保证拉格朗日对偶函数有界,现找出分别关于求极值时候有界的条件。考虑:


由于x无约束,所以该项若有界,则系数必须为0,即为:

项有界的条件

有界则要求即可。

项有界的条件

先说结论

首先由于是二阶锥问题中不等式约束的对偶变量,所以非负,所以也是非负,所以必须是小于零的数,否则y趋于无穷对偶无界,原问题无解。

首先假设,则有:

所以

即该项有界:

在进行反证,如果假设,并且其中非负,在构造其中(由于符号相反,在前面说过了),

最后一项由于假设是一个恒小于零的数,因此:

所以这一项有界的结论得证。

推导对偶形式

本节根据上面的结论推导对偶形式

$$
\begin{array}{ll}
\max {\lambda, \nu, \mu}\inf {y_i,x_i,t_i}&L(x, y, t, \lambda, \nu, \mu) =0+0+0-\sum{i=1}^n\left(b_i^T \nu_i+d_i \mu_i\right)\
\text { subject to } &\sum
{i=1}^m\left(A_i^T \nu_i+\mu_i c_i\right)=c,\forall i,\
&\lambda_i = \mu_i, \forall i,\
&\left|\nu_i\right|_2 \leq \lambda_i ,\forall i,
\end{array}
$$

约掉里面的,并且将换元为

$$
\begin{array}{ll}
\max {\nu, \mu}&L(\nu, \mu) =\sum{i=1}^n\left(b_i^T \nu_i+d_i \mu_i\right)\
\text { subject to } &\sum_{i=1}^m\left(A_i^T \nu_i+\mu_i c_i\right)+c=0,\forall i,\
&\left|\nu_i\right|_2 \leq \mu_i ,\forall i,
\end{array}
$$

与文章开头的形式一样。

想法

这种对偶打眼一看是肯定想不明白的,细致的推到一遍对理解二阶锥约束很有帮助。有意思的一点是变量的互补松弛条件中让等价了,相当与二阶锥约束RHS线性约束的对偶与二阶锥约束的对偶变量其实是等价的,很有意思。

参考

[1] https://www.di.ens.fr/~aspremon/PDF/MVA/Duality.pdf

[2] Kong (https://math.stackexchange.com/users/387172/kong), Dual of a Second Order Cone Program (SOCP), URL (version: 2018-04-15): https://math.stackexchange.com/q/2738165

mac下使用命令行代理并启动app解决arc浏览器注册时的unknown server error

最近想体验一款新的浏览器arc,发现需要等待排队,使用学校邮箱申请成功,但是登录时时候注册邮箱总显示unknown server error,后来发现mac的ssr全局代理不会代理命令行和一些app。感到很疑惑。所以干脆命令行全局代理在命令行里启动app。

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hey, here’s an invite to Arc, the browser I was telling you about!

https://arc.net/gift/ffc23d7f

想体验arc浏览器的可以自取邀请码

命令行全局代理

首先找到自己的http代理端口,详见如下。

然后在~/.bash_profile 增加脚本指令

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function proxy_on(){
export http_proxy=http://127.0.0.1:1087
export https_proxy=http://127.0.0.1:1087
echo -e "已开启代理"
}
function proxy_off(){
unset http_proxy
unset https_proxy
echo -e "已关闭代理"
}

在使用该脚本 source ~/.bash_profile 然后打开代理。

最后使用$ open /Applications/app名字.app打开arc浏览器。发现可以代理成功

mac更换office默认语言

打开终端,输入如下切换至英文

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defaults write com.microsoft.Word AppleLanguages '("en")'
defaults write com.microsoft.Excel AppleLanguages '("en")'
defaults write com.microsoft.Powerpoint AppleLanguages '("en")'

若要切回中文.

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defaults write com.microsoft.Word AppleLanguages '("zh_CN")'
defaults write com.microsoft.Excel AppleLanguages '("zh_CN")'
defaults write com.microsoft.Powerpoint AppleLanguages '("zh_CN")'
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