电力系统自动化---final

电力系统自动化电力系统自动化的基本任务目标：安全、优质、经济保障电网安全、稳定、正常运行和对电力用户安全可靠供电。保证电能质量，保持频率、电压、波形合格。按照公平、公正的原则合理安排发电，实现发电资源的优化利用。电力系统简图：锅炉汽轮机110kV调速器n励磁调节器GMMM10kV380/220V直流调速器MM交流调速器注：控制器中一般含有检测环节、控制环节、驱动环节（电力电子）电力系统自动化的内容：调度自动化配电网输电网发电厂变电站用户调度通信中心电力系统功率流信息流配网调度中心发电厂自动化；变电站自动化；调度自动化；配电网自动化配电网自动化调度自动化与配电网自动化的关系能量管理系统（EnergyManagementSystem）配电管理系统（DistributionManagementSystem）一般认为，配电管理系统（DMS）和电网调度自动化的能量管理系统（EMS）处于同一层次的。二者不同之处是EMS涉及发、输电系统，DMS是管理配电系统。电力系统自动化的发展局部→子系统→管理系统经典控制理论→现代控制理论→电力市场经济理论阶段调度自动化的发展调度自动化的发展历程：40年代：出现模拟屏，直观展示系统状态50年代：布线逻辑的远动装置及机电式的调频装置实现自动发电控制（AGC）60年代：利用数字计算机实现电力系统经济调度（EDC）70年代：经济调度转移为安全调度，电网SCADA系统出现80年代：电网自动调频和有功功率经济分配的装置和自动调节系统和SCADA系统结合，成为SCADA/AGC—EDC系统90年代：增加电网高级应用软件（PAS）形成能量管理系统（EMS）配电自动化的发展配电网自动化技术的发展历程：上世纪70年代，故障自动隔离(馈线自动化FA)、对用户的远程自动抄表(AMR)；上世纪80年代初期，负荷控制技术（LCM）。但由于技术限制，无法形成完整的计算机网络控制系统；上世纪80年代后期，将配网单项自动化通过网络联系起来。建立在计算机技术、通信技术和分布式实时网络基础上。其它发展：PAS软件，配网的地理信息系统（AM/FM//GIS）1调度自动化功能：电能调度任务：1预测负荷；2编制发电计划；3倒闸操作；4经济调度；5事故处理配备的设备：监视设备；操作设备宁夏电网调度监视总表电网调度自动化系统的功能：1.监视控制与数据采集功能（SCADA）；2.状态估计功能（SE）；3.网络拓扑分析功能（NTA）；*************************************4.自动发电控制功能(AGC)；5.经济调度控制功能(EDC)；6.安全分析功能（SA）；7.最优潮流（OPF）；8.自动电路恢复（ACR）9.负荷预测功能（LF）；10.调度员仿真培训功能（DTS）。电力系统调度自动化系统的基本结构电网调度自动化系统构成····信道信道发电厂调制和解调器通信设备运行状态和参数控制和调节命令电力设备自动装置RTU变电站调制和解调器通信设备运行状态和参数控制和调节命令电力设备自动装置RTU调制和解调器调度中心通信设备调度计算机系统人机联系设备调度计算机系统远动系统电力系统显示器、打印机、鼠标等主计算机前置机RTUNRTU1RTU2···模拟屏调度计算机单机系统配置图RTUNRTU1RTU2···调度计算机双机系统配置图显示器、打印机、鼠标等主计算机前置机主计算机前置机显示器、打印机、鼠标等2发电厂、变电站自动化发电厂功能：电能产生控制任务：频率/有功控制；电压/无功控制配备的设备：调速器；自动励磁调节装置变电站功能：电能变换控制任务：有功（负荷）控制；电压/无功控制配备的设备：低频减负荷控制；电压无功控制（VQC）发电厂、变电站自动化系统的功能：一继电保护功能变电站综合自动化系统中的微机继电保护主要包括输电线路保护、电力变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸。二监视控制功能（SCADA功能）1实时数据采集与处理，包括模拟量、开关量、脉冲量及数字量等；2运行监视功能3故障录波与测距功能；4事故顺序记录与事故追忆功能；5控制及安全操作闭锁功能6数据处理与记录功能三自动控制装置的功能1频率、有功控制；2电压、无功控制；3低频减负荷控制；4备用电源自投控制四远动及数据通信功能变电站综合自动化的通信功能包括系统内部的现场级的通信和自动化系统与上级调度的通信两部分。发电厂、变电站综合自动化系统的基本结构监控主机数采控制机开关量输出故障录波器变压器保护单元开关量输入测量单元1测量单元n调度中心工程师机通信控制机调制解调器保护管理机电压无功控制电容器保护单元线路保护单元1线路保护单元n备用电源自动投入变电站级单元级设备级TV、TA输入，断路器、隔离开关辅助触点输入，断路器控制等低频自动减负荷分层分布式变电站自动化系统分布式变电站自动化系统电能管理机智能电能表智能电能表主控机（或双机）保护管理机电压无功控制屏备用电源自动投入线路开关柜n保护与监控主变压器保护屏监控单元高压线路保护屏监控单元线路开关柜n保护与监控人机接口当地调试或监控打印机（可选）485总线现场总线或其它总线光缆或电缆调度所/控制操作中心TVTA状态信号出口回路TVTA状态信号出口回路TVTA状态信号出口回路TVTA状态信号出口回路低频自动减负荷3电力系统数据通信基本概念远动通信远动（TeleControl)的定义远动，就是利用远程通信技术，对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制和远程调节。远动通信远动的任务将表征电力系统运行状态的各发电厂和变电站有关的实时信息采集到调度控制中心把得到控制中心的命令发往发电厂和变电站遥信、遥测、遥控、遥调、遥视远动通信的基本结构信息源调制器信道编码器信源编码器解调器受信者信源译码器信道译码器信道噪声源同步同步数字通信模型通信基本概念数字通信传输信道数字通信网差错控制传输方式同步方式通信规约4配电网功能：电能分配任务：用户负荷控制；电压/无功控制；抄表配备的设备：负荷控制系统；电压无功控制设备；远程自动抄表系统配电网自动化系统的功能：1.监视控制功能：配电网的SCADA功能2.故障控制(即保护功能)：馈线自动化(FA)3.电能质量控制：电压控制、频率控制4.线路损耗控制：优化控制5.用户负荷控制及需方用电管理(DSM)6.远程自动抄表计费系统(AMR)7.配电网的地理信息系统（AM/FM/GIS）配电网自动化系统结构FTUTTURTU抄表集中器配电子站配电子站配电自动化子中心成套系统配电自动化子中心成套系统配电GIS系统客户呼叫服务系统电量计费系统配电自动化总控中心成套系统第四层第三层第二层第一层配电自动化系统的结构5电网的分级调度与管理电力系统电压等级220kv～500kv超高压电网。构成大区电网的骨架和大区电网间的联络线110kv～220kv输电网。构成复杂的输电网络，在各地区间传输电能35kv～110kv供电网。由枢纽变电站送电到靠近负荷区的本地变电站10kv配电网。本地变电站送电到居民区的杆上变压器或配电室分级调度《电网调度管理条例》明确，调度机构分为五级即国家调度机构跨省、自治区、直辖市调度机构省、自治区、直辖市级调度机构省辖市级调度机构县级调度机构我国国网公司的五级调度体系，分别是国家电力调度通信中心，简称国调；东北、华北、华东、华中、西北电力调通中心，简称网调；各省（直辖市、自治区）电力调度通信中心，简称省调；还有270个地调和2000多个县调南方电网和国家电网的关系国家调度中心网局调度中心地区调度中心省级调度中心县级调度中心直属电厂地方电厂省属电厂直属变电站地方变电所变电所省属变电站各级调度中心的基本任务国家调度中心在线收集各大区网和有关省网的重点测点工况和全国电网运行状况，作统计分析、生产报表、提供电能情况。进行大区互联系统的潮流、稳定、短路电流及经济运行计算，通过计算机通信，校核计算的正确性，并向下一级传送。作中、长期安全、经济运行分析，并提出对策。总结：管辖若干网调；掌握全国发电量及负荷，协调大区级的功率传输，了解各大区电力系统的安全状况。各级调度中心的基本任务大区网局调度中心实现电网的数据收集和监控、经济调度和安全分析。进行负荷预测，制定开停机计划、水火电经济调度日分配计划，闭环或开环指导自动发电控制。省(市)间和有关大区网的供受电量的计划编制和分析。进行潮流、稳定、短路电流及离线或在线的经济运行分析计算，通过计算机通信校核各种分析计算的正确性并上报下传。总结：管辖若干省调及大型电厂和500kV，330kV变电站；维持系统的频率，执行水火电联合调度计划和调峰，保证全系统的稳定与安全。各级调度中心的基本任务省级调度中心实现电网的数据收集和监控。必须对电网中的开关状态，电压水平，功率进行采集计算，进行控制和经济调度。进行负荷预测，制定开停机计划、水火电经济调度日分配计划，编制地区间和省间有关网的供受电量的计划，闭环或开环指导自动发电控制。进行记录如功率总加，开关变位，存档和制表打印。进行潮流、稳定、短路电流及离线或在线的经济运行分析计算，通过计算机通信校核各种分析计算的正确性并上报下传。总结：管辖若干地调及中小型电厂和220kv变电站；保证省属电力系统的安全和经济运行，保证电能质量，执行自动发电控制，实行安全分析和安全控制。各级调度中心的基本任务地区调度中心采集当地网的各种信息，进行安全监控。进行有关站点（直接站点和集控站点）的远方操作，变压器分接头调节，电力电容器的投切等。用电负荷的管理。总结：管辖若干县调、配电控制中心和110kV及以下的变电站；对地区电力系统实行监视和控制，用电负荷的管理以及电压和无功功率的优化运行。各级调度中心的基本任务县级调度中心根据不同类型实现不同程度的数据采集和安全监视功能。有条件的县调可实现机组起停、断路器远方操作和电力电容器的投切。负荷分配、负荷控制。向上级调度发送必要的实时信息。总结：县级则主要是分配负荷和负荷控制。6电力系统的运行状态等式约束系统中发出的总有功、无功任何时候同系统中的有功、无功负荷（包括线损）相平衡。0GiLjsijsQQQ0GiLjsijsPPP不等式约束涉及安全运行的参数应处于允许范围内。minmaxminmaxminmaxminmaxiiiGiGiGiGiGiGiijijijUUUPPPQQQSSS五种运行状态正常状态警戒状态紧急状态系统崩溃恢复状态正常运行状态（满足负荷需求，进行经济运行）安全恢复状态（重新并列，恢复对用户供电）警戒状态（预防性控制）系统崩溃（切机、切负荷、断开线路）紧急状态（紧急控制）储备系数减小或干扰概率增大不安全危险系统解列系统保持原状解列切负荷超越不等式约束条件为什么要联网？减少备用容量。故障时不同电网间互相支援。综合利用水力、火力、核能等发电能源，以解决能源资源与负荷分布地域间的不平衡。利用时差和季节错开负荷高峰，减少总的装机容量。采用大容量机组，节省投资和运行费用。我国目前的电网状况特点：大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制加速建设特高压电网（750kV示范工程已于2005年投产，1000kV示范工程正在建设）装机容量超过2000MW电网11个已形成330kV、500kV主网架结构1990年华中与华东实现非同期联网（±500kV直流输电线）；西北与华中背靠背。电网结构大大改善省调以上调度自动化系统已实用化电力专用通信网形成十一五规划一提高能源效率二保护生态环境三加强电网建设:西电东送、南北互供、全国联网四大力开发水电五优化发展煤电六积极推进核电建设七适度发展天然气发电八鼓励新能源发电:风电、太阳能、地热发电、潮汐电站、生物质能发电、垃圾发电九深化体制改革谢谢大家！好好复习，准备迎接考试！