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文檔簡介
1、電力系統(tǒng)自動化技術(shù)及其發(fā)展概況,中國的能源情況 經(jīng)濟發(fā)展區(qū)域不平衡,能源分布東西不平衡,中西 部能源豐富,東部經(jīng)濟發(fā)達,進入工業(yè)化中后期 。,2020年全國聯(lián)網(wǎng)示意圖,中國的能源情況。特高壓,直流輸電建設(shè)改變能源分布不均給經(jīng)濟發(fā)展帶來的障礙。,三、電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)與事故,三、電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)與事故,系統(tǒng)頻率下降引起事故和事故擴大 電源與負荷不能平衡,同時又無旋轉(zhuǎn)備用容 量或低頻切負荷措施時,系統(tǒng)頻率就會下降, 可能導(dǎo)致惡性循環(huán),出現(xiàn)頻率崩潰。 系統(tǒng)電壓下降引起的事故 電力系統(tǒng)的電壓水平是依靠系統(tǒng)無功功率 電源來維持的。電力系統(tǒng)中無功電源短缺時, 電網(wǎng)電壓就會下降。當系統(tǒng)電壓下降到某一程 度
2、,某些樞紐變電站的母線電壓遇到一定擾動,三、電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)與事故,將會引起靜態(tài)穩(wěn)定的破壞,即所謂的電壓崩潰。 系統(tǒng)穩(wěn)定破壞引起的事故 電力系統(tǒng)振蕩時,電力設(shè)備經(jīng)受周期性的沖 擊。負荷得受到嚴重影響,特別是振蕩中心附近。 可能發(fā)展成大的系統(tǒng)事故解列為功率不平 衡的局域網(wǎng)。 電力設(shè)備過負荷引起事故,三、電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)與事故,防止系統(tǒng)性事故的“三道防線” 第一道防線的技術(shù)措施主要是繼電保護(包括重合閘,電氣制動等) 第二道防線主要是按穩(wěn)定判據(jù)決定的切機,切負荷,以及連動切機,切負荷等,在第一道防線的技術(shù)措施外,必須丟掉部分負荷 第三道防線主要是低頻,低壓減負荷,振蕩解列等。當系統(tǒng)已經(jīng)失去穩(wěn)定
3、,為使系統(tǒng)不演變?yōu)榇竺娣e停電和系統(tǒng)崩潰而采取的措施。振蕩解列應(yīng)考慮功率自身平衡的“孤島”,三、電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)與事故,大停電的威脅 2000年后,美國、加拿大、意大利等相 繼發(fā)生了電網(wǎng)的大停電故障。,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),電力系統(tǒng)自動化的概念 簡單說,就是根據(jù)電力系統(tǒng)本身特有的規(guī) 律,應(yīng)用自動控制技術(shù),采用自動控制裝置來 自動實現(xiàn)電力生產(chǎn)的安全、可靠運行。 按照電力系統(tǒng)各個組成部分,發(fā)、輸、配、 用,以及整體性、一體化的特點,可將電力系 統(tǒng)自動化分成以下幾個部分:,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng) 控制整個電力系統(tǒng)的運行方式,使整個電 力系統(tǒng)在正常狀態(tài)下能滿足安全優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟
4、地 向用戶供電,在事故狀態(tài)下能迅速消除故障的 影響和恢復(fù)正常供電。由三部分組成: 調(diào)度端控制決策系統(tǒng); 信息傳輸系統(tǒng); 廠、站基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)。,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng) 可以通過設(shè)置在發(fā)電廠和變電站的遠動終端(RTU)采集電網(wǎng)運行的實時信息,通過信道傳輸?shù)皆O(shè)置在調(diào)度中心的主站上,主站根據(jù)收集到的全局信息,對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行: 安全性分析 負荷預(yù)測 自動發(fā)電控制 經(jīng)濟調(diào)度,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng) 當系統(tǒng)發(fā)生故障,調(diào)度自動化系統(tǒng)根據(jù)保護 及斷路器動作信息,分析事故原因,并采取相 應(yīng)的措施使電網(wǎng)恢復(fù)供電。,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動
5、化系統(tǒng)由三個子部分 組成: 調(diào)度端SCADA/EMS系統(tǒng) 信息傳輸系統(tǒng) 廠、站基礎(chǔ)自動化系統(tǒng),四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),調(diào)度端能量管理系統(tǒng)(EMS) 數(shù)據(jù)采集與控制(SCADA) 自動發(fā)電與經(jīng)濟調(diào)度(AGC、AVC、EDC) 系統(tǒng)狀態(tài)估計與安全分析(SE/SA) 調(diào)度模擬培訓(xùn)(DTS),四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視(SCADA) SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 是EMS的基礎(chǔ),也是其早期的功能。主要有:數(shù) 據(jù)采集、越限報警、事件記錄、事故追憶、遠方控 制等功能。,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),自動發(fā)電控制(AGC)和經(jīng)濟調(diào)度控制
6、(EDC) AGC(Automatic Generation Control)的功能: 獨立電網(wǎng),AGC功能的目標是自動控制網(wǎng)內(nèi)發(fā)電機組的出力,以保持電網(wǎng)頻率為穩(wěn)定值。 跨區(qū)域互聯(lián)網(wǎng),除自動控制電網(wǎng)頻率為穩(wěn)定值,還要對聯(lián)絡(luò)線功率進行控制。 EDC(Economic Dispatch Control)通常與AGC相配合使用。,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),電力系統(tǒng)狀態(tài)估計SE(State Estimator)功能 網(wǎng)絡(luò)接線分析(網(wǎng)絡(luò)拓撲) 潮流計算 狀態(tài)估計 負荷預(yù)測 短路電流計算 電壓/無功優(yōu)化,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),安全分析SA(Security Analysis) 靜態(tài)安全分析 動態(tài)安全分析
7、調(diào)度員模擬培訓(xùn)系統(tǒng),四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),配電網(wǎng)自動化系統(tǒng) 配電自動化系統(tǒng)(Distribution Automation System,簡稱DAS)是一種可以使配電企業(yè)在遠 方以實時方式監(jiān)視、協(xié)調(diào)和操作配電設(shè)備的自 動化系統(tǒng)。 配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(SCADA) 配電地理信息系統(tǒng)(GIS) 負荷控制及管理 遠方抄表及計費自動化,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)工作原理 在正常情況下,通過監(jiān)視配網(wǎng)運行情況,優(yōu)化配網(wǎng)運行方 式;當配網(wǎng)發(fā)生故障或異常運行時,迅速查出故障區(qū)段及異常 情況,快速隔離故障區(qū)段,及時恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電, 縮短對用戶的停電時間,減少停電面積。 根據(jù)配網(wǎng)電壓合
8、理控制無功負荷和電壓水平,改善供電質(zhì) 量,達到經(jīng)濟運行的目的;合理控制用電負荷,從而提高設(shè)備 利用率。 自動抄表計費,保證抄表計費的及時和準確,提高企業(yè)的經(jīng) 濟效益和工作效率,并為用戶提供自動化的用電信息服務(wù)等。,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),電力系統(tǒng)自動控制裝置 繼電保護及安全自動裝置 動作不連續(xù),動作速度快,對應(yīng)電力系統(tǒng)事 故狀態(tài),目的是為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。 包括:各類繼電保護裝置、自動重合閘裝置、 自動解列控制裝置,低頻減負荷裝置等。,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),為保證各種電能指標和系統(tǒng)正常運行的自動裝置 連續(xù)調(diào)節(jié),對應(yīng)系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)。包括: 自動準同期裝置、勵磁調(diào)節(jié)與控制裝置、自動調(diào) 頻裝置,電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制器(Power System Stabilizer 簡稱PSS)等。 電力系統(tǒng)遠動裝置 實現(xiàn)廠、站端信息的采集并執(zhí)行遠方調(diào)度控制 中心的命令?!叭b”或“四遙”功能。,四、電力系統(tǒng)自動化技術(shù),變電站自動化系統(tǒng) 應(yīng)用控制技術(shù),信息處理和通
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