電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程綜述姓 名:學(xué) 號(hào):班 級(jí):二o一二年十二月二H-日電力工業(yè)是能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國(guó)家建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重 要位置，是時(shí)間國(guó)家現(xiàn)代化戰(zhàn)略重點(diǎn)。電能是一種無形、不能大量?jī)?chǔ)存二次能源。 電能發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成，須隨時(shí)保持功率平衡。要 滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求就必須加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，而變電站建設(shè)就是電網(wǎng)建設(shè)中重要 一環(huán)。本變電所初步設(shè)計(jì)包括了： （1）總體方案確定（2）負(fù)荷分析（3）短路電流計(jì)算（4）高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)接線方案選擇（5）繼電保護(hù)選擇 與整定（6）防雷與接地保護(hù)等內(nèi)容。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電所有領(lǐng)域

2、 中，通過新技術(shù)使用，都在不斷發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié) 也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分發(fā)展。關(guān)鍵詞變電站、變壓器、接線、高壓網(wǎng)絡(luò)、配電系統(tǒng)-1 - / 10電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程綜述電力系統(tǒng)自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化是我們電力系統(tǒng)一直以來力求發(fā)展方向，它 包括：發(fā)電控制自動(dòng)化（AGC己經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚需發(fā)展），電力調(diào)度自動(dòng)化（具有在 線潮流監(jiān)視，故障模擬綜合程序以及SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)自動(dòng)化，現(xiàn)今最熱 門變電站綜合自動(dòng)化即建設(shè)綜自站，實(shí)現(xiàn)更好無人值班。DTS即調(diào)度員培訓(xùn)仿真 系統(tǒng)為調(diào)度員學(xué)習(xí)提供了方便），配電自動(dòng)化（DAS已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚待發(fā)展）.簡(jiǎn)介對(duì)電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)

3、調(diào)度和自動(dòng)化管理。電力 系統(tǒng)是一個(gè)地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成統(tǒng)一調(diào)度 和運(yùn)行復(fù)雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域包括生產(chǎn)過程自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制， 系統(tǒng)和元件自動(dòng)安全保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)信息自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)自 動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化主要目標(biāo)是保證供電電能質(zhì)量（頻率和電壓）， 保證系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。 發(fā)展過程20世紀(jì)50 年代以前，電力系統(tǒng)容量在兒百萬千瓦左右，單機(jī)容量不超過10萬千瓦，電力系 統(tǒng)自動(dòng)化多限于單項(xiàng)自動(dòng)裝置，且以安全保護(hù)和過程自動(dòng)調(diào)節(jié)為主。例如，電網(wǎng) 和發(fā)電機(jī)各種繼電保護(hù),汽輪機(jī)危急保安器,鍋爐安全閥，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)

4、電 壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，并網(wǎng)自動(dòng)同期裝置等。5060年代，電力系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展到上千萬千 瓦,單機(jī)容量超過20萬千瓦，并形成區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，在系統(tǒng)穩(wěn)定、 相關(guān)設(shè)備經(jīng)濟(jì)調(diào)度和綜合自動(dòng)化方面提出了新要求。廠內(nèi)自動(dòng)化方面開始采用機(jī)、爐、 電單元式集中控制。系統(tǒng)開始裝設(shè)模擬式調(diào)頻裝置和以離線計(jì)算為基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)功率 分配裝置，并廣泛采用遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù)。各種新型臼動(dòng)裝置如晶體管保護(hù)裝置、可 控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、電氣液壓式調(diào)速器等得到推廣使用。7080年代，以計(jì)算機(jī)為 主體配有功能齊全整套軟硬件電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）開始出現(xiàn)。20萬千瓦以 上大型火力發(fā)電機(jī)組開始采用實(shí)時(shí)安全監(jiān)控和閉環(huán)自動(dòng)起停全過程控制。水力發(fā) 電站水庫(kù)調(diào)度、大

5、壩監(jiān)測(cè)和電廠綜合自動(dòng)化計(jì)算機(jī)監(jiān)控開始得到推廣。各種H動(dòng) 調(diào)節(jié)裝置和繼電保護(hù)裝置中廣泛采用微型計(jì)算機(jī)。主要領(lǐng)域按照電能生產(chǎn)和分配過程，電力系統(tǒng)自動(dòng)化包括電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、火力 發(fā)電廠自動(dòng)化、水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化、電力系統(tǒng)信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng) 反事故自動(dòng)裝置、供電系統(tǒng)自動(dòng)化、電力工業(yè)管理系統(tǒng)自動(dòng)化等7個(gè)方面，并形 成一個(gè)分層分級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)（見圖）。區(qū)域調(diào)度中心、區(qū)域變電站和區(qū)域性電廠組 成最低層次；中間層次由?。ㄊ校┱{(diào)度中心、樞紐變電站和直屬電廠組成，由總調(diào) 度中心構(gòu)成最高層次。而在每個(gè)層次中，電廠、變電站、配電網(wǎng)絡(luò)等又構(gòu)成多級(jí) 控制。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)代電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心控制系

6、統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)信息收 集和顯示系統(tǒng)，以及供實(shí)時(shí)計(jì)算、分析、控制用軟件系統(tǒng)。信息收集和顯示系統(tǒng) 具有數(shù)據(jù)采集、屏幕顯示、安全檢測(cè)、運(yùn)行工況計(jì)算分析和實(shí)時(shí)控制功能。在發(fā) 電廠和變電站收集信息部分稱為遠(yuǎn)動(dòng)端，位于調(diào)度中心部分稱為調(diào)度端。軟件系 統(tǒng)由靜態(tài)狀態(tài)估計(jì)、自動(dòng)發(fā)電控制、最優(yōu)潮流、H動(dòng)電壓與無功控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)、 最優(yōu)機(jī)組開停計(jì)劃、安全監(jiān)視與安全分析、緊急控制和電路恢復(fù)等程序組成?；鹆Πl(fā)電廠自動(dòng)化火力發(fā)電廠自動(dòng)化項(xiàng)目包括：廠內(nèi)機(jī)、爐、電運(yùn)行設(shè)備安全檢測(cè)，包 括數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)視、屏幕顯示、越限報(bào)警、故障檢出等。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制， 實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)火至并網(wǎng)全部H動(dòng)起動(dòng)過程。有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配和自動(dòng)增減。母線 電壓

7、控制和無功功率自動(dòng)增減。穩(wěn)定監(jiān)視和控制。采用控制方式有兩種形式： 一種是計(jì)算機(jī)輸出通過外圍設(shè)備去調(diào)整常規(guī)模擬式調(diào)節(jié)器設(shè)定值而實(shí)現(xiàn)監(jiān)督控 制；另一種是用計(jì)算機(jī)輸出外圍設(shè)備直接控制生產(chǎn)過程而實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制。水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化需要實(shí)施自動(dòng)化項(xiàng)目包括大壩監(jiān)護(hù)、水庫(kù)調(diào)度和電站運(yùn)行三個(gè)方面。 大壩計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析、越限報(bào)警和提供維護(hù)方案 等。水庫(kù)水文信息自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括雨量和水文信息自動(dòng)收集、水庫(kù)調(diào)度計(jì) 劃制訂，以及攔洪和蓄洪控制方案選擇等。廠內(nèi)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括全 廠機(jī)電運(yùn)行設(shè)備安全監(jiān)測(cè)、發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制、優(yōu)化運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配、穩(wěn)定 監(jiān)視和控制等。編輯本段電力系統(tǒng)

8、信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)電力系統(tǒng)信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)稱遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。其功能是實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心和 發(fā)電廠變電站間實(shí)時(shí)信息傳輸。H動(dòng)傳輸系統(tǒng)由遠(yuǎn)動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)通道組成。遠(yuǎn)動(dòng) 通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導(dǎo)通信等多種形式。遠(yuǎn)動(dòng)裝置按功能分為遙 測(cè)、遙信、遙控三類。把廠站模擬量通過變換輸送到位于調(diào)度中心接收端并加以 顯示過程稱為遙測(cè)。把廠站開關(guān)量輸送到接收端并加以顯示過程稱為遙信。把調(diào) 度端控制和調(diào)節(jié)信號(hào)輸送到位于廠站接收端實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象控制過程，稱為遙控 或遙調(diào)。遠(yuǎn)動(dòng)裝置按組成方式可分為布線邏輯式遠(yuǎn)動(dòng)裝置和存儲(chǔ)程序式邏輯裝 置。前者由硬件邏輯電路以固定接線方式實(shí)現(xiàn)其功能，后者是一種計(jì)算機(jī)化遠(yuǎn)動(dòng) 裝置。電力系統(tǒng)反事故

9、自動(dòng)裝置反事故自動(dòng)裝置功能是防止電力系統(tǒng)事故危及系統(tǒng)和電氣設(shè)備運(yùn)行。在 電力系統(tǒng)中裝設(shè)反事故自動(dòng)裝置有兩種基本類型。繼電保護(hù)裝置：其功能是防 止系統(tǒng)故障對(duì)電氣設(shè)備損壞，常用來保護(hù)線路、母線、發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī) 等電氣設(shè)備。按照產(chǎn)生保護(hù)作用原理，繼電保護(hù)裝置分為過電流保護(hù)、方向保護(hù)、 差動(dòng)保護(hù)、距離保護(hù)和高頻保護(hù)等類型。系統(tǒng)安全保護(hù)裝置：用以保證電力系 統(tǒng)安全運(yùn)行，防止出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩、失步解列、全網(wǎng)性頻率崩潰和電壓崩潰等災(zāi)害 性事故。系統(tǒng)安全保護(hù)裝置按功能分為4種形式：一是屬于備用設(shè)備自動(dòng)投入, 如備用電源自動(dòng)投入，輸電線路自動(dòng)重合閘等；二是屬于控制受電端功率缺額， 如低周波自動(dòng)減負(fù)荷裝置、低

10、電壓自動(dòng)減負(fù)荷裝置、機(jī)組低頻自起動(dòng)裝置等；三 是屬于控制送電端功率過剩，如快速H動(dòng)切機(jī)裝置、快關(guān)汽門裝置、電氣制動(dòng)裝 置等；四是屬于控制系統(tǒng)振蕩失步，如系統(tǒng)振蕩H動(dòng)解列裝置、自動(dòng)并列裝置等。 供電系統(tǒng)自動(dòng)化包括地區(qū)調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控、變電站自動(dòng)化和負(fù)荷控制三個(gè)方面。地區(qū)調(diào)度 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)通常由小型或微型計(jì)算機(jī)組成，功能與中心調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)相仿，但 稍簡(jiǎn)單。變電站H動(dòng)化發(fā)展方向是無人值班，其遠(yuǎn)動(dòng)裝置采用微型機(jī)可編程序方 式。供電系統(tǒng)負(fù)荷控制常采用工頻或聲頻控制方式。電力工業(yè)管理系統(tǒng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)自動(dòng)化通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。主要項(xiàng)目有電力工業(yè)計(jì)劃管理、財(cái) 務(wù)管理、生產(chǎn)管理、人事勞資管理、資料檢索以及設(shè)計(jì)和施工

11、方面等。同名期刊簡(jiǎn)介電力系統(tǒng)自動(dòng)化（半月刊）是由國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院主辦全國(guó)性專業(yè)技術(shù)期刊，每月10日、25日出版，國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行。目前已發(fā)行至全國(guó)各省、 市、自治區(qū)和港、澳、臺(tái)地區(qū)，國(guó)外發(fā)行至北美、歐洲和亞太地區(qū)數(shù)十個(gè)國(guó)家，擁 有大量國(guó)內(nèi)外讀者。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是國(guó)際著名科學(xué)文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)一一美 國(guó)工程索引（EI）核心期刊，被國(guó)內(nèi)外11種著名文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)和文摘期刊收錄。 1999年、2003年和2004年蟬聯(lián)三屆我國(guó)期刊界最高獎(jiǎng)一一首屆、第二屆和第三 屆“國(guó)家期刊獎(jiǎng)”。2001進(jìn)入“中國(guó)期刊方陣”最高層面一一雙高（高知名度、 高學(xué)術(shù)水平）期刊。2002年成為國(guó)家自然科學(xué)基金專項(xiàng)資助30種重點(diǎn)學(xué)術(shù)期

12、刊 之一。2002年以來，多次被評(píng)為“百種中國(guó)杰出學(xué)術(shù)期刊”。2008年榮獲首屆“中國(guó)精品科技期刊”稱號(hào)- 2009年榮獲“新中國(guó)60年有影響力期刊”和“RCCSE 中國(guó)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊”稱號(hào)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化以“立足行業(yè)，鼓勵(lì)創(chuàng)新,面向應(yīng)用，促進(jìn)電力工業(yè)科技進(jìn)步”為辦刊宗旨，主要面向電力行業(yè)從事科研、 設(shè)計(jì)、運(yùn)行、試驗(yàn)、制造、管理與營(yíng)銷專業(yè)技術(shù)人員以及相關(guān)專業(yè)大專院校師生、 電力產(chǎn)品用戶等，既具有學(xué)術(shù)性和前瞻性，又注重實(shí)用性和導(dǎo)向性，同時(shí)也重視 和鼓勵(lì)來自科研、生產(chǎn)第一線經(jīng)驗(yàn)、改進(jìn)和革新技術(shù)交流。期刊歷史-大事記1 1977年創(chuàng)刊,季刊,自辦發(fā)行。1 1980年 改為雙月刊，由郵局發(fā)行。1 198

13、1年由中國(guó)國(guó)際書店向國(guó)外發(fā)行。1 1982年被確定為水利電力部專業(yè)科技期刊；正式組建電力系統(tǒng)自動(dòng)化雜志社。1 1987年被中國(guó)科學(xué)技術(shù)情報(bào)所選為中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源。1 1990年在國(guó)內(nèi)科技期刊中率先實(shí)現(xiàn)使用計(jì)算機(jī)自行排版。11991年被中文核心期刊要目總覽（第一版）列為中文核心期刊。1 1993年改為月刊。 1 1995年被評(píng)為第一屆江 蘇省雙十佳期刊；雜志社配置彩色平面設(shè)計(jì)制作系統(tǒng)，自行完成廣告設(shè)計(jì)制作。 1 1996年改為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)開本，平裝膠訂；被評(píng)為電力部?jī)?yōu)秀期刊；入選中 國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)；在中文核心期刊要目總覽（第二版）中，列電工技 術(shù)類第一名。 1 1997年獲第二屆華東地區(qū)最佳期刊

14、獎(jiǎng)；被評(píng)為第二屆江 蘇省雙十佳期刊；獲江蘇省期刊印刷質(zhì)量二等獎(jiǎng)；成為中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù) 300個(gè)重要核心期刊之一，在被引頻次最高中國(guó)科技期刊500名表中列第159位。1 1998年在長(zhǎng)期被英國(guó)科學(xué)文摘（SA-EEA, SA-CCA）和俄羅斯文摘雜志 收錄后，又入選美國(guó)工程索引（EI）；建立電力系統(tǒng)自動(dòng)化網(wǎng)站。 1 1999年 改為半月刊；榮獲首屆“國(guó)家期刊獎(jiǎng)”；成為美國(guó)工程索引（EI） 核心期刊；期刊評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)入全國(guó)前. 100名，在被引頻次最高中國(guó)科技期刊500 名表中列第58位，在電子、通訊與自動(dòng)控制類期刊中列第1位；被評(píng)為第三 屆江蘇省雙十佳期刊；獲江蘇省期刊印刷質(zhì)量一等獎(jiǎng)。1 2000

15、年在中文核心期刊要目總覽（第三版）中，再次名列電工技術(shù)類第一名；新版電力 系統(tǒng)自動(dòng)化網(wǎng)站建成開通。1 2001年 進(jìn)入“中國(guó)期刊方陣”最高層面一一雙高（高知名度、高學(xué)術(shù)水平）期刊。 1 2002年 榮獲國(guó)家自然科學(xué)基金 重點(diǎn)學(xué)術(shù)期刊專項(xiàng)資助；榮獲“第二屆國(guó)家期刊獎(jiǎng)”；榮獲“百種中國(guó)杰出學(xué)術(shù) 期刊”稱號(hào)。 1 2003年榮獲“百種中國(guó)杰出學(xué)術(shù)期刊”稱號(hào)。1 2004年榮獲第三屆“國(guó)家期刊獎(jiǎng)”；榮獲“百種中國(guó)杰出學(xué)術(shù)期刊”稱號(hào)；被評(píng)為 第四屆江蘇省雙十佳期刊。1 2005年榮獲“百種中國(guó)杰出學(xué)術(shù)期刊”稱號(hào)。1 2006年網(wǎng)站全面升級(jí)為集讀者、作者、審稿專家和編輯于一體網(wǎng)絡(luò)化工作平 臺(tái)。 1 2008年 榮獲“中國(guó)精品科技期刊”稱號(hào)。2009年榮獲“新中國(guó)60年有影響力期刊”稱號(hào)；榮獲“百種中國(guó)杰出學(xué)術(shù)期刊”稱號(hào)；榮獲“RCCSE 中國(guó)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊”稱號(hào)。專業(yè)范圍電力系統(tǒng)運(yùn)行、分析與控制，電力市場(chǎng)，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，配電自動(dòng)化, 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)、通信、繼電保護(hù)、信息管理，電力企業(yè)管理現(xiàn)代化，火電廠自動(dòng)