第二章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

1、第二章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化一、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是如何實(shí)現(xiàn)的二、電力系統(tǒng)的分層調(diào)度控制學(xué)時(shí)：學(xué)時(shí)：4 4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第一節(jié)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是如何實(shí)現(xiàn)的一、采集電力系統(tǒng)信息并將其傳送到調(diào)度所通通信信設(shè)設(shè)備備調(diào)調(diào)制制和和解解調(diào)調(diào)器器人人機(jī)機(jī)聯(lián)聯(lián)系系設(shè)設(shè)備備調(diào)調(diào)度度計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)動(dòng)終終端端接接口口發(fā)電廠發(fā)電廠變電站變電站通信線通信線路路調(diào)度中心所調(diào)度中心所至上層調(diào)度中心至上層調(diào)度中心電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)終端遠(yuǎn)動(dòng)終端通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)主站端遠(yuǎn)動(dòng)主站端調(diào)度計(jì)算調(diào)度計(jì)算機(jī)和人機(jī)機(jī)和人機(jī)聯(lián)系設(shè)備聯(lián)系設(shè)備圖圖2-1調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本構(gòu)成調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本構(gòu)成調(diào)調(diào)制制和和解解調(diào)調(diào)器器運(yùn)行

2、狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)和參數(shù)電力設(shè)備電力設(shè)備自動(dòng)裝置自動(dòng)裝置RTU通通信信設(shè)設(shè)備備控制和調(diào)控制和調(diào)節(jié)命令節(jié)命令電力設(shè)備電力設(shè)備自動(dòng)裝置自動(dòng)裝置RTU調(diào)調(diào)制制和和解解調(diào)調(diào)器器通通信信設(shè)設(shè)備備控制和調(diào)控制和調(diào)節(jié)命令節(jié)命令運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)和參數(shù)通信線通信線路路 1.遠(yuǎn)動(dòng)裝置傳來(lái)的信息存在問(wèn)題 有錯(cuò)誤：誤碼：干擾、故障， 如“0000H”誤傳為“1000H”。 檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。 精度不高：搖測(cè)誤差：每環(huán)節(jié)的誤差累計(jì)和“數(shù)據(jù)不相容性”： 同時(shí)采樣 不采用 順序采樣 不齊全二、對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置傳來(lái)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理n2.信息處理的內(nèi)容：n發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和信息、n提高數(shù)據(jù)精度和n補(bǔ)齊缺少的數(shù)據(jù)。n信息處理稱為電

3、力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)。三、做出調(diào)度決策n有了信息之后，調(diào)度計(jì)算機(jī)通過(guò)執(zhí)行各種應(yīng)用程序?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)分析n對(duì)如何保證電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行做出調(diào)度決策n決定是否對(duì)當(dāng)前的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制、如何調(diào)節(jié)和控制等。 調(diào)度決策包括對(duì)電力系統(tǒng)中電力設(shè)備的控制和調(diào)節(jié)。 可由調(diào)度計(jì)算機(jī)做出,也可由調(diào)度人員做出。 通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的YK、YT功能送到發(fā)電廠和變電站, 由RTU 接收后,在送往發(fā)電廠和變電站的自動(dòng)裝置或設(shè)施去執(zhí)行,也可由現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員去執(zhí)行。四、將調(diào)度決策送到電力系統(tǒng)去執(zhí)行五、人機(jī)聯(lián)系 人機(jī)聯(lián)系程序可使調(diào)度員利用控制臺(tái)、CRT顯示器、模擬盤了解電力系統(tǒng)運(yùn)行及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的工作情況,

4、利用鍵盤把命令和要求輸入計(jì)算機(jī), 把需記錄的數(shù)據(jù)用打印機(jī)記錄下來(lái)。六、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的功能 包括：包括：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制監(jiān)視和控制、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)狀態(tài)估計(jì)、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)安全分析安全分析和和安全控制安全控制、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制穩(wěn)定控制、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化潮流優(yōu)化、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制頻率和有功功率自動(dòng)控制、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率自動(dòng)控制電壓和無(wú)功功率自動(dòng)控制、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)負(fù)荷管理負(fù)荷管理等等。（一）電力系統(tǒng)（一）電力系統(tǒng)監(jiān)視控

5、制監(jiān)視控制 功能：通過(guò)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線接收及對(duì)遠(yuǎn)方設(shè)備進(jìn)行操作控制。 監(jiān)視是指對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行信息的采集、處理、顯示、告警和打印，以及對(duì)電力系統(tǒng)異?；蚴鹿实淖詣?dòng)識(shí)別。 控制是指通過(guò)人機(jī)聯(lián)系設(shè)備對(duì)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、靜電電容器組等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方操作的開(kāi)環(huán)性控制。 調(diào)度人員用人機(jī)聯(lián)系設(shè)備執(zhí)行電力系統(tǒng)日運(yùn)行計(jì)劃并保持頻率和中樞點(diǎn)電壓的質(zhì)量，采取預(yù)防性措施消除不安全因素，處理事故，恢復(fù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。 監(jiān)視控制功能是調(diào)度自動(dòng)化的基本功能。圖圖22頻率和頻率和有功功率有功功率自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖調(diào)度人員的調(diào)度人員的調(diào)度決策調(diào)度決策調(diào)度計(jì)算機(jī)調(diào)度計(jì)算機(jī)信息處理信

6、息處理* *檢錯(cuò)和糾錯(cuò)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)* *狀態(tài)估計(jì)狀態(tài)估計(jì)調(diào)度計(jì)算機(jī)的調(diào)度計(jì)算機(jī)的調(diào)度決策調(diào)度決策* *有功功率平衡有功功率平衡計(jì)算計(jì)算* *火電廠間負(fù)荷火電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算* *水、火電廠間水、火電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算* *網(wǎng)損優(yōu)化計(jì)算網(wǎng)損優(yōu)化計(jì)算* *聯(lián)絡(luò)線交換功聯(lián)絡(luò)線交換功率計(jì)算率計(jì)算發(fā)電廠運(yùn)行人發(fā)電廠運(yùn)行人員的控制決策員的控制決策頻率和頻率和有功功率有功功率調(diào)度控制決策調(diào)度控制決策遠(yuǎn)動(dòng)裝置的遠(yuǎn)動(dòng)裝置的調(diào)度終端機(jī)調(diào)度終端機(jī)發(fā)電廠有功功發(fā)電廠有功功率控制決策及率控制決策及自動(dòng)裝置自動(dòng)裝置* *廠內(nèi)機(jī)組的廠內(nèi)機(jī)組的有功功率調(diào)節(jié)有功功率調(diào)節(jié)* *機(jī)組開(kāi)停機(jī)的機(jī)組開(kāi)停

7、機(jī)的邏輯控制邏輯控制* *機(jī)組調(diào)速的機(jī)組調(diào)速的自動(dòng)控制自動(dòng)控制* *廠內(nèi)機(jī)組的廠內(nèi)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)組合經(jīng)濟(jì)組合* *廠內(nèi)有功功率廠內(nèi)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配的經(jīng)濟(jì)分配* *自動(dòng)發(fā)電控制自動(dòng)發(fā)電控制發(fā)發(fā)電電廠廠的的遠(yuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)動(dòng)裝裝置置終終端端機(jī)機(jī)離線計(jì)算支持離線計(jì)算支持* *負(fù)荷預(yù)測(cè)負(fù)荷預(yù)測(cè)* *長(zhǎng)期水電火電長(zhǎng)期水電火電優(yōu)化調(diào)度優(yōu)化調(diào)度* *調(diào)度程序開(kāi)發(fā)調(diào)度程序開(kāi)發(fā)校核校核* *調(diào)度培訓(xùn)調(diào)度培訓(xùn)調(diào)度目標(biāo)調(diào)度目標(biāo)* *頻率質(zhì)量目標(biāo)頻率質(zhì)量目標(biāo)* *經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)* *安全運(yùn)行目標(biāo)安全運(yùn)行目標(biāo)YK,YTYX,YCYX,YC（二）電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制在調(diào)度中心在調(diào)度中心1系統(tǒng)構(gòu)成在在調(diào)度中心調(diào)度中

8、心根據(jù)根據(jù)調(diào)度計(jì)算機(jī)調(diào)度計(jì)算機(jī)和和調(diào)度人員調(diào)度人員作出的作出的調(diào)度控制決策調(diào)度控制決策，形成形成頻率頻率和和有功功率有功功率調(diào)度控制決策調(diào)度控制決策，并把這些決策通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)的并把這些決策通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)的遙控遙控(YK)和和遙調(diào)遙調(diào)(YT)裝置裝置送到送到調(diào)節(jié)頻率和有功功率調(diào)節(jié)頻率和有功功率的的發(fā)電廠發(fā)電廠。n在在發(fā)電廠發(fā)電廠，根據(jù)遠(yuǎn)動(dòng)送來(lái)的調(diào)度命令，結(jié)合電，根據(jù)遠(yuǎn)動(dòng)送來(lái)的調(diào)度命令，結(jié)合電廠運(yùn)行人員的控制決策，形成電廠有功功率控廠運(yùn)行人員的控制決策，形成電廠有功功率控制決策，通過(guò)開(kāi)停機(jī)邏輯控制、機(jī)組調(diào)速自動(dòng)制決策，通過(guò)開(kāi)停機(jī)邏輯控制、機(jī)組調(diào)速自動(dòng)控制、自動(dòng)發(fā)電控制等自動(dòng)裝置控制本廠機(jī)組控制、自動(dòng)發(fā)電控制

9、等自動(dòng)裝置控制本廠機(jī)組開(kāi)、停，調(diào)節(jié)機(jī)組有功功率。開(kāi)、停，調(diào)節(jié)機(jī)組有功功率。n系統(tǒng)中系統(tǒng)中各發(fā)電廠的運(yùn)行結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)各發(fā)電廠的運(yùn)行結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)通過(guò)遠(yuǎn)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)的動(dòng)的YX和和YC裝置送到調(diào)度中心的調(diào)度計(jì)算機(jī)。裝置送到調(diào)度中心的調(diào)度計(jì)算機(jī)。調(diào)度計(jì)算機(jī)調(diào)度計(jì)算機(jī)收到各廠、站送來(lái)的收到各廠、站送來(lái)的YX和和YC信息信息后后首先進(jìn)行首先進(jìn)行信息處理信息處理,得出表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的得出表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的完整而準(zhǔn)確的信息完整而準(zhǔn)確的信息供供調(diào)度計(jì)算機(jī)調(diào)度計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)行調(diào)度決策計(jì)調(diào)度決策計(jì)算算和和邏輯判斷邏輯判斷使用。使用。調(diào)度計(jì)算機(jī)調(diào)度計(jì)算機(jī)再根據(jù)電力系統(tǒng)的再根據(jù)電力系統(tǒng)的新的新的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)運(yùn)

10、行狀態(tài)，結(jié)合結(jié)合頻率和有功功率調(diào)度目標(biāo)頻率和有功功率調(diào)度目標(biāo)以及以及離線計(jì)算離線計(jì)算的的有有關(guān)數(shù)據(jù)關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)行新一輪計(jì)算新一輪計(jì)算，形成，形成新的新的調(diào)度控制決策調(diào)度控制決策。n調(diào)度中心調(diào)度中心再根據(jù)調(diào)度計(jì)算機(jī)的決策和調(diào)度人員再根據(jù)調(diào)度計(jì)算機(jī)的決策和調(diào)度人員的決策的決策形成形成頻率和有功功率控制控制決策，送頻率和有功功率控制控制決策，送往調(diào)頻發(fā)電廠往調(diào)頻發(fā)電廠。n這樣這樣循環(huán)往復(fù)循環(huán)往復(fù)構(gòu)成構(gòu)成電力系統(tǒng)頻率和有功功率的電力系統(tǒng)頻率和有功功率的自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)。 2.調(diào)度計(jì)算機(jī)的控制決策l電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)度控制的目標(biāo)調(diào)度控制的目標(biāo)是保證電力系統(tǒng)安是保證電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

11、全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。l調(diào)度計(jì)算機(jī)調(diào)度計(jì)算機(jī)根據(jù)根據(jù)自身信息處理自身信息處理l得出的得出的信息信息、離線計(jì)算支持離線計(jì)算支持和和調(diào)度目標(biāo)調(diào)度目標(biāo), ,l進(jìn)行進(jìn)行如下計(jì)算如下計(jì)算, ,并做出并做出調(diào)度控制決策調(diào)度控制決策：l有功功率平衡有功功率平衡計(jì)算；計(jì)算；l網(wǎng)損優(yōu)化網(wǎng)損優(yōu)化計(jì)算；計(jì)算；l火電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配火電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算；計(jì)算；l水火電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配水火電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算計(jì)算l聯(lián)絡(luò)線交換功率聯(lián)絡(luò)線交換功率計(jì)算。計(jì)算。(1)(1)有功功率平衡計(jì)算有功功率平衡計(jì)算l電力系統(tǒng)頻率是靠維持系統(tǒng)內(nèi)有功功率平衡維持的。l因此，要維持系統(tǒng)頻率在額定值就必須知道下一個(gè)時(shí)刻電力系統(tǒng)中負(fù)荷功率是多

12、少，并依此確定系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)電機(jī)發(fā)出的總功率。l預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)下一個(gè)時(shí)刻的負(fù)荷功率是由調(diào)度計(jì)算機(jī)中的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件完成的，即前面所說(shuō)的“電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)”功能。l電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)是利用電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息和歷史數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)時(shí)刻的電力系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。l它是能量管理系統(tǒng)(EMS)中的一項(xiàng)實(shí)時(shí)功能。l一般預(yù)測(cè)的對(duì)象是未來(lái)時(shí)刻電力系統(tǒng)的總有功功率及系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷。l實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)分為短期負(fù)荷預(yù)測(cè)和超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)。l短期負(fù)荷預(yù)測(cè)一般預(yù)測(cè)下一至兩天每小時(shí)的負(fù)荷，最長(zhǎng)預(yù)測(cè)周期為一周。l預(yù)測(cè)結(jié)果用來(lái)制訂發(fā)電計(jì)劃、決定機(jī)組間的負(fù)荷分配、協(xié)調(diào)水火電機(jī)組、啟停機(jī)組及制訂與相鄰系統(tǒng)間的功率

13、交換計(jì)劃等。l調(diào)度員在進(jìn)行某項(xiàng)系統(tǒng)操作或改變運(yùn)行方式之前，需要根據(jù)未來(lái)時(shí)刻的負(fù)荷情況進(jìn)行潮流計(jì)算以判斷改變運(yùn)行方式后系統(tǒng)是否安全，是否會(huì)發(fā)生越限事件。l調(diào)度員也需要對(duì)未來(lái)時(shí)刻的系統(tǒng)在某種預(yù)想事故(例如某一臺(tái)發(fā)電機(jī)或某一條線路事故斷開(kāi))條件下進(jìn)行潮流計(jì)算以判斷系統(tǒng)是否安全。l這種預(yù)測(cè)的周期較短，一般是幾分鐘至幾十分鐘后的負(fù)荷，稱為超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)。 在現(xiàn)代化的調(diào)度中心，在現(xiàn)代化的調(diào)度中心，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)和和超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)都可以在都可以在實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)環(huán)境環(huán)境中進(jìn)行，因此稱為中進(jìn)行，因此稱為實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)。 實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)即根據(jù)在線計(jì)算機(jī)中的即根據(jù)在線計(jì)算機(jī)中的

14、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)據(jù)按規(guī)定的周期啟動(dòng)在線程序進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。按規(guī)定的周期啟動(dòng)在線程序進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。 如果不具備實(shí)時(shí)條件，如果不具備實(shí)時(shí)條件，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)也可以根據(jù)負(fù)荷的也可以根據(jù)負(fù)荷的歷史記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行離線計(jì)算預(yù)測(cè)歷史記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行離線計(jì)算預(yù)測(cè)。 而而超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)由于由于周期短、預(yù)測(cè)頻繁周期短、預(yù)測(cè)頻繁，只能在，只能在實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)環(huán)境中環(huán)境中進(jìn)行。進(jìn)行。 (2)電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配l電力系統(tǒng)中的電力系統(tǒng)中的負(fù)荷負(fù)荷，無(wú)論是，無(wú)論是計(jì)劃分量計(jì)劃分量還是還是隨機(jī)分隨機(jī)分量量，都，都隨時(shí)間隨時(shí)間不斷變化，而且這種變化又將影響不斷變化，而且這種變化又將影響電網(wǎng)中的電網(wǎng)中

15、的負(fù)荷分布及傳輸損耗負(fù)荷分布及傳輸損耗( (簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱網(wǎng)損網(wǎng)損) )。l為了為了跟蹤跟蹤系統(tǒng)負(fù)荷及網(wǎng)損的變化系統(tǒng)負(fù)荷及網(wǎng)損的變化, ,系統(tǒng)的總發(fā)電出系統(tǒng)的總發(fā)電出力也必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。力也必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。l但但如何將如何將當(dāng)前所需的總發(fā)電出力當(dāng)前所需的總發(fā)電出力分配于分配于數(shù)以百計(jì)數(shù)以百計(jì)的各類發(fā)電機(jī)組的各類發(fā)電機(jī)組, ,可能有可能有無(wú)數(shù)種方案無(wú)數(shù)種方案。l電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配就是通過(guò)調(diào)度計(jì)算機(jī)進(jìn)行就是通過(guò)調(diào)度計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算計(jì)算, ,求出在各電廠間求出在各電廠間如何分配如何分配負(fù)荷功率才能使負(fù)荷功率才能使系統(tǒng)運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運(yùn)行更經(jīng)濟(jì), ,包括水、火電廠間包括水、火電廠間,

16、,火電廠間負(fù)火電廠間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。荷的經(jīng)濟(jì)分配。l經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制的主要經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制的主要目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)是在使系統(tǒng)的總是在使系統(tǒng)的總發(fā)電出力與負(fù)荷及網(wǎng)損相平衡的約束條件下，發(fā)電出力與負(fù)荷及網(wǎng)損相平衡的約束條件下，令所有機(jī)組的令所有機(jī)組的發(fā)電成本最低發(fā)電成本最低。將其用數(shù)學(xué)式表將其用數(shù)學(xué)式表達(dá)，即達(dá)，即l目標(biāo)函數(shù)：目標(biāo)函數(shù)：F=minfi ( PGi)l約束條件：約束條件：=PL+PSPGi=0lPGi第第i臺(tái)機(jī)組的有功出力臺(tái)機(jī)組的有功出力,i=1、2、Nlfi(PGi)第第i臺(tái)機(jī)組的發(fā)電成本函數(shù)；臺(tái)機(jī)組的發(fā)電成本函數(shù)；l N系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)；系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)；lPL系統(tǒng)總負(fù)荷系統(tǒng)總負(fù)荷,由

17、上述實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)計(jì)算求出；由上述實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)計(jì)算求出；lPS系統(tǒng)總網(wǎng)損。系統(tǒng)總網(wǎng)損。 在在EMS中，中，經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制一般每一般每5min計(jì)算一次，求出各機(jī)計(jì)算一次，求出各機(jī)組的組的基準(zhǔn)出力基準(zhǔn)出力； 有功功率與頻率自動(dòng)控制有功功率與頻率自動(dòng)控制每每28 s計(jì)算一次，求出各機(jī)組計(jì)算一次，求出各機(jī)組當(dāng)當(dāng)前的調(diào)節(jié)量前的調(diào)節(jié)量。 將兩者將兩者(基準(zhǔn)出力和調(diào)節(jié)量基準(zhǔn)出力和調(diào)節(jié)量)合成起來(lái)合成起來(lái)即為機(jī)組當(dāng)前即為機(jī)組當(dāng)前理想出力理想出力. 上述的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制是以上述的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制是以全系統(tǒng)發(fā)電成本最低全系統(tǒng)發(fā)電成本最低為為目標(biāo)目標(biāo)的，沒(méi)的，沒(méi)有考慮網(wǎng)損。有考慮網(wǎng)損。 電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化電力系統(tǒng)潮

18、流優(yōu)化也是也是調(diào)度自動(dòng)化調(diào)度自動(dòng)化的一種功能。的一種功能。 它是在滿足它是在滿足安全性約束安全性約束的條件下的條件下合理安排合理安排電力系電力系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行方式運(yùn)行方式， 使總的使總的運(yùn)行費(fèi)用最少運(yùn)行費(fèi)用最少或或其它目標(biāo)其它目標(biāo)( (如網(wǎng)損等如網(wǎng)損等) )最優(yōu)最優(yōu)， 是一種可以是一種可以綜合安全性和經(jīng)濟(jì)性綜合安全性和經(jīng)濟(jì)性或或某些目標(biāo)某些目標(biāo)的方的方法。法。3發(fā)電廠有功功率控制l發(fā)電廠發(fā)電廠是是電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制的執(zhí)行者，電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制的執(zhí)行者，l控制內(nèi)容控制內(nèi)容包括包括廠內(nèi)有功功率自動(dòng)調(diào)節(jié)廠內(nèi)有功功率自動(dòng)調(diào)節(jié)、機(jī)組經(jīng)濟(jì)組機(jī)組經(jīng)濟(jì)組合控制合控制和和有功功率經(jīng)濟(jì)分配有功功率經(jīng)濟(jì)分

19、配。l為了執(zhí)行關(guān)于頻率和有功功率自動(dòng)控制的調(diào)度命令為了執(zhí)行關(guān)于頻率和有功功率自動(dòng)控制的調(diào)度命令且實(shí)現(xiàn)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，發(fā)電廠中配置有且實(shí)現(xiàn)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，發(fā)電廠中配置有一整套自一整套自動(dòng)控制裝置動(dòng)控制裝置，它們是電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制，它們是電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制系統(tǒng)的重要組成部分系統(tǒng)的重要組成部分 發(fā)電廠和變電站發(fā)電廠和變電站運(yùn)行人員的運(yùn)行人員的控制決策控制決策調(diào)度人員的調(diào)度人員的調(diào)度決策調(diào)度決策調(diào)度計(jì)算機(jī)調(diào)度計(jì)算機(jī)信息處理信息處理* *檢錯(cuò)和糾錯(cuò)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)* *狀態(tài)估計(jì)狀態(tài)估計(jì)調(diào)度計(jì)算機(jī)的調(diào)度計(jì)算機(jī)的調(diào)度決策調(diào)度決策* *最優(yōu)無(wú)功潮流最優(yōu)無(wú)功潮流和網(wǎng)損和網(wǎng)損* *安全監(jiān)視安全監(jiān)視（無(wú)

20、功限制）（無(wú)功限制）無(wú)功功率和無(wú)功功率和電壓電壓調(diào)度控制決策調(diào)度控制決策遠(yuǎn)動(dòng)裝置的遠(yuǎn)動(dòng)裝置的調(diào)度終端機(jī)調(diào)度終端機(jī)發(fā)電廠和變電站發(fā)電廠和變電站無(wú)功功率和電壓無(wú)功功率和電壓調(diào)度控制決策調(diào)度控制決策* *發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)勵(lì)磁電流控制勵(lì)磁電流控制* *無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備控制控制* *改變調(diào)壓變壓器改變調(diào)壓變壓器分接頭位置分接頭位置發(fā)發(fā)電電廠廠的的遠(yuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)動(dòng)裝裝置置終終端端機(jī)機(jī)離線計(jì)算支持離線計(jì)算支持調(diào)度目標(biāo)調(diào)度目標(biāo)* *電壓質(zhì)量目標(biāo)電壓質(zhì)量目標(biāo)* *經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)* *安全運(yùn)行目標(biāo)安全運(yùn)行目標(biāo)YK,YTYX,YC圖圖2-3電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖電力系統(tǒng)電壓和

21、無(wú)功功率自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖(三)電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率自動(dòng)控制l如圖如圖2-3所示。所示。l維持電力系統(tǒng)電壓在額定值水平上，是通過(guò)控制維持電力系統(tǒng)電壓在額定值水平上，是通過(guò)控制系統(tǒng)內(nèi)所有無(wú)功電源發(fā)出的無(wú)功功率系統(tǒng)內(nèi)所有無(wú)功電源發(fā)出的無(wú)功功率等于等于系統(tǒng)負(fù)系統(tǒng)負(fù)荷和電力系統(tǒng)本身在荷和電力系統(tǒng)本身在額定電壓時(shí)額定電壓時(shí)消耗的無(wú)功功率消耗的無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。l電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)無(wú)功電源無(wú)功電源除了發(fā)電機(jī)之外還有并聯(lián)電容除了發(fā)電機(jī)之外還有并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等。器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等。l為了減少為了減少無(wú)功功率遠(yuǎn)距離傳輸造成的無(wú)功功率遠(yuǎn)距離傳輸造成的損耗損耗以以提提高高電力系統(tǒng)

22、運(yùn)行的電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性，電力系統(tǒng)無(wú)功功率，電力系統(tǒng)無(wú)功功率應(yīng)盡量采用應(yīng)盡量采用就地、就近平衡就地、就近平衡。l調(diào)度計(jì)算機(jī)的調(diào)度計(jì)算機(jī)的電壓和無(wú)功功率調(diào)度計(jì)算電壓和無(wú)功功率調(diào)度計(jì)算的兩項(xiàng)的兩項(xiàng)內(nèi)容：內(nèi)容：l 最優(yōu)無(wú)功潮流和網(wǎng)損優(yōu)化計(jì)算；最優(yōu)無(wú)功潮流和網(wǎng)損優(yōu)化計(jì)算；l 安全監(jiān)視計(jì)算。安全監(jiān)視計(jì)算。l計(jì)算的目的計(jì)算的目的是是l在在保證保證電力系統(tǒng)電壓要求和設(shè)備安全電力系統(tǒng)電壓要求和設(shè)備安全的的前提下前提下,l確定確定如何綜合利用如何綜合利用無(wú)功和電壓的控制手段無(wú)功和電壓的控制手段來(lái)改來(lái)改善善無(wú)功潮流和電壓無(wú)功潮流和電壓，l使系統(tǒng)的使系統(tǒng)的有功網(wǎng)損達(dá)到最小有功網(wǎng)損達(dá)到最小,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。以

23、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。l發(fā)電廠和變電站發(fā)電廠和變電站根據(jù)調(diào)度給出的無(wú)功調(diào)節(jié)命令根據(jù)調(diào)度給出的無(wú)功調(diào)節(jié)命令l調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流，l控制無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投入或切除控制無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投入或切除，l改變變壓器的分接頭位置改變變壓器的分接頭位置來(lái)來(lái)控制控制l它所管轄的它所管轄的母線電壓母線電壓和和線路上的無(wú)功功率線路上的無(wú)功功率。圖圖24電力系統(tǒng)安全自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖電力系統(tǒng)安全自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖調(diào)度人員的調(diào)度人員的調(diào)度決策調(diào)度決策調(diào)度計(jì)算機(jī)調(diào)度計(jì)算機(jī)信息處理信息處理*檢錯(cuò)和糾錯(cuò)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)*狀態(tài)估計(jì)狀態(tài)估計(jì)調(diào)度計(jì)算機(jī)的調(diào)度計(jì)算機(jī)的調(diào)度決策調(diào)度決策*安全分析和預(yù)防安全分析和預(yù)防

24、性校正控制計(jì)算性校正控制計(jì)算*緊急狀態(tài)和恢復(fù)緊急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)安全控制計(jì)算狀態(tài)安全控制計(jì)算*事故診斷事故診斷事故處理專家系統(tǒng)事故處理專家系統(tǒng)發(fā)電廠和變電發(fā)電廠和變電站運(yùn)行人員的站運(yùn)行人員的控制決策控制決策安全調(diào)度安全調(diào)度控制決策控制決策遠(yuǎn)動(dòng)裝置的遠(yuǎn)動(dòng)裝置的調(diào)度終端機(jī)調(diào)度終端機(jī)發(fā)電廠和變電站發(fā)電廠和變電站安全控制決策安全控制決策*機(jī)組解列和并機(jī)組解列和并列控制列控制*變電站斷路器變電站斷路器控制控制*機(jī)組有功、無(wú)機(jī)組有功、無(wú)功功率控制功功率控制發(fā)發(fā)電電廠廠的的遠(yuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)動(dòng)裝裝置置終終端端機(jī)機(jī)離線計(jì)算支持離線計(jì)算支持調(diào)度目標(biāo)調(diào)度目標(biāo)*電壓質(zhì)量目標(biāo)電壓質(zhì)量目標(biāo)*經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)*安全運(yùn)行目標(biāo)安全

25、運(yùn)行目標(biāo)(四)電力系統(tǒng)安全控制l電力系統(tǒng)安全控制系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖如圖電力系統(tǒng)安全控制系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖如圖2-42-4所示。所示。l電力系統(tǒng)安全控制電力系統(tǒng)安全控制需調(diào)度計(jì)算機(jī)進(jìn)行如下需調(diào)度計(jì)算機(jī)進(jìn)行如下計(jì)算計(jì)算：l安全分析計(jì)算和預(yù)防性校正控制計(jì)算；安全分析計(jì)算和預(yù)防性校正控制計(jì)算；l緊急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)安全控制計(jì)算；緊急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)安全控制計(jì)算；l事故診斷。事故診斷。l發(fā)電廠和變電站的安全控制發(fā)電廠和變電站的安全控制包括包括：l機(jī)組并列和解列控制；機(jī)組并列和解列控制；l變電站斷路器控制；變電站斷路器控制；l機(jī)組有功和無(wú)功功率控制。機(jī)組有功和無(wú)功功率控制。第四節(jié)電力系統(tǒng)的分層調(diào)度控制v從理論上講

26、，可以對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)行集中調(diào)度控制，也可以實(shí)行分層調(diào)度控制。v所謂集中調(diào)度就是把電力系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)電廠和變電站的信息都集中在一個(gè)調(diào)度控制中心，由一個(gè)調(diào)度控制中心對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度控制。v從從經(jīng)濟(jì)上經(jīng)濟(jì)上看，由于電力看，由于電力設(shè)備在地理位置上設(shè)備在地理位置上分布很分布很廣廣，通過(guò)遠(yuǎn)距離通道，通過(guò)遠(yuǎn)距離通道把所有的信息傳輸并集中把所有的信息傳輸并集中到到一個(gè)地點(diǎn)，一個(gè)地點(diǎn)，投資和運(yùn)行費(fèi)投資和運(yùn)行費(fèi)都是都是比較比較高高的。的。v從從技術(shù)上技術(shù)上看，把數(shù)量很大的看，把數(shù)量很大的信息集中信息集中在一個(gè)調(diào)度在一個(gè)調(diào)度中心，調(diào)度值班人員不可能全部中心，調(diào)度值班人員不可能全部顧及和處理顧及和處理，即，即使使

27、用計(jì)算機(jī)輔助處理，也會(huì)占用計(jì)算機(jī)大量的使使用計(jì)算機(jī)輔助處理，也會(huì)占用計(jì)算機(jī)大量的內(nèi)存和處理時(shí)間內(nèi)存和處理時(shí)間。v從從數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詳?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃钥?，傳輸距離越遠(yuǎn)，受干擾看，傳輸距離越遠(yuǎn)，受干擾的機(jī)會(huì)就越大，數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)也就越大。的機(jī)會(huì)就越大，數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)也就越大。v鑒于集中調(diào)度控制的鑒于集中調(diào)度控制的缺點(diǎn)缺點(diǎn)，目前世界各國(guó)的大型，目前世界各國(guó)的大型電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)都是采用分層調(diào)度控制都是采用分層調(diào)度控制的。的。v國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(IEC870-1-1)提出的提出的典典型分層結(jié)構(gòu)型分層結(jié)構(gòu)就將就將電力系統(tǒng)調(diào)度中心電力系統(tǒng)調(diào)度中心分分為主調(diào)度中為主調(diào)度中心心(M

28、CC)、區(qū)域調(diào)度中心區(qū)域調(diào)度中心(RCC)和和地區(qū)調(diào)度中心地區(qū)調(diào)度中心(DCC)。v這些相當(dāng)于中國(guó)的這些相當(dāng)于中國(guó)的大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱網(wǎng)調(diào)網(wǎng)調(diào))、省調(diào)度中心省調(diào)度中心(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱省調(diào)省調(diào))和和地區(qū)調(diào)度所地區(qū)調(diào)度所(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱地調(diào)地調(diào))。v分層調(diào)度控制將全電力系統(tǒng)的監(jiān)視控制任務(wù)分配給屬于不同層次的調(diào)度中心。v下一層調(diào)度根據(jù)上一層調(diào)度中心的命令結(jié)合本層電力系統(tǒng)的實(shí)際情況完成本層次的調(diào)度控制任務(wù)，v同時(shí)向上層調(diào)度傳遞所需信息分層調(diào)度控制可以克服集中控制的缺點(diǎn)。v其主要優(yōu)點(diǎn)有以下三點(diǎn)。1)便于協(xié)調(diào)調(diào)度控制 v電力系統(tǒng)調(diào)度控制任務(wù)有全局性的，亦有局部性的，但大量的則是屬于局部性的。v

29、分層調(diào)度控制將大量的局部性調(diào)度控制任務(wù)由下層相應(yīng)的調(diào)度機(jī)構(gòu)完成，而全系統(tǒng)性或跨地區(qū)的調(diào)度控制可以由上層相應(yīng)的調(diào)度機(jī)構(gòu)完成。v這種結(jié)構(gòu)模式便于協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)的調(diào)度與控制。2)提高系統(tǒng)可靠性v 采用分層調(diào)度控制方式，每一個(gè)調(diào)度控制中心或調(diào)度所都有一套相應(yīng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)收集自己管轄范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息，完成所分工的調(diào)度任務(wù)，v當(dāng)某一調(diào)度所的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)故障或停運(yùn)時(shí)，只影響它分工的那一部分，而其它調(diào)度控制中心的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)仍然照常工作。v這就提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。3)改善系統(tǒng)響應(yīng)v 電力系統(tǒng)調(diào)度控制的實(shí)時(shí)性是很重要的,事故處理、負(fù)荷調(diào)度、不正常運(yùn)行狀態(tài)的改善和消除都必須在一定時(shí)間內(nèi)完

30、成.v采用分層調(diào)度控制方式使不少調(diào)度控制任務(wù)由不同層次的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)并行處理，從而加快了處理速度，亦即改善了整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間(從系統(tǒng)的輸入發(fā)生變化起，到系統(tǒng)做出控制決策并將決策輸出為止所需的時(shí)間)。 在實(shí)施分層調(diào)度控制時(shí),合理確定分層數(shù)和每層的功能,對(duì)保證電力系統(tǒng)可靠而靈活的運(yùn)行是很重要的。 圖2-23是我國(guó)電力系統(tǒng)分層調(diào)度控制示意圖,分為五個(gè)級(jí)別: 國(guó)家級(jí)主要掌握全國(guó)發(fā)電量及負(fù)荷，協(xié)調(diào)大區(qū)之間的功率傳輸，了解各大區(qū)電力系統(tǒng)的安全狀況。 大區(qū)級(jí)主要維持系統(tǒng)頻率，執(zhí)行水火電聯(lián)合調(diào)度計(jì)劃和調(diào)峰，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。 省級(jí)主要保證省屬電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，執(zhí)行自動(dòng)發(fā)電控制，實(shí)行安全分析和安全控制。 地區(qū)級(jí)主要對(duì)地區(qū)電力系統(tǒng)實(shí)行監(jiān)控、分配負(fù)荷、實(shí)行電壓和無(wú)功功率的優(yōu)化運(yùn)行。 縣級(jí)主要是分配負(fù)荷和控制負(fù)荷。 各級(jí)調(diào)度的控制和調(diào)度管理任務(wù)見(jiàn)表2- 4。大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心省調(diào)度中心省調(diào)度中心省調(diào)度中心省調(diào)度中心大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心主網(wǎng)樞紐變電所主網(wǎng)樞紐變電所（500KV以上）以上）大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心國(guó)家調(diào)度中心國(guó)家調(diào)度中心大型火電廠、水電廠大型火電廠、水電廠和核電廠和核電廠地區(qū)調(diào)度所地區(qū)調(diào)度所省直接調(diào)度變電站省直接調(diào)度變電站大型火電廠、水電廠大型火電廠、水電廠省調(diào)度中心省調(diào)度中心梯級(jí)水電站梯級(jí)水電站控制中心控制中心水電廠水電廠水電廠水電廠樞紐