電力系統(tǒng)自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)意義

1、課程（論文）設(shè)計(jì)論文題目：電力系統(tǒng)自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)意義系 部電氣信息工程系專 業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)08101班姓 名劉國(guó)學(xué) 號(hào)081012021114指導(dǎo)老師張翠玲日 期2011年11月摘要電力系統(tǒng)自動(dòng)化是指對(duì)電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是我們電力系統(tǒng)一直以來(lái)力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自動(dòng)化（AGC已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚需發(fā)展），電力調(diào)度的自動(dòng)化（具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動(dòng)化，現(xiàn)今最熱門的變電站綜合自動(dòng)化即建設(shè)綜自站，實(shí)現(xiàn)更好的無(wú)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

2、已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚待發(fā)展)。本文對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及其發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義，發(fā)展趨勢(shì)做一些簡(jiǎn)單的介紹。關(guān)鍵字：電力系統(tǒng)自動(dòng)化；現(xiàn)實(shí)意義；發(fā)展趨勢(shì)AbstractPower system automation refers to energy production, transmission and management of automation, automated scheduling and automating management. Power system automation is our development direction of power system all along soug

3、ht to, which includes: power control Automation (AGC is already implemented, still needs development), for electric power dispatching Automation (with online power flow monitoring, integrated program of fault simulation and realization of SCADA system in distribution network automation of substation

4、 integrated automation construction of today's most popular station, better unattended. DTS dispatcher training Simulator to facilitate learning the Dispatcher), power distribution automation (DAS is already implemented, has yet to be developed). This article on the development of electric power

5、 system automation and its practical significance, trends do some simple introduction.Keywords: electric power system automation; practical significance; development1. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化簡(jiǎn)介1.1電力系統(tǒng)自動(dòng)化的概念對(duì)電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)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)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行的復(fù)雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制,系統(tǒng)和元件

6、的自動(dòng)安全保護(hù),網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓），保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。1.2電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程20世紀(jì)50年代以前，電力系統(tǒng)容量在幾百萬(wàn)千瓦左右，單機(jī)容量不超過(guò)10萬(wàn)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(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)為主。例如，電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)的各種繼電保護(hù)，汽輪機(jī)的危急保護(hù)器，鍋爐的安全閥，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)，并網(wǎng)的自動(dòng)同期裝置等。50至60年代，電力系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展到上千萬(wàn)千瓦，單機(jī)容量超過(guò)20萬(wàn)千瓦，并形成區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，在系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)調(diào)度和綜

7、合自動(dòng)化方面提出了新的要求。廠內(nèi)自動(dòng)化方面開始采用機(jī)、爐、電單元式集中控制。各種新型自動(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。70至80年代，以計(jì)算機(jī)為主體配有功能齊全的整套軟硬件的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）開始出現(xiàn)。20萬(wàn)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(guò)程控制。水力發(fā)電站的水庫(kù)調(diào)度、大壩監(jiān)測(cè)和電廠綜合自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控開始得到推廣。各種自動(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)。1.3電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要領(lǐng)域按照電能的生產(chǎn)和分配過(guò)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

8、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)的自動(dòng)化等7個(gè)方面,并形成一個(gè)分層分級(jí)的自動(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；中間層次由省(市)調(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。2. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的內(nèi)容2.1火力發(fā)電廠的自動(dòng)化火力發(fā)電廠自動(dòng)化的項(xiàng)目包括：（1）廠內(nèi)機(jī)、爐、電運(yùn)行設(shè)備的安全檢測(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。（2）計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)火至并網(wǎng)的全部自動(dòng)起動(dòng)過(guò)程。（3）有功負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配和自動(dòng)增減。（4）母線電壓控制

9、和無(wú)功功率的自動(dòng)增減。（5）穩(wěn)定監(jiān)視和控制。采用的控制方式有兩種形式：一種是計(jì)算機(jī)輸出通過(guò)外圍設(shè)備去調(diào)整常規(guī)模擬式調(diào)節(jié)器的設(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(guò)程而實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制。2.2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)代的電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(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、控制用的軟件系統(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)控制的功能。在發(fā)電廠和變電站的收集信息部分稱為遠(yuǎn)動(dòng)端，位于調(diào)度中心的部分稱為調(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、自動(dòng)電壓與無(wú)功控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)、最優(yōu)機(jī)組開停計(jì)劃

10、、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。2.3水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化需要實(shí)施自動(dòng)化的項(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。（1）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。（2）水庫(kù)水文信息的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括雨量和水文信息的自動(dòng)收集、水庫(kù)調(diào)度計(jì)劃的制訂，以及攔洪和蓄洪控制方案的選擇等。（3）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)備的安全監(jiān)測(cè)、發(fā)電機(jī)組的自動(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。2.4電力系統(tǒng)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)電廠變電站間的實(shí)時(shí)信息傳輸

11、。自動(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。把廠站的模擬量通過(guò)變換輸送到位于調(diào)度中心的接收端并加以顯示的過(guò)程稱為遙測(cè)。把廠站的開關(guān)量輸送到接收端并加以顯示的過(guò)程稱為遙信。把調(diào)度端的控制和調(diào)節(jié)信號(hào)輸送到位于廠站的接收端實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象的控制的過(guò)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)化的遠(yuǎn)動(dòng)裝置。2.5管理系統(tǒng)的自動(dòng)化管理系統(tǒng)的自動(dòng)化通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)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

12、管理、資料檢索以及設(shè)計(jì)和施工方面等。3.電力系統(tǒng)自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)意義3.1 可靠性高電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化安全特點(diǎn)：裝置維護(hù)調(diào)試方便，易于操作；保護(hù)性能得到較大改善。裝置功能多、先進(jìn)、可靈活選擇，邏輯回路動(dòng)作正確率、可靠性高。裝置實(shí)現(xiàn)了遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)功能，取代了傳統(tǒng)變電所的預(yù)告信號(hào)、事故音響、儀表監(jiān)測(cè)的作用；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控，可取代傳統(tǒng)的有人值守模式。能夠迅速而正確地收集、檢測(cè)和處理電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，即保證用電可靠性，比如自動(dòng)重合閘，可使線路開關(guān)瞬間故障跳閘后在瞬間自動(dòng)重合，不影響用電。3.2運(yùn)行便捷（1）電力系統(tǒng)自動(dòng)化后其可以自行根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)

13、行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全要求，為運(yùn)行人員提供調(diào)節(jié)和控制的決策，或者直接對(duì)各元件進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。（2）能夠?qū)崿F(xiàn)全系統(tǒng)各層次、各局部系統(tǒng)和各元件間的綜合協(xié)調(diào)，尋求電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供電、經(jīng)濟(jì)性和安全性的多目標(biāo)的最優(yōu)運(yùn)行方式。（3）電力系統(tǒng)自動(dòng)控制不僅能節(jié)省人力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還能減少電力系統(tǒng)事故，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，全面改善和提高運(yùn)行性能，特別是在發(fā)生事故情況下，能避免連鎖性的事故發(fā)展和大面積停電。使一個(gè)重要用戶有兩路甚至三路電源，確保用電安全，一路電源故障跳閘后，另一路可瞬時(shí)自動(dòng)投入運(yùn)行。4.電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)隨著電力系統(tǒng)裝機(jī)容量和供電區(qū)域的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的結(jié)果和運(yùn)行方式越來(lái)越復(fù)雜多變；同時(shí)對(duì)供電質(zhì)量、供電可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的要求越來(lái)越高，需要新的控制方法來(lái)適應(yīng)電力系統(tǒng)日益發(fā)展的要求。而新的控制方法有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊技術(shù)和遺傳算法等，他們最大的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)