電力系統(tǒng)自動化的現(xiàn)實意義

1、課程（論文）設(shè)計論文題目：電力系統(tǒng)自動化的現(xiàn)實意義系 部電氣信息工程系專 業(yè)電氣工程及其自動化班 級08101班姓 名劉國學 號081012021114指導老師張翠玲日 期2011年11月摘要電力系統(tǒng)自動化是指對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)度和自動化管理。電力系統(tǒng)自動化是我們電力系統(tǒng)一直以來力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自動化（AGC已經(jīng)實現(xiàn)，尚需發(fā)展），電力調(diào)度的自動化（具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動化，現(xiàn)今最熱門的變電站綜合自動化即建設(shè)綜自站，實現(xiàn)更好的無人值班。DTS即調(diào)度員培訓仿真系統(tǒng)為調(diào)度員學習提供了方便）,配電自動化(DAS

2、已經(jīng)實現(xiàn)，尚待發(fā)展)。本文對電力系統(tǒng)自動化及其發(fā)展的現(xiàn)實意義，發(fā)展趨勢做一些簡單的介紹。關(guān)鍵字：電力系統(tǒng)自動化；現(xiàn)實意義；發(fā)展趨勢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)自動化簡介1.1電力系統(tǒng)自動化的概念對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)度和自動化管理。電力系統(tǒng)是一個地域分布遼闊，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)度和運行的復雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過程的自動檢測、調(diào)節(jié)和控制,系統(tǒng)和元件

6、的自動安全保護,網(wǎng)絡(luò)信息的自動傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動調(diào)度，以及企業(yè)的自動化經(jīng)濟管理等。電力系統(tǒng)自動化的主要目標是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓），保證系統(tǒng)運行的安全可靠，提高經(jīng)濟效益和管理效能。1.2電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展過程20世紀50年代以前，電力系統(tǒng)容量在幾百萬千瓦左右，單機容量不超過10萬千瓦，電力系統(tǒng)自動化多限于單項自動裝置，且以安全保護和過程自動調(diào)節(jié)為主。例如，電網(wǎng)和發(fā)電機的各種繼電保護，汽輪機的危急保護器，鍋爐的安全閥，汽輪機轉(zhuǎn)速和發(fā)電機電壓的自動調(diào)節(jié)，并網(wǎng)的自動同期裝置等。50至60年代，電力系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展到上千萬千瓦，單機容量超過20萬千瓦，并形成區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，在系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟調(diào)度和綜

7、合自動化方面提出了新的要求。廠內(nèi)自動化方面開始采用機、爐、電單元式集中控制。各種新型自動裝置如晶體管保護裝置、可控硅勵磁調(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，以計算機為主體配有功能齊全的整套軟硬件的電網(wǎng)實時監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）開始出現(xiàn)。20萬千瓦以上大型火力發(fā)電機組開始采用實時安全監(jiān)控和閉環(huán)自動起停全過程控制。水力發(fā)電站的水庫調(diào)度、大壩監(jiān)測和電廠綜合自動化的計算機監(jiān)控開始得到推廣。各種自動調(diào)節(jié)裝置和繼電保護裝置中廣泛采用微型計算機。1.3電力系統(tǒng)自動化的主要領(lǐng)域按照電能的生產(chǎn)和分配過程，電力系統(tǒng)自動化包括電網(wǎng)調(diào)度自動化、火力發(fā)電廠自動化、水力發(fā)電站綜合自動化、電力系統(tǒng)信息自

8、動傳輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)反事故自動裝置、供電系統(tǒng)自動化、電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動化等7個方面,并形成一個分層分級的自動化系統(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。而在每個層次中，電廠、變電站、配電網(wǎng)絡(luò)等又構(gòu)成多級控制。2. 電力系統(tǒng)自動化的內(nèi)容2.1火力發(fā)電廠的自動化火力發(fā)電廠自動化的項目包括：（1）廠內(nèi)機、爐、電運行設(shè)備的安全檢測，包括數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)視、屏幕顯示、越限報警、故障檢出等。（2）計算機實時控制，實現(xiàn)由點火至并網(wǎng)的全部自動起動過程。（3）有功負荷的經(jīng)濟分配和自動增減。（4）母線電壓控制

9、和無功功率的自動增減。（5）穩(wěn)定監(jiān)視和控制。采用的控制方式有兩種形式：一種是計算機輸出通過外圍設(shè)備去調(diào)整常規(guī)模擬式調(diào)節(jié)器的設(shè)定值而實現(xiàn)監(jiān)督控制；另一種是用計算機輸出外圍設(shè)備直接控制生產(chǎn)過程而實現(xiàn)直接數(shù)字控制。2.2電網(wǎng)調(diào)度自動化現(xiàn)代的電網(wǎng)自動化調(diào)度系統(tǒng)是以計算機為核心的控制系統(tǒng)，包括實時信息收集和顯示系統(tǒng)，以及供實時計算、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、運行工況計算分析和實時控制的功能。在發(fā)電廠和變電站的收集信息部分稱為遠動端，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、自動發(fā)電控制、最優(yōu)潮流、自動電壓與無功控制、負荷預測、最優(yōu)機組開停計劃

10、、安全監(jiān)視與安全分析、緊急控制和電路恢復等程序組成。2.3水力發(fā)電站綜合自動化水力發(fā)電站綜合自動化需要實施自動化的項目包括：大壩監(jiān)護、水庫調(diào)度和電站運行三個方面。（1）大壩計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)采集、計算分析、越限報警和提供維護方案等。（2）水庫水文信息的自動監(jiān)控系統(tǒng)：包括雨量和水文信息的自動收集、水庫調(diào)度計劃的制訂，以及攔洪和蓄洪控制方案的選擇等。（3）廠內(nèi)計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)：包括全廠機電運行設(shè)備的安全監(jiān)測、發(fā)電機組的自動控制、優(yōu)化運行和經(jīng)濟負荷分配、穩(wěn)定監(jiān)視和控制等。2.4電力系統(tǒng)信息自動傳輸系統(tǒng)電力系統(tǒng)信息自動傳輸系統(tǒng)簡稱遠動系統(tǒng)。其功能是實現(xiàn)調(diào)度中心和發(fā)電廠變電站間的實時信息傳輸

11、。自動傳輸系統(tǒng)由遠動裝置和遠動通道組成。遠動通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導通信等多種形式。遠動裝置按功能分為遙測、遙信、遙控三類。把廠站的模擬量通過變換輸送到位于調(diào)度中心的接收端并加以顯示的過程稱為遙測。把廠站的開關(guān)量輸送到接收端并加以顯示的過程稱為遙信。把調(diào)度端的控制和調(diào)節(jié)信號輸送到位于廠站的接收端實現(xiàn)對調(diào)節(jié)對象的控制的過程，稱為遙控或遙調(diào)。遠動裝置按組成方式可分為布線邏輯式遠動裝置和存儲程序式邏輯裝置。前者由硬件邏輯電路以固定接線方式實現(xiàn)其功能，后者是一種計算機化的遠動裝置。2.5管理系統(tǒng)的自動化管理系統(tǒng)的自動化通過計算機來實現(xiàn)。主要項目有電力工業(yè)計劃管理、財務管理、生產(chǎn)管理、人事勞資

12、管理、資料檢索以及設(shè)計和施工方面等。3.電力系統(tǒng)自動化的現(xiàn)實意義3.1 可靠性高電力系統(tǒng)綜合自動化安全特點：裝置維護調(diào)試方便，易于操作；保護性能得到較大改善。裝置功能多、先進、可靈活選擇，邏輯回路動作正確率、可靠性高。裝置實現(xiàn)了遙控、遙測、遙信、遙調(diào)功能，取代了傳統(tǒng)變電所的預告信號、事故音響、儀表監(jiān)測的作用；實現(xiàn)遠方監(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、檢測和處理電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)的運行參數(shù)。提高系統(tǒng)運行可靠性，即保證用電可靠性，比如自動重合閘，可使線路開關(guān)瞬間故障跳閘后在瞬間自動重合，不影響用電。3.2運行便捷（1）電力系統(tǒng)自動化后其可以自行根據(jù)電力系統(tǒng)的實際運

13、行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟和安全要求，為運行人員提供調(diào)節(jié)和控制的決策，或者直接對各元件進行調(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)濟性和安全性的多目標的最優(yōu)運行方式。（3）電力系統(tǒng)自動控制不僅能節(jié)省人力，減輕勞動強度，而且還能減少電力系統(tǒng)事故，延長設(shè)備壽命，全面改善和提高運行性能，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，另一路可瞬時自動投入運行。4.電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢隨著電力系統(tǒng)裝機容量和供電區(qū)域的不斷擴大，電力系統(tǒng)的結(jié)果和運行方式越來越復雜多變；同時對供電質(zhì)量、供電可靠性和運行經(jīng)濟性的要求越來越高，需要新的控制方法來適應電力系統(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)點在于實現(xiàn)