電力系統(tǒng)控制與調度自動化---第一章電力系統(tǒng)控制及其自動化概論課件

1、電力系統(tǒng)控制與調度自動化 為了保證電力系統(tǒng)運行的安全性、可靠性，保證供電質量，提高電力系統(tǒng)運行的經濟性，必須及時正確獲得電力系統(tǒng)的實時信息，完整掌握電力系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)，部分或完全地實現電力系統(tǒng)控制與調度自動化。 本課程主要介紹電力系統(tǒng)控制與調度自動化系統(tǒng)的基本要求和構成，以及其基本理論和方法。電力系統(tǒng)控制與調度自動化第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論第一節(jié) 現代電力系統(tǒng)運行的復雜性 一、現代電力系統(tǒng)的概況 20世紀中葉以來出現的電力系統(tǒng)，是一切工業(yè)系統(tǒng)中規(guī)模最大、層次復雜、資金和技術密集的人造復合系統(tǒng)，是人類工程科學史上最重要的成就之一。 (一) 現代電力系統(tǒng)的構成 物流(電力流)系統(tǒng)-

2、動態(tài)的電力系統(tǒng) 信息流系統(tǒng)- 電力信息系統(tǒng) 貨幣流系統(tǒng)- 電力交易系統(tǒng) 現代電力系統(tǒng)示意圖第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論現代電力系統(tǒng)的構成 貨幣流：電能的市場行為交易活動。 電力流：是指電能的轉化和變換、電能傳輸、分配、使用。 信息流：主要是指由傳感器、通信網絡和計算機構成的， 旨在電力系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、安全和經濟運行的監(jiān) 控、保護、自動控制、調度自動化等組成的能量 管理系統(tǒng)； 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 電力系統(tǒng)的特點是由電能的特點決定的。電能的生產、 傳輸和使用具有鮮明的系統(tǒng)性。電能不能大量儲存。電能的生產、輸送、分配以及轉換為其他形態(tài)能量的過程，是同時進行的。電力系統(tǒng)中瞬間生產

3、的電力，必須等于同一瞬間取用的電力。 電力生產發(fā)電、供電、用電在同一時間內完成的特點，決定了發(fā)電、供電、用電時刻要保持平衡，發(fā)供電要隨用電負荷的瞬時增減而增減。 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論(二) 現代電力系統(tǒng)的特點 兩個不同的方向發(fā)展，一是電網互聯(lián)，規(guī)模擴大， 另一方向是微型電網及分布式發(fā)電。 1）互聯(lián)大電網的優(yōu)越性及其引出的新問題 2）分布式發(fā)電和微型電網的發(fā)展第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論(三) 現代電力系統(tǒng)的發(fā)展方向 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 現代電力系統(tǒng)的結構和運行特點決定了其復雜性，這種復雜性決定了現代電力系統(tǒng)必須要有一個強有力的，擁有各種現代化手段的，能夠保證

4、電力系統(tǒng)安全經濟運行的指揮控制中心，即電力系統(tǒng)調度中心。 二、現代電力系統(tǒng)運行控制的復雜性 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 發(fā)電機組調速器 發(fā)電機勵磁調節(jié)器 變壓器檔位調節(jié)開關 斷路器 調相機勵磁調節(jié)器 靜止補償器 汽輪機快關汽門 發(fā)電機滅磁開關 三、現代電力系統(tǒng)的可調可控點 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 自動發(fā)電控制- AGC 自動電壓控制- AVC 自動穩(wěn)定控制- ASC 四、現代電網三大自動控制系統(tǒng)的發(fā)展 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論第二節(jié) 電力系統(tǒng)運行控制的目標及分級控制體制一、電力系統(tǒng)運行控制的目標 安全- 保證電力系統(tǒng)運行安全 優(yōu)質- 保證電能符合質量標準 經濟-

5、保證電力系統(tǒng)運行的經濟性 環(huán)保- 保證 符合環(huán)保要求 二、我國電網調度體系及各級電網調度的分級控制任務 為保障電網安全，優(yōu)質，經濟運行， 必須由電網調度機構對電網實行 統(tǒng)一調度，分級管理，分層控制。 五級分層調度管理國家電網調度控制中心國調大區(qū)電網調度控制中心網調省級電網調度控制中心省調地市電網調度控制中心地調調度基本原則： 統(tǒng)一調度，分級管理，分層控制縣級電網調度控制中心縣調第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論國調縣調網調省調地(市)調樞紐變電站、換流站樞紐變電站、換流站變電站變電站變電站特大型電廠直屬電廠省屬電廠市屬電廠縣屬電廠 收集各大區(qū)網省網信息，監(jiān)視重要監(jiān)測點運行工況并統(tǒng)計分析制作報表

6、進行大區(qū)互聯(lián)系統(tǒng)的各種計算，校核計算結果正確性并向下傳達處理有關信息，參與規(guī)劃及各種指標制定和審查，做中、長期安全經濟運行分析負責跨省網的超高壓線路安全運行，按規(guī)定的發(fā)用電計劃及監(jiān)控原則進行管理，提高電能質量和運行水平網調的具體任務包括實現電網的數據采集和監(jiān)控、經濟調度以及有實用效益的安全分析進行負荷預計，制定開停機計劃和水火電經濟調度的日分配計劃，閉環(huán)或開環(huán)的指導自動發(fā)電控制省(市)間和有關大區(qū)電網的供/受電量計劃編制和分析進行潮流、穩(wěn)定、短路電流及離線或在線的經濟運行分析計算，通過計算機數據通信校核各種分析計算結果的正確性并上報、下傳。進行大區(qū)電網繼電保護定值計算及其調整試驗大區(qū)電網中系統(tǒng)

7、性事故的處理大區(qū)電網系統(tǒng)性的檢修計劃安排。統(tǒng)計、報表及其它業(yè)務國調縣調網調省調地(市)調樞紐變電站、換流站樞紐變電站、換流站變電站變電站變電站特大型電廠直屬電廠省屬電廠市屬電廠縣屬電廠負責省內電網的安全運行監(jiān)控、操作、事故處理和無功/電壓調整,并按照規(guī)定的發(fā)電計劃及監(jiān)控原則進行管理，提高電能質量和運行水平實現電網的數據采集和監(jiān)控、經濟調度以及有實用效益的安全分析進行負荷預測，負責省網的安全運行，編制省網的運行方式，制定開停機計劃和水火電經濟調度的日分配計劃和設備檢修計劃并下發(fā)，閉環(huán)或開環(huán)的指導自動發(fā)電控制。地區(qū)間和有關省網的供/受電量計劃編制和分析進行潮流、穩(wěn)定、短路電流及離線或在線的經濟運行

8、分析計算，通過計算機數據通信校核各種分析計算結果的正確性并上報、下傳。國調縣調網調省調地(市)調樞紐變電站、換流站樞紐變電站、換流站變電站變電站變電站特大型電廠直屬電廠省屬電廠市屬電廠縣屬電廠負責區(qū)內的運行監(jiān)視，遙控、遙調操作、事故處理和無功/電壓調整，與省調和縣調交換實時信息。負責所轄地區(qū)的用電負荷管理及負荷控制監(jiān)控110KV以下等級電網指揮系統(tǒng)的運行和倒閘操作。充分發(fā)揮本系統(tǒng)的發(fā)供電設備能力，保證系統(tǒng)的安全運行和對用戶的連續(xù)供電。合理安排運行方式，在保證電能質量的前提下，使本系統(tǒng)在最佳方式下運行 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論三、調度計劃的具體內容 根據國內外實踐經驗和慣例，一般分為年

9、調度計劃， 季（月）調度計劃及日調度計劃。其中具有實際操作意義 的是月調度計劃和日調度計劃。 四、調度指令的發(fā)布和執(zhí)行 值班調度員， 調度操作票。 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論五、各級電網調度的日?；竟ぷ?1）預測負荷 2）編制電力系統(tǒng)的運行方式 3）指揮正常運行時的倒閘操作 4）指揮電網事故處理 5）負責電網經濟調度 6）負責電網其它一些綜合性計劃 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論第三節(jié) 電網調度自動化系統(tǒng)與配電自動化系統(tǒng)一、電網調度自動化與電力系統(tǒng)的綜合自動化 電力系統(tǒng)自動化分類 信息就地處理的自動化系統(tǒng)信息集中處理的自動化系統(tǒng) 繼電保護 勵磁自動調節(jié)系統(tǒng) 按頻率自動減負荷裝置

10、電網調度自動化系統(tǒng) 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論二、電網調度自動化系統(tǒng)按功能的分類 1）監(jiān)視控制與數據采集系統(tǒng) SCADA 2) SCADA+AGC+EDC 3) 能量管理系統(tǒng)EMS 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 電網調度自動化系統(tǒng)的設備構成 可分為調度端設備、場站端設備、遠動通道三大部分 1) 信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng) 2) 信息傳輸子系統(tǒng) 3) 信息處理及運行狀態(tài)分析和控制子系統(tǒng) 4) 人機聯(lián)系子系統(tǒng) 調度自動化系統(tǒng)功能構成示意圖 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論一、電網調度自動化發(fā)展的初級階段 布線邏輯式遠動技術的采用。主要內容是“四遙”即遙測(YC)、遙信(YX)、遙控(YK

11、)和遙調(YT)。 安裝于各廠站的遠動裝置，采集各機組出力、各線路潮流和各母線電壓等實時數據，以及各斷路器等開關的實時狀態(tài)，然后通過遠動通道傳給調度中心，并直接顯示在調度臺的儀表和系統(tǒng)模擬屏上。 遠動技術還進一步提供了遙控、遙調的手段，采用這些手段，可以在調度中心直接對某些開關進行合閘和斷開的操作，對發(fā)電機的出力進行調節(jié)。第四節(jié) 電網調度自動化技術的發(fā)展歷程及展望第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 二、電網調度自動化發(fā)展的第二階段 電子計算機在電力系統(tǒng)調度工作中的應用。 現代電力系統(tǒng)的結構和運行方式越來越復雜，人們對電能質量及供電可靠性的要求越來越高，對系統(tǒng)運行的經濟性也越來越重視。全面解決這

12、些問題，就需要對大量數據進行復雜的計算。 計算機因此參與了電力系統(tǒng)監(jiān)測及控制，出現了SCADA系統(tǒng)，出現了AGC/EDC及安全分析等功能，在此基礎上，又出現了包含許多高級功能的EMS系統(tǒng)。 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 三、電網調度自動化發(fā)展的快速階段 近年來，隨著計算機技術、通信技術和網絡技術的飛速發(fā)展，SCADAEMS技術進入了一個快發(fā)展階段。系統(tǒng)結構和配置發(fā)生了很大的變化，功能也越來越豐富，在短短數年間就經歷了從集中式到分布式又到開放分布式的三代推進， 用戶已經遍及國內各省市地區(qū)。 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 EMS系統(tǒng)的發(fā)展方向- 即插即用的開放式系統(tǒng) 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展

13、和電力體制改革的深化，為保證電網安全、優(yōu)質和經濟運行，并為電力市場化運作提供技術支持，電力調度中心可能同時運行多個應用系統(tǒng)。例如能量管理系統(tǒng)(EMS)、電能量計量系統(tǒng)、調度生產管理系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)(DMS)和電力市場技術支持系統(tǒng)等；每個系統(tǒng)中可能同時包括了多個應用。 系統(tǒng)要滿足分布性，可移植性，互操作性。 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 基于GPS統(tǒng)一時鐘的EMS及動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng) 電網調度自動化系統(tǒng)展望 開放式系統(tǒng)發(fā)展方向 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 配電自動化系統(tǒng)是可以使電力企業(yè)在遠方以實時方式監(jiān)視、 協(xié)調和操作各種配電設備的系統(tǒng)（DAS）。 其具體功能有： 監(jiān)視- 采集狀態(tài)量，判定配電系統(tǒng)實時狀態(tài) 控制- 控制配電設備，改變當前配電系統(tǒng)工況 保護- 自動識別故障點，進行故障隔離 四、配電自動化系統(tǒng) 第一章 電力系統(tǒng)控制及其自動化概論 配電自動化是利用現代電子、計算機、通信及網