變電站綜自信號湊拼

1、電力系統(tǒng)安全運行監(jiān)控與事故預(yù)警內(nèi)容提要1、安全運行監(jiān)控與事故預(yù)警的必要性2、安全科學(xué)是保證電力系統(tǒng)運行安全性的理論基礎(chǔ)3、利用監(jiān)控系統(tǒng)降低電力系統(tǒng)的事故率4、電力系統(tǒng)的事故鏈及其監(jiān)控方法5、電氣設(shè)備安全運行狀態(tài)評估及其應(yīng)用6、電力安全監(jiān)控系統(tǒng)1、安全運行監(jiān)控與事故預(yù)警的必要性目前，電力自動化系統(tǒng)中與安全相關(guān)的內(nèi)容集中在：靜態(tài)安全分析和動態(tài)安全分析 繼電保護、LFC等安全自動裝置 故障錄波等安全分析裝置 電氣設(shè)備在線監(jiān)測裝置 報警信息（異常、故障）處理 上述內(nèi)容主要是關(guān)于電力系統(tǒng)異常、故障的，且側(cè)重于電氣元件1、必要性(續(xù))對電力系統(tǒng)事故的研究和應(yīng)用非常有限： 定性分析。如：安全檢查表 以事故后

2、分析結(jié)果為依據(jù)，探索避免事故的措施 缺乏事故前有效避免事故發(fā)生的預(yù)控措施 對電力系統(tǒng)事故發(fā)生的規(guī)律認識不足，電力系統(tǒng)事故的研究落后于其它行業(yè)1、必要性(續(xù))“8.14”美加大停電的反思：要求運行人員從海量信息中判斷電力系統(tǒng)安全狀態(tài)將威脅大型電力系統(tǒng)的安全運行向運行人員提供實用化的、功能全面的安全監(jiān)控功能是電力系統(tǒng)安全運行的要求EMS需要對安全變量進行優(yōu)化選擇和重點監(jiān)控必須向運行人員提供事故輔助決策手段1、必要性(續(xù))“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”和電力市場化對安全監(jiān)控提出了更高的要求單一設(shè)備故障引發(fā)系統(tǒng)連鎖性大事故的可能性增加，事故影響面擴大出現(xiàn)了一些目前認知十分有限的大電網(wǎng)特有的安全問題1

3、、必要性(續(xù))目前電力系統(tǒng)安全監(jiān)控存在的缺陷安全監(jiān)控基礎(chǔ)理論之一的可靠性理論無法解釋美加大停電中出現(xiàn)的小概率事件自動化系統(tǒng)向運行人員提供海量數(shù)據(jù)缺乏安全決策和事故輔助決策沒有考慮緊急狀況下“人”的缺陷對安全決策的影響安全科學(xué)的理論體系尚未完全形成，缺乏安全監(jiān)控的理論指導(dǎo)。2、安全科學(xué)是保證電力系統(tǒng)運行安全性的理論基礎(chǔ)安全科學(xué)的理論體系的發(fā)展經(jīng)歷了具有代表性的三個階段： 20世紀50年代以前：事故學(xué)理論 20世紀50年代到80年代：危險分析與風險控制理論 20世紀90年代以后，現(xiàn)代安全科學(xué)2、安全科學(xué)（續(xù)）事故學(xué)理論的基本出發(fā)點是事故，以事故為研究的對象和認識的目標，在認識論上主要是經(jīng)驗論和事后

4、型的安全哲學(xué)。事故學(xué)理論包括： 事故分類學(xué)（按照管理要求分類的加害物分類法、事故程度分類法、損失工日分類法、傷害程度與部位分類法等，按照預(yù)防需要分類的致因物分類法、原因體系分類法、時間規(guī)律分類法、空間特征分類法等）2、安全科學(xué)（續(xù)）事故模型論（因果連鎖模型即多米諾骨牌模型、綜合模型、軌跡交叉模型、人為失誤模型、生物節(jié)律模型、事故突變模型） 事故致因理論（事故頻發(fā)傾向論、能量意外釋放論、能量轉(zhuǎn)移論、兩類危險源論） 2、安全科學(xué)（續(xù)） 事故預(yù)測理論（線性回歸論、趨勢外推論、規(guī)范反饋論、災(zāi)變預(yù)測論、灰色預(yù)測論） 事故預(yù)防理論（三E對策論、事后對策論）2、安全科學(xué)（續(xù)）基于事故學(xué)理論，電力系統(tǒng)多年來廣

5、泛采用了事故的定性分析方法，即對事故進行詳細的調(diào)查分析、進行事故規(guī)律研究、采用事后型管理模式、執(zhí)行三不放過原則、注重事故致因研究、強化事后整改對策。 危險分析與風險控制理論以危險和隱患作為研究對象，其理論基礎(chǔ)是對事故因果性的認識，以及對危險和隱患事故鏈的確認。危險分析與風險控制理論確認了人、機、環(huán)境、管理事故綜合要素，主張工程技術(shù)硬手段與教育、管理軟手段綜合措施，提出了超前防范和預(yù)先評估的概念和思路。 危險分析與風險控制理論包括： 安全分析理論（FTA故障樹分析、ETA事件樹分析、SCL安全檢查表、FMEA故障類型及影響分析） 安全評估理論（安全系統(tǒng)綜合評估、安全模糊評估、安全灰色系統(tǒng)評估）

6、風險分析理論（風險辨識、風險評估、風險控制） 人機可靠性理論 隱患控制理論（重大危險源、重大隱患控制、無隱患管理）。 在電力系統(tǒng)中，安全檢查表、危險點分析、故障類型和影響分析、魚刺圖分析、事件樹分析、事故樹分析等定性預(yù)先型安全性分析方法首先得到應(yīng)用 現(xiàn)代安全科學(xué)以安全系統(tǒng)作為研究對象，建立了人物能量信息的安全系統(tǒng)要素體系，提出系統(tǒng)自組織的思路，確立了系統(tǒng)本質(zhì)安全的目標現(xiàn)代安全科學(xué)從安全系統(tǒng)的動態(tài)特性出發(fā)，研究人、社會、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟等因素構(gòu)成的安全大協(xié)調(diào)系統(tǒng)，更加強調(diào)安全系統(tǒng)的人物能量信息四要素，即人的安全素質(zhì)、設(shè)備和環(huán)境的安全可靠、生產(chǎn)過程中能量的安全作用、充分可靠的安全信息流?，F(xiàn)代安全科

7、學(xué)尚未形成理論體系 3、利用監(jiān)控系統(tǒng)降低電力系統(tǒng)的事故率理論思路： 證明年事故期望次數(shù)的可預(yù)測性 研究年事故期望次數(shù)預(yù)測的統(tǒng)計差分模型 根據(jù)統(tǒng)計差分模型研究如何進行監(jiān)控1、在0,t內(nèi)，電力系統(tǒng)發(fā)生事故的期望次數(shù)等價于同期累計事故率函數(shù)值。 2、事故間隔樣本事故間隔期的概率分布密度函數(shù) 事故期望次數(shù)預(yù)測若事故間隔期的概率分布密度函數(shù)不變，根據(jù)年事故次數(shù)樣本，可以預(yù)測電力系統(tǒng)未來某一段時期內(nèi)的事故期望次數(shù)。統(tǒng)計差分模型（續(xù)）可以將事故影響因素取值空間分層兩個部分： 促使事故發(fā)生的因素 減少事故發(fā)生的因素按照大系統(tǒng)理論中的變量集結(jié)法 ：所有促使事故發(fā)生的因素共同作用 危險指數(shù)H(k) 所有減少事故發(fā)

8、生的因素共同作用 控制指數(shù) C(K)統(tǒng)計差分模型解析解如果觀測數(shù)據(jù)的總趨勢在考慮的時段范圍內(nèi)是朝事故次數(shù)減少的方向發(fā)展 利用監(jiān)控系統(tǒng)降低電力系統(tǒng)的事故率結(jié)論： 1、當電力安全系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時，電力系統(tǒng)年事故期望次數(shù)趨于一個穩(wěn)定的常數(shù)而不是0值，年事故期望次數(shù)具有可預(yù)測性。 2、要降低年事故期望次數(shù)： 必須對所有事故影響因素進行監(jiān)控，使控制指數(shù)C向增大方向、危險指數(shù)H向減小方向發(fā)展； 應(yīng)重點監(jiān)控對事故期望次數(shù)靈敏度大的事故影響因素和電力系統(tǒng)的事故鏈。事故影響因素的靈敏度利用層次分析法求事故影響因素的重要性權(quán)值 和將事故影響因素劃分成不同層次，建立層次結(jié)構(gòu)模型構(gòu)造判別矩陣層次單排序和一致性檢驗 層次

9、總排序和一致性檢驗 5、電氣設(shè)備安全運行狀態(tài)評估及其應(yīng)用理論思路： 提出電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的在線運行安全評估指標 對離線安全評估方法進行改進，使之適應(yīng)在線安全評估 利用安全評估結(jié)果進行安全預(yù)控電氣在線運行安全評估指標電氣設(shè)備的停運危險性：電氣設(shè)備在運行過程中，對應(yīng)于電氣設(shè)備運行的某種狀態(tài)，發(fā)生停運的可能性程度及與之對應(yīng)的后果的嚴重程度的乘積 和 都具有模糊性，所以Dr也具有模糊性，因此Dr可以用模糊評估值 來表示電氣在線運行安全評估指標基于電氣設(shè)備停運危險性的安全預(yù)控 如果該電氣設(shè)備的故障可能引起系統(tǒng)安全問題，可以考慮全部轉(zhuǎn)移該電氣設(shè)備的潮流或重新安排運行方式，將該電氣設(shè)備立即停電檢修 如果電力系統(tǒng)

10、的當前運行方式不允許該設(shè)備停電檢修（如電力系統(tǒng)已經(jīng)處于N-1狀態(tài)下就經(jīng)常如此），應(yīng)該盡可能降低該設(shè)備上的潮流 按照電氣設(shè)備安全狀況進行安全約束調(diào)度，讓停運危險性大的電氣設(shè)備承擔較小的潮流，讓停運危險性小的設(shè)備承擔較大的潮流 如何構(gòu)建變電站安全監(jiān)控系統(tǒng)基本思路：1、研究變電站安全監(jiān)控系統(tǒng)的特征2、研究構(gòu)建變電站安全監(jiān)控系統(tǒng)的平臺3、構(gòu)建安全監(jiān)控系統(tǒng)變電站安全監(jiān)控系統(tǒng)的特征集成和處理設(shè)備、環(huán)境、人和管理四個方面的知識流 對各個不同的崗位產(chǎn)生有效的實時安全知識流 可以進行變電站的事故安全預(yù)警與決策構(gòu)建變電站安全監(jiān)控系統(tǒng)的平臺應(yīng)該可以方便地實現(xiàn)變電站安全監(jiān)控系統(tǒng)的典型特征實時在線應(yīng)用的智能管理系統(tǒng)IN

11、TEMOR 可以滿足要求，其特點是：集成了符號推理、數(shù)值計算、不同的知識庫系統(tǒng)、實時控制、Internet、通信技術(shù)，它有能力處理相互沖突的信息，并且用戶很容易更改知識庫。INTEMOR系統(tǒng)處理上述實時知識流，采用正向推理判斷事故，采用反向推理尋找事故原因，系統(tǒng)不僅提供了正常運行的狀態(tài)監(jiān)視，而且在事故早期給操作人員提供了采取快速恰當行動的措施，解釋事故發(fā)生的原因和后果，同時提供專家建議和在各種手冊/規(guī)則中的相關(guān)依據(jù) 變電站綜合自動化基本概念相關(guān)基本概念變電站自動化變電站綜合自動化無人值班無人值守SCADA調(diào)度自動化系統(tǒng)EMSEEMSRTU四遙遙視事件順序記錄事故追憶故障錄波VQC小電流接地選線

12、1、變電站自動化計算機技術(shù)變電站系統(tǒng)或設(shè)備） |（通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)變電站系統(tǒng)或設(shè)備）| （其它各種新技術(shù)變電站系統(tǒng)或設(shè)備） 變電站自動化變電站自動化是基于微機的變電站二次系統(tǒng)或設(shè)備2、變電站綜合自動化變電站綜合自動化系統(tǒng)是將變電站的二次設(shè)備（包括控制、信號、測量、保護、自動裝置、遠動等）利用計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)，通過功能組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和調(diào)整的一種綜合性的自動化系統(tǒng)特點：功能綜合化；設(shè)備、操作、監(jiān)視微機化；結(jié)構(gòu)分層分布化；通信網(wǎng)絡(luò)化光纖化；運行管理智能化3、無人值班變電站無固定值班人員在當?shù)剡M行日常監(jiān)視與操作是一種管理上的概念實現(xiàn)無人值班不一定要求實現(xiàn)變電站綜

13、合自動化對于35kV及以上變電站，對變電站一次系統(tǒng)和綜合自動化技術(shù)提出了較高技術(shù)要求4、無人值守變電站既無固定值班人員、又無留守人員是一種管理上的概念實現(xiàn)無人值守不一定需要實現(xiàn)變電站綜合自動化對于35kV及以上變電站，實現(xiàn)無人值守必須有較強的自動化技術(shù)支撐無人值班不等于無人值守5、SCADASupervisory Control And Data Acquisition就是通常意義下的“監(jiān)控系統(tǒng)”實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信息顯示、監(jiān)視控制、告警處理、事件順序記錄、數(shù)據(jù)計算、事故追憶等功能變電站自動化與無人值班、無人值守的關(guān)系變電站無人值班是一種管理模式，而變電站自動化則是指變電站自動裝置和系統(tǒng)，綜合自動

14、化不過是其中一種新型的自動化系統(tǒng)而已變電站自動化是無人值班變電站可靠的技術(shù)支撐和物質(zhì)基礎(chǔ)，兩者的目標都是為了提高供電可靠性和電力工業(yè)效益不存在固定的依賴和前提關(guān)系6、調(diào)度自動化系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)借助遠動系統(tǒng)收集各個發(fā)電廠和變電所得信息，如開關(guān)狀態(tài)、線路潮流等，經(jīng)過調(diào)度分析與決策，對電力系統(tǒng)實施控制和調(diào)整，控制和調(diào)整命令經(jīng)過遠動系統(tǒng)下送執(zhí)行職能：控制整個電力系統(tǒng)的運行方式，使電力系統(tǒng)在正常狀態(tài)下能滿足安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟地向用戶供電的要求；在缺電狀態(tài)下做好負荷管理；在異常和事故狀態(tài)下迅速恢復(fù)正常供電7、EMSEnergy Management System EMS是調(diào)度自動化系統(tǒng)的較高級形式實現(xiàn)SC

15、ADAAGCEDU安全分析等高級功能8、EEMSExtend EMS適應(yīng)電力市場需求的EMS9、RTU在發(fā)電廠、變電所內(nèi)按遠動規(guī)約完成遠動數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送、接收以及輸出執(zhí)行等功能的設(shè)備稱為遠動終端（Remote Terminal Unit，即 RTU）10、四遙遙測，又稱遠程測量（Telemetering），是指運用遠程通信技術(shù)傳送被測參量的測量值遙信，又稱遠程信號（Telesignal、Teleindication），是對狀態(tài)信息的遠程監(jiān)視遙控，又稱遠程切換（Teleswitching），是指對具有兩個確定狀態(tài)的運行設(shè)備所進行的遠程操作遙調(diào)，又稱遠程整定（Teleadjusting），是

16、指對具有不少于兩個設(shè)定值的運行設(shè)備進行遠程操作11、遙視利用音頻技術(shù)、視頻技術(shù)或其它安防技術(shù)實現(xiàn)對變電站運行環(huán)境的監(jiān)控12、事件順序記錄SOE、SER按照時間順序記錄事故、故障和異常的發(fā)生情況對遠動主站而言，事件順序記錄特指保護跳閘及其相關(guān)信息由于對時的原因，事件順序記錄在站內(nèi)應(yīng)用較好，但站間的應(yīng)用效果很差13、事故追憶記錄斷路器事故跳閘前后一段時間內(nèi)模擬量的有效值變化過程有的系統(tǒng)可以每周波記錄一次有效值；有的系統(tǒng)等間隔記錄一次有效值由于CT飽和特性的限制，事故追憶僅僅具有參考價值14、故障錄波記錄斷路器事故跳閘前后一段時間內(nèi)電壓、電流、頻率等模擬量的故障波形（動態(tài)）有相關(guān)的國家標準15、VQ

17、C電壓無功控制實現(xiàn)變電站或局部電網(wǎng)的補償設(shè)備自動投切或調(diào)整，以及變壓器分接頭的自動調(diào)整16、小電流接地選線在小電流接地系統(tǒng)中，如果發(fā)生單相接地故障，可以自動判斷是哪回線路發(fā)生了單相接地電力自動化基本理論常用基本原理1、分層原理2、分布式系統(tǒng)3、PCM4、采樣定理及其應(yīng)用5、有效信息流6、滑動監(jiān)控窗口7、冗余容錯技術(shù)一、分層原理層：按縱向劃分的結(jié)構(gòu)上相對獨立、功能上也相對獨立的部分一個復(fù)雜系統(tǒng)按縱向可以劃分成很多層：分層原理要求：各層結(jié)構(gòu)上相對獨立、功能上也相對獨立層與層之間的接口應(yīng)該盡可能簡單、接口信息量應(yīng)該盡可能小下層為上層提供服務(wù)上層在下層的基礎(chǔ)上實現(xiàn)更高級的功能層與模塊：模塊是同一層中（

18、橫向）結(jié)構(gòu)和功能相對獨立的部分每一層可以劃分成多個模塊模塊劃分原則：各模塊結(jié)構(gòu)上相對獨立、功能上也相對獨立；模塊間的接口應(yīng)該盡可能簡單、接口信息量應(yīng)該盡可能小電力系統(tǒng)為什么要采用分層監(jiān)視與控制？ 復(fù)雜大系統(tǒng) 有功功率和無功功率動態(tài)平衡 P G PLD + DP f Q G QLD + DQ u 不可能在同一地點對電力系統(tǒng)進行監(jiān)視控制，也不可能在同一時間對整個電力系統(tǒng)的自動化同時建設(shè)電力系統(tǒng)分層調(diào)度國家調(diào)度中心大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心省調(diào)度中心地區(qū)調(diào)度所縣級調(diào)度所超大型電廠大型電廠、核電廠中型電廠地方小電廠500kV變電站220kV變電站110kV變電站負荷中心電力系統(tǒng)信息的分層傳輸元件狀態(tài)只傳輸給相關(guān)

19、管轄的調(diào)度一個廠站的運行狀態(tài)可能傳送給多個調(diào)度，例如網(wǎng)架上的變電站，但是根據(jù)分層調(diào)度原則傳送給多個調(diào)度的信息不應(yīng)該相同不加選擇地傳輸電力系統(tǒng)的信息只會造成信息風暴，加重調(diào)度主站處理信息的負擔，可能干擾運行人員的正確判斷，威脅電力系統(tǒng)的安全運行變電站自動化系統(tǒng)IEC標準模型變電站自動化系統(tǒng)IEC標準模型的7個接口I1：保護設(shè)備與變電站當?shù)刂髡窘涌贗2：保護設(shè)備之間接口I3：保護設(shè)備與控制設(shè)備之間接口I4：表用變壓器與保護、監(jiān)控設(shè)備接口I5：斷路器、變壓器與保護、監(jiān)控設(shè)備接口I6：監(jiān)控設(shè)備與變電站當?shù)刂髡窘涌贗7：技術(shù)服務(wù)典型的分層變電站自動化系統(tǒng)硬件分散性H1：只有一個控制單元的單個CPUH2：

20、有多個ALU的單個CPU，只有一個控制單元H3：分開的專用功能單元，比如帶一個浮點協(xié)處理器的CPUH4：帶多個CPU的多處理機，但只有一個單獨的I/O系統(tǒng)和一個全局存貯器H5：帶多個CPU的多計算機，多個I/O系統(tǒng)和多個本地存貯器控制分散性C1：單個固定控制點。（可能有多個CPU）C2：單個動態(tài)控制點。控制器在多個CPU間切換C3：固定的主/從結(jié)構(gòu)C4：動態(tài)的主/從結(jié)構(gòu)C5：使用同一控制器副本的多個同類控制點C6：使用不同控制器的多個異類控制點數(shù)據(jù)分散性D1：集中式數(shù)據(jù)D2：含有單一集中式目錄并且沒有本地目錄的分布式文件D3：每個站點都有復(fù)制數(shù)據(jù)D4：有一個主結(jié)構(gòu)的分區(qū)數(shù)據(jù)庫，主結(jié)構(gòu)保存所有文

21、件的一個完全副本D5：有一個主結(jié)構(gòu)的分區(qū)數(shù)據(jù)庫，主結(jié)構(gòu)僅保存一個完整的目錄D6：無主結(jié)構(gòu)文件或目錄的分區(qū)數(shù)據(jù)庫集中、分布、分散？通俗地講，如果一個自動化系統(tǒng)的部件局限在一個地方，它就是集中的；如果其部件在不同的地方，它就是分散的；當一個分散式系統(tǒng)不存在或僅存在有限的協(xié)作時，它是網(wǎng)絡(luò)的；當一個分散式系統(tǒng)存在緊密協(xié)作時，它是分布的分布式系統(tǒng)的屬性任意數(shù)目的進程任意數(shù)目的自治處理單元通過消息傳遞的通信進程協(xié)作通信延遲資源故障獨立故障化解網(wǎng)絡(luò)與分布計算機網(wǎng)絡(luò)不一定是分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)可以建立在計算機網(wǎng)絡(luò)上四、采樣定理一個頻帶限制在（0,fH）Hz內(nèi)的時間連續(xù)信號m(t)，如果以1/2fH秒的時間間隔

22、對它進行等間隔采樣，則m(t)可被所得到的采樣值ms(t)完全確定，即如果將ms(t)通過截止頻率為fH的低通濾波器，低通濾波器的輸出就是m(t)。采樣定理更一般地，對于帶寬為B帶通信號m(t)，其最高頻率為fH，一般fH不一定為B的整數(shù)倍，即 fH = nB + kB 0k2s)等方法對重要用戶連續(xù)供電。用于電能質(zhì)量控制的新型電力電力技術(shù)配電系統(tǒng)靜止無功補償器（DSTATCOM）不間斷電源（UPS） 動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器（DVR）有源電力濾波器（APF） 統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器（UPQC） 其他設(shè)備用于電能質(zhì)量控制的新型電力電力技術(shù)配電系統(tǒng)靜止無功補償器（DSTATCOM）不間斷電源（UPS） 動態(tài)電

23、壓調(diào)節(jié)器（DVR）有源電力濾波器（APF） 統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器（UPQC） 其他設(shè)備配電系統(tǒng)靜止無功補償器采用可關(guān)斷器件在電網(wǎng)三相之間實現(xiàn)無功交換，只要在直流側(cè)并聯(lián)較小容量的電容器，便可向電網(wǎng)進行實時動態(tài)無功補償，從而在很大程度上提高了電壓質(zhì)量。其動態(tài)響應(yīng)速度快(響應(yīng)時間小于10ms)，補償電流不依賴于系統(tǒng)電壓，諧波抑制能力強，抑制電壓閃變效果好(抑制電壓閃變可達20%以下)，占地面積僅為同容量SVC裝置的50%，有功損耗可比SVC低兩個百分點，有取代SVC裝置的趨勢。不間斷電源(UPS)動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器（DVR） 能在毫秒級內(nèi)將電壓跌落補償至正常值，保證敏感負荷供電電壓不受系統(tǒng)電壓故障的影響。

24、它主要由儲能單元、DC/AC逆變器模塊、連接變壓器等部分組成。DVR裝置只補償系統(tǒng)電壓中因干擾而缺失的部分，無需承擔負荷所需的全部電壓，因此與UPS相比容量可以更小，通常只需負荷容量的 1/51/3，因此造價可以大大下降。有源電力濾波器（APF）（1） 左圖 說明了APF的補償原理。設(shè)負荷電流為 ，其中的高次諧波含量為 ，若APF能產(chǎn)生與 幅值相等、相位相反的電流 ，則 與 綜合后電源側(cè)的電流 就會變成標準的正弦波形。下圖為APF原理結(jié)構(gòu)圖。 有源電力濾波器（APF）（2）APF 按電路拓撲結(jié)構(gòu)，可分為并聯(lián)型、串聯(lián)型、串-并聯(lián)混合型；按電源類型，可分為單相、三相三線制、三相四線制及有源線路調(diào)節(jié)

25、器(APLC)等。APF可以看作可控的電流源，因而可以主動快速(響應(yīng)時間可在 5ms 以下)補償負荷的諧波、無功功率或不平衡電流，而且這些不同的電流成分可以按需要分別補償，從而使非線性負荷流入系統(tǒng)的電流為基波電流、基波正序電流或純基波正序有功電流。目前，除少數(shù)幾臺 APF 已投入工業(yè)試運行外，其它大部分尚處于研制階段。UPQC 的主電路結(jié)構(gòu)分為串聯(lián)單元、并聯(lián)單元、直流儲能單元三個部分，它既可用于三相系統(tǒng)，也可用于單相系統(tǒng)，給電壓和電流波形都很敏感的重要負荷提供電源，還可以消除非線性負荷和沖擊性負荷對系統(tǒng)的影響，相當于在負載和系統(tǒng)之間進行了隔離。統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器（UPQC）（2）UPQC由串聯(lián)

26、APF和并聯(lián)APF串聯(lián)在一起組合而成。串、并聯(lián)APF的直流側(cè)使用共同的母線電容Cd。串聯(lián)APF通過變壓器的二次側(cè)在電路的輸入端與負載串聯(lián)，工作時相當于一個受控電壓源，其作用是對電網(wǎng)輸入電壓的波動和諧波進行補償。并聯(lián)APF在電路的輸出端與負載并聯(lián)，工作時相當于一個受控電流源，其作用是對負載所需的無功與諧波電流進行補償。L、C構(gòu)成無源濾波器，用來濾出APF產(chǎn)生的高次諧波。 現(xiàn)有 UPQC 采用的隔離方法基本上都是在并聯(lián)或者是串聯(lián)單元接入系統(tǒng)的地方增加隔離變壓器。但由于變壓器的非線性，它的引入也帶來很多不利的因素，如增加損耗，諧波通過頻帶寬窄以及移相等影響 UPQC 裝置的性能。目前 UPQC 研究

27、的重點為并聯(lián)部分與串聯(lián)部分的協(xié)調(diào)控制，即并聯(lián)部分為串聯(lián)部分提供良好的功率支撐，維持直流側(cè)電壓的穩(wěn)定，最終使并聯(lián)部分能保證負荷向系統(tǒng)注入的電流為純基波正序有功電流，而串聯(lián)部分則確保為敏感負荷提供三相平衡，動態(tài)波形質(zhì)量良好的電壓。其他設(shè)備固態(tài)切換開關(guān)(SSTS) 對于敏感負荷，為了保證可靠供電，一般需要供給兩路獨立的電源，一路運行，一路作為備用。一旦運行的電源出現(xiàn)故障，將敏感負荷迅速切換到另一路備用的電源是提高供電可靠性的重要措施。SSTS就是完成這種工作的。但 SSTS 存在的問題是，雙路電源要求完全獨立，而這種要求是非常高的，因為現(xiàn)代化的電網(wǎng)都是聯(lián)系在一起的，完全獨立的電源幾乎是不存在的。所以

28、除非安裝另一套獨立的發(fā)電系統(tǒng)，否則真正獨立的兩路電源是不存在的。 分布式發(fā)電技術(shù) 分布式發(fā)電主要指從配電網(wǎng)方進入電力系統(tǒng)的小容量發(fā)電資源。分布式發(fā)電技術(shù)可以較好地利用新的可再生能源發(fā)電并提高發(fā)電的效率，因此作為公用電網(wǎng)供電的補充，具有較大的發(fā)展?jié)摿?。特別是對于偏遠地區(qū)，分布式發(fā)電系統(tǒng)更是具有獨特的優(yōu)點，不但可以避免遠距離送電網(wǎng)路建設(shè)的巨大費用，而且可以提供可靠的綠色電力。分布式發(fā)電系統(tǒng)與互聯(lián)電力系統(tǒng)互為備用，互聯(lián)電力系統(tǒng)運行正常時負荷接在互聯(lián)電力系統(tǒng)上，一旦互聯(lián)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，分布式發(fā)電系統(tǒng)快速投入，保證負荷的可靠供電，對于現(xiàn)代精密制造等敏感負荷具有重要的意義。 其他裝置 靜止無功發(fā)生器（S

29、VG）、晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）、故障限流器（FCL）等。4 滿足不同電能質(zhì)量需求的中壓配電網(wǎng)4.1 滿足不同用戶電能質(zhì)量需求的用戶電力技術(shù) 滿足不同用戶電能質(zhì)量需求的控制技術(shù)也稱為用戶電力技術(shù)(custom power)，是美國Hingorani博士于1988年提出的概念：把大功率電力電子技術(shù)和配電自動化技術(shù)綜合起來，以用戶對電力可靠性和電能質(zhì)量要求為依據(jù)，為用戶配置所需要的電力。電力公司(或其他利益群體)利用用戶電力技術(shù)和新設(shè)備，可使單獨用戶或用戶群從配電系統(tǒng)得到用戶指定質(zhì)量水平的電力；用戶電力技術(shù)可以用來有效抑制或抵消電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種短時、瞬時擾動，可使

30、用戶供電可靠性達到不斷電、嚴格的電壓調(diào)整、低諧波電壓、沖擊和非線性負荷對終端電壓無影響等。IEC61850的目標（“變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)”）IEC61850的目標：解決變電站自動化系統(tǒng)的互操作性（而不是互換性）標準的目的既不是對在變電站運行的功能進行標準化，也不是對變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)的功能分配進行標準化 互操作性：一個制造廠或者不同制造廠提供的兩個或多IED交換信息和使用這些信息執(zhí)行特定功能的能力 互換性：不用改變系統(tǒng)內(nèi)的其他元件，用另一個制造廠的設(shè)備代替一個制造廠的設(shè)備的能力 必要性在變電站自動化系統(tǒng)中，各個不同制造廠采用采用了各自的特定專用通信協(xié)議，采用不同制造廠的智能電子設(shè)備時要求復(fù)雜和

31、高費用的協(xié)議轉(zhuǎn)換 隨著技術(shù)的發(fā)展，即使是同意制造廠的IED之間也存在協(xié)議轉(zhuǎn)換問題互操作性一直是變電站自動化系統(tǒng)的瓶頸變電站自動化系統(tǒng)三層次模型目前大量工程應(yīng)用的變電站自動化系統(tǒng)采樣了分層分布式，即整個變電站自動化系統(tǒng)分為變電站層和間隔層，間隔層設(shè)備主要對應(yīng)于一次間隔設(shè)備的保護、測量和控制在IEC 61850中，IEC/TC 57提出了3層次模型的變電站自動化系統(tǒng)構(gòu)架，即采用電子式電壓和電流互感器和開關(guān)的一次設(shè)備增加了智能接口后，這些智能化設(shè)備作為變電站的過程層采用3層次模型后，原來間隔層設(shè)備與互感器、開關(guān)的一次設(shè)備之間的電力電纜連接變?yōu)橥ㄐ烹娎|連接，并形成過程總線間隔（Bay）的定義變電站由具

32、有一些公共功能的緊密連接的部件組成，例如介于進線或者出線和母線之間的斷路器，帶斷路器和相關(guān)的隔離刀閘和接地刀閘的母聯(lián)，代表兩種電壓等級的兩條母線之間帶開關(guān)設(shè)備的變壓器。間隔的概念可適用于1 1/2斷路器和環(huán)形母線變電站配置，將一次斷路器和相關(guān)的設(shè)備組成一個虛擬間隔。這些間隔按被保護的電力系統(tǒng)子集組成，例如變壓器或者線路終端組成間隔，開關(guān)設(shè)備的控制有一些共同的限制諸如互鎖和已經(jīng)定義的操作順序。這些子集的標識對于維修（哪些部分可能同時斷開，減少對子集其余部分的影響）或者擴充設(shè)計。（如果一個新的線路將要投運，需要增加的部分）是非常重要的，這些子集被稱為間隔，由通用名稱為間隔控制器 進行管理，把繼電保

33、護系統(tǒng)稱為間隔繼電保護 數(shù)字化變電站邏輯接口 間隔層和變電站層之間保護數(shù)據(jù)交換； 間隔層與遠方保護之間保護數(shù)據(jù)交換； 間隔層內(nèi)數(shù)據(jù)交換； PT和CT輸出的采樣值； 過程層和間隔層之間控制數(shù)據(jù)交換； 間隔和變電站層之間控制數(shù)據(jù)交換； 變電站層與遠方工程師辦公地數(shù)據(jù)交換； 間隔之間直接數(shù)據(jù)交換，如聯(lián)鎖等快速功能； 變電站層內(nèi)數(shù)據(jù)交換； 變電站和遠方控制中心之間控制數(shù)據(jù)交換。邏輯節(jié)點IEC 61850從信息交換的角度把設(shè)備及其應(yīng)用功能分為邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)對象和數(shù)據(jù)屬性IEC 61850分組建立了91個邏輯節(jié)點的模型抽象通信服務(wù) 不同類型的信息，傳輸實時性要求不同變電站可能采用不同的通信網(wǎng)絡(luò)通

34、信技術(shù)的發(fā)展(IEC 60870-5基于RS 485通信技術(shù)，但目前廣泛應(yīng)用的是基于以太網(wǎng)通信的103協(xié)議，超出標準制定的預(yù)期)采用抽象通信服務(wù)接口可以很方便地適應(yīng)上述變化抽象通信服務(wù)不同類型的信息，傳輸實時性要求不同變電站可能采用不同的通信網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展(IEC 60870-5基于RS 485通信技術(shù)，但目前廣泛應(yīng)用的是基于以太網(wǎng)通信的103協(xié)議，超出標準制定的預(yù)期)采用抽象通信服務(wù)接口可以很方便地適應(yīng)上述變化變電站配置語言IEC 60870-5-103的通用分類服務(wù)中為了保護設(shè)備的擴展已經(jīng)提出了自描述概念：“提供了識別數(shù)據(jù)包括其類型、格式和描述的能力”，但103的通用分類服務(wù)僅僅能面向打印或其他可視化應(yīng)用，在具體的SAS工程中采用通用服務(wù)