電力系統(tǒng)自動化完整版

1、同步發(fā)電機組并列時遵循的原則（1）并列斷路器合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能的小,其瞬時最大值一般不宜超過 12 倍的額定電流（2）發(fā)電機組并入電動.同步發(fā)電機的并列方法：準同期并列，自同期并列。設(shè)待并發(fā)電機組G 已經(jīng)加上了勵磁電流，其端電壓為 UG，調(diào)整待并發(fā)電機組 UG 的狀態(tài)參數(shù)使之符合并列條件并將發(fā)電機并入系統(tǒng)的操作，成為準同期并列.發(fā)電機并列的抱負條件:并列斷路器兩側(cè)電源電壓的三個狀態(tài)量全部相等。自同期并列：未加勵磁電流的發(fā)電機組脈動電壓含有同期合閘所需要的全部信息,機電壓及系統(tǒng)電壓有關(guān)。是由勵磁調(diào)整器,勵磁功率單元和發(fā)電機構(gòu)成的一個反饋把握系統(tǒng)。同步發(fā)電機勵磁把握系統(tǒng)的任務(wù)（1電壓把握2把

2、握無功功率的安排提高同步發(fā)電機并聯(lián)運行的穩(wěn)定性。為了便于爭辯，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定兩類。靜態(tài)穩(wěn)定是暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在某一正常運行方式下突然患病大擾動后，能否過渡到一個新的穩(wěn)定運行狀態(tài)或者恢復到原來運行狀態(tài)的力量。對勵磁系統(tǒng)的基本要求（一錯誤! 具有較小的時間常錯誤! 應(yīng)發(fā)電機電壓凹凸，以維持發(fā)電機電壓在給定水平；錯誤!勵磁調(diào)整器應(yīng)能合錯誤! 錯誤! 勵磁調(diào)整器應(yīng)能快速反應(yīng)系統(tǒng)故障，具備強行勵磁把握功能，以提高暫態(tài)穩(wěn)定和改善系統(tǒng)運行條件.（二）對勵磁功率單元要求：錯誤!要求勵磁功率單元有足夠的牢靠性并具有肯定的調(diào)整容量；錯誤!具有足夠的勵磁頂值電壓和電壓上升速度。機勵磁系統(tǒng)他

3、勵溝通勵磁機勵磁系統(tǒng)無刷勵磁系統(tǒng) ；靜止勵磁系統(tǒng)無功電流的合理安排。勵磁調(diào)整器的型式很多，但自動把握系統(tǒng)核心部分相像。基本把握由測量比較、綜合放大、移相觸發(fā)單元組成。測量比較單元的作用是測量發(fā)電機電壓并變換為直流電壓，與給定的基準電壓相比較,得出電壓的偏差信號。綜合放大單元是溝通測量比較單元及調(diào)差單元與移相觸發(fā)單元的一個中間單元，來自測量比較單元及調(diào)差單元的電壓信號在綜合放大單元與勵磁限制、穩(wěn)定把握及反饋補償?shù)绕渌麕椭{(diào)整信號加以綜合放大 ,用來得到滿足移相觸發(fā)單元相位把握所需的把握電壓。移相觸發(fā)單元是勵磁調(diào)整器的輸出單元，依據(jù)綜合放大單元送來的綜合把握信號的變化，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)功率整

4、發(fā)電機欠勵磁運行時，發(fā)電機吸取系統(tǒng)的無功功率，這種運行狀態(tài)稱為進相運行。調(diào)頻的目的是調(diào)整系統(tǒng)頻率為額定值。電力系統(tǒng)中實現(xiàn)頻率和有功功率自動調(diào)整的方法（1有差調(diào)頻法（2）（5)分區(qū)調(diào)頻法。有差調(diào)頻優(yōu)缺點：各調(diào)頻機組同時參與調(diào)頻，沒有先后之分；方案外負荷在調(diào)頻機組間是按肯定的比例安排的；頻率穩(wěn)定值的偏差較大。主導發(fā)電機法優(yōu)缺點:、,方案外的負荷能在全部參與調(diào)頻的機組間按肯定的比例進行安排，其缺點是頻率積差信號滯后于頻率瞬時值的變化，因此調(diào)整過程緩慢。分區(qū)調(diào)頻法 （重點)當多個省級或區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)合成一個大的電力系統(tǒng)時，為了協(xié)作分區(qū)調(diào)度的管均接受分區(qū)調(diào)頻的方法.分區(qū)調(diào)頻法的特點是區(qū)內(nèi)負荷的非方案負荷變動

5、主要由率應(yīng)當維持方案值不變。電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的措施：發(fā)電機把握調(diào)壓,把握變壓器變比調(diào)壓，利用無功功率補償設(shè)備調(diào)壓,利用串聯(lián)電容器把握電壓電力系統(tǒng)的無功功率電源：同步發(fā)電機、同步調(diào)相機及同步電動機、并聯(lián)電 容器、靜止無功功率補償器(SVC)電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)：保證供電的質(zhì)量優(yōu)良；保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟 性;保證較高的平安水平(選用具有足夠的承受事故沖擊力量的運行方式)；保證供應(yīng)強有力的事故處理措施.遠動技術(shù)的主要內(nèi)容YC、遙信Y、遙控Y調(diào)（YT）SCADA 子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸及處理、計算與把握、人機界面及告警處理等。功能：當?shù)毓δ埽簩τ腥酥蛋嗟妮^大站點，配有CRT、打印機等，可完成:程

6、序消滅;自主監(jiān)視主、備通信信道及切換功能；個別插件損壞診斷報告等功能。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的工作方式：單工、半雙工、全雙工循環(huán)式規(guī)約(CDT)和問答式規(guī)約（Polling)（一)通信規(guī)約:在通信網(wǎng)中為了保證通信雙方能正確、有效、牢靠地進行數(shù)調(diào)的工作，這些規(guī)定稱為數(shù)據(jù)傳輸把握規(guī)程,簡稱為通信規(guī)約。通信規(guī)約明確規(guī)范的問題：要有共同的語言；要有全都的操作步驟，即 把握步驟；要規(guī)定檢查錯誤以及消滅特別狀況時計算機的應(yīng)付方法。（數(shù)據(jù)編碼、傳輸把握字符、傳輸報告格式、呼叫和應(yīng)答方式、差錯把握步驟、通信方式(指單工、半雙工、全雙工通信方式)、同步方式、傳輸速率.(二)循環(huán)式通信規(guī)約：按循環(huán)方式工作時，廠、所RTU

7、享有發(fā)送信息的主動權(quán)。每個RTU都要獨占一條到調(diào)度中心的信道（稱點對點方式 RTU 皆由放射式線路相連。發(fā)送端與接收端保持嚴格的同步，信息按事先商定的先后次序排列,并一次次循環(huán)發(fā)送。由調(diào)度中心發(fā)給RTU(全雙工通道上、下行通信可同時進行，不是循環(huán)的。（三）問答式通信規(guī)約.也儲起來,當主站輪詢到本站時才組裝發(fā)送出去。權(quán)。,需要規(guī)定其死區(qū)范圍。遙測量配有數(shù)字濾波，因而還要規(guī)定濾波系數(shù)。問答式規(guī)約中主站與子站的通信項目可按功能來劃分。 主站向子站發(fā)送的命令大致可分為如下幾個方面：初始化設(shè)置參數(shù)類，有設(shè)置掃描周期、設(shè)置 ,RTU的投入或退出工作;電源合閘確認,以及遙控、診斷報文。子站對主站的響應(yīng)有兩類

8、：一類是對主站命令的簡短響應(yīng)，即確定性確認或 否定性確認；另一類是遵照主站命令回答相應(yīng)的具體數(shù)據(jù)。應(yīng)答式規(guī)約的特點：RTU 有問必答，當 RTU 收到主機查詢命令后，必需在規(guī)定的時間內(nèi)應(yīng)答，否則視為本次通信失敗；RTU 無問不答，當 RTU未收到主機查詢命令時，確定不允許主動上報信息。應(yīng)答式規(guī)約的優(yōu)點RTU 以共線的方式共用一個通道；應(yīng)答式規(guī)約接受變化信息傳送策略，從而大大壓縮了數(shù)據(jù)塊的長度 ,也可以接受半雙,因此通道適應(yīng)性強。通信信道:電力載波通信；光纖通信；微波中繼通信與衛(wèi)星通信前置機系統(tǒng)擔負著與廠所 RTU 和各分局的數(shù)據(jù)通信及通信規(guī)約解釋等任SCADA/EMS 系統(tǒng)的橋梁基礎(chǔ)。前置主機

9、為雙機配置，一臺為主機，另一臺為備用機。值班前置主機擔負以下任務(wù):與系統(tǒng)服務(wù)器及 SCADA 工作站通信；與務(wù)器的參數(shù)。備用前置機可能擔負的任務(wù)：監(jiān)聽前置主機的工作狀況,一旦前置主機發(fā) 信息,確定該通道的運行狀況。SCADA/EMS 前置機系統(tǒng)：前置機、終端服務(wù)器、切換裝置、通道設(shè)備AGC 的基本功能：使發(fā)電自動跟蹤電力系統(tǒng)負荷變化；響應(yīng)負荷和發(fā)電的隨機變化,維持區(qū)域間凈交換功率為方案值；對周期性的負荷變化按發(fā)電方案調(diào)整發(fā)電功率;監(jiān)視和調(diào)整備用容量，滿足電力系統(tǒng)平安要求。發(fā)電方案是 EMS 中發(fā)電級的核心應(yīng)用軟件，它向 AGC 供應(yīng)基點功率值，對電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度起著關(guān)鍵作用。：也稱火電系統(tǒng)經(jīng)濟

10、調(diào)度（EDC)，即在已知系統(tǒng)負荷、機組組合、水電方案、交換方案、備用監(jiān)視方案、機組經(jīng)濟特性、網(wǎng)絡(luò)損失特性和運行限制等條件下，依據(jù)等耗微增率準則，編制火電機組發(fā)電方案，使整個系統(tǒng)的發(fā)點費用最低。發(fā)電方案有兩種:編制次日(或周）24h（或 168h）的發(fā)電方案；編制指定時刻的發(fā)電方案交換方案可以通過以下三種不同的方式進行協(xié)調(diào)：自協(xié)調(diào)方式;電力交易 市場模式協(xié)商調(diào)度模式檢修方案即預先支配檢修時間、任務(wù)、人力、資源等，使電力系統(tǒng)預防性檢修的效果最優(yōu)。機組檢修的目的,從技術(shù)方面考慮，是為了使發(fā)電設(shè)備及各種組成部件的工作特性保持在允許的極限范圍內(nèi)，增加設(shè)備的牢靠性；從社會經(jīng)濟效益來看，是滿足用戶對供電牢靠

11、性的要求，使電能的生產(chǎn)成本最小，推遲新建電廠的投資.電力系統(tǒng)負荷猜測的分類:系統(tǒng)的負荷猜測、母線的負荷猜測短期負荷猜測、中期負荷猜測和長期負荷猜測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài):正常運行狀態(tài)、警戒狀態(tài)、緊急狀態(tài)、恢復狀態(tài)。正常運行狀態(tài)特點：系統(tǒng)滿足全部的約束條件，即有功功率和無功功率都保,電壓、頻率均在正常的范圍內(nèi),各種電力設(shè)備都在規(guī)定的限額內(nèi)運行，同時有足夠的備用裕度,可以承受各種估計的擾動，而不產(chǎn)生任何有害的后果.警戒狀態(tài)：各種約束條件也能滿足，但隨時都有可能由于一個偶然故障或漸進性的負荷增加，使某些不等約束條件被破壞，而校正越限時會導致丟失負荷.緊急狀態(tài)：系統(tǒng)頻率、電壓和某些線路潮流都可能嚴峻越限，

12、若不準時實行束條件也遭破壞。,在失去了很多負荷的條件下，等式約束條件也得到了滿足。快速潮流計算方法：直流潮流法；PQ分解法；等值網(wǎng)絡(luò)法的通信方案FTU 之間,使用多模光纖.（3)TTU 與電量集抄系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā).饋線自動化(FA)：饋線終端、饋線自動化的實現(xiàn)方式、重合器、分段器、就地把握饋線自動化、遠方把握的饋線自動化配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端有:（包括 FTU 和 DTU)；配電變壓器遠方終端(TT；變電所內(nèi)的遠方終端（RT）FTU 分為FTUFTU FTU 三類。饋線自動化方案分為就地把握和遠方把握兩種類型.前一種依靠饋線上安裝的重合器和分段器自身的功能來消退瞬時性故障和隔離永久性故障 ,

13、不需要FTU采集到故障前后的各種信息并傳送至把握中心，由分析軟件分析后確定故障區(qū)域和最佳供電恢復方案，最終以遙控方式隔離故障區(qū)域，恢復正常區(qū)域供電.就地把握方式優(yōu)點：故障隔離和自動恢復送電由重合器自身完成，不需要只適用于配電網(wǎng)絡(luò)相對比較簡潔的系統(tǒng)，要求配電網(wǎng)運行方式相對固定；這種實現(xiàn)方式對開關(guān)性能要求高 ，多次重合對設(shè)備及系統(tǒng)沖擊大.：故障定位快速，可快速實現(xiàn)非故障區(qū)段的自動恢復送電,開關(guān)動作次數(shù)少,缺點線路故障時，要求相應(yīng)的信息能準時傳送到上級站，上級站發(fā)送的把握信息FTU.48遠程自動抄表系統(tǒng)的構(gòu)成：電能表；抄表集中器和抄表交換機；電能計費中心的計算機網(wǎng)絡(luò)49.變電所綜合自動化系統(tǒng)的基本功

14、能：監(jiān)控子系統(tǒng)；微機愛護子系統(tǒng)； 信子系統(tǒng)50數(shù)字化變電所是指變電所信息的采集、傳輸、處理全過程實現(xiàn)數(shù)字化。主要特點包括：接受新型電流、電壓互感器代替常規(guī)電流、電壓互感器，將大電流、高電壓直接變換為數(shù)字信號或者低電頻信號；利用高速以太網(wǎng)構(gòu)成變電所數(shù)據(jù)采集及狀態(tài)和把握信號的傳輸系統(tǒng)；數(shù)據(jù)和信息實現(xiàn)基于IEC61850標準的統(tǒng)一建模；接受智能斷路器等一次設(shè)備，實現(xiàn)一次設(shè)備把握和監(jiān)視的數(shù)字化。51.當線路輸送功率較小時,線路 的容性電流引起的剩余無功功率使系統(tǒng)電壓上升，以致超過允許電壓范圍，為此，在自動勵磁調(diào)整器中設(shè)置了最小勵磁限制。52:幫助把握不參與正,僅在發(fā)生非正常運行工況、需要勵磁調(diào)整器具有

15、某些特有的限制功能時，通過信號綜合放大電路中的競比電路，閉鎖正常的電壓把握，使相應(yīng)的限制器起把握作用。53。以聯(lián)合系統(tǒng)為例，說明負荷變動是否發(fā)生在本區(qū)之內(nèi)答:設(shè)經(jīng)聯(lián)絡(luò)線由A 端流向B端的功率為PtieA,由B端流向A端的功率為Ptie。B，則必有Ptie.APtie。B=0，當B區(qū)內(nèi)負荷突然增長，A區(qū)負荷不變時，整個系統(tǒng)的頻率都會下降,即有f0。A、B兩區(qū)內(nèi)的調(diào)頻器隨即動作，增加各機組的輸出功率，聯(lián)絡(luò)線上就會消滅由A 端流向B 端的功率增加，即Ptie。A0, 與f異號；同時在另一端必有Ptie。B0,與f同號。A區(qū)的調(diào)頻方程式為：KAf+Ptie.A+PA=0其中PA為A區(qū)機組輸出的調(diào)頻功率

16、，當B區(qū)負荷,0PtiA；由于有適當因子AKfPtie.A0，于是調(diào),必有PA0A 區(qū)機組基本B 區(qū)輸出調(diào)頻功率;A 區(qū)負荷增加時，f 與 Ptie.A 都為負，于是調(diào)頻PA的方向進行調(diào)整。大題 負荷供電.假定調(diào)速器以各自的調(diào)差系數(shù)運行，試求各自擔當?shù)呢摵?。（基準容?000MVA）R1=0。06=0.24R2=0.064=0.16由于兩個發(fā)電單元都運行在同一頻率下，得 R1P1=R2P2L由于P1+P2=P將P2 的值代入得P1+1.5P1=L則結(jié)果為P1=0。2=200（MW）P2=1。5P1=0.3=300（MW） 一個區(qū)域有兩個發(fā)電單元，如表所示；這兩個單元為并聯(lián)運行，在額定 元2 供

17、應(yīng)500MW，現(xiàn)增加負荷130MW。系統(tǒng)初始頻率fo=60HZ.（1）假定沒有頻率敏感性負荷， 量。（基準容量為1000MVA）R1=0.04=0.1R2=0.05=0.0625L負荷變化量為R=0.13L穩(wěn)態(tài)頻率偏差標幺值為=SS因此.穩(wěn)態(tài)頻率偏差值為 f=-0。00560=0.30(HZ）新的頻率為 f=fo+f=60-0。30=59.70（HZ）兩個單元的發(fā)電變化量分別為 P1=-= 因此,穩(wěn)態(tài)頻率偏差值新的頻率為每個單元的發(fā)電變化量為 800MW.忽視線損和發(fā)電機輸出效率限制，試求最優(yōu)安排和總的成本。最優(yōu)安排的必要條件為:又由于，得最優(yōu)安排為，微增率為元/（MWh ） 某系統(tǒng)的用戶總功

18、率為，系統(tǒng)最大的功率缺額，負荷調(diào)整效應(yīng)系數(shù),自動減負荷動作后，期望恢復頻率值，試求接入減負荷裝置的負荷總功率 .減負荷動作后，殘留的頻率偏差相對值為如圖所示為降壓變壓器,變壓器參數(shù)及負荷、分接抽頭已標明,高最小負荷時的電壓為113kv，相應(yīng)負荷的低壓母線允許電壓上下限為 66。6kv，試選擇變壓器分接抽頭.31.5MVA110113KVSmax=28+j14MAV2.44+J40(歸算到高壓側(cè)）Smin=10+j6MAVRt+jXt首先計算最大負荷和最小負荷時變壓器的電壓損耗為UTmax=UTmin=假定變壓器在最大負荷和最小負荷運行時低壓側(cè)的電壓分 別為U2max=6kv 和U2min=6.6kv，則U1tmax=(1105.7）U1tmin=(1132。34）U1tav=(10