電氣綜合自動化課件第一章概述

第一章概述主要內(nèi)容電力系統(tǒng)運行及監(jiān)控與調(diào)度自動化1電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能2第一節(jié)電力系統(tǒng)運行及監(jiān)控與調(diào)度自動化一、電力系統(tǒng)運行狀態(tài)1、電力系統(tǒng)運行的基本要求保證供電電能質(zhì)量保證系統(tǒng)較高的安全水平提高系統(tǒng)運行經(jīng)濟性盡可能減小對生態(tài)環(huán)境的有害影響正常運行狀態(tài)警戒狀態(tài)緊急狀態(tài)恢復(fù)狀態(tài)系統(tǒng)崩潰安全不安全危險解列儲備系數(shù)減小或干擾概率增大由于外界干擾使電壓、頻率、潮流越限系統(tǒng)保持原狀系統(tǒng)解列電力系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)正常運行狀態(tài)功率平衡頻率、電壓在允許范圍內(nèi)設(shè)備不過負(fù)荷足夠的安全儲備經(jīng)濟運行正常→警戒狀態(tài)負(fù)荷變動單向調(diào)節(jié)累積安全儲備減少運行參數(shù)臨界抗干擾能力下降警戒→正常狀態(tài)靜、動態(tài)穩(wěn)定分析調(diào)節(jié)發(fā)電機功率調(diào)整負(fù)荷改變運行方式警戒→緊急狀態(tài)嚴(yán)重干擾

短路、機組停機參數(shù)越限

電壓越限

頻率越限

設(shè)備過負(fù)荷緊急→警戒狀態(tài)告警緊急控制

事故預(yù)案

緊急→系統(tǒng)崩潰未及時采取措施系統(tǒng)失穩(wěn)

系統(tǒng)解列

切發(fā)電機

切除負(fù)荷維持子系統(tǒng)控制

維持區(qū)域供電系統(tǒng)崩潰→恢復(fù)機組啟動黑啟動恢復(fù)供電

系統(tǒng)并列

電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)基本構(gòu)成

信息就地處理系統(tǒng)就地、分散配置控制、保護

信息集中處理系統(tǒng)信息采集、通信、遠(yuǎn)方控制

二、電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化在電力系統(tǒng)中的地位與作用

信息就地處理系統(tǒng)繼電保護自動裝置同步發(fā)電機并列裝置電壓、無功自動調(diào)節(jié)裝置頻率及有功功率自動調(diào)節(jié)裝置低頻自動減負(fù)荷裝置故障測距、小接地選線備用電源自投入自動重合閘

信息集中處理系統(tǒng)變電所發(fā)電廠調(diào)度中心變電所發(fā)電廠變電所發(fā)電用電輸電變電配電RTUDTUFTU數(shù)據(jù)采集和傳輸應(yīng)用服務(wù)器電網(wǎng)調(diào)度

信息集中處理系統(tǒng)信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)信息傳輸子系統(tǒng)信息的收集、處理和控制子系統(tǒng)人機聯(lián)系子系統(tǒng)

電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)基本構(gòu)成信息就地處理系統(tǒng)---局部、事后信息集中處理系統(tǒng)---全局、預(yù)想、事前處理

互相補充不能替代三、電力系統(tǒng)分層控制1、我國電網(wǎng)的構(gòu)成

2002年我國對各電網(wǎng)公司重新進(jìn)行了劃分、整合，將電網(wǎng)劃分為6大電網(wǎng)，并成立兩個國有獨資有限責(zé)任公司，對6大電網(wǎng)進(jìn)行管理。這兩個公司為：

國家電網(wǎng)公司(StateGridCorporationofChina,英文縮寫：SGCC)

東北電網(wǎng)、華北電網(wǎng)、華中電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、西北電網(wǎng)

南方電網(wǎng)公司(ChinaSouthernPowerGridCo.,Ltd.，縮寫CSG）。

南方電網(wǎng)屬南方電網(wǎng)公司

西藏南方電網(wǎng)華中電網(wǎng)華東電網(wǎng)西北電網(wǎng)華北電網(wǎng)東北電網(wǎng)遼、吉、黑、蒙東北京、天津、河北、山西、山東、蒙西上海、安徽、江蘇、浙江、福建陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆廣東、廣西、云南、貴州、海南南方電網(wǎng)河南、湖北、湖南、江西、四川、重慶新疆西藏南方電網(wǎng)華中電網(wǎng)華東電網(wǎng)西北電網(wǎng)華北電網(wǎng)東北電網(wǎng)國網(wǎng)公司區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)格局2006年8月全疆實現(xiàn)互聯(lián)靈寶直流葛南直流龍政直流宜華直流500千伏辛洹線500千伏高姜雙回線江城直流三、電力系統(tǒng)分層控制信息調(diào)度令2、國家電網(wǎng)調(diào)度結(jié)構(gòu)五級分層調(diào)度管理1、國家級調(diào)度機構(gòu)（國調(diào)）：這是我國電網(wǎng)調(diào)度的最高級。在該中心中，通過計算機數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與各大區(qū)的控制中心相連接，協(xié)調(diào)確定各大區(qū)網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)潮流和運行方式，監(jiān)視、統(tǒng)計和分析全國的電網(wǎng)運行情況。(1)在線收集各大區(qū)網(wǎng)和有關(guān)省網(wǎng)的重點測點工況和全國電網(wǎng)運行狀況，作統(tǒng)計分析、生產(chǎn)報表。(2)進(jìn)行大區(qū)互聯(lián)系統(tǒng)的潮流、穩(wěn)定、短路電流及經(jīng)濟運行計算，通過計算機通信，校核計算的正確性，并向下一級傳送。(3)作中、長期安全、經(jīng)濟運行分析，并提出對策。2、大區(qū)級調(diào)度（網(wǎng)調(diào)）按統(tǒng)一調(diào)度、分級管理的原則，負(fù)責(zé)跨省大電網(wǎng)超高壓線路的安全運行并按規(guī)定的發(fā)供電計劃和監(jiān)控原則進(jìn)行管理，提高電能質(zhì)量和經(jīng)濟運行水平。(1)實現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控、經(jīng)濟調(diào)度和安全分析。(2)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，制定開停機計劃、水火電經(jīng)濟調(diào)度日分配計劃，閉環(huán)或開環(huán)指導(dǎo)自動發(fā)電控制。(3)省(市)間和有關(guān)大區(qū)網(wǎng)的供受電量的計劃編制和分析。(4)進(jìn)行潮流、穩(wěn)定、短路電流及離線或在線的經(jīng)濟運行分析計算，通過計算機通信校核各種分析計算的正確性并上報下傳。（5）進(jìn)行大區(qū)電網(wǎng)繼保定值計算及調(diào)整試驗（6）大區(qū)電網(wǎng)中系統(tǒng)性事故處理（7）大區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)性的檢修計劃安排（8）統(tǒng)計、報表及其他業(yè)務(wù)3、省級調(diào)度（省調(diào)）負(fù)責(zé)省網(wǎng)的安全運行監(jiān)控、操作、事故處理和無功/電壓調(diào)節(jié)，并按規(guī)定的發(fā)供電計劃和監(jiān)控原則進(jìn)行管理，提高電能質(zhì)量和經(jīng)濟運行水平。實現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控、經(jīng)濟調(diào)度以及有實用效益的安全分析。(2)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，負(fù)責(zé)省網(wǎng)的安全運行、編制省網(wǎng)運行方式，制定開停機計劃、水火電經(jīng)濟調(diào)度日分配計劃和設(shè)備檢修計劃并下發(fā)，閉環(huán)或開環(huán)指導(dǎo)自動發(fā)電控制。(3)地區(qū)間和有關(guān)省網(wǎng)的供/受電量計劃的編制和分析(4)進(jìn)行潮流、穩(wěn)定、短路電流及離線或在線的經(jīng)濟運行分析計算，通過計算機通信校核各種分析計算的正確性并上報下傳。4、地區(qū)調(diào)度（地調(diào)）負(fù)責(zé)區(qū)內(nèi)運行監(jiān)視、遙控、遙調(diào)操作、事故處理和無功/電壓調(diào)整，與省調(diào)和縣調(diào)交換實時信息；負(fù)責(zé)所轄地區(qū)的用電負(fù)荷管理既符合控制5、縣級調(diào)度（縣調(diào)）主要控制10KV及以下城鎮(zhèn)、農(nóng)村電網(wǎng)的運行（1）指揮系統(tǒng)的運行和倒閘操作（2）充分發(fā)揮本系統(tǒng)的發(fā)供電設(shè)備能力，保證系統(tǒng)的安全運行和對用戶連續(xù)供電（3）合理安排運行方式，在保證電能質(zhì)量的前提下，使本系統(tǒng)在最佳方式下運行。3、我國電網(wǎng)調(diào)度的基本原則統(tǒng)一調(diào)度、分級管理、分層控制在形式上，統(tǒng)一調(diào)度表現(xiàn)在調(diào)度業(yè)務(wù)上，下級調(diào)度必須服從上級調(diào)度的指揮。分級管理：是指根據(jù)電網(wǎng)分層的特點，為明確各級調(diào)度的責(zé)任和權(quán)限，有效地實施統(tǒng)一調(diào)度，有各級電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)在其調(diào)度管理范圍內(nèi)具體實施電網(wǎng)調(diào)度管理的分工。電網(wǎng)運行的統(tǒng)一調(diào)度、分級管理是一個整體，統(tǒng)一調(diào)度以分級管理為基礎(chǔ)，分級管理是為有效實施統(tǒng)一調(diào)度。分層控制是與電力系統(tǒng)的調(diào)度組織結(jié)構(gòu)（一般是分層的）相適應(yīng)，可提高系統(tǒng)可靠性，改善系統(tǒng)響應(yīng)四、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展（一）發(fā)展1、早期階段2、遠(yuǎn)動技術(shù)的應(yīng)用3、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的調(diào)度自動化技術(shù)的應(yīng)用4、調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建立（二）世界上典型的調(diào)度管理模式主流模式1、統(tǒng)一電網(wǎng)、統(tǒng)一調(diào)度包括兩個層次的統(tǒng)一⑴局部電網(wǎng)的管理統(tǒng)一、調(diào)度統(tǒng)一：電網(wǎng)運行的基本模式⑵國家電網(wǎng)的管理統(tǒng)一、調(diào)度統(tǒng)一：電網(wǎng)運行的先進(jìn)組織模式2、聯(lián)合電網(wǎng)、統(tǒng)一調(diào)度是電網(wǎng)所有權(quán)與調(diào)度權(quán)分離的電網(wǎng)運行組織形式。3、聯(lián)合電網(wǎng)、聯(lián)合調(diào)度特點：無專設(shè)調(diào)度結(jié)構(gòu)或只有形同虛設(shè)的調(diào)度結(jié)構(gòu)。第二節(jié)電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能一、自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1、以計算機為核心的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)廠站設(shè)備信息采集與發(fā)送命令執(zhí)行信息傳輸信息接收信息發(fā)送信息處理人機聯(lián)系調(diào)度自動化主站系統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)：信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)指設(shè)置在發(fā)電廠和變電站中的遠(yuǎn)動終端。與主站配合實現(xiàn)四遙功能。在遙測方面：主要功能是采集并傳送電力系統(tǒng)運行的實時參數(shù)，如發(fā)電機功率、母線電壓、系統(tǒng)中的潮流、P和Q、線路電流、電能量以及事故追憶等；在遙信方面：主要功能是采集并傳送繼電保護的動作信息、斷路器的狀態(tài)信息、形成事件順序記錄等；在遙控方面：主要功能是接收并執(zhí)行從主站發(fā)送的遙控命令，并完成對斷路器的分合閘操作；在遙調(diào)方面：主要功能是接收并執(zhí)行從主站發(fā)送的遙調(diào)命令，調(diào)整發(fā)電機的有功功率和無功功率等。信息傳輸子系統(tǒng)模擬傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)信息的收集、處理和控制子系統(tǒng)人機聯(lián)系子系統(tǒng)二、電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本功能變電站自動化配電網(wǎng)管理系統(tǒng)（DMS）

﹡DA、GIS、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、MIS、DSM等能量管理系統(tǒng)（EMS）

﹡數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）

﹡自動發(fā)電控制（AGC）﹡電力系統(tǒng)狀態(tài)估計（SE）﹡安全分析（SA）﹡調(diào)度員模擬培訓(xùn)（DTS）發(fā)電廠輸電線高壓變電站配電網(wǎng)用戶能量管理系統(tǒng)（EMS）配電管理系統(tǒng)（DMS）AGC調(diào)度自動化配電SCADA需方管理電力系