電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化第一章緒論

電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化

選用課本張永健.電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化,4版.中國電力出版社,2013.32課時考試課建議參考書目電力調(diào)度變電站自動化配網(wǎng)自動化通信技術(shù)計算機(jī)控制。。。。。電網(wǎng)調(diào)度涉及到的主要工作及相關(guān)課程發(fā)電機(jī)控制變壓器運(yùn)行電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析潮流計算電力系統(tǒng)故障分析和計算繼電保護(hù)主要工作方式保護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定頻率及其調(diào)整電壓及其調(diào)整電力系統(tǒng)運(yùn)行操作電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度電網(wǎng)調(diào)度自動化主要工作運(yùn)行自動化電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓電力系統(tǒng)通信通信電網(wǎng)調(diào)度自動化—主要介紹SCADA/EMS技術(shù)電網(wǎng)調(diào)度與運(yùn)營—加入更多的分析軟件及電力市場技術(shù)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行與控制同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行電力變壓器運(yùn)行電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)自動發(fā)電機(jī)控制電壓控制電力系統(tǒng)自動化斷路器控制電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)頻率與有功控制電壓與無功控制變電站自動化配電網(wǎng)自動化電力系統(tǒng)自動化

--指對電力設(shè)備及系統(tǒng)的自動監(jiān)視、控制與調(diào)度。電網(wǎng)調(diào)度自動化(EMS)配電網(wǎng)自動化(DMS)火電廠自動化水電廠自動化電力系統(tǒng)調(diào)度自動化發(fā)電廠自動化變電站自動化電力系統(tǒng)自動化電力系統(tǒng)自動化：元件自動化局部自動化單一系統(tǒng)（島）自動化綜合自動化（電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等）。元件和局部自動化由下而上發(fā)展過程系統(tǒng)自動化由上而下電力系統(tǒng)自動化電力系統(tǒng)自動裝置調(diào)度自動化變電運(yùn)行調(diào)度運(yùn)行目錄第一章概述第二章交流數(shù)據(jù)采集與處理第三章遠(yuǎn)方終端第四章變電站自動化第五章配電網(wǎng)自動化第六章數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)第七章EMS能量管理系統(tǒng)第一章概述運(yùn)行監(jiān)控及調(diào)度自動化電網(wǎng)監(jiān)控及調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能電力系統(tǒng)運(yùn)行及監(jiān)控的自動化

電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行基本要求保證系統(tǒng)較高的安全水平合格的電能質(zhì)量良好的經(jīng)濟(jì)性系統(tǒng)安全穩(wěn)定為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，維持電網(wǎng)頻率、電壓的正常水平，系統(tǒng)應(yīng)有足夠的靜態(tài)穩(wěn)定儲備和有功、無功備用容量。備用容量應(yīng)分配合理，并有必要的調(diào)節(jié)手段。在正常負(fù)荷波動和調(diào)整有功、無功潮流時，均不應(yīng)發(fā)生自發(fā)振蕩。DL755-2001電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則供電可靠性供電可靠性是指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài)警戒狀態(tài)緊急狀態(tài)系統(tǒng)崩潰恢復(fù)狀態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行正常，參數(shù)惡化參數(shù)越界，可以挽回到警戒狀態(tài)系統(tǒng)瓦解成幾個系統(tǒng)黑啟動，使小系統(tǒng)并列電力系統(tǒng)故障后系統(tǒng)崩潰過程的例子

電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)

正常運(yùn)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(jì)運(yùn)行

正?！錉顟B(tài)負(fù)荷變動單向調(diào)節(jié)累積安全儲備減少運(yùn)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(jī)功率調(diào)整負(fù)荷改變運(yùn)行方式

警戒→緊急狀態(tài)嚴(yán)重干擾短路、機(jī)組停機(jī)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(jī)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(jī)組啟動黑啟動恢復(fù)供電系統(tǒng)并列

NorthChinaElectricPowerUniversitypage182023/2/2正常運(yùn)行狀態(tài)(滿足負(fù)荷要求，有一定的安全儲備)警戒狀態(tài)(預(yù)防性控制)恢復(fù)狀態(tài)(重新并列)恢復(fù)對用戶供電緊急狀態(tài)(緊急控制)系統(tǒng)崩潰(切機(jī)、切負(fù)荷、斷開線路)儲備系數(shù)減小或干擾頻率增大由于外界干擾使電壓頻率潮流越限解列安全不安全危險系統(tǒng)解列黑啟動，是指整個系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)全部停電（不排除孤立小電網(wǎng)仍維持運(yùn)行），處于全“黑”狀態(tài)，不依賴別的網(wǎng)絡(luò)幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力的發(fā)電機(jī)組啟動，帶動無自啟動能力的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)。電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度在電力系統(tǒng)中的地位和作用電力法電網(wǎng)調(diào)度管理?xiàng)l例

電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化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(yùn)行經(jīng)濟(jì)性提供強(qiáng)有力的事故處理措施NorthChinaElectricPowerUniversitypage222023/2/2電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)：（1）保證供電的優(yōu)良質(zhì)量保證有功功率與無功功率的平衡，使系統(tǒng)頻率和各母線電壓保持在額定值附近。合理的系統(tǒng)運(yùn)行方式安排，對發(fā)電機(jī)、線路及其他設(shè)備的合理檢修計劃。（2）保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性合理的調(diào)度方案?？紤]系統(tǒng)全局，保證必要的安全水平，合理安排備用容量分布，確定主要機(jī)組的出力范圍。NorthChinaElectricPowerUniversitypage232023/2/2NorthChinaElectricPowerUniversitypage23電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)：（3）保證較高的安全水平-選用具有足夠的承受事故沖擊能力的運(yùn)行方式采用預(yù)想事故的方法，對于一個正在運(yùn)行的系統(tǒng)根據(jù)規(guī)定預(yù)想幾個事故，然后進(jìn)行分析計算，如果事故后果嚴(yán)重則應(yīng)選用其他的運(yùn)行方式。（4）保證提供強(qiáng)有力的事故處理措施調(diào)度人員采用強(qiáng)有力的事故處理措施，調(diào)度整個系統(tǒng)，使對用戶的供電盡快恢復(fù)。電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度在電力系統(tǒng)中的地位和作用繼電保護(hù)和自動裝置完成了信息的就地處理。繼電保護(hù)、低頻減載、勵磁自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)就地處理的局限性。信息的集中處理頻率控制與電壓控制中的三次控制等例子。RTU、SCADA、EMS信息的就地處理與集中處理的關(guān)系各有特點(diǎn)，互相補(bǔ)充。

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(hù)信息集中處理系統(tǒng)信息采集、通信、遠(yuǎn)方控制

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、事后處理

信息就地處理系統(tǒng)繼電保護(hù)自動裝置

同步發(fā)電機(jī)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

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(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)

電力系統(tǒng)分層控制信息調(diào)度令電力系統(tǒng)的分層控制五級分層調(diào)度管理國家調(diào)度控制中心——國調(diào)大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度控制中心——網(wǎng)調(diào)省電網(wǎng)調(diào)度控制中心——省調(diào)地市電網(wǎng)調(diào)度控制中心——地調(diào)調(diào)度基本原則：統(tǒng)一調(diào)度，分級管理，分層控制縣級電網(wǎng)調(diào)度控制中心——縣調(diào)現(xiàn)代電網(wǎng)的主要特征、調(diào)度任務(wù)

現(xiàn)代電網(wǎng)實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度、分級管理、分層控制；五級調(diào)度管理：國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)。分層的優(yōu)點(diǎn)便于協(xié)調(diào)控制提高系統(tǒng)的可靠性改善系統(tǒng)響應(yīng)速度《電網(wǎng)調(diào)度管理?xiàng)l例》

第十條調(diào)度機(jī)構(gòu)分為五級：國家調(diào)度機(jī)構(gòu)，跨省、自治區(qū)、直轄市調(diào)度機(jī)構(gòu)，省、自治區(qū)、直轄市級調(diào)度機(jī)構(gòu)，省轄市級調(diào)度機(jī)構(gòu)，縣級調(diào)度機(jī)構(gòu)。電力系統(tǒng)的份分級調(diào)度雖然與行政關(guān)系相似，但確實(shí)電能生產(chǎn)過程的內(nèi)部特點(diǎn)所決定。希望細(xì)讀《電力法》和《電網(wǎng)調(diào)度管理?xiàng)l例》電力系統(tǒng)的分區(qū)、分級調(diào)度國家電力調(diào)度中心國家電力調(diào)度中心是國家電網(wǎng)公司運(yùn)行管理部門華東電網(wǎng)調(diào)度室國家調(diào)度機(jī)構(gòu)掌握全國發(fā)電量和負(fù)荷協(xié)調(diào)大區(qū)之間的功率傳輸了解各大區(qū)的安全狀況負(fù)荷預(yù)測、發(fā)電計劃頻率—有功控制電壓—無功控制安全監(jiān)視、校正控制區(qū)網(wǎng)檢修安排、事故處理安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行執(zhí)行自動發(fā)電控制安全分析與安全控制實(shí)時監(jiān)控、分配負(fù)荷電壓和無功優(yōu)化控制、分配負(fù)荷倒閘操作第一章緒論（續(xù)）NorthChinaElectricPowerUniversitypage502023/2/2調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展1早期階段2遠(yuǎn)動技術(shù)的應(yīng)用3以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)用4調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建立自動裝置電話scadaSCADAEMS國家電力通信網(wǎng)第一階段：布線邏輯式遠(yuǎn)動技術(shù)（初級階段）四遙：遙測、遙信、遙控、遙調(diào)第二階段：計算機(jī)技術(shù)（第二階段）SCADA——EMS第三階段：計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（快速發(fā)展階段）集中式——分布式——開放式調(diào)度自動化的發(fā)展第三階段：計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（快速發(fā)展階段）集中式——分布式——開放式第一代為主機(jī)-前置機(jī)-RTU終端方式結(jié)構(gòu)第二代為客服-服務(wù)器分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第三代為開放型分布式系統(tǒng)新的開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο蟆钡募夹g(shù)，將各種應(yīng)用按“組件”接口規(guī)范進(jìn)行“封裝”，形成可以在不同硬軟件系統(tǒng)上“即插即用”的組件。實(shí)現(xiàn)軟件的“即插即用”，這是軟件發(fā)展的理想目標(biāo)。NorthChinaElectricPowerUniversitypage552023/2/2世界上典型的調(diào)度管理模式統(tǒng)一電網(wǎng)，統(tǒng)一調(diào)度我國和世界上主要國家電網(wǎng)的組織形式聯(lián)合電網(wǎng)，統(tǒng)一調(diào)度（由于不同所有權(quán)）PJM公司的組織形式聯(lián)合電網(wǎng)，聯(lián)合調(diào)度北美等少數(shù)地區(qū)的組織形式美國的縱向壟斷日本的十大私企電網(wǎng)臺灣電力公司英文名稱：TaiwanPowerCompany，簡稱臺電（Taipower）、TPC，是中國臺灣的國營電力公司，負(fù)責(zé)全臺灣、澎湖、金門和馬祖的電力供應(yīng)。臺電在臺灣的電力產(chǎn)業(yè)上具有寡占地位。在1995年“電力自由化”之前，臺電負(fù)責(zé)所有的發(fā)電和輸配電；開放民間興建發(fā)電廠之后，民間電廠所發(fā)出的電力由臺電議價購入。中華電力有限公司香港電燈香港島及附近島嶼電力管理計劃新加坡公用事業(yè)局企業(yè)化設(shè)立能源市場管理局（EMA）實(shí)現(xiàn)廠網(wǎng)分離

1940-1950年，最早的電力市場出現(xiàn)于美國佛羅里達(dá)州FCG），F(xiàn)CG電力市場的形成經(jīng)歷了一個較長的自然發(fā)育過程。英國于1979年撒切爾政府上臺后，為了削減政府開支，決定在電力、石油、通信、煤氣和航空等行業(yè)引入競爭機(jī)制，搞活經(jīng)濟(jì)，在1990年4月正式實(shí)行電力市場化運(yùn)行。目前較典型的電力市場有英格蘭——威爾士、美國加州紐約、美國新英格蘭、PJM（賓夕法\新澤西\馬里蘭）、澳大利亞、新西蘭、阿根廷、挪威等。

調(diào)度自動化與電力市場

國內(nèi):1)從1998年開始實(shí)行“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)”的改革，并確定山東、上海、浙江以及東北的遼寧、吉林、黑龍江6個電網(wǎng)為首批試點(diǎn)單位。

2)2000年1月山東、上海、浙江發(fā)電側(cè)電力市場正式投入商業(yè)化運(yùn)行，2001年4月東北三省電力市場也正式投入運(yùn)行。

3)目前,已全面實(shí)行廠網(wǎng)分開,但只有部分發(fā)電電量進(jìn)行競價上網(wǎng)。

4）2006年4月26-28日，華東區(qū)域電力市場試調(diào)電運(yùn)行成功。同年12月又為期兩周的試調(diào)電成功。

5）華中、南方電網(wǎng)也正在積極地籌建電力市場中。

California電力市場(電力交易所SchedulingCoordinators(SCs)輸電公司ISO發(fā)電商配電公司發(fā)電商零售商DirectAccessCustomer(DAC)FullServiceUtilityCustomer(FSUC)DirectAccessCustomer(DAC)零售商(((((i$輔助服務(wù)提供商(kWh$$$?$$$$kWhkWhkW,kWhkWhkWhii$kWhi$iiiiiSomemarketinfoandmoneyminmarketinfo.minmrktinfo.Info.&moneySomemarketinfoandmoney$發(fā)電商代理發(fā)電商$ii$kWh(市場基本機(jī)構(gòu)運(yùn)行部市場部系統(tǒng)運(yùn)行市場運(yùn)行電廠報價頻率控制系統(tǒng)備用無約束購電計劃電壓控制系統(tǒng)交易電價靜態(tài)安全分析動態(tài)安全分析英國電力市場交易示意圖：國家電力國家發(fā)電核電IPP蘇格蘭法國抽水蓄能PowerPool12個地區(qū)供電公司用戶5個發(fā)電商供電商15個許可供電商IndependentPowerProduce電力市場的四種主要模型全面壟斷模式發(fā)電競爭模式輸電網(wǎng)開放模式零售競爭模式電力市場技術(shù)支持子系統(tǒng)EMSTMSTMR。。。。。。調(diào)度自動化與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全電力通信網(wǎng)電力信息網(wǎng)電力工業(yè)安全信息涉及電網(wǎng)調(diào)度自動化配電網(wǎng)自動化廠站自動化電力市場運(yùn)營企業(yè)管理信息系統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化的結(jié)構(gòu)與功能四個子系統(tǒng)信息采集和命令執(zhí)行發(fā)電廠變電所終端信息傳遞電力通信信息采集處理控制人機(jī)聯(lián)系電力系統(tǒng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)現(xiàn)代電網(wǎng)的主要特征、調(diào)度任務(wù)1、堅(jiān)強(qiáng)的超高壓等級系統(tǒng)構(gòu)成主網(wǎng)架的大系統(tǒng)；2、各個電網(wǎng)之間具有較強(qiáng)的聯(lián)系；3、具有足夠的調(diào)峰容量，能夠?qū)崿F(xiàn)AGC;4、具有較高的供電可靠性；5、具有高度自動化的控制系統(tǒng)；6、具有高度自動化的管理系統(tǒng)；7、具有高素質(zhì)的職工隊(duì)伍。主要特征“大電網(wǎng)、高電壓、高自動化”現(xiàn)代電網(wǎng)的主要特征、調(diào)度任務(wù)

盡設(shè)備最大能力滿足負(fù)荷需要;

使整個電網(wǎng)安全可靠連續(xù)供電；保證電能質(zhì)量；經(jīng)濟(jì)合理利用能源；保證發(fā)電、供電、用電各方合法利益。調(diào)度任務(wù)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)由三部分組成：調(diào)度端、信道設(shè)備、廠所端。NorthChinaElectricPowerUniversitypage722023/2/2調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)：包括控制中心、主站系統(tǒng)、廠站端(RTU)和信息通道四大部分。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)由三部分組成：調(diào)度端、信道設(shè)備、廠所端。電力調(diào)度自動化的設(shè)備可稱為硬件，它的核心是計算機(jī)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成主要功能包括：數(shù)據(jù)采集和控制（SCADA）、發(fā)電自動控制（AGC）、經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行（EDC）、電網(wǎng)靜態(tài)安全分析（SA）以及調(diào)度員培訓(xùn)模擬（DTS）在內(nèi)的能量管理系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)變電站自動化substationautomationsystem;SAS

配網(wǎng)管理系統(tǒng)DistributionmanagementsystemDMS能量管理系統(tǒng)EMS變電站自動化變電站自動化定義：變電站自動化是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)、并與上級調(diào)度通信的綜合性自動化功能。綜合自動化變電站自動化SAS變電站綜合自動化的特點(diǎn)1、功能綜合化。2、結(jié)構(gòu)分布、分層化。3、測量顯示數(shù)字化。4、操作監(jiān)視屏幕化。5、通信網(wǎng)絡(luò)化、光纖化。6、運(yùn)行管理智能化。配電網(wǎng)自動化配網(wǎng)管理系統(tǒng)DMS通常把利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制、用電和配電管理的綜合自動化系統(tǒng)，稱為“配電管理系統(tǒng)”（DistributionManagementSystem，簡稱DMS）。DMS是