山東理工大學(xué)電力系統(tǒng)自動化全課總結(jié)2015

電力系統(tǒng)自動化1全課總結(jié)電力系統(tǒng)自動化

電力系統(tǒng)自動化2第一章緒論

電力系統(tǒng)自動化3

電力系統(tǒng)自動化是指應(yīng)用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置系統(tǒng)，通過信號系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進(jìn)行就地或遠(yuǎn)方的自動監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制，保證電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和向電力用戶提供合格的電能。一.電力系統(tǒng)自動化概念

電力系統(tǒng)自動化4一.電力系統(tǒng)自動化概念電力系統(tǒng)調(diào)度自動化發(fā)電廠自動化變電站自動化配電自動化電力系統(tǒng)自動化

電力系統(tǒng)自動化5一.電力系統(tǒng)自動化概念電力系統(tǒng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SupervisoryControlAndDataAcquisition，SCADA)1）遙信。完成對遠(yuǎn)方電力設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)視，如對告警信號、斷路器位置、閥門位置等狀態(tài)的監(jiān)視。2）遙測。完成電力系統(tǒng)遠(yuǎn)方被測量的傳輸與監(jiān)視，主要被測量有電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相角、有功電能量及無功電能量。此外，還有水位及溫度等非電量。3）遙控。完成改變遠(yuǎn)方運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的命令，如遠(yuǎn)方操作斷路器使之投入或斷開。4）遙調(diào)。完成對具有兩個(gè)以上狀態(tài)的運(yùn)行設(shè)備的控制或參數(shù)設(shè)置，如改變變壓器分接頭位置，改變發(fā)電機(jī)輸出功率的設(shè)定值。

電力系統(tǒng)自動化6一.電力系統(tǒng)自動化概念電力系統(tǒng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA)5）事件順序記錄SOE（sequenceofevent）。它是當(dāng)電力系統(tǒng)故障時(shí)連續(xù)出現(xiàn)多個(gè)電力設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，通過計(jì)算機(jī)處理按時(shí)間順序加以顯示、打印的一種功能。其分辨率是毫秒級（要求1-10ms）。6）當(dāng)?shù)仫@示功能。被控站所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)適當(dāng)處理后顯示于當(dāng)?shù)氐钠聊伙@示器或模擬屏，并有事件打印、制表打印等，幫助廠站運(yùn)行人員對運(yùn)行設(shè)備加強(qiáng)監(jiān)視。7）事故追憶。對電力系統(tǒng)事故發(fā)生前后的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄。與事件順序記錄不同的是，它在遠(yuǎn)方主站端滾動存儲若干時(shí)段(s)的重要遙測遙信信息，當(dāng)某一時(shí)段事故跳閘時(shí)立即凍結(jié)前5s和后10s的全部信息，供調(diào)度員查詢。查詢后解凍，繼續(xù)滾動存儲。其分辨率是秒級。

電力系統(tǒng)自動化7一.電力系統(tǒng)自動化概念電力系統(tǒng)調(diào)度自動化自動發(fā)電控制（AutomaticGenerationControl，AGC）

在規(guī)定的發(fā)電機(jī)組出力調(diào)整范圍內(nèi)，按照一定調(diào)節(jié)速率實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)電出力，以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制要求。經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EconomicDispatchControl，EDC）在滿足安全運(yùn)行和供電質(zhì)量要求的條件下，盡可能提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，以達(dá)到降低損耗、節(jié)省能源，多發(fā)電、多供電的目的。安全分析和事故處理（SecurityAnalysis，SA）

提供安全分析、事故處理對策和相應(yīng)的監(jiān)控手段，防止事故發(fā)生并能及時(shí)處理事故，避免或減少事故造成的重大損失。

電力系統(tǒng)自動化8一.電力系統(tǒng)自動化概念發(fā)電廠自動化主要包括動力機(jī)械自動控制、自動發(fā)電控制(AGC)和自動電壓控制(AVC)。

火電廠需要控制鍋爐、汽輪機(jī)等熱力設(shè)備，其自動控制系統(tǒng)主要有計(jì)算機(jī)監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)爐協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)和鍋爐自動控制系統(tǒng)。水電廠需要控制水輪機(jī)、調(diào)速器以及水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)等。

電力系統(tǒng)自動化9一.電力系統(tǒng)自動化概念變電站自動化在變電站應(yīng)用自動控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過自動化裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平。

電力系統(tǒng)自動化10電力系統(tǒng)的監(jiān)視和控制必須借助自動化裝置（系統(tǒng)）來完成。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化，是保證電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和向電力用戶提供合格的電能的最有效技術(shù)手段?？刂乒芾黼娏ο到y(tǒng)需要監(jiān)視和控制多種參數(shù)，包括系統(tǒng)頻率、節(jié)點(diǎn)電壓、線路電流、功率等。

1）電氣設(shè)備級自動化裝置

2）系統(tǒng)級自動化裝置（信息共享、功能互補(bǔ)）二.電力系統(tǒng)自動化的重要性

電力系統(tǒng)自動化11由開環(huán)檢測向閉環(huán)控制發(fā)展由高電壓等級向低電壓等級擴(kuò)展由單個(gè)元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展由單一功能向多功能、一體化發(fā)展裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活性發(fā)展追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展由提高運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)、效率向管理、服務(wù)的自動化發(fā)展。三.電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢

電力系統(tǒng)自動化12第二章發(fā)電廠自動化保證機(jī)組安全起停，正常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提高適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度和負(fù)荷變化的能力提高綜合判斷、處理事故能力減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，減少運(yùn)行人員輔助服務(wù)

電力系統(tǒng)自動化13一、發(fā)電廠電氣自動化的作用一次調(diào)頻自動發(fā)電控制（AGC)調(diào)峰無功調(diào)節(jié)

電力系統(tǒng)自動化14二、發(fā)電廠電氣自動化設(shè)備和系統(tǒng)分類自動調(diào)節(jié)裝置反事故自動裝置發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)電力系統(tǒng)信息自動傳輸系統(tǒng)發(fā)電機(jī)自動并列裝置同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動控制裝置調(diào)速器繼電保護(hù)裝置快速自動切機(jī)等控制送電端功率過剩的裝置系統(tǒng)震蕩自動解列裝置遠(yuǎn)方終端單元RTU通信通道

電力系統(tǒng)自動化15三、并列操作并列操作的意義并列操作是電廠的一項(xiàng)重要操作并列操作的準(zhǔn)確度和可靠性對系統(tǒng)的可靠運(yùn)行意義重大同步發(fā)電機(jī)投入電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)解列的兩部分進(jìn)行并列運(yùn)行的操作，稱為并列或同期操作

電力系統(tǒng)自動化16電力系統(tǒng)運(yùn)行中，任一母線電壓瞬時(shí)值可表示為：3.1對并列操作的基本要求/1式中——電壓幅值

——電壓的角速度

——初相角

并列操作：當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓與并列母線電壓符合并列條件時(shí)才可將斷路器合閘，并網(wǎng)運(yùn)行。

電力系統(tǒng)自動化173.1對并列操作的基本要求/2沖擊電流小

并列斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能地小，其瞬時(shí)最大值一般不超過１～２倍的額定電流。暫態(tài)過程短

發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)，其暫態(tài)過程要短，以減少對電力系統(tǒng)的擾動。

電力系統(tǒng)自動化18同步發(fā)電機(jī)的并列運(yùn)行方法：分為自同期并列運(yùn)行和準(zhǔn)同期并列運(yùn)行兩種自同期并列：未加勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)升速到接近電網(wǎng)頻率，不超過允許值，且加速度小于某一給定值的條件下，先合并列斷路器，接著立刻合上勵(lì)磁開關(guān)，給轉(zhuǎn)子加上勵(lì)磁電流，在發(fā)電機(jī)電動勢逐漸增長的過程中，由電力系統(tǒng)將并列的發(fā)電機(jī)組拉入同步運(yùn)行。3.2自同期并列/1

電力系統(tǒng)自動化19優(yōu)點(diǎn)：毋需選擇并列合閘時(shí)機(jī)，控制、操作簡單；合閘操作時(shí)間短缺點(diǎn)：沖擊電流大，不能用于兩個(gè)系統(tǒng)間的并列操作自同期并列方法現(xiàn)已很少采用。3.2自同期并列/2

電力系統(tǒng)自動化20

準(zhǔn)同期并列：發(fā)電機(jī)在并列合閘前已勵(lì)磁，當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率、電壓幅值、電壓相角分別和并列點(diǎn)處系統(tǒng)側(cè)的頻率、電壓幅值、電壓相角接近相等時(shí)，將發(fā)電機(jī)斷路器合閘，完成并列操作。3.3準(zhǔn)同期并列/1(a)電路示意圖；(b)相量圖；(c)等值電路

電力系統(tǒng)自動化21理想條件：

3.3準(zhǔn)同期并列/2

斷路器兩側(cè)電壓向量差三個(gè)條件很難同時(shí)滿足。

電力系統(tǒng)自動化22

并列操作是電廠的一項(xiàng)重要操作,分為自同期并列運(yùn)行和準(zhǔn)同期并列運(yùn)行兩種。同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行主要使用準(zhǔn)同期并列。通過檢測脈動電壓來判斷是否可以進(jìn)行并列斷路器合閘操作。定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)間

電力系統(tǒng)自動化23四、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動控制

整個(gè)勵(lì)磁自動控制系統(tǒng)是由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、勵(lì)磁功率單元和發(fā)電機(jī)構(gòu)成的一個(gè)反饋控制系統(tǒng)。勵(lì)磁自動控制系統(tǒng)系統(tǒng)組成

電力系統(tǒng)自動化244.1同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動控制系統(tǒng)的作用勵(lì)磁控制系統(tǒng)的作用2424（1）保持發(fā)電機(jī)機(jī)端或電力系統(tǒng)電壓恒定。（2）并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的自動合理分配。（3）提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（4）限制發(fā)電機(jī)突然卸載時(shí)的電壓上升。（5）提高帶時(shí)限的繼電保護(hù)的靈敏度。（6）短路切除加速系統(tǒng)電壓的恢復(fù)過程，改善異步電動機(jī)的自啟動條件。（7）當(dāng)發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁而轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行或發(fā)電機(jī)進(jìn)行自同期并列時(shí)，改善系統(tǒng)的工作條件。

電力系統(tǒng)自動化254.2對勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求/12525（一）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器任務(wù)要求迅速響應(yīng)輸入信息變化時(shí)間常數(shù)小準(zhǔn)確調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓自然調(diào)差系數(shù)精確合理分配無功功率電壓調(diào)差系數(shù)范圍大人工穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)行無失靈區(qū)迅速反映系統(tǒng)故障勵(lì)磁控制功能

電力系統(tǒng)自動化264.2對勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求/22626任務(wù)要求調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓和本身無功可靠性、調(diào)節(jié)容量較強(qiáng)勵(lì)磁能力頂值電壓快速響應(yīng)能力電壓上升速度（二）勵(lì)磁功率單元

電力系統(tǒng)自動化274.3同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)/12727同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源實(shí)質(zhì)上是一個(gè)可控的直流電源。常用的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)(發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng))

電力系統(tǒng)自動化284.3同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)/22828（一）直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（1）自勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組由專用的直流勵(lì)磁機(jī)供電；調(diào)整勵(lì)磁機(jī)磁場電阻，可改變勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流。（2）他勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)他勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組是由副勵(lì)磁機(jī)供電的，比自勵(lì)多用了一臺副勵(lì)磁機(jī)。時(shí)間常數(shù)減小，一般用于水輪發(fā)電機(jī)組。大多與發(fā)電機(jī)同軸，靠剩磁建立電壓，適用于10萬kW以下中小容量機(jī)組。

電力系統(tǒng)自動化294.3同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)/32929（二）交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)/1（1）自勵(lì)式交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)與自勵(lì)式直流勵(lì)磁機(jī)一樣，自勵(lì)式交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電源也是從本機(jī)直接獲得的。(2)他勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)主勵(lì)磁機(jī)頻率為100Hz，副勵(lì)磁機(jī)的頻率一般為500Hz，以組成快速的勵(lì)磁系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)自動化304.3同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)/53030（二）交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)/3(3)無刷勵(lì)磁系統(tǒng)

副勵(lì)磁機(jī)是永磁發(fā)電機(jī)，其磁極是旋轉(zhuǎn)的，電樞是靜止的。交流勵(lì)磁機(jī)則正好相反，交流勵(lì)磁機(jī)的電樞、硅整流元件、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組都在同一根軸上旋轉(zhuǎn)，所以它們之間不需要任何滑環(huán)與炭刷等接觸部件，這就實(shí)現(xiàn)了無刷勵(lì)磁。特別適合大容量機(jī)組無炭刷和滑環(huán)，維護(hù)工作量可大為減少。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁由勵(lì)磁機(jī)獨(dú)立供電，供電可靠性高。并且由于無刷，整個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)可靠性更高。

電力系統(tǒng)自動化314.3同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)/63131（三）發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)/1該系統(tǒng)勵(lì)磁電源不用勵(lì)磁機(jī)，直接由同步發(fā)電機(jī)輸出端通過可控整流器取得勵(lì)磁電流。因這種勵(lì)磁裝置沒有轉(zhuǎn)動部分，故又稱為靜止勵(lì)磁系統(tǒng)，適用于300MW以上系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)自動化324.3同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)/73232（三）發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)/2（1）勵(lì)磁系統(tǒng)接線和設(shè)備比較簡單，無轉(zhuǎn)動部分，設(shè)備維護(hù)簡單，可靠件高。（2）取消了勵(lì)磁機(jī)，可縮短主軸長度，減少基建投資。（3）直接利用晶閘管取得勵(lì)磁功率控制轉(zhuǎn)子電壓，可獲得較快的勵(lì)磁電壓響應(yīng)速度。主要優(yōu)點(diǎn)：

電力系統(tǒng)自動化334.4勵(lì)磁控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性/13333（一）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本特性輸入量：發(fā)電機(jī)電壓輸出量：勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流或是轉(zhuǎn)子電流，通稱為功能：一是保持發(fā)電機(jī)的端電壓不變；其次是保持并聯(lián)機(jī)組間無功電流的合理分配。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是一個(gè)閉環(huán)比例調(diào)節(jié)器。

電力系統(tǒng)自動化344.4勵(lì)磁控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性/23434（一）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本特性

基本環(huán)節(jié)：測量、放大、同步、觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和無功功率分配等最基本的調(diào)節(jié)功能。輔助控制：是為滿足發(fā)電機(jī)不同工況，改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，改善勵(lì)磁控制系統(tǒng)動態(tài)特性而設(shè)置的單元。當(dāng)自動勵(lì)磁調(diào)節(jié)器退出后，由自動切換裝置將手控單元投入。

電力系統(tǒng)自動化4.4勵(lì)磁控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性/3（二）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動控制系統(tǒng)靜態(tài)特性/1發(fā)電機(jī)無功調(diào)節(jié)特性調(diào)節(jié)特性稍有下傾，下傾的程度是表征發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)運(yùn)行特性的一個(gè)重要參數(shù)——調(diào)差系數(shù)。為發(fā)電機(jī)額定電壓為空載運(yùn)行的發(fā)電機(jī)電壓帶額定無功電流時(shí)的發(fā)電機(jī)電壓35

電力系統(tǒng)自動化4.4勵(lì)磁控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性/4（二）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動控制系統(tǒng)靜態(tài)特性/2不同調(diào)差系數(shù)下的發(fā)電機(jī)無功調(diào)節(jié)特性36

電力系統(tǒng)自動化五、發(fā)電機(jī)有功功率的自動調(diào)節(jié)5.1電力系統(tǒng)的頻率頻率是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一在穩(wěn)態(tài)條件下，電力系統(tǒng)的頻率是一個(gè)全系統(tǒng)一致的運(yùn)行參數(shù)。在穩(wěn)態(tài)電力系統(tǒng)中，機(jī)組發(fā)出的功率與整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷功率加系統(tǒng)總損耗之和是相等的。當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷功率增加時(shí)，系統(tǒng)就出現(xiàn)了功率缺額。此時(shí)，機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降，整個(gè)系統(tǒng)的頻率降低。調(diào)頻就是通過調(diào)整各機(jī)組的出力來達(dá)到系統(tǒng)有功平衡的措施37

電力系統(tǒng)自動化5.2電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的負(fù)荷

電力系統(tǒng)自動化38

系統(tǒng)負(fù)荷可看作以下三種不同變化規(guī)律的變動負(fù)荷組成：（1）變動周期小于10s，變化幅度小:小操作、線路搖擺等（3）變動周期最大，變化幅度最大：氣象、生產(chǎn)、生活規(guī)律（2）變動周期在（10s，180s），變化幅度較大：大電機(jī)、電爐啟停調(diào)速器頻率的一次調(diào)整調(diào)頻器頻率的二次調(diào)整根據(jù)預(yù)測負(fù)荷，在各機(jī)組間進(jìn)行最優(yōu)負(fù)荷分配電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度（發(fā)電計(jì)劃）

電力系統(tǒng)自動化5.2電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)負(fù)荷的功率—頻率特性可表示為頻率上升時(shí)，負(fù)荷需求功率隨之增加，阻止頻率的上升頻率下降時(shí)，負(fù)荷需求功率跟著下降，抑止頻率的下降39系統(tǒng)負(fù)荷增加頻率下降

電力系統(tǒng)自動化5.2電力系統(tǒng)的頻率特性發(fā)電機(jī)組的功率—頻率特性/1發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的調(diào)整是由原動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。發(fā)電機(jī)組的功率—頻率特性取決于調(diào)速系統(tǒng)的特性。配有調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組功率—頻率特性a點(diǎn)→b點(diǎn)發(fā)電機(jī)在調(diào)速器作用下輸出功率增加40

電力系統(tǒng)自動化5.2電力系統(tǒng)的頻率特性/6發(fā)電機(jī)組的功率—頻率特性/241

電力系統(tǒng)自動化5.2電力系統(tǒng)的頻率特性調(diào)差特性與機(jī)組間有功功率分配的關(guān)系兩臺發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行情況42

電力系統(tǒng)自動化5.2電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性/1電力系統(tǒng)功率—頻率關(guān)系電力系統(tǒng)功率頻率特性可以看成由上面兩個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的特性發(fā)電機(jī)組的功率—頻率特性曲線與負(fù)荷的功率—頻率特性曲線的交點(diǎn)就是電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)43

電力系統(tǒng)自動化5.2電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性/2電力系統(tǒng)頻率特性44

電力系統(tǒng)自動化5.2電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性/3電力系統(tǒng)頻率特性45

電力系統(tǒng)自動化5.2電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率特性/4并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組都裝有調(diào)速器系統(tǒng)負(fù)荷變化時(shí)，有可調(diào)容量的發(fā)電機(jī)組均按各自的頻率調(diào)節(jié)特性參加頻率的一次調(diào)節(jié)頻率的二次調(diào)節(jié)只有部分發(fā)電廠（或發(fā)電機(jī)組）承擔(dān)，稱為調(diào)頻廠。非調(diào)頻廠只參加頻率的一次調(diào)節(jié)任務(wù)，或只按調(diào)度中心預(yù)先安排的負(fù)荷曲線運(yùn)行，不參加頻率的二次調(diào)節(jié)。46

電力系統(tǒng)自動化發(fā)電廠綜合自動化是一種集控制、管理、決策為一體的全局自動化采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）可提高機(jī)組、全廠和電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率；（2）可進(jìn)行電力系統(tǒng)的安全分析、經(jīng)濟(jì)調(diào)度等，可減少事故，避免重大事故和事故擴(kuò)大；（3）控制方式靈活，控制質(zhì)量提高；（4）減輕勞動強(qiáng)度，減員增效，提高管理水平；（5）提高電能質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。47六、發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)

電力系統(tǒng)自動化6.1發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控范圍/1在發(fā)電廠廣泛應(yīng)用了分散控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem，DCS)，也稱為集散控制系統(tǒng)DCS是一個(gè)由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。DCS綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等技術(shù)。DCS基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。發(fā)電廠電氣二次設(shè)備已納入廠站的DCS系統(tǒng)（稱為電氣DCS系統(tǒng)）48

電力系統(tǒng)自動化6.2發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控范圍/2（一）火電廠綜合自動化（1）廠內(nèi)機(jī)、爐、電運(yùn)行設(shè)備安全監(jiān)測（2）計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)火至并網(wǎng)的全部自動控制過程；（3）有功負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配和自動增減；（4）母線電壓控制和無功功率自動增減；（5）穩(wěn)定監(jiān)視和控制?；鹆Πl(fā)電廠自動化熱控自動化電氣自動化火力發(fā)電廠的自動化項(xiàng)目49

電力系統(tǒng)自動化6.2發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控范圍/3（二）水電廠綜合自動化大壩監(jiān)護(hù)：越限報(bào)警和提供維護(hù)方案等水庫調(diào)度：水庫水文信息的自動監(jiān)控電站運(yùn)行：全廠機(jī)電設(shè)備的安全監(jiān)測，發(fā)電機(jī)組的自動控制，優(yōu)化運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配，穩(wěn)定監(jiān)視和控制等水力發(fā)電廠的自動化項(xiàng)目50

電力系統(tǒng)自動化51第三章電力系統(tǒng)調(diào)度自動化

電力系統(tǒng)自動化52保證優(yōu)良的供電質(zhì)量保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性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)行方式保證提供強(qiáng)有力的事故處理措施一、概述/1電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)

電力系統(tǒng)自動化53五級分層調(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)一、概述/2電力系統(tǒng)的分區(qū)、分級調(diào)度

電力系統(tǒng)自動化54監(jiān)控功能：現(xiàn)場測量、狀態(tài)信息及控制信號的雙向交換協(xié)調(diào)功能：安全監(jiān)控、調(diào)度管理、計(jì)劃

能量管理系統(tǒng)（EMS）（EnergyManagementSystem）電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）（SupervisoryControlandDataAcquisition）一、概述/3調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能

電力系統(tǒng)自動化55基本功能：電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制（SupervisoryControlandDataAcquisition,SCADA）高級應(yīng)用：電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)電力系統(tǒng)安全分析和安全控制電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動控制電力系統(tǒng)電壓和無功功率自動控制電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制電力系統(tǒng)負(fù)荷管理一、概述/4調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能

電力系統(tǒng)自動化56支撐平臺子系統(tǒng)SCADA子系統(tǒng)AGC/EDC（AutomaticGenerationControl/EconomicDispatchControl）子系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件PAS(PowersystemApplicationSoftware)子系統(tǒng)調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)DTS（DispatcherTrainingSimulator）調(diào)度管理信息子系統(tǒng)DMIS(DispatcherManagementInformationSystem)一、概述/5SCADA/EMS系統(tǒng)的子系統(tǒng)劃分

電力系統(tǒng)自動化571．?dāng)?shù)據(jù)采集模擬量(YC)；開關(guān)量(YX)；數(shù)字量(YC)；脈沖量(YC)等。2．?dāng)?shù)據(jù)通信3．執(zhí)行命令完成遙控(YK)、遙調(diào)(YT)等操作。4．其它功能(1)當(dāng)?shù)毓δ埽簩τ腥酥蛋嗟妮^大站點(diǎn)，如果配有陰極射線管(CathodeRayTube)CRT、打印機(jī)等，可完成顯示、打印功能；越限告警功能；事件順序記錄功能等。(2)自診斷功能：程序出軌死機(jī)時(shí)自行恢復(fù)功能；自動監(jiān)視主、備通信信道及切換功能；個(gè)別插件損壞診斷報(bào)告等功能。二、遠(yuǎn)方終端RTU2.1RTU的任務(wù)

電力系統(tǒng)自動化582.2RTU的結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)自動化591.并行傳輸機(jī)理：8位二進(jìn)制，8+1根線，每根線傳送一位碼元。特點(diǎn)：傳輸速度快（百兆字節(jié)/s），通信規(guī)約簡單，所需信號線多，成本高。應(yīng)用：傳輸距離短、高速的場合。2.串行傳輸機(jī)理：一回傳輸線（2根），一個(gè)一個(gè)碼元傳輸。特點(diǎn)：所需信號線少，成本低，傳輸速度慢，通信規(guī)約復(fù)雜。應(yīng)用：廠、所與調(diào)度普遍應(yīng)用。 三、調(diào)度自動化通信系統(tǒng)3.1并行傳輸與串行傳輸

電力系統(tǒng)自動化601．碼元：把每個(gè)信號脈沖稱為一個(gè)碼元。2．碼元速率：每秒傳送的碼元數(shù)，以Bd（波特）為單位。3．信息速率：系統(tǒng)每秒傳送的信息量。單位是bit/s（比特/秒）。4．誤碼率：數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯(cuò)誤的碼元數(shù)與總傳輸碼元數(shù)之比。5．差錯(cuò)控制：在實(shí)用通信系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)并采取糾正措施，把出錯(cuò)控制在所能允許的盡可能小的范圍內(nèi)，稱為差錯(cuò)控制。最簡單和最常用的檢錯(cuò)方法是奇偶校驗(yàn)。3.2數(shù)據(jù)通信中的傳輸速率和誤碼率

電力系統(tǒng)自動化61奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)奇校驗(yàn)：使檢測到的代碼中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)偶校驗(yàn)：使檢測到的代碼中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)有效信息1011001附加奇校驗(yàn)位1合成碼1011001[1]1010001110110011有效信息1011001附加偶校驗(yàn)位0合成碼1011001[0]10110011101100103.3數(shù)據(jù)通信中的傳輸速率和誤碼率

電力系統(tǒng)自動化623.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的工作方式

電力系統(tǒng)自動化633.5遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的基本模型/11．信源：即電網(wǎng)中的各種信息源。2．信源編碼器：把各種信源轉(zhuǎn)換成易于數(shù)字傳輸?shù)钠骷?．信道編碼器：作用是為了保護(hù)所傳送的信息內(nèi)容，增加保護(hù)碼元。4．調(diào)制器與解調(diào)器（MODEM）：為增加傳輸距離，將基帶信號進(jìn)行調(diào)制傳送，可減弱干擾信號。5．信道：信號遠(yuǎn)距離傳輸?shù)妮d體。6．解調(diào)器：調(diào)制器的逆過程。7．信道譯碼器：編碼器的逆過程，除去保護(hù)碼元。8．信源譯碼器：將二進(jìn)制信號恢復(fù)到模擬信號的過程。9．信宿：信息的接收地或接收人員能觀察的設(shè)備。

電力系統(tǒng)自動化64（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、可靠地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在通信的發(fā)送和接收過程中有一系列的規(guī)定，以約束雙方進(jìn)行正確、協(xié)調(diào)的工作，這些規(guī)定稱為數(shù)據(jù)傳輸控制規(guī)程，簡稱通信規(guī)約。明確規(guī)范以下幾個(gè)問題：1．有共同的語言。2．有一致的操作步驟。3．規(guī)定檢查錯(cuò)誤及出現(xiàn)異常情況時(shí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)對方法。3.6循環(huán)式規(guī)約和問答式規(guī)約/1

電力系統(tǒng)自動化65循環(huán)式通信規(guī)約：（按約定的次序循環(huán)發(fā)送）占用通道多問答式通信規(guī)約：（有問必答，無問不答）多臺RTU共用一個(gè)通道提高數(shù)據(jù)傳送速度通道適應(yīng)性強(qiáng)（二）種類3.6循環(huán)式規(guī)約和問答式規(guī)約/3

電力系統(tǒng)自動化663.7通信信道

電力系統(tǒng)自動化67第四節(jié)調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

電力系統(tǒng)自動化68

前置機(jī)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著與廠站RTU和各分局的數(shù)據(jù)通信及通信規(guī)約解釋等任務(wù)，是SCADA/EMS系統(tǒng)的橋梁和基礎(chǔ)。四、調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4.1調(diào)度中心SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng)

電力系統(tǒng)自動化69

電力系統(tǒng)自動化70值班前置主機(jī)擔(dān)負(fù)以下任務(wù)：與系統(tǒng)服務(wù)器及SCADA工作站通信。與各RTU通信及通信規(guī)約處理?？刂魄袚Q裝置的切換動作。設(shè)置各終端服務(wù)器的參數(shù)。備用前置機(jī)可能擔(dān)負(fù)以下任務(wù)中的部分或全部：監(jiān)聽前置主機(jī)的工作情況，一旦前置主機(jī)發(fā)生故障，立即自動升格為主機(jī)，擔(dān)負(fù)起主機(jī)的全部工作。監(jiān)聽次要通道的信息，確定該通道的運(yùn)行情況。1．前置機(jī)4.1調(diào)度中心SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng)（續(xù)）

電力系統(tǒng)自動化71（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.2調(diào)度中心SCADA/EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)自動化72（二）主網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)功能簡介1．系統(tǒng)服務(wù)器（Server）負(fù)責(zé)保存所有歷史數(shù)據(jù)、登錄各類信息。2．SCADA工作站雙機(jī)熱備用，主要運(yùn)行SCADA軟件及AGC/EDC軟件。3．PAS工作站用于各項(xiàng)PAS計(jì)算以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)PAS功能。4．調(diào)度員工作站承擔(dān)對電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作的功能，實(shí)時(shí)顯示各種圖形和數(shù)據(jù)，并進(jìn)行人機(jī)交互。4.2調(diào)度中心SCADA/EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（續(xù)）

電力系統(tǒng)自動化735．配電自動化工作站完成配電自動化管理功能。6．DTS工作站調(diào)度員仿真培訓(xùn)。7．調(diào)度管理工作站負(fù)責(zé)與調(diào)度生產(chǎn)有關(guān)的計(jì)劃和運(yùn)行設(shè)備的管理。8．電量管理工作站實(shí)現(xiàn)電量的自動查詢、記錄、獎(jiǎng)罰電量的計(jì)算等功能。9.網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)是分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，采用高速雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保證信息能高速、可靠傳輸。（二）主網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)功能簡介4.2調(diào)度中心SCADA/EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（續(xù)）

電力系統(tǒng)自動化74

兩大方面功能：（1）SCADA功能，主要完成“四遙”功能（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）。（2）高級應(yīng)用功能（PAS—PowerApplicationSoftware），如安全分析、狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算分析、最優(yōu)無功電壓控制、自動發(fā)電控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)度等功能。4.3調(diào)度自動化主站系統(tǒng)軟件的功能

電力系統(tǒng)自動化75監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集（SCADA）SCADA是調(diào)度自動化主站系統(tǒng)應(yīng)有的基本功能，完成電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，并對電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制。

－監(jiān)視：對電力系統(tǒng)運(yùn)行信息的采集、處理、顯示、告警和打印，以及對電力系統(tǒng)異?；蚴鹿实淖詣幼R別。

－控制：通過人機(jī)聯(lián)系設(shè)備對斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方操作控制。主要包括以下功能：－數(shù)據(jù)采集（遙測、遙信）－數(shù)據(jù)預(yù)處理（如合理性檢查）－信息顯示（監(jiān)視器或動態(tài)模擬屏）和報(bào)警－調(diào)度員遙控、遙調(diào)（遠(yuǎn)方模擬量調(diào)節(jié)）操作－信息存儲和報(bào)表－事件順序記錄（SOE）－事故追憶（PDR）4.3調(diào)度自動化主站系統(tǒng)軟件的功能

電力系統(tǒng)自動化76事件順序記錄（SOE）當(dāng)某個(gè)開關(guān)量發(fā)生變位后，記錄其編號、變位時(shí)刻、變位后的狀態(tài)。SOE精確記錄開關(guān)信號的動作時(shí)序，輔助調(diào)度員進(jìn)行運(yùn)行決策和事故分析。站內(nèi)SOE分辨率小于1ms，站間小于10ms。事故追憶（PDR）為了分析事故，要求在一些影響較大的開關(guān)發(fā)生事故跳閘時(shí)，將事故瞬間及事故發(fā)生前后一段時(shí)間的有關(guān)遙測量記錄下來送往調(diào)度端。監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集（SCADA）

電力系統(tǒng)自動化77高級應(yīng)用軟件功能（PAS）

－狀態(tài)估計(jì)（StateEstimation）－網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觯∟etworkTopologyAnalysis）－負(fù)荷預(yù)測（LoadForecast）－潮流優(yōu)化（LoadFlowOptimum）－安全分析（SecurityAnalysis）－無功/電壓控制（Var/VoltageControl）－自動發(fā)電控制（AutomaticGenerationControl）－經(jīng)濟(jì)調(diào)度（EconomicalDispatching）－調(diào)度員仿真培訓(xùn)（DispatcherTrainingSimulator）4.3調(diào)度自動化主站系統(tǒng)軟件的功能

電力系統(tǒng)自動化78

在系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，AGC的基本功能是：使發(fā)電自動跟蹤電力系統(tǒng)負(fù)荷變化；響應(yīng)負(fù)荷和發(fā)電的隨機(jī)變化，維持電力系統(tǒng)頻率為額定值（50Hz）；在各區(qū)域間分配系統(tǒng)發(fā)電功率，維持區(qū)域間凈交換功率為計(jì)劃值；對周期性的負(fù)荷變化按發(fā)電計(jì)劃調(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)安全要求。4.4高級發(fā)電控制AGC

電力系統(tǒng)自動化79AGC的一般過程

電力系統(tǒng)自動化80二次調(diào)頻由AGC實(shí)現(xiàn):區(qū)域調(diào)節(jié)控制確定機(jī)組的調(diào)節(jié)分量PR。區(qū)域跟蹤控制的目的是按計(jì)劃提供機(jī)組發(fā)電基點(diǎn)功率（basepoint）Pi。將PR加到基點(diǎn)功率Pi上，它們共同形成的期望發(fā)電量P作用于調(diào)頻機(jī)組的控制系統(tǒng)?？刂普{(diào)速器的nREF，形成機(jī)組出力的閉環(huán)控制。AGC的一般過程（續(xù)）

電力系統(tǒng)自動化81第四章變電站自動化變電站綜合自動化的概念

變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(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、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。

電力系統(tǒng)自動化82

電力系統(tǒng)自動化83

變電站綜合自動化的特點(diǎn)利用微機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏。利用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)保護(hù)。能采集完整的運(yùn)行信息，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算與邏輯判別能力實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、控制、運(yùn)行報(bào)告等功能。功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機(jī)化、監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化。一.變電所綜合自動化概述（續(xù)）

電力系統(tǒng)自動化84二.變電所綜合自動化系統(tǒng)的基本功能監(jiān)視和控制微機(jī)保護(hù)電壓和無功綜合控制低頻減載備用電源自動投入通信

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單元層＋變電站層單元層按功能劃分，開關(guān)量輸入、輸出，模擬量輸入、輸出，元件保護(hù)、自動裝置各為單獨(dú)模塊。變電站層包括監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動主機(jī)，變電站層通過現(xiàn)場總線或局域網(wǎng)與單元層通信。所有保護(hù)屏、數(shù)據(jù)采集屏、控制出口屏全部安裝在中央控制室內(nèi)，需要較多的控制連接電纜。三.變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)1.分層集中組屏模式

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電力系統(tǒng)自動化87間隔層＋變電站層 間隔層按高壓間隔劃分，以每個(gè)電網(wǎng)元件為對象，集測量、控制、保護(hù)于一體，設(shè)計(jì)在同一個(gè)機(jī)箱中，將這種模塊單元安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)柜中。各模塊單元與監(jiān)控主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。高壓線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，自動裝置（備自投、電壓無功控制，低頻減載）仍可安裝在中央控制室內(nèi)。2.分層分散模式三.變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)（續(xù)）

電力系統(tǒng)自動化88

電力系統(tǒng)自動化89

將配電線路的保護(hù)和測控單元分散安裝在開關(guān)柜內(nèi)，高壓線路保護(hù)和主變壓器保護(hù)裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：（1）簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。（2）減少了設(shè)備安裝工程量。（3）簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。（4）分層分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。分層分散式結(jié)構(gòu)，由于分散安裝，減小了TA的負(fù)擔(dān)。3.分布分散式與集中式相結(jié)合的結(jié)構(gòu)三.變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)（續(xù)）

電力系統(tǒng)自動化90測控裝置被稱為“信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)”（遠(yuǎn)動終端RTU）

采集各發(fā)電廠、變電所中各種表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息，并根據(jù)運(yùn)行需要將有關(guān)信息通過信息傳輸通道傳送到調(diào)度中心，同時(shí)也接受調(diào)度端發(fā)來的控制命令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。四.測控裝置測控裝置負(fù)責(zé)采集各種數(shù)據(jù)和輸出控制的全部過程，并將采集的數(shù)據(jù)上送主機(jī)，因此，測控裝置是自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)?？梢詫?shí)現(xiàn)“四遙”功能：遙測(YC)、遙信(YX)、遙控(YK)和遙調(diào)(YT).遙測:采集并傳送電力系統(tǒng)運(yùn)行模擬量的實(shí)時(shí)信息；遙信:采集并傳送電力系統(tǒng)中開關(guān)量的實(shí)時(shí)信息；遙控:指接收調(diào)度中心主站發(fā)送的命令信息，執(zhí)行對斷路器的分合閘、發(fā)電機(jī)的開停、并聯(lián)電容器的投切等操作；遙調(diào):指接收并執(zhí)行調(diào)度中心主站計(jì)算機(jī)發(fā)送的遙調(diào)命令，如調(diào)整發(fā)電機(jī)的有功出力或無功出力、發(fā)電機(jī)組的電壓、變壓器的分接頭等。四.測控裝置

電力系統(tǒng)自動化93電壓和頻率一樣，都是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)！

頻率調(diào)整:1、全系統(tǒng)頻率相同2、調(diào)發(fā)電機(jī)3、消耗能源4、集中控制5、調(diào)進(jìn)汽量電壓調(diào)整：1、電壓水平各點(diǎn)不同2、調(diào)發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容器和靜止補(bǔ)償器等3、不消耗能源4、電壓控制分散進(jìn)行5、調(diào)節(jié)手段多種多樣5.1電力系統(tǒng)電壓控制的意義/1五、變電站電壓、無功綜合自動控制

電力系統(tǒng)自動化94

電壓是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。質(zhì)量合格的電壓應(yīng)該在供電電壓偏移、電壓波動與閃變、高次諧波和三相不對稱程度（負(fù)序電壓系數(shù)）這四個(gè)方面都能滿足有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。5.1電力系統(tǒng)電壓控制的意義/2

電力系統(tǒng)自動化95中樞點(diǎn)的定義電力系統(tǒng)中重要的電壓支撐點(diǎn)；電力系統(tǒng)中負(fù)荷點(diǎn)數(shù)目眾多又很分散，有必要選擇一些有代表性的負(fù)荷點(diǎn)；這些點(diǎn)的電壓質(zhì)量符合要求，其它各點(diǎn)的電壓質(zhì)量也能基本滿足要求。中樞點(diǎn)的選擇區(qū)域性水、火電廠的高壓母線；樞紐變電所的二次母線；有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)電壓母線；中樞點(diǎn)設(shè)置數(shù)量不少于全網(wǎng)220kV及以上電壓等級變電所總數(shù)的7％。

中樞點(diǎn)的電壓管理5.2電力系統(tǒng)電壓控制的措施/1

電力系統(tǒng)自動化96中樞點(diǎn)調(diào)壓模式

逆調(diào)壓模式

順調(diào)壓模式

恒調(diào)壓模式5.2電力系統(tǒng)電壓控制的措施/2

電力系統(tǒng)自動化97電壓調(diào)整措施

發(fā)電機(jī)調(diào)壓

改變變壓器變比調(diào)壓

利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓

線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓5.2電力系統(tǒng)電壓控制的措施/3

電力系統(tǒng)自動化98電力系統(tǒng)的無功電源

發(fā)電機(jī)同步調(diào)相機(jī)靜電電容器靜止無功補(bǔ)償裝置靜止無功發(fā)生器無功補(bǔ)償裝置5.2電力系統(tǒng)電壓控制的措施/4

電力系統(tǒng)自動化991、電壓控制的方法電力系統(tǒng)的電壓問題應(yīng)從整個(gè)系統(tǒng)的范圍來統(tǒng)一解決。首先系統(tǒng)內(nèi)無功功率電源必須充足，要根據(jù)無功功率就地平衡的原則，合理布置無功補(bǔ)償設(shè)備。在無功功率比較充裕的條件下，綜合運(yùn)用各種調(diào)壓手段，才能取得良好的效果。2、自動電壓控制的目標(biāo)電力系統(tǒng)內(nèi)各重要樞紐點(diǎn)的電壓偏移均在給定的允許范圍內(nèi)；所控制的系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)損最??；調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)沒有超限。5.3電力系統(tǒng)電壓的自動控制/1

電力系統(tǒng)自動化1003、自動電壓控制裝置的類型電壓無功控制裝置(VQC)：自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)：5.3電力系統(tǒng)電壓的自動控制/2

電力系統(tǒng)自動化1011.定義：VQC裝置是根據(jù)電網(wǎng)電壓、無功的變化，為滿足供電用戶的電壓，供電部門力率的要求，自動調(diào)整變壓器分接頭、投切電容器的自動裝置。2.適用于：地方電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制。3.缺點(diǎn)：VQC僅采集一個(gè)變電所的運(yùn)行參數(shù)，不能實(shí)現(xiàn)對全網(wǎng)范圍內(nèi)各變電所的電容器和有載調(diào)壓變壓器進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。5.3電力系統(tǒng)電壓的自動控制/3電壓無功控制裝置(VQC)

電力系統(tǒng)自動化1024.控制目的：實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)電壓，無功功率，功率因數(shù)等參數(shù)，通過投切電容器（電抗器）、調(diào)節(jié)變壓器分接頭，使得輸出電壓和功率因數(shù)在合格范圍內(nèi)，從而達(dá)到提高供電質(zhì)量的目的。調(diào)整電壓為第一目標(biāo)，調(diào)整COSФ（或Q）為第二目標(biāo)。5.3電力系統(tǒng)電壓的自動控制/4電壓無功控制裝置(VQC)

電力系統(tǒng)自動化103自動電壓控制(AVC)1.適用于：省級電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制。2.自動電壓控制(AVC)系統(tǒng)特點(diǎn)

建立在調(diào)度自動化系統(tǒng)平臺上，實(shí)現(xiàn)了AVC與SCADA/EMS的一體化。5.3電力系統(tǒng)電壓的自動控制/5

采用傳統(tǒng)的電磁式電壓、電流互感器，變電站的二次系統(tǒng)采用單元間隔的布置形式，裝置之間相對獨(dú)立，裝置間缺乏整體的協(xié)調(diào)和功能優(yōu)化，輸入信息不能共享，接線比較復(fù)雜，不易系統(tǒng)擴(kuò)展。傳統(tǒng)變電站

電力系統(tǒng)自動化104六、

數(shù)字化/智能變電站數(shù)字化變電站采用電子式互感器、智能斷路器等智能化的一次設(shè)備，以變電站的一、二次設(shè)備為數(shù)字化對象，以高速網(wǎng)絡(luò)平臺為基礎(chǔ)，通過對數(shù)字化信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)外信息共享和互操作，并以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)測量監(jiān)視、控制保護(hù)、信息管理等自動化功能的變電站。

電力系統(tǒng)自動化105

智能變電站采用先進(jìn)、可靠、集成、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，不僅能自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等常規(guī)功能，還能在線監(jiān)測站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，智能評估設(shè)備的檢修周期，從而完成設(shè)備資產(chǎn)的全壽命周期管理；同時(shí)具備支持電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應(yīng)用功能。智能變電站

電力系統(tǒng)自動化106主要技術(shù)特征信息數(shù)字化功能集成化結(jié)構(gòu)緊湊化狀態(tài)可視化智能變電站設(shè)備符合工業(yè)化應(yīng)用要求易擴(kuò)展易升級易改造易維護(hù)智能變電站

電力系統(tǒng)自動化107變電站綜合自動化智能變電站變電站層間隔層過程層微機(jī)保護(hù)/微機(jī)測控計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)新型電子式互感器數(shù)字化一次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)IEC61850-8網(wǎng)絡(luò)IEC61850-9一次設(shè)備計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)/微機(jī)測控電磁式互感器網(wǎng)絡(luò)103規(guī)約電纜6.1智能變電站的層次結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)自動化108智能變電站的本質(zhì)特征過程設(shè)備的數(shù)字化信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化電子式互感器/合并單元智能終端IEC61850標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)6.2智能變電站的優(yōu)勢數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)化：全站采用統(tǒng)一的通信規(guī)約IEC61850標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)信息交互；二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化：新增合并單元、智能終端、過程層交換機(jī)等，采用網(wǎng)絡(luò)跳閘。光纖取代常規(guī)變電站控制電纜。一次設(shè)備智能化：新增電子互感器、合并單元、智能終端等過程層設(shè)備。與傳統(tǒng)變電站相比，數(shù)字化變電站具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

電力系統(tǒng)自動化109

電力系統(tǒng)自動化110第五章配電網(wǎng)自動化

電力系統(tǒng)自動化111配電網(wǎng)類型城市配電網(wǎng)與農(nóng)村配電網(wǎng)架空配電網(wǎng)與電纜配電網(wǎng)高壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)（10kV）、低壓配電網(wǎng)（380/220V）。一、配電網(wǎng)/1

電力系統(tǒng)自動化112配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式一、配電網(wǎng)/2是指配電網(wǎng)（或配電系統(tǒng)）中性點(diǎn)與大地之間的電氣連接方式，又稱為配電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式。不同的接地方式均可等效為中性點(diǎn)經(jīng)一定數(shù)值（從0到無窮大）阻抗接大地。不同接地方式系統(tǒng)的零序阻抗不同，因而使系統(tǒng)單相接地時(shí)的故障電流大小不同。配電網(wǎng)采用非有效接地方式

電力系統(tǒng)自動化113（1）配電網(wǎng)絡(luò)多為輻射形或少環(huán)網(wǎng)，輸電系統(tǒng)為多環(huán)網(wǎng)；（2）配電設(shè)備（如分段器、重合開關(guān)和電容器等）沿線分散配置，輸電設(shè)備多集中在變電站；（3）配電系統(tǒng)遠(yuǎn)程終端數(shù)量大，每個(gè)遠(yuǎn)程終端采集量少，但總的采集量大，輸電系統(tǒng)則相反；（4）配電系統(tǒng)中的許多野外設(shè)備需要人工進(jìn)行操作，而輸電設(shè)備多為遠(yuǎn)程操作；（5）配電系統(tǒng)的非預(yù)想接線變化要多于輸電系統(tǒng)，配電系統(tǒng)設(shè)備擴(kuò)展頻繁，檢修工作量大。DMS與EMS的差異：二、能量管理系統(tǒng)（EMS）與配電管理系統(tǒng)（DMS）EMS=SCADA+AGC/EDC+DTS+PASDMS=DSCADA+DA+GIS+DPAS+DSM

電力系統(tǒng)自動化114配電自動化利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)，將配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、用戶以及地理圖形等信息集成，構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控及管理的自動化、信息化，以提高供電質(zhì)量、運(yùn)行效率與管理水平，改進(jìn)用戶滿意度。配電自動化系統(tǒng)簡稱DA（DistributionAutomation）系統(tǒng)或DAS（DistributionAutomationSystem），是一切完成單一或綜合的配電自動化功能的系統(tǒng)的總稱。三、配電自動化系統(tǒng)/1

電力系統(tǒng)自動化115配電網(wǎng)綜合自動化系統(tǒng)完成配電網(wǎng)運(yùn)行與管理自動化功能的集成系統(tǒng)，簡稱配電管理系統(tǒng)（DistributionManagementSystem，DMS）。三、配電自動化系統(tǒng)/2DMS系統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行自動化系統(tǒng)配電網(wǎng)管理自動化系統(tǒng)

電力系統(tǒng)自動化116配電網(wǎng)運(yùn)行自動化系統(tǒng)習(xí)慣上稱為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，完成配電網(wǎng)運(yùn)行自動化功能。其基礎(chǔ)功能是配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)監(jiān)控（DSCADA），其他應(yīng)用功能包括饋線自動化（故障定位、隔離與恢復(fù)供電）、配電運(yùn)行輔助決策等三、配電自動化系統(tǒng)/3

電力系統(tǒng)自動化117配電網(wǎng)管理自動化系統(tǒng)簡稱DMA（DistributionManagementAutomation）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)生產(chǎn)管理與規(guī)劃設(shè)計(jì)管理兩個(gè)方面的自動化與信息化。其中生產(chǎn)管理包括設(shè)備管理、停電管理、檢修管理、缺陷管理、作業(yè)（工作票、操作票）管理等方面的內(nèi)容，是DMA應(yīng)用的主要部分。DMA系統(tǒng)是在地理信息系統(tǒng)（GIS）基礎(chǔ)上開發(fā)的，習(xí)慣上又把它稱為配電GIS。由于目前實(shí)際應(yīng)用的DMA系統(tǒng)主要是圍繞著生產(chǎn)管理應(yīng)用開發(fā)的，因此常常也被稱為配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)（DistributionProductionManagementSystem，DPMS）。三、配電自動化系統(tǒng)/4

電力系統(tǒng)自動化118四、配電自動化系統(tǒng)的作用（1）提高供電可靠性降低故障發(fā)生幾率減少故障停電時(shí)間縮短故障修復(fù)時(shí)間縮短倒閘操作停電時(shí)間（2）提高容量利用率（3）提高電能質(zhì)量（4）降低損耗（5）提高用戶服務(wù)質(zhì)量（6）提高管理效率

電力系統(tǒng)自動化119五、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)由主站、配電子站、配電網(wǎng)監(jiān)控終端以及相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)組成。

電力系統(tǒng)自動化120配電自動化主站安裝在控制中心內(nèi)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)錄入保存配電網(wǎng)拓?fù)湫畔⒉杉幚砼潆娋W(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)自動完成配電網(wǎng)各種協(xié)調(diào)控制功能為運(yùn)行人員提供圖形化配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控界面并提供與DPMS等系統(tǒng)的接口

電力系統(tǒng)自動化121配電子站安裝在變電所或選定的開閉所、環(huán)網(wǎng)柜中的通信處理與監(jiān)控裝置主要作用是匯集并向主站轉(zhuǎn)發(fā)配電終端數(shù)據(jù)，優(yōu)化通信通道的配置。通信網(wǎng)絡(luò)提供配電終端與主站之間的數(shù)據(jù)傳輸通道主站與配電子站之間的通信網(wǎng)絡(luò)稱為主干通信通道（網(wǎng)）配電子站與配電終端之間的通信網(wǎng)絡(luò)則稱為分支通信網(wǎng)。

電力系統(tǒng)自動化122配電網(wǎng)監(jiān)控終端簡稱配電終端，(DistributionRTU，DRTU）包括安裝在配電所、開閉所的站內(nèi)監(jiān)控終端DTU（DistributionSubtationTerminalUnit）安裝在線路環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)、柱上開關(guān)上的線路監(jiān)控終端FTU（FeederTerminalUnit）安裝在配電變壓器上的配變監(jiān)測終端TTU（TransformerTerminalUnit）它們采集并向主站傳送斷路器、負(fù)荷開關(guān)、變壓器等配電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，接受主站控制命令，完成配電設(shè)備的操作控制。

電力系統(tǒng)自動化123六、配電網(wǎng)運(yùn)行自動化功能/11、配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控（DSCADA）DSCADA——DistributionSupervisoryControlAndDataAcquisition，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動四遙（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）功能2、自動故障定位、隔離與恢復(fù)供電簡稱FLISR（FaultLocation，IsolationandServiceRestoration）功能。在線路發(fā)生永久性故障并切除后，自動定位線路故障點(diǎn)，跳開故障點(diǎn)兩側(cè)的分段開關(guān)，隔離故障區(qū)段，恢復(fù)非故障線路的供電，以避免造成停電或縮小故障停電范圍，減少停電時(shí)間，提高供電可靠性。

電力系統(tǒng)自動化124六、配電網(wǎng)運(yùn)行自動化功能/23、電壓及無功控制在實(shí)時(shí)監(jiān)視基礎(chǔ)上，通過投切無功補(bǔ)償裝置、調(diào)整運(yùn)行方式，達(dá)到優(yōu)化無功、提高電壓質(zhì)量、減少損耗的目的。4、負(fù)荷管理監(jiān)視用戶電力負(fù)荷狀況，并利用降壓減載、對可控負(fù)荷周期性投切、事故情況下拉路限電三種控制方式，削峰、填谷、錯(cuò)峰，改變系統(tǒng)負(fù)荷曲線的形狀，以提高電力設(shè)備利用率，降低供電成本。實(shí)時(shí)運(yùn)行自動化功能（實(shí)時(shí)功能）

電力系統(tǒng)自動化125七、配電網(wǎng)管理自動化功能/11、設(shè)備管理設(shè)備管理（FacilityManagement，F(xiàn)M）功能在地理信息系統(tǒng)（GraphicInformationSystem，GIS）平臺上，應(yīng)用自動繪圖（AutomaticMapping，AM）工具，錄入配電設(shè)備信息。可以地理圖形為背景分層顯示網(wǎng)絡(luò)接線、用戶位置、配電設(shè)備及屬性數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備臺賬的計(jì)算機(jī)管理，是生產(chǎn)管理信息化的基礎(chǔ)。2、停電管理綜合分析配電網(wǎng)設(shè)備信息、實(shí)時(shí)運(yùn)行信息、用戶信息，對故障停電、用戶電話投訴（TroubleCall，TC）以及計(jì)劃停電處理過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理自動分析停電范圍、定位故障點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供方案、故障搶修調(diào)度、停電計(jì)劃、停電統(tǒng)計(jì)管理的信息化

電力系統(tǒng)自動化126七、配電網(wǎng)管理自動化功能/23、作業(yè)管理對配電網(wǎng)的施工、試驗(yàn)、開關(guān)倒閘操作進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理。4、檢修管理

該功能在設(shè)備檔案管理的基礎(chǔ)上，制定科學(xué)的檢修計(jì)劃，對檢修工作票、倒閘操作票、檢修過程、檢修記錄進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理，提高檢修水平與工作效率。5、規(guī)劃與設(shè)計(jì)管理管理自動化功能基本屬于非實(shí)時(shí)功能典型的配網(wǎng)自動化通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由主干通道、分支通信網(wǎng)、通信網(wǎng)關(guān)或配電子站構(gòu)成。

電力系統(tǒng)自動化127八、配網(wǎng)自動化通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)九、配電自動化主站

電力系統(tǒng)自動化128典型配置結(jié)構(gòu)9.1配電自動化主站硬件結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)自動化129數(shù)據(jù)庫服務(wù)器系統(tǒng)的核心，可靠性要求高服務(wù)器可以采用冗余配置雙服務(wù)器鏡像系統(tǒng)或磁盤陣列（RAID）系統(tǒng)前置通信處理機(jī)簡稱前置機(jī)，與終端裝置通信，對數(shù)據(jù)預(yù)處理，以減輕主機(jī)（服務(wù)器）負(fù)擔(dān)雙機(jī)熱備用工作方式調(diào)度控制工作站一般采用雙機(jī)配置、互為備用兩臺工作站構(gòu)成一個(gè)調(diào)控臺，負(fù)責(zé)一個(gè)分區(qū)的配電網(wǎng)主站可以包括幾套調(diào)控臺高級應(yīng)用工作站管理員工作站W(wǎng)EB服務(wù)器9.2配電自動化主站主要功能/1

電力系統(tǒng)自動化130DSCADA功能數(shù)據(jù)采集與處理運(yùn)行監(jiān)視與事件處理控制與調(diào)節(jié)功能歷史數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計(jì)事故數(shù)據(jù)記錄9.2配電自動化主站主要功能/2

電力系統(tǒng)自動化131高級應(yīng)用功能饋線自動化（FA）由主站集中控制實(shí)現(xiàn)中壓配電網(wǎng)故障定位、隔離與恢復(fù)供電（FLISR）。故障信息管理合環(huán)操作網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錉顟B(tài)估計(jì)信息交互通過信息交互總線實(shí)現(xiàn)與EMS、DPMS、營銷管理信息系統(tǒng)等系統(tǒng)的信息共享和應(yīng)用集成十、配電GIS

電力系統(tǒng)自動化132配電自動化（DA）系統(tǒng)包括配網(wǎng)自動化系統(tǒng)配電管理自動化系統(tǒng)（簡稱配電GIS，GeographicInformationSystem）配電GIS在通用GIS平臺上對配電設(shè)備和線路，按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行各種處理、管理，涵蓋配電網(wǎng)生產(chǎn)管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)管理、線損的統(tǒng)計(jì)分析等應(yīng)用的配電網(wǎng)管