第五章電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

第5章電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化５.1概述保證供電的質(zhì)量?jī)?yōu)良保證系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性保證供電平安保證強(qiáng)有力的事故處理措施一、電力系統(tǒng)調(diào)度的基本任務(wù)限制電力系統(tǒng)運(yùn)行方式，使之在正常和事故狀況下，平安經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量的供電．１、保證供電的質(zhì)量?jī)?yōu)良（1）電能質(zhì)量要求U=UN,f=fN，諧波（2）措施∑Pg=∑Pload∑Qg=∑Qload2、保證系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性（2）在確定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性取決于調(diào)度方案大機(jī)組比小機(jī)組效率高新機(jī)組比舊機(jī)組效率高高壓輸電比低壓輸電經(jīng)濟(jì)（1）規(guī)劃是系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的前提電廠選址、輸電線路的長(zhǎng)度與電壓等級(jí)3、保證供電平安，承受事故沖擊（1）事故緣由外因雷雨、風(fēng)暴、雪鳥(niǎo)獸內(nèi)因設(shè)備內(nèi)部隱患人員操作水平欠佳（2）預(yù)想事故分析對(duì)運(yùn)行的系統(tǒng)，預(yù)想若干事故進(jìn)行分析、計(jì)算，選擇適當(dāng)運(yùn)行方式。4保證強(qiáng)有力的事故處理措施保證強(qiáng)有力的事故處理措施復(fù)原運(yùn)行國(guó)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(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)省轄市級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)縣級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)二、電力系統(tǒng)的分區(qū)、分級(jí)調(diào)度國(guó)家調(diào)度中心網(wǎng)局調(diào)度中心地區(qū)調(diào)度中心省級(jí)調(diào)度中心縣級(jí)調(diào)度中心直屬電廠地方電廠省屬電廠直屬變電站地方變電所變電所省屬變電站能量管理系統(tǒng)（EMS）監(jiān)控功能：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、狀態(tài)信息及限制信號(hào)的雙向交換協(xié)調(diào)功能：平安監(jiān)控、調(diào)度管理、支配三、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）第一階段：布線邏輯式遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)四遙：遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)其次階段：計(jì)算機(jī)技術(shù)SCADA——EMS第三階段：計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集中式——分布式——開(kāi)放式四、調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展支撐平臺(tái)子系統(tǒng)SCADA子系統(tǒng)AGC/EDC高級(jí)應(yīng)用軟件PAS子系統(tǒng)調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)DTS調(diào)度管理信息子系統(tǒng)DMIS五、SCADA/EMS系統(tǒng)的子系統(tǒng)劃分六、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成一、遠(yuǎn)方終端的概念遠(yuǎn)方終端（RTU）又稱遠(yuǎn)動(dòng)終端，是電網(wǎng)監(jiān)視和限制系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠或變電站的一種遠(yuǎn)動(dòng)裝置，檢測(cè)并傳輸各終端（發(fā)電廠或變電站）的信息，并執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)給廠、所的吩咐。5.2遠(yuǎn)方終端（RTU）二、遠(yuǎn)方終端的任務(wù)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)通信執(zhí)行吩咐其他功能1、數(shù)據(jù)采集（1）模擬量：P、Q、U、I（2）數(shù)字量：電廠壩前、壩后水位等（3）脈沖量：脈沖電能表的輸出脈沖（電能計(jì)量）（4）開(kāi)關(guān)量：斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、繼電愛(ài)護(hù)的狀態(tài)YCYX2、數(shù)據(jù)通信向調(diào)度中心發(fā)送采集的本廠、所數(shù)據(jù)接收調(diào)度端下達(dá)的各種吩咐3、執(zhí)行吩咐依據(jù)接收的吩咐，完成YK、YT操作YK：YXYT：YC4、其他功能當(dāng)?shù)毓δ埽猴@示、打印自診斷功能：死機(jī)自動(dòng)復(fù)原，自動(dòng)監(jiān)視主、備用通信信道及切換功能三、RTU的結(jié)構(gòu)主CPU分CPU地址總線：選通四、模入模出通道1、模入通道逐次靠近式V/F轉(zhuǎn)換式（1）逐次靠近式電壓形成回路采樣保持低通濾波多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)A/D轉(zhuǎn)換電壓形成回路香農(nóng)定理：采樣頻率≥2倍輸入信號(hào)最高頻率限制輸入信號(hào)最高頻率，降低采樣頻率低通濾波電量變換強(qiáng)弱電信號(hào)隔離A/D轉(zhuǎn)換：模擬天平稱重法，最高電壓砝碼與之比較電壓砝碼總和多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：受CPU限制的高速電子切換開(kāi)關(guān)，被選通的一路可進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器（2）V/F轉(zhuǎn)換式①V/F轉(zhuǎn)換的工作原理將輸人的電壓模擬量線性地變換為數(shù)字脈沖式的頻率，使產(chǎn)生的脈沖頻率正比于輸入電壓的大小，然后在固定的時(shí)間內(nèi)用計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，供CPU讀人。②特點(diǎn)VFC型的A／D變換方式及與CPU的接口，要比ADC型變換式簡(jiǎn)潔得多，CPU幾乎不需對(duì)VFC芯片進(jìn)行限制，抗干擾性能也比ADC方式要好。愛(ài)護(hù)裝置接受VFC型的A／D)變換，建方了一種新的變換方式，為微機(jī)系統(tǒng)帶來(lái)很多好處。2輸出通道五、開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道

輸入：光電耦合器輸出：光敏三極管一、并行傳輸與串行傳輸

1基本原理并行傳輸機(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(jiǎn)潔所需信號(hào)線多，成本高應(yīng)用：傳輸距離短、高速的場(chǎng)合串行傳輸機(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(hào)線少，成本低傳輸速度慢，通信規(guī)約困難應(yīng)用：廠、所與調(diào)度普遍應(yīng)用 5.3數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約2串行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收

3串行傳輸?shù)母袷剑?）異步傳輸存在起始位和終止位，有效信息比低，傳輸效率低（2）同步傳輸無(wú)起始位和終止位，有效信息長(zhǎng)，傳輸效率高二、數(shù)據(jù)通信中的傳輸速率和誤碼率碼元：每個(gè)信號(hào)脈沖為一個(gè)碼元（1，0）或（+1，-1）數(shù)碼率：每秒傳送碼元數(shù)，Bd信息速率：系統(tǒng)每秒傳送的信息量，bit誤碼率：數(shù)據(jù)傳輸后錯(cuò)誤碼元數(shù)與總碼元數(shù)之比，10-5或10-6差錯(cuò)限制：對(duì)錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)行訂正，奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn) 奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)奇校驗(yàn)：使檢測(cè)到的代碼中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)偶校驗(yàn)：使檢測(cè)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]1010001110010011有效信息1011001附加奇校驗(yàn)位0合成碼1011001[0]1011001110010010三、數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)單向傳送，只能發(fā)送或只能接受指令可互為發(fā)、收端，接受切換方式分時(shí)交替進(jìn)行可同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。4線四、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型信源：電網(wǎng)中各種信息源，P、Q、U、I等信源編碼器：A/D轉(zhuǎn)換等信道編碼器：愛(ài)護(hù)所傳送的信息內(nèi)容，增加愛(ài)護(hù)碼元調(diào)制解調(diào)器：將基帶數(shù)字信號(hào)調(diào)制傳送，減弱干擾信道：信號(hào)遠(yuǎn)距離傳送的載體五、數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)1、調(diào)制與解調(diào)的意義基帶數(shù)字信號(hào)諧波成分多，占用頻帶很寬傳統(tǒng)信道多為模擬信號(hào)設(shè)計(jì)干脆進(jìn)行傳輸波形畸變較大，簡(jiǎn)潔失真調(diào)制器（Modulator）解調(diào)器（Demodulator）2、調(diào)制方法數(shù)字調(diào)幅數(shù)字調(diào)頻數(shù)字調(diào)相確定、相對(duì)七、現(xiàn)場(chǎng)總線RS-422/RS485實(shí)時(shí)性差；主從限制現(xiàn)場(chǎng)總線雙向串行的多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信系統(tǒng)六、局域網(wǎng)及其應(yīng)用令牌環(huán)以太網(wǎng)

八、通信規(guī)約1基本問(wèn)題（1）概念（2）內(nèi)容語(yǔ)言；操作步驟；查錯(cuò)及其應(yīng)對(duì)方法（3）組成代碼；限制字符；格式；應(yīng)答方式；通信方式…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(wèn)答式通信規(guī)約（有問(wèn)必答，無(wú)問(wèn)不答）多臺(tái)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)2、種類九、通信信道電力載波通信光纖通信微波中繼通信1、電力載波通信牢靠性高經(jīng)濟(jì)性好，無(wú)需單獨(dú)架設(shè)和維護(hù)線路電力系統(tǒng)基本通信方式2、光纖通信形式上為有線通信方式優(yōu)越的通信性能3、微波中繼通信頻帶寬，300MHz~300GHz抗干擾性強(qiáng)，通信穩(wěn)定方向性強(qiáng)設(shè)備困難，技術(shù)要求水平高1、前置機(jī)（1）值班主機(jī)與系統(tǒng)服務(wù)器及SCADA工作站通信與各RTU通信，通信規(guī)約處理切換裝置的動(dòng)作設(shè)置終端服務(wù)器的參數(shù)（2）備用主機(jī)監(jiān)聽(tīng)值班主機(jī)工作狀況監(jiān)聽(tīng)次要通道的信息5.4調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2終端服務(wù)器16個(gè)串行通信口雙備份64個(gè)RTU須要8臺(tái)終端服務(wù)器3切換方式模式一模式二4通道設(shè)備調(diào)制解調(diào)器：模擬信號(hào)光電隔離板：數(shù)字信號(hào)長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器：數(shù)字信號(hào)，電纜較長(zhǎng)一、AGC的基本功能1、使發(fā)電自動(dòng)跟蹤電力系統(tǒng)負(fù)荷變更2、響應(yīng)負(fù)荷的發(fā)電的隨機(jī)變更，維持電力系統(tǒng)頻率為額定值3、在各區(qū)域間安排系統(tǒng)發(fā)電功率，維持區(qū)域間凈交換功率為支配值4、對(duì)周期性的負(fù)荷變更按發(fā)電支配調(diào)整發(fā)電功率5、監(jiān)視和調(diào)整備用容量，滿足電力系統(tǒng)平安要求5.5自動(dòng)發(fā)電限制二、AGC的一般過(guò)程基點(diǎn)功率Pi（三次調(diào)頻）調(diào)整功率PR（二次調(diào)頻）期望功率P（機(jī)組限制）三、AGC與其他應(yīng)用軟件的關(guān)系發(fā)電支配水電支配交換支配檢修支配狀態(tài)估計(jì)平安約束四、發(fā)電支配發(fā)電支配：火電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度水電支配：水火電協(xié)調(diào)支配交換支配自協(xié)調(diào)方式電力交易市場(chǎng)模式協(xié)商調(diào)度模式檢修支配發(fā)電支配是EMS中發(fā)電級(jí)的核心應(yīng)用軟件五、電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)料

1分類按范圍按時(shí)間1小時(shí)以內(nèi)，用于質(zhì)量限制、平安監(jiān)視、預(yù)防限制1日到1周，火電安排，水火協(xié)調(diào)1月到1年，機(jī)組檢修數(shù)