現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化1-2

現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化1-2第一頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖1.1電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)示意圖第二頁(yè)，共48頁(yè)。(1)正常運(yùn)行狀態(tài)(2)警戒狀態(tài)(3)緊急狀態(tài)(4)系統(tǒng)崩潰高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖1.2電力系統(tǒng)故障后系統(tǒng)崩潰過(guò)程的例子第三頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化(5)恢復(fù)狀態(tài)1.1.2電力系統(tǒng)調(diào)度控制的基本內(nèi)容1.2電力系統(tǒng)監(jiān)控及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展為了合理監(jiān)控和協(xié)調(diào)日益擴(kuò)大的電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和處理影響整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的事故和異常情況,人們?cè)谛纬呻娏ο到y(tǒng)的最早階段，就注意到電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控問(wèn)題，并提出必須設(shè)立電力系統(tǒng)的調(diào)度控制中心。1.3電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1.3.1電力系統(tǒng)的分層調(diào)度第四頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化從理論上講，可以對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)行集中調(diào)度控制，也可以實(shí)行分層調(diào)度控制。1)便于協(xié)調(diào)調(diào)度控制2)便于提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性3)提高實(shí)時(shí)響應(yīng)的速度4)靈活性增強(qiáng)5)提高投資效率1.3.2調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)(1)信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)第五頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖1.3電力系統(tǒng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)第六頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化(2)信息傳輸子系統(tǒng)(3)信息處理子系統(tǒng)1)實(shí)時(shí)信息處理2)離線分析3)電能質(zhì)量的分析計(jì)算4)經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算5)運(yùn)行狀態(tài)安全性的分析和校正(4)人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)第七頁(yè)，共48頁(yè)。

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第2章電力系統(tǒng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)2.1電力系統(tǒng)的信息收集和執(zhí)行系統(tǒng)在一個(gè)現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，為了能正確和及時(shí)地掌握每時(shí)每刻都在變化著的電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，控制和協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，處理影響整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的事故和異常情況，保證電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須具備一個(gè)完善的電力系統(tǒng)信息收集高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化第八頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化和執(zhí)行系統(tǒng)，將分散在幾十公里、幾百公里以至上千公里以外的各發(fā)電廠和變電所的大量表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息，迅速、正確、可靠地送到調(diào)度控制中心，同時(shí)將控制中心的控制和調(diào)節(jié)命令傳送到各發(fā)電廠和變電所，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)視和控制。2.1.1電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息的種類和采集方法通常電力系統(tǒng)調(diào)度需要采集的信息有：1)遠(yuǎn)程測(cè)量(遙測(cè)，Telemetering)信息2)遠(yuǎn)程信號(hào)(遙信，Teleindication，Telesignal)信息第九頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化第十頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化電力系統(tǒng)運(yùn)行中主要的控制和調(diào)節(jié)信息有：1)遠(yuǎn)程切換(遙控，Teleswitching)信息2)遠(yuǎn)程整定(遙調(diào)，Teleadjusting)信息2.1.2電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的配置與功能(1)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)簡(jiǎn)介1)硬件遠(yuǎn)動(dòng)裝置的構(gòu)成及工作原理2)微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)的構(gòu)成3)遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳輸方式(2)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的配置及其功能第十一頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化第十二頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.1遙測(cè)、遙信原理圖第十三頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.2遙調(diào)、遙控原理圖第十四頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.3微機(jī)運(yùn)動(dòng)原理框圖第十五頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化1)遠(yuǎn)動(dòng)主控機(jī)(調(diào)度端機(jī))2)遠(yuǎn)動(dòng)終端機(jī)(廠站端機(jī))3)遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)①梯級(jí)水電廠②火電廠群③樞紐變電站如圖2.1、圖2.2所示,各廠、站與調(diào)度所間的信息交換,要由遠(yuǎn)動(dòng)裝置通過(guò)各種信道(或信息傳輸媒介)組成的信息傳輸系統(tǒng)來(lái)完成。第十六頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.4梯級(jí)水電廠調(diào)度所運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)配置示意圖第十七頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.5樞紐變電站TFS配置示意圖第十八頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化2.2.1信息傳輸系統(tǒng)的主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1)可用率(可靠性)(2)誤碼率(準(zhǔn)確性)(3)傳輸速度(實(shí)時(shí)性)2.2.2實(shí)時(shí)信息的編碼電力系統(tǒng)采集到的量測(cè)信息，通常都經(jīng)變送器變換成了標(biāo)準(zhǔn)直流電壓信號(hào)。通過(guò)采樣開(kāi)關(guān)對(duì)各收集到的量測(cè)量和信號(hào)按規(guī)定的次序逐個(gè)采樣。(1)實(shí)時(shí)信息抗干擾編碼第十九頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化(2)信息的表達(dá)形式和信息傳輸?shù)耐接袃煞N不同的同步方式：1)非同步方式2)同步方式2.2.3調(diào)制和解調(diào)1)振幅調(diào)制2)頻率調(diào)制3)相位調(diào)制2.2.4遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸通道第二十頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.6傳輸信息的例子第二十一頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.7調(diào)制方式第二十二頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化(1)信道媒介目前電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)使用的信道媒介有以下幾種：1)遠(yuǎn)動(dòng)與載波電話復(fù)用電力載波信道(載波)2)無(wú)線信道(微波)3)光纖通信4)架空明線或電纜傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信息(2)信道的工作方式(3)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本類型第二十三頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.8遠(yuǎn)動(dòng)與載波電話復(fù)用電力載波的信息傳輸系統(tǒng)圖第二十四頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.9微波信息傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖第二十五頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.10光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成示意圖第二十六頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.11對(duì)光源調(diào)制的示意圖第二十七頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化第二十八頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.12信道工作方式第二十九頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)有如圖2.13所示的以下幾種基本類型：1)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配置2)多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配置3)多點(diǎn)星形配置4)多點(diǎn)共線配置5)多點(diǎn)環(huán)形配置(4)通信規(guī)約1)CDT方式通信規(guī)約第三十頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化第三十一頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化第三十二頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化2)Polling方式通信規(guī)約2.3電力系統(tǒng)的信息處理系統(tǒng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)往往跨幾個(gè)省、市，具有成百上千個(gè)發(fā)電廠和負(fù)荷點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)視和控制功能需進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理，要作復(fù)雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析計(jì)算和邏輯判斷，然后將結(jié)果提供給運(yùn)行人員作最后的決策，并對(duì)操作控制做出反應(yīng)。2.3.1設(shè)計(jì)調(diào)度自動(dòng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)考慮的原則1)可靠性第三十三頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化2)可用性3)可維護(hù)性4)可擴(kuò)充性5)高速性第三十四頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化2.3.2實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件配置根據(jù)需要調(diào)度控制的對(duì)象及控制功能的要求不同，實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件配置也不同。一般有下列幾種配置形式：1)無(wú)備用的單機(jī)系統(tǒng)2)雙(多)重化系統(tǒng)3)分布式系統(tǒng)2.3.3調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本硬件配置1)中央處理器：中央處理器CPU是計(jì)算機(jī)的控制中心。第三十五頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.18單機(jī)系統(tǒng)的不同設(shè)計(jì)方法第三十六頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.19典型的調(diào)度計(jì)算機(jī)雙機(jī)系統(tǒng)第三十七頁(yè)，共48頁(yè)。2)內(nèi)存：微機(jī)內(nèi)存基本配置現(xiàn)已達(dá)128MB，還可擴(kuò)充到256MB以上；中、小型機(jī)內(nèi)存可達(dá)幾百M(fèi)B。3)外存：外存主要用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、歷史文件、數(shù)據(jù)庫(kù)等。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化圖2.20分布式系統(tǒng)配置第三十八頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化4)輸入/輸出(I/O)設(shè)備：包括CRT、鍵盤(pán)、打印機(jī)、大屏幕顯示器、大屏幕投影儀、繪圖儀、音響設(shè)備及各模擬量、數(shù)字量和開(kāi)關(guān)量等的輸入輸出裝置、計(jì)算機(jī)間接口、主機(jī)與通訊網(wǎng)接口、計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)動(dòng)接口等。2.3.4調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本軟件實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件有以下特點(diǎn):1)軟件系統(tǒng)龐大復(fù)雜，執(zhí)行速度要求很高。2)一般采用分時(shí)操作系統(tǒng),例如VMS各任務(wù)有自己的優(yōu)先級(jí)，分時(shí)地被執(zhí)行。第三十九頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化3)有很強(qiáng)的人機(jī)聯(lián)系能力。4)控制功能可以不斷改進(jìn)和增加，可修改原有程序或增加新程序而不影響其他程序。(1)系統(tǒng)軟件(2)支撐軟件(3)應(yīng)用軟件按計(jì)算用輸入數(shù)據(jù)的性質(zhì)及計(jì)算結(jié)果的適應(yīng)性,應(yīng)用程序可分為三類：1)動(dòng)態(tài)程序2)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)程序第四十頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化3)靜態(tài)程序(4)電力系統(tǒng)高級(jí)管理與分析軟件這些高級(jí)管理與分析軟件主要有以下幾種：1)管理信息系統(tǒng)(MIS—ManagementInformationSystem)2)能量管理系統(tǒng)(EMS—EnergyManagementSystem)3)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)(DTS—DispatcherTrainingSimulator)第四十一頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化2.4人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)電力系統(tǒng)采用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)后，要求調(diào)度人員利用這一系統(tǒng)全面、深入和及時(shí)地掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，做出正確的決策和發(fā)出各種控制命令，以保證電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2.4.1調(diào)度員控制臺(tái)調(diào)度員控制臺(tái)是調(diào)度人員對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制的交互型人機(jī)聯(lián)系設(shè)備。(1)屏幕顯示器第四十二頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化(2)操作鍵盤(pán)(3)屏幕游標(biāo)定位部件(4)音響報(bào)警裝置(5)語(yǔ)音輸入輸出裝置2.4.2調(diào)度員工作站2.4.3模擬屏2.4.4記錄設(shè)備1)趨勢(shì)記錄儀2)繪圖儀3)畫(huà)面拷貝機(jī)第四十三頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化2.5

SCADA系統(tǒng)2.5.1SCADA系統(tǒng)的基本功能(1)數(shù)據(jù)采集(2)數(shù)據(jù)預(yù)處理1)測(cè)量合理性校驗(yàn)2)遙測(cè)值變化率合理性校驗(yàn)3)測(cè)值的平滑濾波4)開(kāi)關(guān)變位可信性校驗(yàn)(3)信息顯示和報(bào)警第四十四頁(yè)，共48頁(yè)。高等學(xué)校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化對(duì)電力系統(tǒng)監(jiān)視的內(nèi)容一般有：①電能質(zhì)量監(jiān)視②安全限制監(jiān)視③開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)視④停電監(jiān)視⑤計(jì)劃執(zhí)行情況監(jiān)