電力系統(tǒng)保護(hù)與控制

電力系統(tǒng)保護(hù)與控制匯報(bào)人：2024-01-29CATALOGUE目錄電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)控制電力系統(tǒng)自動(dòng)化電力系統(tǒng)保護(hù)與控制的挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)01電力系統(tǒng)概述發(fā)電系統(tǒng)輸電系統(tǒng)變電系統(tǒng)配電系統(tǒng)電力系統(tǒng)的組成與功能01020304將各種一次能源轉(zhuǎn)換成電能，包括火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電等。將電能從發(fā)電廠輸送到負(fù)荷中心，主要由高壓和超高壓輸電線路組成。對(duì)電能進(jìn)行電壓變換和分配，包括升壓變電站和降壓變電站。將電能分配給各類用戶，包括工業(yè)、商業(yè)和居民用戶。電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電和用電是同時(shí)進(jìn)行的，需要保持系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性和實(shí)時(shí)性。連續(xù)性與實(shí)時(shí)性動(dòng)態(tài)平衡復(fù)雜性與多樣性電力系統(tǒng)的有功功率和無功功率需要時(shí)刻保持平衡，以確保系統(tǒng)頻率和電壓的穩(wěn)定。電力系統(tǒng)涉及的設(shè)備種類繁多，運(yùn)行方式復(fù)雜，需要綜合考慮各種因素進(jìn)行調(diào)度和控制。030201電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)

電力系統(tǒng)保護(hù)與控制的重要性保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行通過保護(hù)與控制措施，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理系統(tǒng)中的故障，防止事故擴(kuò)大，保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。提高供電質(zhì)量通過合理的控制策略，可以優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，提高供電質(zhì)量和效率。降低運(yùn)行成本通過優(yōu)化調(diào)度和控制策略，可以降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)電流大小和時(shí)間設(shè)定，當(dāng)電流超過一定值時(shí)，經(jīng)過一定時(shí)間后跳閘。定時(shí)限過電流保護(hù)電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短，具有反時(shí)限特性。反時(shí)限過電流保護(hù)無時(shí)限的電流保護(hù)，當(dāng)電流超過整定值時(shí)立即跳閘。電流速斷保護(hù)過電流保護(hù)利用接地故障時(shí)產(chǎn)生的零序電流來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。零序電流保護(hù)利用接地故障時(shí)產(chǎn)生的零序電壓來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。零序電壓保護(hù)測(cè)量接地故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，并根據(jù)距離來動(dòng)作。接地距離保護(hù)接地保護(hù)03工頻變化量距離繼電器利用故障前后電壓、電流工頻分量的變化量來實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)。01阻抗繼電器測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗，并根據(jù)阻抗大小來判斷故障點(diǎn)位置。02方向阻抗繼電器在阻抗繼電器的基礎(chǔ)上，增加方向判斷功能，以防止反向故障時(shí)的誤動(dòng)。距離保護(hù)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)比較同一設(shè)備不同部分的電氣量，以判斷設(shè)備內(nèi)部故障并實(shí)現(xiàn)快速切除?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)比較線路兩端的電氣量，以判斷故障點(diǎn)位置并實(shí)現(xiàn)快速切除。比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)在差動(dòng)保護(hù)的基礎(chǔ)上，增加比率制動(dòng)特性以提高保護(hù)的靈敏度和可靠性。差動(dòng)保護(hù)02電力系統(tǒng)控制變壓器分接頭調(diào)整通過改變變壓器的變比來調(diào)整系統(tǒng)電壓，保持電壓在允許范圍內(nèi)。無功功率補(bǔ)償通過投切電容器、電抗器等無功補(bǔ)償設(shè)備，調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功功率平衡，從而控制電壓水平。自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR）通過檢測(cè)發(fā)電機(jī)端電壓與設(shè)定值的偏差，自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁電流以維持發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定。電壓控制負(fù)荷頻率控制（LFC）通過調(diào)整負(fù)荷大小來控制系統(tǒng)頻率，通常與自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）配合使用?；ヂ?lián)系統(tǒng)頻率控制在互聯(lián)電力系統(tǒng)中，通過協(xié)調(diào)各區(qū)域的調(diào)頻資源，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定控制。自動(dòng)頻率調(diào)節(jié)器（AFR）根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差，自動(dòng)調(diào)整原動(dòng)機(jī)的出力，以維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。頻率控制并聯(lián)電容器組通過投切并聯(lián)電容器組，提供容性無功功率，以補(bǔ)償系統(tǒng)中的感性無功功率，從而改善電壓質(zhì)量和降低網(wǎng)損。靜止無功補(bǔ)償器（SVC）一種可連續(xù)調(diào)節(jié)的無功補(bǔ)償裝置，能夠快速響應(yīng)系統(tǒng)無功功率的變化，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性。靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）基于電力電子技術(shù)的無功補(bǔ)償裝置，具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，適用于大型電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償。并聯(lián)補(bǔ)償控制123通過串聯(lián)電容器來補(bǔ)償線路的感性無功功率，提高線路的傳輸能力和穩(wěn)定性。串聯(lián)電容器一種基于電力電子技術(shù)的串聯(lián)補(bǔ)償裝置，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整線路的阻抗，從而改變線路的傳輸特性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。可控串聯(lián)補(bǔ)償器（TCSC）一種功能強(qiáng)大的串聯(lián)補(bǔ)償裝置，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)有功功率和無功功率的靈活控制，顯著提高電力系統(tǒng)的可控性和穩(wěn)定性。統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）串聯(lián)補(bǔ)償控制03電力系統(tǒng)自動(dòng)化通過SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，為調(diào)度員提供決策支持。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）調(diào)度員培訓(xùn)仿真（DTS）根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的出力，維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。在滿足系統(tǒng)安全約束的條件下，通過優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組間的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配。為調(diào)度員提供與實(shí)際電網(wǎng)環(huán)境相似的仿真培訓(xùn)環(huán)境，提高調(diào)度員的應(yīng)急處理能力。調(diào)度自動(dòng)化通過自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，減少人工干預(yù)，提高運(yùn)行效率。無人值守變電站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站內(nèi)主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在故障。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)根據(jù)系統(tǒng)電壓變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)無功補(bǔ)償設(shè)備的投切，維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。自動(dòng)電壓控制（AVC）記錄并分析變電站內(nèi)發(fā)生的故障波形，為故障定位和原因分析提供依據(jù)。故障錄波與分析變電站自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化運(yùn)行，提高供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。配網(wǎng)自動(dòng)化主站包括饋線終端（FTU）、配變終端（TTU）等，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。配網(wǎng)終端設(shè)備通過自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障的快速定位和隔離，縮小停電范圍，提高供電可靠性。故障定位與隔離支持分布式電源的接入和管理，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行和能源的高效利用。分布式電源接入與管理配網(wǎng)自動(dòng)化智能電網(wǎng)技術(shù)高級(jí)量測(cè)體系（AMI）能源互聯(lián)網(wǎng)高級(jí)配電運(yùn)行（ADO）微電網(wǎng)技術(shù)通過智能電表等設(shè)備實(shí)現(xiàn)用戶用電信息的實(shí)時(shí)采集和分析，為需求響應(yīng)和能源管理提供支持。利用先進(jìn)的通信、計(jì)算和控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行和管理，提高供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。將分布式電源、儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷等集成在一起形成微電網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源的自給自足和高效利用。將電力系統(tǒng)與其他能源系統(tǒng)（如天然氣、熱力等）進(jìn)行互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)多種能源的優(yōu)化配置和高效利用。04電力系統(tǒng)保護(hù)與控制的挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)新能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性01新能源如風(fēng)電、光伏等具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和保護(hù)控制策略提出了新的挑戰(zhàn)。新能源并網(wǎng)技術(shù)02新能源并網(wǎng)技術(shù)需要解決并網(wǎng)逆變器控制、并網(wǎng)電流諧波抑制等問題，以確保新能源的安全、穩(wěn)定接入。新能源接入對(duì)系統(tǒng)保護(hù)的影響03新能源接入改變了電力系統(tǒng)的故障特征和保護(hù)配置，需要研究適應(yīng)新能源接入的保護(hù)原理和方法。新能源接入對(duì)保護(hù)與控制的影響微電網(wǎng)具有規(guī)模小、電源多樣化、運(yùn)行方式靈活等特點(diǎn)，其保護(hù)與控制策略與傳統(tǒng)大電網(wǎng)有很大不同。微電網(wǎng)的特殊性微電網(wǎng)保護(hù)與控制技術(shù)需要解決故障檢測(cè)與定位、孤島運(yùn)行與并網(wǎng)切換等問題，以確保微電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。微電網(wǎng)保護(hù)與控制技術(shù)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間存在交互影響，需要研究微電網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)的影響以及大電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)的支撐作用。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交互影響微電網(wǎng)保護(hù)與控制的挑戰(zhàn)電力電子技術(shù)在保護(hù)與控制中的應(yīng)用電力電子技術(shù)可以對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行治理，如諧波抑制、無功補(bǔ)償?shù)?，提高電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。電力電子技術(shù)在電能質(zhì)量治理中的應(yīng)用電力電子裝置如變頻器、SVG等需要相應(yīng)的控制與保護(hù)策略，以確保其安全、穩(wěn)定運(yùn)行。電力電子裝置的控制與保護(hù)電力電子技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)故障的快速隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性。電力電子技術(shù)在故障隔離與恢復(fù)中的應(yīng)用利用人工智能技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷和預(yù)測(cè)，提高故障處理的準(zhǔn)確性和效