配电自动化课件最新完整版--第六章

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1、第 六 章 配电系统调度 自动化 一、电力系统调度和调度管理 电力系统调度是电力系统生产运行的一部分，是生产运行 的指挥部门。直接领导电力系统内发电、输电、变电和配 电各部分运行值班人员和设备的运行、操作和事故处理。 保证电力系统安全经济地运行，向用户有计划地供应符合 质量标准的电能。第一节 概述 （一）电力系统调度工作的性质 1.指挥系统 指挥系统内部发电厂和变电所的倒闸操作、事故处理和调整 有功功率与无功功率。 2.生产性质 负责电网的安全稳定和经济运行，制定电网正常和特殊接 线方式，规定送电线路的稳定极限并负责控制，确定继电保护 和自动装置整定值，负责电网通信和调度自动化的建设及运行 维

2、护等电力生产的生产技术工作。 3.管理职能性质 负责电力系统方面的技术管理工作，掌握系统内发供电单位 生产运行情况，制定电力系统运行操作规程，开展调度、通信 、自动化等方面的专业培训，制定和贯彻电网安全经济运行措 施。二、电力系统调度工作的性质和任务 电力系统调度工作的主要任务是在保证安全供电和电能质 量的情况下，最大限度地满足用户的用电需要和组织好能 源的合理利用。 1.尽电网当时设备能力满足用户用电需要 2.保证安全供电 3.保证电能质量 4.经济合理的利用能源 （二）电力系统调度工作的任务 1.预计负荷 2.平衡电源 3.倒闸操作 4.事故处理 5.经济调度 6.计划用电（三）电力系统调

3、度的几项基本工作 调度自动化源于远动技术。 远动技术起始于本世纪30年代，是为了使分散在相距较远的生 产单位及生产设备能够完成同一生产任务，服从一个调度机构 指挥，收集信息，实现生产过程的监视与控制而产生的一门技 术学科。 30年代，远动技术首先应用于铁路运输系统。 50年代，远动装置才在我国东北、华北、华东等电网中试用 。 60年代，电子计算机技术进入电网调度领域 70年代，第一代电网调度自动化产品研制成功。它是基于专用 计算机和专用操作系统的SCADA系统 80年代，出现了第二代产品，即基于通用计算机的EMS系统 90年代，出现了第三代产品，即基于RISC/UNIX的开放式分布式 的EMS

4、/DMS系统 三、我国电网调度自动化的发展四、现代电网调度自动化系统的主要功能 电网调度自动化的主要功能数据 采集 与安 全监 视调度 员模 拟培 训安全 分析自动控制经济 调度水调 自动 化系 统调度 信息 管理 系统正常 发供 电控 制系统 安全 控制电力 市场 技术 支持 系统恢复 控制预防 控制电压 和无 功控 制数据采集就是RTU将生产过程变成数据量，通过数据传输通道， 发送到调度端，由调度端接收，进行正确性检查，做相应处理。 安全监视就是调度员可以通过控制台在CRT屏幕上调用有关画面，以达到对电网监视和控制的目的。 安全分析是对电网正常与异常状况下的可靠性及事故状态进行 预测分析，

5、它包括静态安全分析和动态安全分析两种。经济调度是指在安全监视的基础上达到电网最经济的运行，在实 现安全监视与安全分析的同时，在保证电网频率与电压质量的前 提下，实现发电的煤耗、水耗与网损为最小、电能成本最低而又 保证一定的备用容量。 在安全监视、安全分析与经济调度已确定的基础 上对电网实现自动的调节与控制。 有计划发供电控制和经济发 电控制 从电网安全角度考虑，对发 电和负荷进行控制 当识别出电力系统故障被排除后 ，利用一定的判据对系统进行控 制，迅速恢复电网的正常运行 当故障分析子系统发出预报, 负荷 越限或稳定性破坏即将发生，对系 统进行安全性约束控制； 以网损最小作为目标函数，进行无功优

6、化 计算，由此对电网进行控制。从电网安全 考虑，进行电压稳定性分析，对电网电压 进行控制。 （一）电网调度自动化系统的结构 一个完整的电力调度自动化系统由三部分组成，即调度端 （控制中心）、厂站端（被控站）和数据传输电路。 我国电力系统实行分层调度，按地域划分，具有国调、网 调、省调、地调、县调五级建制。五、电网调度自动化系统的结构和配置图6-1 电网调度自动化的分层控制1调度端的硬件配置 调度端（控制中心）的硬件设备当前均采用计算机技术，按完 成的不同主要任务配置多机，计算机间采用网络设备连接，构 成分布式结构。 前置机或通信管理系统（CMS）承担数据收集的设备； 主服务器对数据进行处理、建

7、立数据档案和协调整个系统 工作的计算机； 调度员工作站为调度员建立人机界面（MMI）的设备； 应用工作站完成各专项任务的计算机； 其它尚有一些外围设备，如调制解调器（MODEM）、打印机、模 拟盘及控制设备等。（二）电网调度自动化系统的软硬件配置 2调度端的软件配置 调度端的系统软件也就是计算机操作系统，它是一台计算机运 行的最基本的软件，它的四大任务分别是CPU管理、内存管理、 任务管理和外部设备管理。 调度端的支撑软件或支撑平台是应用软件的基础部分，它提供 了一个应用环境。作为电力调度自动化系统的支撑软件包括三 个部分：适于电力调度使用的数据库、人机会话和网络通信。 调度端的应用软件主要是

8、指为完成电力调度的各种功能而使用 的软件，其中有SCADA（安全监控与数据采集）软件、安全分析 软件、经济调度软件、自动控制软件等。 3厂站端的配置 远方终端装置 （RTU）：一般由微型计算机芯片构成的模 板组成，它的主要任务是完成电力生产过程中信号的采集 、简单处理、传输、控制命令的接收及执行。 过程设备：指电力生产过程信号的连接及转换、控制命令 的转换及执行机构的连接等设备，如各种变送器、连接信 号电缆、光电隔离器、执行继电器等。 配电系统调度自动化是由中央处理机（计算机）和远动装 置等组成的配电网监控和数据收集系统，以辅助调度员做 好配电网运行工作的调度方法。 第二节 配电系统调度自动化

9、的基本概念 配电网调度自动化的功能一般只有电网监控和电网数据收 集，即所谓SCADA系统。这个系统又称为调度自动化系统 ，它主要由变电所端的信息收集兼控制单元、数据传输通 道、调度端的远动装置、中央处理机、输出显示打印和人 机对话等设备组成 一、配电调度自动化系统的组成计算机远动装置异常 报警打印数据 存储屏幕 显示电网 模拟图人机 对话调度员配电网设备配电网设备 （一）地区电网调度自动化功能 系统基本功能为：数据收集、安全监视与控制、功率 总加、电能量总加、事件顺序记录、汉字制表打印、汉字 CRT显示及操作、模拟盘显示、数据转发。 可进一步开发的功能为：状态估计、安全分析、潮流优化 、经济调

10、度、调度员培训模拟、配电自动化等。 按基本功能内容列出的功能配备要求详见表6-1和表6-2 二、配电调度自动化系统的主要功能 （二）县级电网调度自动化功能 系统基本功能为：数据收集、安全监视与控制、功率总加 、电能量总加、事件顺序记录、汉字制表打印、汉字CRT 显示及操作、模拟盘显示、数据转发。 可进一步开发的功能为：安全分析、调度员模拟培训等。 按基本功能内容，列出各等级县调自动化功能配备要求， 详见表6-3和表6-4。 第三节 调度自动化系统实例 图6-3天津港电力调度中心主控系统调度工作站的主要任务是对 网络运行方式，倒闸操作进 行调度管理。 调度工作站调度工作站主机前置机前置机110k

11、V站 NT95系统1号配电站 NT95系统2号配电站 NT95系统RTU1RTU9RTU10RTU22RTU23RTU33110kV变电变电 站、6kV1号和2号配 电站设置集控站。集控站系统由 模拟盘、调度台、多台586微机 和汉字打印机组成以网络形式相 连的开放式分布监控系统。 前置机也就是通信信道机，其主要任 务是采集各集控站RTU的数据，并对 数据进行预处理，然后将处理的数据 发送给SCADA主机或上模拟屏，同时 也接收SCADA机的遥控、遥调命令， 发往各集控站的RTU。作为结点机，其主要任务是进行实时 数据的采集和运行工况的监控，建立 实时数据库和历史数据库，并完成数 据库的管理，

12、以广播方式向网络发布 实时数据。 主控系统采用由电力部电力自动 化研究院北京南瑞系统控制公司 提供的RD800型电网监控系统，该 系统的计算机采用多台美国SUN公 司生产的SUN SPARC20工程工作 站作为前置主机（通信信道机） 和调度员工作台 港务局电力调度中心系统由主控系统、3个集控站系统以及若干 台RTU组成。 主控中心设置调度员，集控站设置值班人员，控制命令由主控 中心下发到集控站，由集控站进行直接控制。 系统的数据采集主要是天津港港口供电网的模拟量、开关量、 脉冲量等的采集。系统将采集到的各种实时信息按照不同的要 求进行计算、处理、分类、归档，并存入数据库中，供各部室 使用。 主

13、控中心和集控站的值班人员，通过各类计算机外部设备、模 拟盘等对变电站和配电站的运行状态进行实时监视。对各变电 站可能出现的故障或异常现象随时报警。对于无人值班的变电 站和配电站的运行状态可以进行监视，对其开关可以进行远方 遥控操作。 二、功能介绍 变送器是调度自动化系统中经常用到的感受元件。在电力 系统中，它负责把电流、电压、功率等参数的变化传给计 算机系统。 变送器有电流、电压、功率、电量、频率、小电流接地选 线等多种，有直流变送器也有交流变送器。 第四节 变送器 直流电压变送器的作用是将电压互感器二次输出的交流电 压变换成所需要的直流电压。 一、直流电压变送器图6-4 直流电压变送器原理结

14、构 变送器T的一次绕组接在电压互感器的二 次输出端，故变送器T的输入电压U正常时 为100V，经变送器T将100V的交流电压变 换成整流电路所需的交流电压 二极管V1V4组成的全波 整流电路将交流电压变成 一个直流电压 电阻R和电容C1、C2组成的 型滤波电路，以滤掉不需要 的谐波成分。 二极管V5是根据输出特性初 始段选配，以补偿磁化曲线 初始部分的非线性。变送器按正常要求是将100V的交流电压变换成6V的直流电压。 这就是说，当输出电阻为6k 时，变送器的直流输出电流为1mA 。 如果母线电压为10kV，电压互感器的变比为100，则该变送器可 将U 100V的交流电压变换成U6V的直流电压

15、，在此情况下可 保证其变换精度为土0.5。 实际中为了考虑电网电压的波动，设计中将输入的最高电压定 为120V，从而使得现场的100V实际电压约为120V的3/4。这就是 说，当输入交流电压为120V时，直流输出电流为1mA，因此，每 伏输入电压所对应输出电流的理论值为： 1mA /120V=8.33 A/V 变送器的误差用相对误差来表示，其计算公式是： (理论值-实际值) / 满量程值 若变送器输入交流电压100V时，其实测输出电流为 0.835mA，而100V的理论毫安数为 8.33 A/V *l00V=0.833mA， 于是 (0.833-0.835) / 1 -0.2变送器的误差 为了保证变送器的精确度,要注意以下几个问题: (1) 变送器的铁芯的磁化特性曲线要有足够的线性度； (2) 电阻选用温度系数稳定的锰铜和铜线绕制。 (3)桥式整流二极管要经过严格的筛选，其特性要保持一 致。 直流电压变送器的特点： 其输出端并有时间常数较大的惯性元件，所以对暂态量的 响应速度慢，一般在0.10.3s之间 。 交流电压变送器是将电压互感器二次输出的100V交流电压 变换成所需要的交流电压。 特点：这种变送器的输出端没有大电容并接，其响应速度 在2550 s之间，因此，这种变送器目前广泛用于检测装 置中用于采集暂态信息。 二、