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1、高等电力网络分析姓名： 学号： 班级： 信控研14-1班 专业： 电气工程 2014年 12月20日目 录第一章 EMS系统和DMS系统概述21.1 EMS(Energy Management System)系统21.1.1简介21.1.2系统结构31.1.3功能介绍31.2 DMS (Distribution Management System)系统61.3 DMS与EMS的相同点71.4 DMS和EMS的不同点7第二章 网络分析中常用的关联矩阵72.1 节-支关联矩阵原理72.2 实现案例9第三章 网络变换、化简和等值133.1电力系统外部网络的静态等值133.1.1 Ward静态等值13
2、3.1.2 REI等值153.2诺顿等值、戴维南等值及其推广153.2.1 单端口诺顿等值和戴维南等值153.2.2 多端口诺顿等值与戴维南等值163.2.3 IEEE 30母线系统的戴维南等值183.2.4 IEEE 30母线系统网络变化时等值参数的修正22第四章 中枢点电压的控制254.1中枢点电压的调压方法254.2利用变压器调压26第五章 总结与建议27第一章 EMS系统和DMS系统概述1.1 EMS(Energy Management System)系统EMS(Energy Management System)系统，即电能管理系统。EMS是按用户的需求，遵循配电系统的标准规范而二次开
3、发的一套具有专业性强、自动化程度高、易使用、高性能、高可靠等特点的适用于低压配电系统的电能管理系统。通过遥测和遥控可以合理调配负荷，实现优化运行，有效节约电能，并有高峰与低谷用电记录，从而为能源管理提供了必要条件。同时对电能按照明插座用电、动力用电、空调用电、特殊用电进行分项计量，为企、事业单位电能节能审计提供依据。1.1.1简介在电力系统调度自动化的控制系统中，EMS系统不仅具有与所属电厂及省级调度等进行测量读值、状态信息及控制信号的远距离的高可靠性的双向交换，而且本身具有协调功能。其中协调功能包括安全监控及其他调度管理与计划等功能。图1-1为EMS的功能组合示意框图，其中的SCADA子系统
4、直接对所属厂、网进行实时数据收集，以形成调度中心对全系统运行状态的实时监视功能：同时又向执行协调功能的子系统提供数据，形成数据库，必要时还可人工输入有关资料，以利于计算与分析，形成协调功能。协调后的控制信息再经由SCADA系统发送至有关网、厂，形成对具体设备的协调控制，图1-1同时也表示EMS信息流程的主线。图1-1 EMS信息流程的主线示意图1.1.2系统结构电能管理系统可对低压设备消耗的电能进行分项计量。其软件运行于windows操作系统，包括windows2000、windows NT、windowsXP等windows系列操作系统。还支持数百种各种硬件设备，包括目前流行的各种板卡、仪表
5、、PLC等。支持各种常用电力通信规约，如部颁CDT规约、POLLING、1801、101、DNP等电力规约。按照国家对电能计量的相关要求，本系统对耗电量进行分项计量，包括：（1）照明插座用电：为建筑物主要功能区域的照明、插座等室内设备用电。主要包括照明和插座用电、走廊和应急照明用电、室外景观照明用电。（2）空调用电：主要包括冷热站用电、空调末端用电。（3）动力用电：主要包括电梯用电、水泵用电、通风机用电。（4）特殊用电：主要包括信息中心、洗衣房、厨房餐厅、游泳池、健身房或者其他特殊用电。1.1.3功能介绍电能管理系统的功能主要包括有：前台人机交互界面：设计适合客户要求的交互界面；标准图元库，方
6、便调用组合；实时数据采集和显示；数据信息的自动逻辑计算和处理；设备参数远程更改设定；合、分闸状态显示和强制操作。信息处理：利用采集信息及特定方法进行计算；统计总功率、最大需量、开关次数；采集功率因数、设定上下限；记录负荷状况分析电能质量；温湿度信息的采集和处理显示（该功能须配备温湿度控制器）。报警/异常/事件存储：断相报警实时显示；通讯异常记录存储；合、分闸操作记录；当日报警事件的实时显示；历史事件的查询、打印。曲线及报表管理设置功能：客户要求的电参量的趋势曲线；正/反向有/无功电度的历史趋势；设计满足客户需求的各种报表；自动生成电能计量的日、月、年报表；可根据常用的MS Excel设置模板并
7、生成相应报表，使用户轻松使用；查询任意时刻报表、显示并打印。后台数据库管理：应用广泛的数据库软件如Access、MSSQL；建立开放式、网络化数据库；存储指定年限或所有的数据信息；软件系统实现的动态链接库；实时数据信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，实现数据远传。多级权限用户管理：密码登录后台，保证设置安全；高权限对低权限管理，分级操作，各权限均具修改密码功能。通讯管理设置：各串口自主配置，操作方便；不同设备的通讯协议选择；通讯波特率自主选择；系统根据选择结果自动对该前置机某端口所连各设备进行统一的遥控配置。网络功能：双机热备功能，支持双机、双网、双设备等冗余，并采用热备份的形式确保系统
8、稳定可靠的运行，配置简单、方便。网络上任意一台机器可指定为I/O服务器（即前置机），网络上的其他机器可方便地从该机器上获取数据。其它功能及特点：主接线图、潮流图显示、实时数据显示均可屏幕拷贝。实时显示电站各实时电量，开关状态，信号状态及动作累计数据。实时显示当前各模块，通讯，打印机等工作状态，出错自动报警。正常显示主接线图、潮流图、地理图等图形工况。其上数据自动刷新，大于整屏画面可漫游移动。正常显示各主变温度，设备电压，电流，负荷棒图并定时存储相关历史数据，根据运行工况及现场情况，可在线修改各测量电量各种特征。优化及扩充系统。可动态显示及修改各保护装置内保护定值，可在线投退保护装置内各保护功能
9、对于各类检测电量的修改及功能操作，系统配有多种授权密码，整个系统操作控制方便可靠。通过ODBC接口支持各种数据库，如ORACAL、SYBASE、SQLSERVER、ACCESS等等。WEB发布功能，制作的所有画面均可以HTML的格式在网上发布，远方计算即可通过INTERNET利用IE浏览器登录到WEB服务器上浏览系统实时数据。故障录波的处理，可记录故障录波数据，以曲线形式显示波形以供分析。事故追忆，能以表格的形式列出事故发生时各开关的变位顺序和相关遥测量的数据值。软件界面数据采集可采集和处理电力系统常用的各种遥测量、遥信量、脉冲量及非电量： 遥测量：电压、电流、有功、无功等； 遥信量：开关状态
10、、刀闸位置、保护动作信号、事故跳闸总信号、预告信号等； 脉冲量：电度量、周波、时间量、设备参数、保护定值等； 非电量：温度、压力、湿度、火灾报警、防盗报警等。报警处理事件报警：包括开关量报警，模拟量越限报警。当产生报警时，可自动推出报警窗口，列表显示报警信息，在报警窗口中，可完成浏览、筛选、确认等操作；报警产生时，可同时进行声光、语音等报警；可打印报警记录。趋势曲线图显示可实现电压、电流、功率等电参数的实时和历史趋势曲线显示，对某一时刻的电参数变化进行查询。主界面显示可根据现场的设备安装情况及布局将其用图形界面形象的表示出来，图为低压系统的配电图。实时报表显示可进行报表的查询和打印，包括有三相
11、电流、三相电压，功率因数、等参数的查询和打印。月抄表数据的查询可显示某个月的电表数据，可进行自定义查询，打印输出系统运行状况图系统开关量、模拟量、脉冲量一览表，记录开关量变位动作次数，系统各保护装置保护投退表、保护定值表、各微机装置内信号表，系统安全运行天数。系统各脉冲电量读取，日、月、年统计一览表等。显示现场系统设备当前的运行状态及系统运行信息。系统性能指标 平均无故障工作时间30000小时； 遥测传送时间3S； 遥信量：遥信变位时间3S，遥信正确率100%； 遥控、遥调：遥控、遥调传送时间3S，遥控正确率100%； 屏幕画面调用响应时间3S； 告警响应时间2S； 画面实时数据更新时间3S；
12、 开关量在数据库中更新时间2S； 模拟量在数据库中更新时间2S； 系统容量根据硬件配置的扩充无限扩容。1.2 DMS (Distribution Management System)系统DMS(Distribution Management System)，即配电管理系统。用于110kV以下配电系统。它由一个开放式网络基础平台和运行在该平台之上的多个相对独立的应用子系统组成。基础平台提供系统运行所需的硬件环境和操作系统以及与其它系统的接口服务;应用子系统由实时控制、配电网络分析以及在研究生态环境下用于规划目的的若干功能模块组成。所有这些功能模块彼此之间既相互联系又相对独立,可以随着逐步发展的配
13、电网络的运行要求而不断扩充或改变。DMS提供各种专业功能,帮助调度员增强对配电网的管理、提高配电网运行的自动化程度。它包括:配电网监控和数据采集SCADA、配电网自动化DA、控制室管理、故障投诉电话管理TCM以及各种高级应用软件。DMS数据分为两大类：SCADA和人工输入，而且后一部分目前占的比重相当大。即使将来，投诉电话、报警电话和野外抢修队电话也需人工登录。DMS安全管理主要是诊断故障、隔离故障和恢复供电，减少停电损失。DMS经济调度主要是降低网损，方法是平衡设备中的潮流分布和调整电压。DMS电压管理包括电压监视和控制，保证电压质量，并与降低网损目标一致。DMS负荷管理用于监视和控制用户负
14、荷，现有两种方式：供电侧控制和用户侧控制，它可缓和供电紧张、抑制恢复供电的冲击电流（负荷冷起动），使供、用双方各得其利。DMS中自动绘地图和设备管理（AM/FMM）主要服务于设备维修、投诉电话处理、报装、抢修及规划设计等。此外，管理信息系统、自动抄表、继电保护整定、配电规划等项目均可包括进DMS中或与之相联接。1.3 DMS与EMS的相同点采集电力系统数据的内容和方式基本相同，都来自于远程测量终端或计算机转发；均配置网络分析软件，帮助调度员分析当前状态，指导当前运行；均可保留当前系统运行方式，供以后恢复和分析；均与其它系统连接，共享数据和分析结果；1.4 DMS和EMS的不同点如果说EMS管理
15、的是人体主动脉的话，那么DMS管理的则是小血管和毛细血管。前者集中，后者分散。DMS由于配电网设备多而信息量比EMS系统大。DMS管理的配电网需求设备多，而EMS管理的的电网发电、供电平衡，所以故障的情况不同。DMS系统的稳定性要求低。DMS具有多种通信方式，且通信速率低。EMS主要监视、控制和管理发电、输电及变电；DMS主要管理变电以下的供电系统。配电网为辐射状,输电网为网状或多环状；配电设备沿线分散配置,输电设备多集中在变电站；配电网内要求安装的RTU（REMOTE TERMINAL UNIT ）数量通常比输电网多一个数量级；配电网的数据库规模(万级)比输电网的数据库规模(千级)大一个数量级；配电网的网络接线经常变化,检修更新频繁；配电网具有多种通信方式；配电系统比输电系统自动化技术水平低；第二章 网络分析中常用的关联矩阵2.1 节-支关联矩阵原理设有向连通图G有N+1个节点，b条支路，对每条支路规定
