调度自动化系统课程设计

《调度自动化系统课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《调度自动化系统课程设计（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、四川大学网络教育学院本科生（业余）课程设计题 目 调度自动化系统体系结构设计办学学院 四川大学电气信息学院 教学部 汕头经济管理干部学校 专 业 电气工程及其自动化 年 级 09春 指导教师 魏振波 学生姓名 徐礼标 学 号 DH1091U2033 2011年 3月12日调度自动化系统体系结构设计 摘 要随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，电能的需要也在不断地增加，发电设备也相应增多，电网结构和运行方式也越来越复杂，人们对电能质量的要求也越来越高。为了保证用户的用电，必须对电网进行管理和控制。目前调度自动化系统已成为保证现代化大电网安全、稳定、可靠、经济运行不可缺少的重要技术手段。电力系统

2、运行管理和调度的任务很复杂，但简单说来，就是：尽量维持电力系统的正常运行，安全是电力系统的头等大事，系统一旦发生事故，其危害是难以估计的，因此，努力维持电力系统的正常运行是首要任务；为用户提供高质量的电能，反映电能质量的三个参数就是电压、频率和波形。这三个参数必须在规定范围内，才能保证电能的质量。稳定电压的关键是调节系统中无功功率的平衡，频率的变化，是整个系统有功功率的平衡问题，波形是由发电机决定的；保证电力系统运行的经济性，使发电成本最经济。本次调度自动化体系结构课程设计在滕欢老师的指引下，充分展现学生通过课堂学习对调度自动化系统体系功能的理解，达到增进知识、提高实际工作能力的目的。关键词：

3、调度自动化；体系结构；设计第一章 绪论1.1前 言电力系统是一个分布面广、设备量大、信息参数多的系统，发电厂发出电能供给用户，必须经几级变压器变压才能传输。各级电压通过输电线路向用户供电，电压从低到高，再从高到低，以利于能量的传送。电压的变换，形成不同的电压级别，形成一个个不同电压级别的变电站，变电站之间是输电线，因而形成了复杂的电力网拓扑结构。电网调度正是按照电网的这种拓扑结构进行管理和调度的。 一般情况下，电网按电压级别设置调度中心，电压级别越高，调度中心的级别也越高。整个系统是一个宝塔型的网络图。分级调度可以简化网络的拓扑结构，使信息的传送变得更加合理，从而大大节省通信设备，并提高了系统

4、运行的稳定性。为了实施电力法明确电力生产和电网运行应当遵循安全、优质、经济的原则。因此，电网调度自动化系统的首要任务是保障电网安全、稳定、正常运行和对电力用户安全可靠供电。针对目前电力系统自动化的需求和特点，并且考虑到电力系统自动化未来的发展，而开发研制的一套自动化综合监控系统。调度机构要预先通过大量的计算分析，制定对付意外事故的安全措施，装设安全自动装置和继电保护设备，做好事故预想和处理预案，防范于未然。一旦电网发生故障，调度就要按地区电网实际情况并参考处理预案，迅速、准确地控制故障范围，保证电网正常运行，并避免对电力用户供电造成影响；遇到严重事故时，为保证主网安全和大多数用户的正常供电，调

5、度将根据具体情况采取紧急措施，改变发输电系统的运行方式，或临时中断对部分用户的供电。故障消除后，调度要迅速、有序地尽快恢复供电，尽量减少用户停电时间。调度自动化系统的另一重要任务是，保证电能质量，保持频率、电压、波形合格。这就必须时刻保持发电和用电的瞬时平衡。由于电能不易大量贮存，而用户的用电是随机的，要时刻保持供需平衡，就要求调度必须提前预计社会用电需求，并依此进行事前的电力电量平衡，编制不同时段的调度计划和统一安排电力设施的检修和备用。在实际运行过程中调度一方面要依靠先进的调度自动化通信系统，密切监视发电厂、变电站的运行工况和电网安全水平，迅速处理时刻变化的大量运行信息，正确下达调度指令；

6、另一方面要实时调整发电出力以跟踪负荷变化，满足用电需求。在实际的调度过程中，还需要综合考虑国家能源政策和环保政策，以及电源分布、负荷需求、电网结构以及防汛、环保等因素，按照公平、公正的原则合理安排发电，实现发电资源的优化利用，以提高国家电力能源利用效益。本次调度自动化体系结构设计，将以调度自动化课程设计要求为基础，在指导教师的指引下，充分展现学生通过课堂学习对调度自动化系统体系功能的理解，达到增进知识、提高实际工作能力的目的。 电网调度自动化设计必须在一次系统设计和调度管理范围划分原则明确的前提下进行。经审查的一次系统设计是电网调度自动化设计的依据和基础，一次系统设计明确了电网的规模、网络地理

7、分布、主接线、典型运行方式、电气计算结论及负荷性质等，为分析电网特点提供了条件，以便于确定调度自动化系统功能及信息采集内容。电网调度自动化是为电网调度管理服务的，因此调度自动化系统设计应与调度管理体制相一致。现代化电网调度自动化系统应与统一调度分级管理相适应。这样可节省通道和提高投资效益。在实现电网分层控制时各级调度应组成信息交换网，信息一般采用逐级传送方式。本次调度自动化系统体系结构毕业设计不涉及调度管理体制方面的内容，仅从技术的角度进行考虑，以毕业设计任务书作为设计依据，电网网络接线示意图如下： 1.3 设计目标本次调度自动化系统体系结构设计本着学以致用、加深电力系统调度自动化知识的理解和

8、结合学生工作实践经验的原则，在指导老师的引导下，达到以下设计目标： 、充分理解现代调度自动化系统包括的含义；、熟悉调度自动化系统的功能；、熟悉并巩固变电站主接线图的设计方法和相关规范；、掌握调度自动化系统的设计原则；、掌握电力系统中调度自动化基准厂站选择的方法和原则；、掌握调度信息的组织和信息量的估算；、掌握调度中心主站计算机系统的结构；、掌握调度自动化系统应该达到的技术指标；、掌握电网结构分析的基本知识。 1.4 设计原则本次电网调度自动化系统体系结构设计必须遵循以下原则（本次毕业设计侧重系统的体系结构）：（一） 实用性和通用性原则： 系统完全适用于现代化电力管理的需要，功能强大、稳定可靠。

9、系统还具有友好的用户界面和强大的联机帮助功能，以帮助系统用户方便地使用系统。 （二） 先进性及主流技术原则： 系统整体上从资源配置(包括系统结构、硬件设置、网络通讯)到功能设置都采用90年代最先进的主流计算机技术，保证系统在国内外同行业中以及在未来的5年间具有领先水平，并具有一定的超前性和较长的产品生命周期。 （三）可靠性及安全性原则： 可靠性是电力调度自动化系统的基本准则。作为这样的系统应能满足各种业务环境和经受各种外界干扰的考验，能坚持长期可靠的运行。系统的各项资源包括硬件设备、软件系统、通讯等可靠性要高，工作稳定，便于维护；同时在出现硬故障和软故障时，有可靠的恢复手段，具有强大的容错能力

10、。系统必须要有优良的安全保密措施，具有权限及级别控制、口令保护、信息密级制度，对电脑病毒的防毒及免疫能力。 （四）技术成熟性原则： 系统采用当今现成的经受严格测试和运行考验的先进、成熟的计算机硬件及外围设备、已在线运行的SCADA软件和商业软件，使之建成后就能很快地投入使用，提高工作效率。 （五）扩展性和可伸缩性： 我国目前电力行业正经历着前所未有的发展和变化。因此系统也能反映这个变化并能适应变化。系统能较好地适应随电力业务的开展而来的扩展，系统的模块化结构和参数化程度高，能根据业务的需要，具有较好地增加和裁减的能力，可按实际情况灵活地配置系统，使系统发挥出最高的效率；这种扩展不仅表现在系统的

11、体系结构上，还表现在软件组态设计上。并且这种扩展是方便和经济的。系统的总体结构合理，设计容量适度，可扩展性能好。 （六）用户投资保护及平滑性原则 系统在考虑其先进性的同时，软硬件资源及网络通信的配置应根据电力发展的总体规划及步骤，合理选型，分期投入，充分继承和保护前期的投资和软件成果。 第二章 需求分析设计21电网结构根据调度自动化毕业设计任务书的电网接线图所示，该网络11个110/10kV变电站和2个220/110/10kV枢纽变电站构成，该电网有如下结构特点：、电网由17条110KV输电线路构成主干网架，经过11个110/10KV变电站和和2个220/110/10KV枢纽变电站实现网内互联

12、；、电网可实现7个环网运行方式，电网整体输电可靠性较高；、220/110/10KV枢纽变电站既作为110KV输电线路的骨干节点，又作为5个环网运行的枢纽开关站，在本电网中占有相当重要的地位，同时又可作为向更高一级电网过渡的连接节点；、电网调度监控中心位于其中1个110/10KV变电站；其中变电站A、B是220/110/10KV变电站，变电站C是监控中心，变电站D的出线数最多，而变电站M是终端变电站。电网结构分析如下：22调度自动化系统功能把发电厂，变电站和地区调度中心的计算机以及省网调度中心的计算机，通过各种通信手段联接起来。用来优化的方法和技术对整个电力系统进行调度和理构成了现代的调度自动化

13、系统。2.2.1现代的调度自动化系统包括三种含义：采集和变换信息、通信设备传送信息和调度中心使用信息。调度自动化系统收集、处理电网运行实时信息，通过人机联系系统把电网运行状况集中而有选择的显示出来进行监控。调度人员可以借此统观全局，集中全力指挥全网安全、经济和优质运行。调度自动化系统安全监控功能的实现，同时极大地提高电网安全运行水平，提高电网事故的处理效率，减少停电损失。各类地调在考虑调度自动化系统时，应使其具有数据采集和监控(SCADA)的功能，但在具体实施过程中应根据调度职责范围、调度自动化现状、基础设备自动化条件，按照由低至高、由易到难的原则恰当确定总体功能。各类地调应该逐步实现遥控和遥

14、调功能，有条件时可建设无人值班遥控变电站。但遥控、遥调功能实现取决于调度的需要、良好的一次设备、高可靠性的远动终端和通道等因素，其中良好一次设备和通道对于众多地调来说不是短期内可以解决的。各类地调应本着稳妥可靠的方针，经过试点逐步的实现遥控、遥调的功能。调度自动化系统的功能，分为以下四级：、直接控制，用于减少停电事故；、优化控制，用于提高技术经济效益；、适应控制，使系统具有事故适应能力；、综合控制，对系统进行全面管理，提高经济效益。系统的功能级别越高，电力系统运行特性和经济效益也愈高；对信息的传送和处理能力的要求也愈高。要设计、监理好一个调度自动化系统，并要使它的功能充分发挥出来，使一项非常重

15、要的任务，需要对电力系统的运行特性和要求有清晰的了解，又要在信息的传送、处理和计算机的应用方面，综合地规划和设计。电力调度自动化系统在电力系统的运行生产中，起着举足轻重的作用，正确地对电网的调度自动化系统进行设计，将使电能的生产、传送、分配和使用获得最大的技术经济效益，并为电力系统的发展提供重要的数据和依据。随着ERP不断发展，电力调度自动化系统与ERP之间的联系越来越紧密，形成能量管理系统EMS，它包括SCADA、发电计划、发电控制、网络分析和调度员培训仿真系统等丰富的电力生产软件管理功能。2.2.2为了保证系统正常必须有一个完善的管理手段，对各个调度控制台及类人员赋予不同使用范围及使用权限。一般根据业务需要至少应有3个等级，如：1） 操作员级：可以进行全部操作。2） 调度员级：级系统受理外的其他操作。3）