电气工程及其自动化专业实习报告

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1、摘要电力系统是由很多复杂的一次主设备和二次保护、控制、调节、 信号等辅助设备组成的一个有机整体。电力系统自动化的主要目标 是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠, 提高经济效益和管理效能。本次实习总要包括以下几方面的内容： 电力系统自动化的组成，变电站的学习实训以及生产实践的实训等。目录第一章：实习的前期准备 3第一节：我国电力系统自动化的发展趋势 3第二节：电力系统的基本组成 4第三节：电力系统新技术的应用 5第四节：电力系统自动化的内容 6第二章：实习过程 13第一节：实习目的 13第二节：实习任务 14第三节：实习时间、地点及其企业简介 14第三章：实习内容 15第四

2、章：实习结果 17第一节：安全教育学习 17第二节：事故的发生及其预防 17第三节：专业知识的学习 18第五章：实习总结与心得体会 20参考文献第一章 实习的前期准备第一节：我国电力系统自动化的发展趋势 电力系统自动化总的发展方向 (1) 整个电力系统自动化的发展则趋向于 : 一 是由开环监测向闭环控制发展，如从系统功率总加到 AGC自动发电控制)。二是 由高电压等级向低电压扩展，如从EMS能量管理系统)到DMS配电管理系统)。三 是由单个元件向部分区域及全系统发展,如SCADA监测控制与数据采集)的发展 和区域稳定控制的发展。一、电力系统自动化总的发展趋势1. 当今电力系统的自动控制技术正趋

3、向于 :(1) 在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。(2) 在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。(3) 在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。(4) 在控制手段上日益增多了微机、电力 电子器件和远程通信的应用。(5) 在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。2. 整个电力系统自动化的发展则趋向于 :(1) 由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC自动发电控制)。(2) 由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS能量管理系统)到DMS配电管 理系统)。(3) 由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA监测控制与数据采集) 的发展和区域

4、稳定控制的发展。(4) 由单一功能向多功能、一体化发展 ,例如变电站综合自动化的发展。(5) 装置性能向数字化、快速化、灵活化发展 , 例如继电保护技术的演变。(6) 追求的目标向最优化、协调化、智能化发展 ,例如励磁控制、潮流控制。(7) 由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展 , 例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。近 20 年来, 随着计算 机技术、通信技术、控制技术的发展 , 现代电力系统已 成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子（Power System Equiqments

5、and Power Electronics）的统一体,简称为“CCC”其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来 越大，考虑的因素越来越多，直接可观可测的范围越来越广，能够闭环控制的对象 越来越丰富。第二节电力系统的组成世界上大部分国家的动力资源和电力负荷中心分布是不一致的。如水力资源都是集中在江河流域水位落差较大的地方，燃料资源集中在煤、石油、天燃气的矿区。 而大电力负荷中心则多集中在工业区和大城市， 因而发电厂和负荷中心往往相隔 很远的距离，从而发生了电能输送的问题.水电只能通过高压输电线路把电能送 到用户地区才能得到充分利用。火电厂虽然能通过燃料运输在用电地区建设电 厂

6、，但随着机组容量的扩大，运输燃料常常不如输电经济。于是就出现了所谓坑 口电厂，即把火电厂建在矿区，通过升压变电站、高压输电线、降压变电所 （站） 把电能送到离电厂较远的用户地区。 随着高压输电技术的发展.在地理上相隔一 定距离的发电厂为了安全、经济、可靠供电.需将孤立运行的发电厂用电力线路 连接起来。首先在一个地区内互相连接，再发展到地区和地区之间互相连接， 这 就组成统一的电力系统。水（汽）蜀机及发电机升压变压器输电缢降压变压器用户用电设备电力糸毓动力系筑通常将发电厂、变电所、用电设备之间用电力网和热力网连接起来的整体，叫做动力系统。动力系统中的电气部分，即发电机、配电装置、变压器、电力线

7、路及各种用电设备连接在一起组成的统一整体。 称为电力系统。 电力系统中由各 级电压等级的输配电线路及升降压变电所组成的部分， 称为电力网。 在我国习惯 将电力系统称作电网， 例如华中电力系统称为华中电网。 电力线路是电力系统的 重要组成部分， 它担负着输送和分配电能的任务。 由电源向电力负荷中心输送电 能的线路，称为输电线路或送电线路。送电线路的电压较高，一般在110kV及以 上。主要担任分配电能任务的线路， 称为配电线路， 配电电压较低， 一般在 35kV 及以下。 为了研究和计算方便， 通常将电力网分为地方电网和区域电网。 电压在 110kV 及以上、供电范围较广、输送功率较大的电力网，称

8、为区域电力网。电压 在 110kV 以下、供电距离较短、输电功率较少的电力网，称为地方电力网。电 压在610kV的配电阿.称为中压配电网。城市电网中35kV的配电网亦称为中 压配电网。电压为 380220V 的配电网。称为低压配电网。但这种划分方式， 其间井投有严格的界限。第三节 电力系统新技术的应用具有变革性重要影响的三项新技术：1. 电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的 40 多年中大体上可分为三个阶段 :基 于传递函数的单输入、单输出控制阶段 ; 线性最优控制、非线性控制及多机系统 协调控制阶段 ; 智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有 :(1) 电力系统是一个具

9、有强非线性的、变参数 (包含多种随机和不确定因素 的、多种运行方式和故障方式并存 ) 的动态大系统。(2) 具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。(3) 不仅需要本地不同控制器间协调 , 也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段 , 主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题 ; 特别适于那些具有模型不确定性、 具有强非线性、 要求高度适应性的复杂系统。智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景 , 其具体应用有快关 汽门的人工神经 网络适应控制 , 基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控 制系统结构,多机系统中的ASVG新

10、型静止无功发生器)的自学习功能等。2. FACTS和 DFACTS(1) FACTS概念的提出在电力系统的 发展 迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术一一柔性交流输电系统 (FACTS技术悄然兴起。所谓“柔性交流输电系统” 技术又称“灵活交流输电系统” 技术简称 FACTS, 就是在输电系统的重要部位 , 采用具有单独或综合功能的电力 电子装置, 对输电 系统的主要参数 (如电压、相位差、电抗等)进行调整控制 , 使输电更加可靠 , 具有 更大的可控性和更高的效率。 这是一种将电力电子技术、 微机处理技术、 控制技 术等高新技术应用于高压输电系

11、统 , 以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电 能质量 , 并可获取大量节电效益的新型综合技术。FACTS的核心装置之一ASVC的研究现状各种FACTS装置的共同特点是：基于大功率电力电子器件的快速开关作用和 所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了 FACTSg置的各种核心技术且结构比 较简单的一种新型静止无功发生器。ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网 的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压 , 而且可以在故障后的恢复期间稳 定电压，因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比 ,ASVC的调节 范围大 , 反应速度快 , 不会发生响应迟缓 , 没有

12、转动设备的机械惯性、机械损耗和 旋转噪声,并且因为ASVC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳 态变化, 因此其控制能力大大优于同步调相机。(3)DFACTS的研究态势随着高科技产业和信息化的发展 , 电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感 , 电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说 , 信息时代对 电能质量提出了越来越高的要求。DFACT是指应用于配电系统中的灵活交流技术，它是Hingorani于1988年 针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是 ： 对供电质量的各种问题采 用综合的解决办法 , 在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制3. 基

13、于GPS统一时钟的新一代EMSffi动态安全监控系统基于GPS统一时钟的新一代EMS 目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障 录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集（SCADA系统。前者记录数据冗余 ,记录时间较短 ,不同记录仪之间缺乏通信 ,使得对于系统整体动态特 性分析困难 ; 后者数据刷新间隔较长 ,只能用于分析系统的稳态特性。 两者还具有 一个共同的不足 , 即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记 , 记录数据只是局部 有效, 难以用于对全系统动态行为的分析。（2）基于GPM新一代动态安全监控系统基于GPS的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系

14、统与原有SCADA 的结合。电力系统新一代动态安全监测系统 , 主要由同步定时系统 , 动态相量测量 系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。 采用GPS实现的同步相量测量技 术和光纤通信技术，为相量控制提供了实现的条件。GPS技术与相量测量技术结 合的产物一一PMU相量测量单元）设备,正逐步取代RTU设备实现电压、电流相量 测量（相角和幅值 ）。电力系统调度监测从稳态/准稳态监测向动态监测发展是必然趋势。GPS技 术和相量测量技术的结合标志着电力系统动态安全监测和实时控制时代的来临。随着计算机技术, 控制技术及信息技术的发展 , 电力系统自动化面临着空前 的变革。多媒体技术、智能控制将迅速

15、进入电力系统自动化领域 , 而信息技术的 发展,不仅会推动电力系统监测的发展 ,也会推动电力系统控制向更高水平发展。第四节 电力系统自动化的内容 按照电能的生产和分配过程， 电力系统自动化包括电网调度自动化、 火力发 电厂自动化、 水力发电站综合自动化、 电力系统信息自动传输系统、 电力系统反 事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等 7个方面,并形 成一个分层分级的自动化系统 （见图）。区域调度中心、 区域变电站和区域性电厂 组成最低层次； 中间层次由省 （市）调度中心、 枢纽变电站和直属电厂组成， 由总 调度中心构成最高层次。而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多 级控制。（1）电网调度自动化现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统， 包括实时信息收 集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系 统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。 在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，位于调度中心的部分称为调度 端。软件系统由静态状态估计、 自动发电控制、 最优潮流、 自动电压与无功控制、 负荷预测、 最优机组开停计划、 安全监视与安全分析、 紧急控制和电路恢复等程 序组成。（2）火力发电厂自动化火力发电厂的自动化项目包括：厂内机、炉、电运行设备的安全检测，包 括数据采集、