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1、第四章第四章电力系统调度自动化引论电力系统调度自动化引论保证供电优良的质量保证供电优良的质量保证系统运行经济性保证系统运行经济性保证供电安全保证供电安全保证强有力的事故处理措施保证强有力的事故处理措施第一节第一节 电力系统调度的基本任务电力系统调度的基本任务 控制电力系统运行方式，使之在正常和事控制电力系统运行方式，使之在正常和事故轻况下，安全经济高质量的供电故轻况下，安全经济高质量的供电、保证供电优良的质量保证供电优良的质量（1）电能质量要求）电能质量要求U=UN， f=fN（2）措施）措施P Pg g= = P PloadloadQ Qg g= = Q Qloadload2、保证系统运行经
2、济性、保证系统运行经济性（2）在确定的网络结构下，系统运行经济性）在确定的网络结构下，系统运行经济性取决于调度方案取决于调度方案大机组比小机组效率高大机组比小机组效率高新机组比旧机组效率高新机组比旧机组效率高高压输电比低压输电经济高压输电比低压输电经济（1）规划是系统运行经济性的前提）规划是系统运行经济性的前提电厂选址、输电线路的长度与电压等级电厂选址、输电线路的长度与电压等级3、保证供电安全，承受事故冲击、保证供电安全，承受事故冲击（1）事故原因）事故原因外因：雷雨、风暴、雪、外因：雷雨、风暴、雪、鸟兽鸟兽内因：设备内部隐患、人内因：设备内部隐患、人员操作水平欠佳员操作水平欠佳（2）预想事故
3、分析）预想事故分析 对运行的系统，预对运行的系统，预想若干事故进行分析、想若干事故进行分析、计算，选择适当运行计算，选择适当运行方式。方式。4 保证强有力的事故处理措施保证强有力的事故处理措施保证强有力的事故处理措施保证强有力的事故处理措施 自动按频率减负荷、自动重合闸、自动自动按频率减负荷、自动重合闸、自动解列、自动制动、自动快关汽门、自动加解列、自动制动、自动快关汽门、自动加大直流输电负载等，由当地直接控制，不大直流输电负载等，由当地直接控制，不由调度进行启动的一些由调度进行启动的一些“常规常规”自动装置在自动装置在事故处理方面发挥着强有力的作用。事故处理方面发挥着强有力的作用。恢复运行恢
4、复运行 目前还完全靠人工处理，计算机只能提目前还完全靠人工处理，计算机只能提供一些事故后的实时信息，加快恢复正常供一些事故后的实时信息，加快恢复正常运行的过程。由此可见，电力系统调度自运行的过程。由此可见，电力系统调度自动化的仟务仍是十分艰巨的。动化的仟务仍是十分艰巨的。国家调度机构国家调度机构跨省、自治区、直辖市调度机构跨省、自治区、直辖市调度机构省、自治区、直辖市级调度机构省、自治区、直辖市级调度机构省辖市级调度机构省辖市级调度机构县级调度机构县级调度机构第二节第二节 电力系统的分区、分级调度管理电力系统的分区、分级调度管理国家调度中心网局调度中心地区调度中心省级调度中心县级调度中心直属电
5、厂地方电厂省属电厂直属变电站地方变电所变电所省属变电站 图中口为中心调度，它担负着全系统性的调度任务，并有直接归他调度的重要电厂：o为省级调度中心，担负着省级电网所属地区网络的调度上作，则为地区调度所或供电局，也管辖某些企业的备用电厂。在分级调度中，下一级除完成上一级调度分配给它的任务外，还接受上级调度的指导与制约。 分级调度管理使得等值网络法的概念在各调度中心分析所属网络的运行状态时，得到了广泛的应用，例如在分析高压网络的运行状态时，各低压网络的某些部分当成纯负荷来对待；而在计算、分析地区网络的运行方式时，又可将高压网络看成是一个等效发电机系统。 各级调度对自己所辖部分的厂网可看成是上图待分
6、析的系统，而把电力系统中的其余部分均看作外部系统，进行等值简化，以集中力量对待分析系统进行严密的分析与计算。等值网络法的框图 分级调度采用合理的等值网络法后，就可以使各级调度所需掌握的实时数据和信息大为减少，使信息的传输合理分散，从而大大减少远动装置与远动通道的投资，同时减小中心调度计算机的容量并提高其工作速度，也为在电力系统调度自动化中采用可靠性较高的微型计算机奠定基础。 A系统与B系统都是较大的电力系统，每个系统都有各自的调度中心与分级调度，然后用联络线将A、B两系统联结。这种情况出现在电力系统发展的后期：如一系统以水电为主，另一系统以火电为主，分区调度的联合系统示意图 由联调调度联络线上
7、交换功率。丰水季时，水电系统支援火电系统枯水季时，火电系统支援水电系统。联络线上的潮流是联调根据A、B两系统的全面情况调度的，A中调与B中调都不能任意改变联络线上的潮流。由于A系统与B系统分布面都很广，使两系统的尖峰负荷的出现在时间上有了先后，所以联络系统在利用备用容量上也是较为有利的。第三节第三节 电力系统调度自动化电力系统调度自动化控制系统的功能概述控制系统的功能概述1、电力系统必须统一调度。2、现代电力系统的特点 （1）分布十分辽阔，大者达干余公里，小的也有百多公里； （2）对象多而分散，在其周围干余公里内，布满了发电厂与变电站； （3）输电线路多得形成网络。 3、专业术语 （1）常规自
8、动装置：控制信息则因控制方案而有不同。与复杂控制系统的分层相似，根据待控设备的信息，按照一定的规律，直接反馈给设备，以对其进行控制。 （2）直接数字控制：将上述如果采用数字控制的方式。 （3）协调：调度中心根据各直属电厂与各省级调度传送的信息，得到当时各地的负荷分布、电厂的运行出力、线路的潮流分布及母线 电压等的系统实时数据，再加上调度中心经过离线计算后存储的检修计划、负荷预报等信息。就可以根据一定的控制规律，协调各厂及有关网络的运行工况，其目的是使整个系统的安全水平与经济性都达到最佳的状态。 （4）协调控制：根据协调信息对具体设备进行的控制。协调信息分为离线协调与在线协调。离线协调信息的周期
9、很长，一般都是离线算出后，发至各电厂或变电站进行控制装置动作值的整定，在装 置动作值的整定，在装置进行控制动作的过程中，协调信息是不变的，即不直接参与对设备的实时控制过程。大大缩短时间比在线周期。 （5）电力系统监控系统：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可靠性高的双向交换。 （6）能量管理系统：具有电力系统监控系统、协调这两种功能的电力系统调度自动化系统。 4、变电站自动化的特点 （1）用信息传递代替了常规变电站中互感器二次电流、电压及中间继电器动作电流等的距离传送，提高了可靠性与经济性。 （2）用信息量的逻辑组合代替了继电保护等的常规触点的“联动与闭锁”等功能，
10、提高了可靠性与灵活性。 （3）便于站内管理层监测设备运行及信息系统 情况，特别是调度中心可以直接监控变电站的远行情况，等于开放了变电站的监控及运行情况，很有利于无人值班变电站的发展。总之变电站自动化的优点是大大提高了二次线的可靠性、灵活性及经济性，并实现丁与外界的直接监控联系.打破了原有的封闭状态，称变电站监控的一次“技术革命”，当然还需继续推进。第四节第四节 电力系统调度自动化电力系统调度自动化控制系统的简介控制系统的简介=基本知识点基本知识点=电力系统调度自动化发展阶段的回顾电力系统调度自动化发展阶段的回顾调度中心计算机区域网简述调度中心计算机区域网简述第一阶段：第一阶段： 布线逻辑式远动
11、技术（布线逻辑式远动技术（20世纪世纪50年代）年代）四遥：遥测、遥信、遥控、遥调四遥：遥测、遥信、遥控、遥调 远动装置将远方厂、站运行设备的测量读值、运远动装置将远方厂、站运行设备的测量读值、运行状态等通过硬件联系，由远动通道将信息送至行状态等通过硬件联系，由远动通道将信息送至调度所；同样可以将调度所发出的协调控制信息调度所；同样可以将调度所发出的协调控制信息送至有关的厂、站，对设备进行遥控，称为送至有关的厂、站，对设备进行遥控，称为“三遥三遥”(即遥测、送信、遥控即遥测、送信、遥控)。一、电力系统调度自动化发展阶段的回顾一、电力系统调度自动化发展阶段的回顾第二阶段：计算机技术（第二阶段：计
12、算机技术（20世纪世纪6070年代）年代）SCADA EMS第三阶段：计算机技术、通信技术、网络第三阶段：计算机技术、通信技术、网络技术技术集中式集中式分布式分布式开放式开放式调度中心对某种数据采集的周期因任务而有不同：调度中心对某种数据采集的周期因任务而有不同：二、调度中心计算机区域网简述二、调度中心计算机区域网简述 (1)将SCADA功能与调度中心的协调功能分别由两台计算机担任，其中担任与厂、站省调频繁地按公约标准进行数据信息交流任务的称为前置机。前置机接至局域网（LAN）。网上有一台容量较大的主机，主机建立起自己的可以开放、分层使用的数据库，部分数据接至以太网，供前置机使用。 将运行信息
13、发至相关厂、站。调度中心的部分运行数据还可以在下级调度的工作站驻留，便于下级调度按当时全系统的运行状态，确定该站等值外部网络的参数，一般称为系统的分层或分布特性。 (2)微机本身有充裕的存储空间，完善的计算机功能。(3)双机配置系统的可用率是调度计算机的重要指标，即一般可用率要达到99.5%99.9%才可以使用。 调度计算机的选型问题均该电力系统的结点的数量与计划完成的实时功能的内容密切有关。电力系统状态向量的维数很高，数据与信息容量大，要达到实时调度的目的，就需要存储容量大、运算速度快的电子计算机；由于电力系统的潮流方程式是非线性的。因此，最好希望所选计算机型号的指令系统中，有相应的、便于解
14、相应的非线性方程的指令系统，这样可以 简化程序而提高运算速度。另一力面，国家所生产的计算机型号就只有那么几类(并没有专为电力系统调度用的计算机型号)，可供选择的余地不大，所以现在的趋势是希望国内各电力系统计算机型号能够统一或兼容。这样可以交流彼此的技术经验，有利于先进技术在各电力系统中的推广。第五节第五节 电力系统调度自动化电力系统调度自动化的主要内容的主要内容=基本知识点基本知识点=实时运行数据信息的收集与处理实时运行数据信息的收集与处理经济出力的实时调度经济出力的实时调度事故的实时预想事故的实时预想调度自动化的某些其他问题调度自动化的某些其他问题一、一、实时运行数据信息的收集与处理实时运行
15、数据信息的收集与处理 1、功能： 完成调度中心对全系统运行实时数据信息的收集与交换，以利于对电力系统实时运行状况的监视与协调控制。实时数据的分级收集与处理，可以大大减轻中心调度必须容纳的数据量，对提高实时性是有利的。 2、要求 对全系统运行状况进行实时监控目的，除去数据的实时性外，值班人员还要求运行方式数据显示的完整性与难确性。 3、难确性 （1）向调度中心传送了错误数据，即偏离真值很大。 （2）向调度中心传送数据的准确度不能满足协调功能或协调人员对网络作深入分析时的要求。 为满足调度自动化要求而进行的对电力系统运行方式实时数据的科学处理方法之一，叫状态估计。经过状态估计后的运行数据是齐全的，
16、可以随意调取，坏数据已被修正，整个数据的精确度大为提高，一般说来，正常情况下可以达到或超过系统运行仪表群的最高精确度等级。 系统各机组的总出力，它只能说明各机组出力之和为多少，而不能说明每台机组的出力多少。在总出力定的条件下，进一步研究每台机组的出力为多少，这是经济调度的问题。经济调度要求在不断跟踪系统负荷变化的同时，还应该使系统发电的总耗费应为最小，这就要求对每台机组出力的分配必须按照一定的经济运行的规律来进行。二、经济出力的实时调度二、经济出力的实时调度1、优点 有利于提高运行人员处理事故的能力，维护系统的安全运行2、事故的实时预想 采用计算机来对当前系统的运行状态进行“事故预想”，则不但
17、能将事故发生后系统可能发生的各种越限情况计算得比较清楚、准确，而且计算速度很快，不失实时性。三、事故的实时预想三、事故的实时预想3、安全分析 当然不是每一种事故可能造成的严重损失都可以用改变运行方式的方法来完全避免的，但至少可以选择一种事故损失较轻的运行方式，把事故的实时预想与电力系统当前运行方式的实时选择紧密地、较准确地结合起来，可以使电力系统安全调度的水平大为提高。这是调度计算机在线运用的一个重要内容，称为“安全分析”。4、分析方法 安全分析分为稳态安全分析与暂态安全分析两种：暂态稳定的实时预想届于暂态安全分析，其他则属于稳念安全分析，暂态在线分析目前还在研究阶段。1、协调执行 有利于提高运行人员处理事故的能力，维护系统的安全运行2、事故的实时预想 采用计算机来对当前系统的运行状态进行“事故预想”，则不但能将事故发生后系统可能发生的各种越限情况计算得比较清楚、准确，而且计算速度很快，不失实时性。四、调度自动化的某些其他问题四、调度自动化的某些其他问题
