调度自动化系统基础知识

1、课程名称：课程名称：课程编码：课程编码：培训对象：培训对象：开发人：开发人：认证时间：认证时间：调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 ZYYW20120215非电专业新员工非电专业新员工2012年年8月月徐徐 伟伟 赵赵 斌斌 调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001 一个系统通常有几种状态？ 电力系统的特点及其生产控制应如何进行？调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001主要内容电力系统的分层控制电力系统的分层控

2、制一电力调度自动化系统的概念和作用电力调度自动化系统的概念和作用二电力调度自动化系统的结构和功能电力调度自动化系统的结构和功能三调度自动化专业术语调度自动化专业术语四调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD001010011、电网的运行状态、电网的运行状态正常运行状态（有一定的安全储备）恢复对用户供电恢复状态警戒状态（预防性控制）（紧急控制）紧急状态系统崩溃（切机、切负荷）一、电力系统的分层控制一、电力系统的分层控制调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD001010012、 电力系统的运行控制目标电力系统的运行控制目标电力系统运行控制的目标可以概括为八个字：安全、

3、优质、经济、环保安全、优质、经济、环保调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD001010013、电力、电力系统调度的分层控制系统调度的分层控制国家调度500kV变电所220kV主干变电所220kV变电所110kV/35kV变电所中小型变电所大型电厂省属电厂地区电厂县属电厂网 调省 调地 调县 调调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001电力系统调度的分层控制分层控制的优点：分层控制的优点：（1）信息可以分层控制，只需把一些必要的信息转）信息可以分层控制，只需把一些必要的信息转发给上一级调度部门，对出力和负荷的控制也同样发给上一级调度部门，对出力和负荷

4、的控制也同样，上一级调度只需向下一级调度发出出力和负荷的，上一级调度只需向下一级调度发出出力和负荷的总指标，有下一级进行控制。这样既减轻了上级调总指标，有下一级进行控制。这样既减轻了上级调度的负担，又加速了控制过程，同时减少了不必要度的负担，又加速了控制过程，同时减少了不必要的信息流量。的信息流量。（2）若局部的控制系统发生故障，一般不会严重影）若局部的控制系统发生故障，一般不会严重影响电力系统的其他控制部分，并且各分层间可以部响电力系统的其他控制部分，并且各分层间可以部分地互为备用，从而提高了系统运行的可靠性。分地互为备用，从而提高了系统运行的可靠性。调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础

5、知识 GYZD00101001电力系统调度的分层控制分层控制的优点：分层控制的优点：（3）实现分层控制后，可以大大降低信息流量，因）实现分层控制后，可以大大降低信息流量，因而减少了对通信系统的投资。同时减轻了计算机的而减少了对通信系统的投资。同时减轻了计算机的负荷，投资也相应减少。负荷，投资也相应减少。（4）分层控制的自动化系统结构灵活，可适应电力）分层控制的自动化系统结构灵活，可适应电力系统的变更或扩大的需要。系统的变更或扩大的需要。调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001小结1、电网运行状态、电网运行状态2、电力系统的运行控制目标电力系统的运行控制目标3、电力

6、电力系统调度的分层控制系统调度的分层控制调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD001010011 1、调度自动化的发展过程、调度自动化的发展过程 从数据采集的监视控制系统向能量管理系统的发展从数据采集的监视控制系统向能量管理系统的发展 20世纪世纪30年代，国外发达国家已经建立了调度中心，用固年代，国外发达国家已经建立了调度中心，用固定模拟屏和电话凭经验进行调度，速度慢、时效性差；定模拟屏和电话凭经验进行调度，速度慢、时效性差； 40年代，开始将电网上各厂、站数据模拟显示到模拟屏上年代，开始将电网上各厂、站数据模拟显示到模拟屏上，增强了感知力；，增强了感知力； 60年代末和年代

7、末和70年代初，将计算机技术与远动技术相结合，年代初，将计算机技术与远动技术相结合，出现了电网调度监视控制与数据采集系统出现了电网调度监视控制与数据采集系统这是电网调度自这是电网调度自动化技术的第一次飞跃；动化技术的第一次飞跃； EMS的出现，为的出现，为20世纪世纪70年代末开发的独立的调度员培训年代末开发的独立的调度员培训仿真器集成到仿真器集成到EMS中提供了条件；中提供了条件； 调度自动化系统的构成从集中式到分布式的发展调度自动化系统的构成从集中式到分布式的发展二、电力调度自动化系统的概念和作用二、电力调度自动化系统的概念和作用调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD001

8、01001调度自动化系统的发展基本的监视功能（遥测、遥信）基本的监视功能（遥测、遥信）使调度员具备了使调度员具备了“千里眼千里眼”，知道现场的情况，知道现场的情况加上遥控与遥调，构成完整的加上遥控与遥调，构成完整的SCADA功能功能不仅具备不仅具备“千里眼千里眼”，还具备了，还具备了“千里手千里手”PAS功能，上升到能量管理系统（功能，上升到能量管理系统（EMS）将电路理论的知识运用到电力调度中将电路理论的知识运用到电力调度中从经验型调度过渡到分析型调度从经验型调度过渡到分析型调度调度员培训系统（调度员培训系统（DTS）利用电路理论来仿真、培训调度员利用电路理论来仿真、培训调度员调度自动化系统

9、基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001 调度自动化系统是什么？调度自动化系统是什么？2 2、调度自动化的概念、调度自动化的概念调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001 调度自动化系统是什么？调度自动化系统是什么？收集收集监控监控传输传输 基于计算机、通信、控制技术的自动化系统的总称，是在基于计算机、通信、控制技术的自动化系统的总称，是在线为各级电力调度机构生产运行人员提供电力系统运行信线为各级电力调度机构生产运行人员提供电力系统运行信息息(包括频率、发电机功率、线路功率、母线电压等包括频率、发电机功率、线路功率、母线电压等)， 分分析决策工具和控

10、制手段的数据处理系统。析决策工具和控制手段的数据处理系统。调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001小结调度自动化系统的概念调度自动化系统的概念调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001调度自动化系统的作用调度自动化系统的作用 1. 对电网安全运行状态实现监控 2. 对电网运行实现经济调度 3. 对电网运行实现安全分析和事故处理调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD001010011、子系统构成信息接收命令下发命令执行信息采集与 发送人机联系信息处理信息传输子站设备 该子系统是指设置在发电厂和变电站中的子站设备、遥控执行屏

11、等。子站设备可该子系统是指设置在发电厂和变电站中的子站设备、遥控执行屏等。子站设备可以实现以实现“四遥四遥”功能，包括：采集并发送电力系统运行的实时参数及事故追忆报告；功能，包括：采集并发送电力系统运行的实时参数及事故追忆报告；采集并发送电力系统继电保护的动作信息、断路器的状态信息及事故顺序报告采集并发送电力系统继电保护的动作信息、断路器的状态信息及事故顺序报告（SOESOE）；接受并执行调度员从主站发送的命令，完成对断路器的分闸或合闸操作；）；接受并执行调度员从主站发送的命令，完成对断路器的分闸或合闸操作；接受并执行调度员或主站计算机发送的遥调命令，调整发电机功率。另外还有其他接受并执行调度

12、员或主站计算机发送的遥调命令，调整发电机功率。另外还有其他功能，如系统统一对时、当地监控等。功能，如系统统一对时、当地监控等。 该子系统完成主站和子站设备之间的信息交换及各个调度中心之间的信息交换。信该子系统完成主站和子站设备之间的信息交换及各个调度中心之间的信息交换。信息传输子系统的一个重要的子系统，信号传输质量往往影响整个调度自动化系统的息传输子系统的一个重要的子系统，信号传输质量往往影响整个调度自动化系统的质量。质量。 该系统由两部分组成，即发电厂和变电站内的监控系统，收集分散的面向对象的该系统由两部分组成，即发电厂和变电站内的监控系统，收集分散的面向对象的RTURTU（Remote T

13、erminal UnitRemote Terminal Unit）的信息，完成管辖范围内的控制，同时将经过处理）的信息，完成管辖范围内的控制，同时将经过处理的信息发往调度中心，或接受控制命令并下发的信息发往调度中心，或接受控制命令并下发RTURTU执行。调度中心收集分散在各个执行。调度中心收集分散在各个发电厂和变电站的实时信息，对这些信息进行分析和处理，结果显示给调度员或产发电厂和变电站的实时信息，对这些信息进行分析和处理，结果显示给调度员或产生输出命令的对象进行控制。生输出命令的对象进行控制。 从电力系统收集到的信息，经过计算机加工处理后，通过各种显示装置反馈给运行从电力系统收集到的信息，经

14、过计算机加工处理后，通过各种显示装置反馈给运行人员。运行人员根据这些信息，作出各类决策后，再通过键盘、鼠标等操作手段，人员。运行人员根据这些信息，作出各类决策后，再通过键盘、鼠标等操作手段，对电力系统进行控制。对电力系统进行控制。调度自动化主站端系统三、电力调度自动化系统的结构和功能三、电力调度自动化系统的结构和功能调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD001010012、调度自动化主站SCADA/EMS系统的子系统划分 支撑平台子系统支撑平台子系统 SCADA子系统子系统 AGC/EDC子系统子系统 高级应用软件高级应用软件PAS子系统子系统 调度员培训仿真系统调度员培训仿真

15、系统DTS子系统子系统 调度管理信息子系统调度管理信息子系统OMS调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001（1）主站系统工作方式 双机系统：双机系统： 双机系统有三种工作方式：主双机系统有三种工作方式：主备工作方式，主备工作方式，主副工作方式，完全平行工作方副工作方式，完全平行工作方式式 分布式系统分布式系统 目前，调度自动化系统调度端计算机系统采用基于冗余的开放式应用目前，调度自动化系统调度端计算机系统采用基于冗余的开放式应用环境，整个软硬件体系结构满足冗余性和模块化是当前电力系统对调环境，整个软硬件体系结构满足冗余性和模块化是当前电力系统对调度自动化系统技术发

16、展的客观要求。度自动化系统技术发展的客观要求。3、调度自动化主站系统的设备（2）人机联系设备分为通用和专用两种：分为通用和专用两种：调度自动化主站系统中的人机联系设备就是为了实现人机对话而设立调度自动化主站系统中的人机联系设备就是为了实现人机对话而设立的，是调度自动化中操作人员和计算机之间交换信息的输入和输出设备。的，是调度自动化中操作人员和计算机之间交换信息的输入和输出设备。调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001（3）前置机（4）计算机软件系统（5）图形系统（6）数据库系统调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001 调度中心采集到的

17、电网信息必须经过应用软件的处理，才能最终调度中心采集到的电网信息必须经过应用软件的处理，才能最终以各种方式服务于调度生产。在应用软件的支持下，调度员才能以各种方式服务于调度生产。在应用软件的支持下，调度员才能监视到电网的运行状况，才能迅速有效地分析电网运行的安全与监视到电网的运行状况，才能迅速有效地分析电网运行的安全与经济水平，才能迅速完成事故情况下的判断、决策，才能对远方经济水平，才能迅速完成事故情况下的判断、决策，才能对远方厂、站实施有效的遥控和遥调。这正是厂、站实施有效的遥控和遥调。这正是SCADA系统的作用。调系统的作用。调度运行中已经使用的应用软件基本功能为：度运行中已经使用的应用软

18、件基本功能为： （1）数据采集与传输；）数据采集与传输；（2）安全监视、控制与告警；）安全监视、控制与告警；（3）制表打印；）制表打印；（4）特殊运算；）特殊运算；（5）事故追忆。）事故追忆。4、电力调度自动化系统的基本功能、电力调度自动化系统的基本功能调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001PAS基本功能1）网络建模）网络建模2）网络拓扑（拓扑着色）网络拓扑（拓扑着色）3）状态估计）状态估计4）调度员潮流）调度员潮流5）安全稳定分析）安全稳定分析6）负荷预报）负荷预报调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001AVC基本功能基本功能AV

19、C自动电压控制系统系统是利用电网实时运行自动电压控制系统系统是利用电网实时运行的数据，从整个电网的角度科学决策出最佳的无的数据，从整个电网的角度科学决策出最佳的无功电压调整方案，实现无功电压的安全性（电压功电压调整方案，实现无功电压的安全性（电压稳定性）、经济性（网损）和电能质量（电压上稳定性）、经济性（网损）和电能质量（电压上下界约束）等多目标协调，实现全网无功的分层下界约束）等多目标协调，实现全网无功的分层分区协调控制，以提升电网电压品质和整个系统分区协调控制，以提升电网电压品质和整个系统经济运行水平、提高无功电压管理水平。经济运行水平、提高无功电压管理水平。调度自动化系统基础知识调度自动

20、化系统基础知识 GYZD00101001AVC的作用保证电网安全稳定运行；保证电网安全稳定运行；保证电压和电网关口功率因数合格；保证电压和电网关口功率因数合格；优化网损，即尽可能减少线路无功传输、降低电优化网损，即尽可能减少线路无功传输、降低电网因无功潮流不合理引起的有功损耗。网因无功潮流不合理引起的有功损耗。调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001主要功能全网电压优化调节全网电压优化调节全网无功优化控制全网无功优化控制控制全网关口力率控制全网关口力率全网控制自动协调全网控制自动协调优化动作次数优化动作次数安全运行措施安全运行措施全网无功普查，根据分析及统计确定无

21、功补偿点全网无功普查，根据分析及统计确定无功补偿点维护方便，操作简单，全面的历史查询维护方便，操作简单，全面的历史查询调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001AGC基本功能基本功能自动发电控制子系统（自动发电控制子系统（AGC）提供发电的监视、）提供发电的监视、调度和控制，通过控制管辖区域内的发电机组的调度和控制，通过控制管辖区域内的发电机组的有功功率满足如下功能：维持电网频率在允许误有功功率满足如下功能：维持电网频率在允许误差范围之内，频率累积误差在限制值之内，超过差范围之内，频率累积误差在限制值之内，超过时自动或手动矫正；维持本区域对外区域的净交时自动或手动矫

22、正；维持本区域对外区域的净交换功率计划值，偿还由偏差引起的随机电量；在换功率计划值，偿还由偏差引起的随机电量；在满足电网安全约束、频率和净交换计划的情况下满足电网安全约束、频率和净交换计划的情况下，按最优经济分配原则安排受控机组出力，使区，按最优经济分配原则安排受控机组出力，使区域运行最经济。域运行最经济。 调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001DTS基本功能基本功能调度员培训模拟系统（简称调度员培训模拟系统（简称DTS）是一套）是一套数字仿真系统，它运用计算机技术，通过数字仿真系统，它运用计算机技术，通过建立实际电力系统的数学模型，再现各种建立实际电力系统的数

23、学模型，再现各种调度操作和故障后的系统工况调度操作和故障后的系统工况,并将这些信并将这些信息送到电力系统控制中心的模型内，为调息送到电力系统控制中心的模型内，为调度员提供一个逼真的培训环境，以达到既度员提供一个逼真的培训环境，以达到既不影响实际电力系统的运行而又使调度员不影响实际电力系统的运行而又使调度员得到身临其境的实战演练的目的。得到身临其境的实战演练的目的。调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001一般的，一般的，DTS由三个子系统组成：由三个子系统组成：SCADA/EMS仿真子系统仿真子系统电网仿真子系统电网仿真子系统教员和控制子系统教员和控制子系统调度自动化系统基础知识调度自动化系统基础知识 GYZD00101001DTS的培训方式：的培训方式：自学：使用教员机自学：使用教员机培训：使用教员机和学员机，背对背培训：使用教员机和学员机，背对背反事故演习：使用教员机、学员机和通讯系统反事故演习：使用教员机、学员机和通讯系统联合反事故演习：使用教员机、学员机、通讯系统、远程终端联合反事故演习：使用教员机、学员机、通讯系统、远程终端调度自动化系统基础知识调度自