第二章电力系统调度自动化ppt课件

1、第二章 电力系统调度自动化电力系统调度自动化的根本义务调度自动化系统的根本构成调度自动化系统的任务原理调度自动化的主要功能电力系统的分层调度控制电力系统形状估计.引言：电力系统调度的根本义务保证供电平安、可靠保证供电优良的质量保证系统运转经济性保证强有力的事故处置措施控制电力系统运转方式，使之在正常和事故情况下，平安、可靠、优质、经济和环保的供电.一、电力系统调度自动化的义务综合利用电子计算机、远动、计算机、网络等技术，实现电力系统调度管理自动化，有效协助电力系统调度员完成调度义务.1 保证供电平安，接受事故冲击1事故缘由外因 雷雨、风暴、雪 鸟兽内因 设备内部隐患 人员操作程度欠佳2料想事故

2、分析系统庞大，数据繁杂，且负荷随机动摇，料想事故有利于防止事故的发生对运转的系统，料想假设干事故进展分析、计算，选择适当运转方式。.2 保证供电优良的质量1电能质量要求电压U=UN, 频率 f=fN，波形2措施Pg= PloadQg= Qload.3 保证系统运转经济性2在确定的网络构造下，系统运转经济性取决于调度方案大机组比小机组效率高新机组比旧机组效率高高压输电比低压输电相对经济1规划是系统运转经济性的前提电厂选址、输电线路的长度与电压等级 计及新能源？3经济调度：是能量管理系统(EMS)的主要内容，是一项实时性很强的任务，如机组组合、水火电方案、交换方案、检修方案和燃料方案.4 保证强有

3、力的事故处置措施紧急形状下，保证强有力的事故处置措施缺点发生后，快速、有选择地切除缺点，依托继电维护和平安自动安装恢复运转缺点切除后，防止事故扩展和坚持系统稳定，使系统恢复到警戒形状或正常形状。稳控安装。.二、电力系统调度自动化的开展历程起始阶段60年代模拟屏四遥远动技术无法满足调度需求开展阶段70年代SCADA系统计算机系统计算机技术四遥无法处置实时情况成熟阶段80年代EMS系统计算机技术监视转为预防、决策.二、电力系统调度自动化的开展历程当前阶段网络技术基于规范化平台的集成系统五遥远动技术计算机技术多源数据处置先进的AGC逼真的调度员培训仿真(DTS).二、电力系统调度自动化的开展历程当前

4、阶段南瑞OPEN3000调度自动化系统智能化建模操作界面易用支持实时监控、培训软件规范化、模块化、组件化和易用性.第一阶段： 布线逻辑式远动技术四遥：遥测、遥信、遥控、遥调第二阶段：计算机技术SCADA EMS第三阶段：计算机技术、通讯技术、网络技术集中式分布式开放式二、电力系统调度自动化的开展历程从技术上看.三、电力系统调度自动化的构造电力调度自动化系统包括三大部分：调度中心、厂站端(RTU)和信息传输通道根据所完胜利能的不同，可以将此系统划分为数据采集与命令执行子系统、信息传输子系统、信息搜集处置与控制子系统、人机联络子系统.数据采集与命令执行子系统 信息传输 子 系 统信 息 搜集、处

5、理、控制 子 系统 人 机 联 系 子 系 统调度自动化系统的总体构造三、电力系统调度自动化的构造.三、电力系统调度自动化的构造1. 数据采集与命令执行子系统远动终端： Remote Terminal Unit，简称RTU作用：采集各发电厂、变电所中各种表征电力系统运转形状的实时信息，并根据运转需求将有关信息经过远动终端传送到调度中心，同时也接受调度端发来的控制命令，并执行相应的操作。功能：完成四遥遥测、遥信、遥控、遥调、事件顺序记录、事故追想、缺点录波和当地监控等。上传下达.1. 数据采集与命令执行子系统义务数据采集数据通讯执行命令其他功能.义务1、数据采集1模拟量：采集并传送运转参数，P、

6、Q、U、I2开关量：断路器、隔分开关、继电维护的形状YCYX.义务2、数据通讯上传：向调度中心发送采集的本厂、所数据下达：接纳调度端下达的各种命令.义务3、执行命令根据接纳的命令，完成YK、 YT操作YK： YX分合闸，对远程的一些开关控制设 备进展远程控制。 YT： YC对远程的控制量设备进展远程调 试，如调理发电机输出功率.义务4、其他功能当地功能：显示、打印自诊断功能：死机自动恢复，自动监视主、备用通讯信道及切换功能.1. 数据采集及命令执行子系统RTU的构造主CPU分CPU地址总线：选通.1. 数据采集及命令执行子系统模拟量采集系统原理构造框图.数字量输入系统原理构造框图1. 数据采集

7、及命令执行子系统.三、电力系统调度自动化的构造2. 信息传输子系统调度中心厂站端信息交换.三、电力系统调度自动化的构造2. 信息传输子系统功能：完成信息上传、下达分类：信息传输子系统按其信道的制式不同，可分为模拟传输系统和数字传输系统两类。.三、电力系统调度自动化的构造2. 信息传输子系统模拟传输系统：传输通道为电力线载波通道、微波通道和特高频通道等。发送端发出的数字信号必需经过调制，变成模拟信号后，才干在信道中传输；在接受端，模拟信号必需经过解调成数字信号，才干被接受。缺陷：容易遭到各种噪声的干扰，影响数据传输的精度；同时，模拟信号传输效率低，不利于信息及时、可靠地传输。随着电力系统的开展，

8、要求采集和监控的参数越来越多，精度、通讯速率与可靠性越来越高，模拟传输系统逐渐被数字传输系统所取代。.2. 信息传输子系统数字传输系统：传输通道为电缆、光缆等。在数字传输系统中，数字信号必需经过信道编码，成为适宜信道传输的信息；而在接受端，需经解码成计算机能接受的二进制信息。由于数字传输系统具有速率高、不易受干扰等优点，在电力系统通讯中，越来越被广泛地运用。三、电力系统调度自动化的构造.2. 远动和信息传输系统信号源变换器信道噪声源反变换器信宿通讯系统模型框图.数字通讯传输方式12. 远动和信息传输系统.2. 远动和信息传输系统并行传输机理：8位二进制，8+1根线，每根线传送一位码元特点：传输

9、速度快百兆字节/s，通讯规约简单 所需信号线多，本钱高运用：传输间隔短、高速的场所串行传输机理：一回传输线2根，一个一个码元传输特点：所需信号线少，本钱低 传输速度慢，通讯规约复杂运用：厂、所与调度普遍运用.2. 远动和信息传输系统数字通讯的传输方式2广播与收音机对讲机、手机.2. 远动和信息传输系统数字通讯的传输方式3按同步方式：同步通讯：要求收发双方具有同频同相的同步时钟信号异步通讯：发送端可以在恣意时间发送一个帧，而帧与帧之间的时间间隔也可以是恣意的.2. 远动和信息传输系统数字通讯系统框图.2. 远动和信息传输系统方式上为有线通讯方式优越的通讯性能可靠性高经济性好，无需单独架设和维护线

10、路电力系统根本通讯方式频带宽，300MHz300GHz抗干扰性强，通讯稳定方向性强设备复杂，技术要求程度高载波通讯光纤通讯微波通讯.2. 远动和信息传输系统数字式远动系统根本构造图.2. 远动和信息传输系统局域网的典型拓扑构造.2. 远动和信息传输系统过失控制方式.2. 远动和信息传输系统RTU原理框图.2. 远动和信息传输系统远动安装的软件构造框图.3. 信息搜集处置与控制子系统位置：信息搜集处置与控制子系统，是整个电力调度自动化系统的中心。缘由：由于现代电力系统往往跨区域，由许多发电厂和变电所组成，为了实现对整个电网的监视和控制，调度中心需求搜集分散在各个发电厂和变电所的实时信息。三、电力

11、系统调度自动化的构造.3. 信息搜集处置与控制子系统运转人员根据分析计算的结果，经过分析、综合、判别，从而决议控制战略，并经过控制子系统予以执行。形状估计技术：由于传输到调度中心的实时信息不可防止地包含各种误差，如丈量误差、传输误差等，同时还由于设备条件的限制，有些电力系统运转所需的参数无法搜集到，为了减小误差，信息处置子系统可以利用搜集到的冗余信息，采用形状估计技术，对无法搜集到的参数进展估计，从而得到准确而完好的运转参数。三、电力系统调度自动化的构造.3. 信息搜集处置与控制子系统软件组成：该子系统是以计算机为主要组成部分，包含大量的直接面向电网调度、运转人员的计算机运用软件，对采集到的信

12、息进展各种处置及分析计算，从而实现对电力设备的自动控制与操作。硬件构成：信息搜集与控制子系统由前置机和后台处置机两部分组成，前置机完成数字信号的接纳及预处置等功能；后台处置机完成数据的进一步处置、存储、系统监视与分析等高级功能。三、电力系统调度自动化的构造.4. 人机联络子系统为完成下述义务，调度自动化系统必需可以实现人机对话：电力系统采用调度自动化系统后，要求调度人员不断地监视调度自动化系统本身的任务，全面、深化并及时地掌握电力系统的运转情况。根据系统运转的不同情况，做出相应的决策或发出各种控制命令，以保证电力系统的平安、可靠优质和经济地运转。三、电力系统调度自动化的构造.4. 人机联络子系

13、统人机联络子系统将传输到调度控制中心的各类信息进展加工处置，经过各种显示设备、打印设备和其他输出设备，为调度人员提供完好适用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也可经过此系统输入、传送给执行机构。人机联络子系统中的输出设备主要包括：模拟屏、图形显示器、声光报警安装、记录仪、制表或图形打印设备；输入设备主要由键盘、鼠标和声控设备等。三、电力系统调度自动化的构造.SCADA系统涵义：监控与数据采集系统，Supervisory Control and Data Acquisition，有些文献也简称监控系统。普通而言，SCADA系统特指分布式计算机测控，利用各类测点分散、范围广泛的测控安

14、装，实现对消费过程或设备的监控对电力系统来说，SCADA系统就是以计算机为根底，来实现消费过程控制与调度自动化。功能：对现场运转设备进展监视、控制，以实现数据采集、设备控制、丈量、参数调理以及各类信号报警等。作用：SCADA系统，已成为能量管理系统EMS最主要的子系统，对于提高系统运转可靠性、减轻调度员负担、提高伐度程度作用宏大。.电压互感器局域网发电厂变电站RTU变送器传输信道电压变送器发信机电流互感器电流变送器功率变送器多路采样模数转换抗干扰编码调制解调器一次系统模拟盘二次系统彩色监视器主机主机前置机前置机智能接口调制解调器收信机调度中心主站计算机监控传输媒体SCADA数据流程 .SCAD

15、A系统硬件构造配置图.四、电力系统调度自动化的功能P27电力系统监视和控制电力系统形状估计电力系统平安分析和平安控制电力系统稳定控制电力系统潮流优化电力系统实时负荷预测电力系统频率和有功功率自动控制电力系统电压和无功功率自动控制电力系统经济调度控制电力系统负荷管理讲解.功能一、 电力系统监视和控制涵义：经过SCADA系统对系统运转形状进展监视，及对远方设备进展操作控制。监视：对系统运转信息的采集、处置、显示、告警和打印，以及对系统异常和事故进展自动识别。控制：指经过人机联络设备对断路器、隔分开关、电容器组等设备进展远方操作的开环性控制该功能是调度自动化的根本功能，为AGC、EDC、平安分析等提

16、供根底性数据支持和适用性支持，如画面管理、人机交互、打印等。.功能二、电力系统形状估计在2.6中讲解.功能三、电力系统平安分析和平安控制.功能六、电力系统频率和有功功率自动控制.功能七、电力系统电压和无功功率自动控制.五、电力系统的分层调度控制集中调度控制就是把电力系统内一切发电厂和变电站的信息都集中在一个调度控制中心，由一个调度控制中心对整个电力系统进展调度控制。分层调度控制就是把全电力系统的监视控制义务分配给属于不同层次的调度中心，下一层调度完本钱层次的调度控制义务外，还接受上一级调度组织的调度命令并向上层调度传送所需信息。分层调度与集中调度相比，它的优点是：便于协调控制；提高系统可靠性；

17、改善系统呼应。.国家调度中心大区电网调度中心大区电网调度中心大区电网调度中心大型火电厂、水电厂和核电厂主网枢纽变电所500kv以上省调度中心省调度中心省调度中心地域调度所县级调度所地域调度所地域调度所县级调度所县级调度所普通变电站地方火电和水电中型火电厂、水电厂和核电厂省直接调度变电站枢纽变电站梯形水电站控制中心.掌握全国发电量和负荷协调大区之间的功率传输了解各大区的平安情况负荷预测、发电方案频率有功控制电压无功控制平安监视、校正控制区网检修安排、事故处置平安经济运转执行自动发电控制平安分析与平安控制实时监控、分配负荷电压和无功优化控制、分配负荷倒闸操作.五、电力系统的分层调度控制各级调度中心

18、的控制和管理义务：大区电网调度中心网调：1.区网负荷预测、安排系统构造和发电方案2.频率有功功率控制、经济运转调度控制3.区主网枢纽点电压监视和无功功率控制4.区网平安监视、预防事故分析和校正控制5.区网正常操作和事故处置6.区网检修方案7.调度记录、统计业务.省调度中心省调：1.省网负荷预测并按经济原那么作出省网系统构造的调度及所属发电厂发电方案2.省主网和110kv系统枢纽点电压监视和无功控制3.省主网和110kv系统平安监视和控制4.不影响区网的部分性正常操作和事故处置5.管理范围内的网损计算和检修方案6.水库调度、水电厂发电方案7.调度记录报告对上级、统计业务五、电力系统的分层调度控制

19、.地域调度所地调或中间控制所即某些厂、站承当对其附近子厂、站得控制和信息传送：1.部分110KV系统枢纽点电压监视和控制2.部分110KV系统平安监视和控制3.部分110KV系统正常操作和事故处置4.管理范围内的网损计算和检修方案5.对所属供电局的业务联络6.统计业务五、电力系统的分层调度控制.电力系统形状估计缘由、目的和内容电力系统形状估计的根本概念电力系统最小二乘法形状估计电力系统形状估计简介六、电力系统形状估计.缘由：远动传输到调度中心的信息有问题有错误 精度不高 不齐全目的：经过计算机处置自动排除偶尔出现的错误数据和信息、提高实时数据的准确性、补足短少的数据和信息内容：检错 纠错1 电

20、力系统形状估计缘由、目的和内容.一、丈量方程式z丈量读值；h比例系数；x被丈量的真值；v丈量值的随机丈量误差；c固定误差系统误差，可以消除。2 电力系统形状估计根本概念.二、丈量值及其误差的概率性质丈量值Z的丈量密度：对一物理量进展多次丈量，每一个丈量值读到的次数占总次数的百分比服从正态分布2 电力系统形状估计根本概念.二、丈量值及其误差的概率性质丈量误差v密度：也服从正态分布2 电力系统形状估计根本概念. 常用的衡量准确度的目的有两种： 一 是误差二乘值，一是方差值。 1误差二乘值zi第i次丈量读值；n丈量次数。2 电力系统形状估计根本概念 2方差值.1对估计值的要求第一、估计应该是无偏的，即满足第二、估计值应该有很高的准确度，即估计的方差值或误差的二乘值应该最小。2最小二乘法估计式中：hi所用仪表的量程比例，为常数。 vi各次丈量的随机误差。