电力系统自动控制技术：第二章-电力系统调度自动化

1、PAGE 第二章 电力系统调度自动化第一节 如何实现图21 调度自动化系统的基本构成*通信的基本知识一、采集电力系统信息并将其传送到调度所遥信（YX）:表征电力系统运行结构（状态）的信息，如：断路器状态等；遥测（YC）：电力系统运行参数，如:机组有功功率、母线电压、线路潮流等；遥信量经程序电力系统实时运行结构二、对厂站传来的信息进行实时处理1、传来的信息存在的问题1）有错误信息传输过程中受到干扰或信息采集和传输系统中某些部分发生了故障。采用了校验但还有可能出错（通信校验问题）。2）精度不高 eq oac(,1)数据采集存在误差，如降压处理，模数转换等。 eq oac(,2)数据不相容性同时采样

2、：同一时刻采集所有数据后存储上传；顺序采样：按一定顺序采集电力系统运行参数；如：m个采样点：t1,t2,t3tm，周期采样，顺序采样造成各数据的不相容性，存在一定偏差。3）不齐全只能把主要参数送往调度（参数太多）。2、信息处理的内容1）发现并纠正错误数据和信息；2）提高数据精度；3）补齐缺少的数据；信息处理是电力系统调度自动化系统的功能之一，称为电力系统状态估计。三、做出调度决策分析处理后的信息，做出调度决策。四、将调度决策送到电力系统去执行遥控（YK），遥调（YT）或由现场人员去执行。五、人机联系电力系统结线的改变、事故处理等，主要仍由运行人员实现。六、电力系统调度自动化的功能包括：电力系统

3、监视和控制，电力系统状态估计，电力系统安全分析和安全控制，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和电力系统负荷管理。（一）电力系统监视和控制监视：采集、处理、显示电力系统运行信息，自动识别电力系统异常或事故。控制：对断路器、隔离开关、静止电容器组等进行开环性控制。 eq oac(,1)执行日运行计划保持频率和中枢点电压质量； eq oac(,2)采取预防性措施，消除不安全因素，处理事故等。（二）电力系统频率和有功功率自动控制P28页图22 eq oac(,1)该系统是一个闭环控制系统； eq

4、 oac(,2)机组有功功率的执行装置为调速器。（1）有功功率平衡计算电力系统频率是靠维持系统内有功功率平衡来维持的；必须知道下一时刻的负荷功率，依此确定发电功率；电力系统实时负荷预测：利用电力系统的实时信息和历史数据对未来时刻的电力系统负荷进行预测。（2）电厂间负荷经济分配如何将当前系统所需的总发电出力分配给各机组，使系统更经济。经济调度控制的主要目标函数是在使系统的总发电出力与负荷及网损相平衡的约束条件下，令所有机组的发电成本最低。目标函数：约束条件：式中：第i台发电机的有功出力，;：第i台发电机的发电成本函数；：系统总负荷，由实时负荷预测计算求出；：系统总网损。（三）电力系统电压和无功功

5、率自动控制通过调节发电机和调相机的励磁电流，控制无功补偿设备的投入或切除，改变变压器的分接头位置来实现无功功率的就地、就近平衡。平衡：无功源发出的无功功率系统负荷和电力系统本身在额定电压时消耗的无功功率。利用无功和电压的控制手段改善无功潮流和电压，使系统有功网损最小，实现经济运行。第二节 调度自动化系统介绍1、关于厂站集群问题1）梯级水电厂P36图282）火电厂群几座火电厂相距较近，构成火电厂群。在某一座火电厂设调度，将火电厂群作为一座火电厂进行调度管理。3）集控站2、调度传送的数据P37表21 电力系统调度所需要的主要信息3、调度常用的通信方式及通信规约P42表23 电力系统常用的信息传输方

6、式光纤数据网，微波，电力线载波，GPRS，无线传感器网络等CDT，IEC60870-5-101规约，IEC60870-5-104规约等4、厂站及调度中心的计算机系统构成P52图222 分布式系统配置 调度计算机系统及人机联系设备第四节 电力系统的分层调度控制P56图223 电力系统分层调度控制示意图地区调度所（地调）省调中心（省调）大区电网调度中心（网调）优点：1）便于协调调度控制； 2）提高系统可靠性； 3）改善系统响应。第五节 电力系统状态估计电力系统状态估计就是对电力系统的某一时间断面的遥测量和遥信量进行实时数据处理，目的是通过计算机处理自动排除偶然出现的错误数据和信息，提高实时数据的精

7、确度，补足缺少的数据和信息，从而获得表征电力系统运行状态的完整而准确的信息。电力系统状态由电力系统的运行结构和运行参数来表征。运行结构：某一时间断面电力系统的运行主接线。运行参数：各节点电压的幅值，注入节点的有功和无功功率，线路的有功和无功功率。对一个参数进行状态估计 涉及到三个值：真值、测量值和估计值，其中估计值是根据测量值的大小，测量值及其误差的随机性质，使用概率论的方法计算出来的值。一、状态估计的基本概念（一） 测量方程式一个物理量测量值可表示为：（h存在原因：如U=RI）。x：被测量的真值；v：测量值的随机测量误差；h：v=0时x与z之间的比例系数。（二） 测量值及其误差的概率性质测量

8、值的分布密度服从正态分布，即测量值为真值x的次数最多，测量值离开真值越远，读到的次数越少。作状态估计时常用误差的二乘值来表征误差大小：式中：第i次测量值； n测量次数。误差二乘值越小，测量精度越高。（三） 最小二乘法估计满足以下两个条件：1）已对一个物理量进行过多次测量，并已有多个测量值；2）测量值的分布密度服从正态分布。求出使得测量误差二乘值最小的值（x）即为真值的估计值。这种方法称为最小二乘法估计。最小二乘法估计的步骤：1）求出误差的二乘值式中：真值x的估计值；第i次测量值； 对被测量进行测量的次数; 第i次测量的比例系数。2）求出最小二乘法估计的估计值求出最小二乘法估计的估计值，就是求出

9、使误差二乘值最小时的，常由下式求出：例题：图中，电流表A测得电流为1.05A，电压表测得电压为9.8V，求出电路电流，电压的估计值。AUIVR解：（1）确定被估计的状态变量选择电流I作为被估计的变量，电压和功率可算得。（2）求出二乘值求上式中的需建立网络方程式：用代表电流表的测量值，代表电压表的测量值，有：取电流标么值的基准电流，电阻标么值的基准电阻，电压标么值的基准电压，有：将以上标么值代入二乘值公式，得：（3）求电流的估计值将上式中的用的估计值代替，且令，有：测量值的误差：电流为0.05A，电压为0.2V估计值的误差：电流为0.02A，电压为0.2V结论：通过最小二乘法估计算出的电流估计值更接近真值了。（四）加权最小二乘法估计为了提高最小二乘法估计的准确度，应该加重精度高的仪表的测量读值（即误差小的读值）在最小