调度自动化实验报告

1、Q 大哗SICHUAN UNIVERSITY调度自动化实验报告学院电气信息学院专业电气工程及其自动化学生姓名学 号 年级2011级指导教师周步祥教务处制表二0四年六月八日目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 实验一电力系统数据采集与实时监控实验3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 一、实验目的3 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 二、原理与说明3三、实验项目与方法6 HYPERLINK l bookmark56 o

2、Current Document 四、实验步骤8 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 五、实验分析12 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 六、实验总结12 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 实验二电力系统正常运行潮流分布与调整实验13 HYPERLINK l bookmark77 o Current Document 一、实验目的13 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 二、原理与说明题13 HYPE

3、RLINK l bookmark88 o Current Document 三、实验内容13 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 四、实验数据整理及结果分析15 HYPERLINK l bookmark107 o Current Document 五、思考题16 HYPERLINK l bookmark113 o Current Document 六、总结16附录：实验截图实验一电力系统数据采集与实时监控实验一、实验目的1）掌握组建电网仿真实验系统的方法与步骤。2）掌握数据采集和实时监控SCADA的作用、基本功能、实现原理和操作方 法。3）掌握表

4、征发电厂和变电站当前运行状态的参数类型和特点、获取方式、 表现形式。如胃线电压、有功功率、无功功率、电流和开关状态等。4）掌握厂站终端的结构、特点和主要功能。5）掌握改变发电厂和变电站当前运行方式的控制命令信息的类型和特点、 下发方式。二、原理与说明电力系统是由许多发电厂、输电线路、变电站、配电线路和各种形式的负荷 组成的。电力系统调度中心担负着整个电力网的调度任务，以实现电力系统的安 全优质和经济运行的目标。电力系统调度中心必须具有两个功能：第一是与所辖电厂、变电站及上级调 度等进行测量读值、状态信息及控制信号的远距离、高可靠性的双向交换，简称 为电力系统监控系统，即 SCADA （Supe

5、rvisory Control and Data Acquisition）； 另一个是本身应具有的协调功能（安全监控及其它调度管理与计划等）。系统结构如图1-1。RTU结构及技术参数参照TQDM-II电力系统综合组态实验系统说明书。TQWR-II微机型RTU具有以下特点：1、标准的编程语言环境；2、极强的环境适应能力，工作温度-40C70C，环境湿度5%95%RH;3、极强的抗电磁干扰能力；4、丰富的通信接口、支持多种通信方式、通信距离长；5、大容量存储能力；通信接口两路RS485通信接口，可分别响应主机召唤（任一时刻仅一个RS485接口响 应主机通讯）。两路RS485通信接口都有防雷措施，输

6、入输出之间有光电隔离器 件进行隔离，以保证高质量的通讯传输。串口通讯初始默认波特率为9600bps， 8位数据位，1位停止位，无校验。调度系统“四遥”功能遥信：本终端有48路遥信输入接口，每一路的遥信输入信号都有防雷措 施和光电隔离器件进行保护，保证系统的运行稳定。用于采集厂站设备运行状态等无源节点，并按规约传送给调度中心，包括：断路 器和隔离刀闸的位置信号、继电保护和自动装置的位置信号、发电机和远动设备 的运行状态等。(2)遥测：本终端共有48路电压电流信号输入，用于采集变电所电压、电流、 有功功率、无功功率，功率因数等模拟信号。遥控：本终端有32路(对)遥控输出，用于执行调度中心改变设备运

7、行 状态的命令，如操作厂站各电压回路的断路器、投切补偿电容和电抗器、发电机 组的启停等。为了保证终端遥控的准确性和寿命，本终端的遥控输出均采用松下 的继电器。遥调：可以通过32路遥控输出对远程的设备进行远程调试；AI DI DO YKAI DI DO YKAI DI DOY1YKAI DI DO YK模拟屏模拟屏模拟屏模拟屏国设备设备设备设备AI DI DO YKAI DI DO YKAI DI DOY1YKAI DI DO YK模拟屏模拟屏模拟屏模拟屏国设备设备设备设备图1-1系统结构图3.实验装置三、实验项目与方法本实验采用2MF一无穷大系统，一次接线图如图1-2。利用无穷大系统屏、系统升

8、压屏、机组、机组控制屏、变压器屏、网络屏等 构成电网供电系统，利用变电站低压模拟屏、负载屏等构成配电系统。图1-2中，断路器对应顺序为：断路器编号对应位置断路器编号对应位置101无穷大系统屏122变压器T2高压侧103系统升压屏低压侧211网络屏1QF104系统升压屏高压侧212网络屏2QF1101#机组控制屏1QF213网络屏3QF111变压器T1低压侧214网络屏4QF112变压器T1高压侧215网络屏5QF1202#机组控制屏1QF216网络屏6QF121变压器T2低压侧虺网稳定综合监控界面HZOM KW gg0 00 寸a oo hz1 w kW 0 fiOO a颇 kv*KW IVi

9、ir0 00C2 IG21421130 00 也A负戢2HZOM KW gg0 00 寸a oo hz1 w kW 0 fiOO a颇 kv*KW IViir0 00C2 IG21421130 00 也A负戢2员教1DOTO Q WOOMC kw D wo kvw(UDDCl kW 0 ODD kVw 04 ooc0 00Q ：KWQ 口叩 KVeird (MO kWOMO kVw4 ID V 212kW. OOW WarQM做DOCK) War .WOO HZ1 扣 2lwW：I隔用IWT 1W 1妣OOM kW kW UMO kVEOMOOMOOW0 00ocnODDOQ 图1-2实验供电

10、系统一次示意图注意：接线前务必断开所有电源以及无穷大系统出线开关。实验接线参照图1-3,接线步骤如下：A、接线屏上无穷大系统连接至升压变压器入端，升压变压器出端连接网络屏1QF入端，同时将网络屏3QF入端并入1QF入端；B、1QF出端连接至线路L1入端，线路L1出端连接至2QF入端，2QF出端连接至5QF入端，5QF出端连接至线路L2入端，线路L2出端连接至6QF入端；C、6QF出端连接至线路4QF出端，3QF出端连接至L3入端，L3出端连接至4QF入端，4QF出端连接至6QF出端；D、接线屏上机组1连接至变压器T1入端，变压器T1出端连接网络屏5QF入端，同时机组2连接至变压器T2入端，变压

11、器T2出端连接网络屏4QF出端；E、低压屏进线1连接至3QF入端，低压屏进线2连接至6QF出端；低压屏出线1连接至负载1，低压屏出线2连接至负载2 ；无穷大 悉统A -Z1/无穷大 悉统A -Z1/图1-3实验供电系统一次接线图注意：接线完毕后务必多次检查连线是否正确，特别是相序和高低压不能 出错。四、实验步骤1.实验过程断路器216跳闸7断路器216合闸负载1 1QF合闸负载1 1QF跳闸2MF升压2MF降压P. S.增速与减速不能做2.事件记录修实时事件记录-E6L血ED回区I文件显示帮助J固莎 I眉I莓I 7 旧|所有类型二忡7口- 1- 1 三|河4- 5企| H |曹|凰 # I _

12、fc|日期/时间事件信息描述系统分类工作站操作员2014-05-21 16:29：26I student 登录进工作站 WORKS 12系统程序V0RIS12studen2014-05-21 1628:19取消调压Z降压降压输出正常系统程序购 RES6adstud2014-05-21 1628:12调压2降压报警已确认实时类3TOFSSadstud2014-05-21 162014-05-21 1627: 59预置调压邓量压降压返校成功系统程序WORK 衢adstud2014-05-21 1627:57预置调压2降压降压输出正常系统程序adstud2014-05-21 1625:51stude

13、nt登录进工作站收）RKS14系统程序购既时目studen2014-05-21 1625:42取消调压2升压 升压输出正常系统程序TOFSSadstud2014-05-21 1625： 25调压Z升压报警已确认实时类3W0RKS6adstud2014-05-21 1625:21控制调压2升压失败当前状态实时类32014-05-21 1625:13预宣调压2升压 升压返校成功系统程序W0EES6adstud2014-05-21 1625:12预置调压2升压升压输出正常系统程序购 RES6adstud2014-05-21 1623:37student 从 W0RKS14 工作站退出系统程序TOFS

14、142014-05-21 1621:05取消FZ1电灯豹洲跳闸输出正常系统程序W0RKS6adstud2014-05-21 1621:01F”电灯WCiOW 报警已确认实时类2WORK 衢adstud2014-05-21 1620:57控制F71电灯200W失畋当前状态跳位实时类22014-05-21 1620:55F”电灯成报警已南认实时夷2购 RES6adstud2014-05-21 1620:50FZ1电灯200V跳位实时类22014-05-21 1620:49S5MEZ1电灯ZOOW跳闸返校成功系统程序W0RKS6adstud2014-05-21 1620:48预直F11电灯20W跳闸

15、输出正常系统程序WORK 衢adstud2014-05-21 1619:58FW1电灯成刨报警已确认实时类2W0EES6adstud2014-05-21 1619:58F”电灯成报警已南认实时夷2购 RES6adstud2014-05-21 1619:53取消FZ1电灯200W台闸输出正常系统程序TOFSSadstud2014-05-21 1619:49控制EZ1电灯辨0W失败当前状态合位实时类22014-05-21 1619:48FZ1电灯200W舍位实时类22014-05-21 1619:41预直F11电灯200W合闸返校成功系统程序WORK 衢adstud2014-05-21 1619:

16、39预宣FZ1电灯200W舍闸输出正常系统程序W0EES6adstud2014-05-21 1618:11叽1妒6位置报警已SftiA实时夷2购 RES6adstud2014-05-21 1618:11虬1洒位：！报警已南认实时类2TOFSSadstud2014-05-21 1618： 07取消WL1QF6位首 合闸输出正常系统程序W0RKS6adstud2014-05-21 1618:03VL1QF6位置 台位实时夷22014-05-21 1617:55控制WL1QFE位宣 失败当前状态跳位实时类22014-05-21 1617:48预置WL国FE位置 合闸返校成功系统程序购 RES6ads

17、tud2014-05-21 1617：4f3S5MWL1QF6位首 合闸输出正常系统程序TOFSSadstud2014-05-21 1616:36取.消WL1QF6位首 跳闸 输出正常系统程序W0RKS6adstud2014-05-21 1616:32虬1口FE位置报警已确认实时类2WORK 衢adstud2014-05-21 1616:32叽1口FE位置报警已确认实时夹2W0EES6adstud2014-05-21 1616:31控制WL1QF6位宣 失败当前状态跳位实时夷22014-05-21 1616：25S5MWL1QF6位首跳闸返校成功系统程序TOFSSadstud2014-05-2

18、1 1616:24VL1QF6位置跳位实时类22014-05-21 1616:奕预置WL1QF6位置跳闸输出正常系统程序WORKS吕|驾开始 L修 弁 工作站管理-Pic. A 104勒shiyml -伍仃有二实时事件记录-E. . .H 田 勾按* 16:30报警信息|目M1D2 （未磷认/总报窖）-心Hi就口回区|文件报警操作显示帮助Ma-耐盘MO昌欢归|所有类型报警工|膏有报警纹别二|膏有状态报警日|E闺I /玲静报警状态日期/时间报警信息描述05-21 16:28:07控制调压2降压失败当刖状态05-21 16:25:21控制调压2升压失败当前状态05-21 16:20:57控制F21

19、电灯2Q0W失败当前状态跳位05-21 16:20:50FZ1 电灯 200W 跳位05-21 16:18:03VL1QF6 位萱 合也05-21 16:17:55控制jwLIQFG位尊失畋当前状态跳位05-21 16:14:08工作站25节点遂您状态成祎05-21 16:01:05工作站2。节点运行状态动作05-21 15:37:02呢 DDBlQFfi 置 合位05-21 15:34:11控制WQDDB1QF色萱 失败当前状态跳位05-21 15:16:56工作站16节点运污状态动作05-21 15:09:12工作站13节点遂您状态动作05-21 15:07:29工作站M节点运行状态动作0

20、5-21 14:46:35工作站2节点晅理态动作05-21 14:40:32工作站21节点运行状态动作05-21 14:37:51SYDB2QFii.直舍位05-21 14:37:50SYDB1QF位置合位05-21 14:37:49BYQDB4QFtiM合位05-21 14:37:48BYQDESQFfiM合位05-21 14:37:47BYQDB2QF位置合位05-21 14:37:46BYQDBIQFM合位05-21 14:36:37调庄2位置台闸05-21 14:34:25调压1位宣合闸05-21 14:30:48GY2TQS2 位置合位05-21 14:30:48GY2QF7 位萱合

21、位05-21 14:30:48GYW7QS1 位直舍位05-21 14:30:48GY26QS2 位置舍位05-21 14:30:44DY16QS1位直舍位05-21 14:30:44DY15QS2 位置合位05-21 14:30:44DY1QF5 位置台位05-21 14:30:44DY15QS1 位置合位05-21 14:30:44DY13QS2 位置舍位05-21 14:30:44DY13QS1位直舍位05-21 14:30:36GY2QF6 位置合位05-21 14:30:32DY1QF3 位置台位05-21 14:30:32DY12QS2 位置合位05-21 14:30:32DY1Q

22、F2 位萱合位05-21 14:30:32DY12QS1 位直舍位05-21 14:30:32DY11QS2 位置合位05-21 14:30:32DY1QF1 位置台位05-21 14:30:32DY11QS1 位置合位05-21 14:30:16VL1QF5 位萱合位05-21 14:30:16VL1QF4 位直合位05-21 14:30:16VL1QF3 位置合位05-21 14:30:16VL1QF2 位置台位0 停.工作站管理-Pic. & 104唇0 停.工作站管理-Pic. & 104唇shiyanl - Micros.六实时事件记录-E. 臼0/102味确认/总.G3圈幻净T 1

23、6:31五、实验分析远动调度自动化系统结构及功能：答：调度自动化系统，其基本结构包括控制中心主站系统、厂站端（RTU）和信 点通道三大部分。根据所完成功能的不同，可以将此系统划分为信息采集和执行 子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。信息采集和执行 子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时 信息，此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调下或控制命令。 信息传输子系统为信息采集和执行子系统和调度控制中心提供了信息交换的桥 梁，其核心是数据通道，它经调制解调器与RTU及主站前置机相连。信息处理子 系统是整个调度自动化系统的核心，以电子计算机

24、为主要组成部分。该子系统包 含大量的直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件，完成对采集到的信息 的各种处理及分析计算，乃至实现对电力设备的自动控制与操作。人机联系子系 统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理，通过各种显示设备、打印设 备和其他输出设备，为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发 出的遥控、遥调指令也通过此系统输入，传送给执行机构。分析遥控命令的下达方式，怎样进行遥控闭锁，保证系统运行的安全性？答：遥控命令分：自动和手动，下达方式选择手动时，屏幕是只显示线路始末端 跳闸，需要判断具体故障点；选择自动时，屏幕显示故障周围跳闸，可以更及时 地跳开线路，减少停电时间

25、。下达遥控命令时，仅仅依靠软件判断符合防误逻辑 后，就直接出口，一般系统运行的安全性不是很高，但如果在遥控回路增加了电 气闭锁硬接点，通过和遥控闭锁控制器相结合来解决集中控制中心、子站遥控操 作的强制闭锁问题，就可以使系统的运行安全性提高。六、实验总结电网调度自动化系统是用来监控整个电网运行状态的，使调度人员可统观全 局，运筹全网，有效地指挥电网安全、稳定和经济运行，是调度现代电网的重要 手段。电网调度自动化系统对电力系统的安全经济运行起着不可或缺的作用。随 着计算机技术、网络和通信技术、数据库技术等的飞速发展和电力市场的要求以 及国际标准的成熟完善，调度自动化系统正在朝着数字化、集成化、网格

26、化、标 准化、市场化、智能化的方向发展。电力系统是一个庞大复杂的系统，无论是信息的覆盖面、深度、广度等都是 一般系统无法比拟的。电力系统每天都要产生大量的与电力系统运行状态有关的 信息，要充分发挥现有设备的能力，必须能及时、准确地掌握这些信息并进行快 速的处理与分析。本次实验通过了解调度自动化系统对电力系统运行状态数据 的管理功能及对其进行设计，让我对调度自动化中的数据管理功能有了更深的认 识，包括它的组成部分及功能，激发了我对调度自动化课程的学习兴趣。总的来 说，本次实验较为成功，基本达到了预期的目的。实验二电力系统正常运行潮流分布与调整实验一、实验目的通过本实验，深入理解潮流分布与调整的相

27、关原理与方法，特别是网络结构、 网络特点对潮流分布的影响；超高压电网中线路首端电压幅度差与电压相角差 对有功传输与无功传输的影响程度；均一网潮流分布特点；有功功率与系统频 率及无功平衡与系统电压的关系等基本概念和原理。掌握组建复杂电力系统的方法与步骤。掌握电力系统调度自动化结构、功能。二、原理与说明电力系统是由许多发电厂，输电线路和各种形式的负荷组成的，在正常运行 过程中，绝大多数时间都处于正常运行状态，此时，发电机发出的有功功率和负 荷取用的有功功率以及网络损耗的有功功率之间，应随时保持平衡；系统产生的 感性无功功率和负荷取用的感性无功功率以及网络损耗的感性无功功率，也随时 保持平衡；系统的

28、频率和各胃线电压都在规定范围内，各支路潮流都没有超过发 热极限值和运行稳定的极限值。但是由于电力系统负荷随时随地都在发生变化， 因此系统的发电出力也应随负荷的变化而变化，胃线电压和输电线路的潮流也相 应发生变化电力系统调度中心的任务就是要随时掌握电力系统的实时运行情况，合理分 配各发电厂和线路的潮流，以实现电力系统的安全优质和经济运行的目标。当系 统出现异常情况，要根据当时的实际情况，提出决策和措施，指挥控制系统及时 动作进行控制，以保证电力系统安全可靠运行。三、实验内容不改变网络结构的潮流分布实验汪意:1）调节过程中，定子电流不应超过额定值4.61A。2）发电机有功功率不应超过2kW。（1）

29、改变发电机的有功、无功功率对系统潮流分布的影响改变各机组的有功、无功，观察改变前和改变后各机组及系统各断路器上的电压、电流功率等，将数据填入表2-1和表2-2中，并将结果进行比较分析。表2-1发电机改变输出功率前系统参数G1G2211212213214215216103104P（kW）-0.18-0.140.2730.3090.4440.315-0.0150.0510.027-0.06Q （kVar）-0.07-0.410.3060.3690.4290.4230.1560.1020.06-1.02U（V）376.4366.91011.5974.81011.5957.3974.8957.3403

30、.561011.5cos0.930.320.670.640.7190.600.0950.4470.410.058表2-2发电机改变输出功率后系统参数G1G2211212213214215216103104P（kW）0.931.060.687-0.7650.774-0.6660.0210.0390.0380.48Q (kVar)-0.31-0.660.7320.6030.960.8370.30.2340.0811.26U（V）379.3368.71024.5993.81024.5971.5993.8971.5404.71024.5cos0.940.840.680.780.620.60.0690.

31、160.420.35（2）投、切负荷对系统潮流分布的影响通过控制低压屏、负载屏上断路器，投/切阻性、感性负荷，观察各参数的 变化，并记录于表2-3和表2-4中，对数据进行比较分析。表2-3投入负荷前系统参数G1G2211212213214215216103104P (kW)0.180.140.2730.3090.4440.3150.0150.0510.0270.6Q (kVar)0.070.410.3060.3690.4290.4230.1560.1020.061.02U (V)376.4366.91011.5974.81011.5957.3974.8957.3403.561011.5cos0

32、.930.320.660.640.710.590.0950.440.410.50表2-4投入负荷后系统参数G1G2211212213214215216103104P (kW)1.011.260.9120.770.8370.8340.0540.0660.0120.33Q (kVar)0.230.760.8310.6480.8760.7560.2130.2460.081.53U (V)376.9370.91025.5979.71025.5963.4979.7963.4405.61025.5cos0.970.850.730.760.690.740.240.250.140.21（3）投、切电容器对潮流

33、分布的影响投、切电容器观察各参数的变化，并记录数据于表2-5和表2-6中，对数据 进行比较分析。表2-5投入负荷前系统参数G1G2211212213214215216103104P (kW)0.180.140.2730.3090.4440.3150.0150.0510.0270.6Q (kVar)0.070.410.3060.3690.4290.4230.1560.1020.061.02U (V)376.4366.91011.5974.81011.5957.3974.8957.3403.561011.5cos0.930.320.660.640.710.590.0950.440.410.50表2

34、-6投入负荷后系统参数G1G2211212213214215216103104P（kW）0.750.950.5790.60.6360.5970.0180.0270.0321.11Q (kVar)0.270.690.7110.5040.8490.7110.1650.2070.0681.2U（V）377.8370.41017.1992.11017.1964992.1964405.461017.1cos0.940.800.630.760.590.640.100.120.420.67改变网络结构的潮流分布实验改变网络结构不调整负载量，分别退出各线路（注意：各节点之间不能失去 电气联系）。观察网络改变前

35、后，各机组参数的变化，并记录数据于表2-7和表 2-8 中。表2-7网络改变前系统参数G1G2211212213214215216103104P (kW)0.750.950.5790.60.6360.5970.0180.0270.0321.11Q (kVar)0.270.690.7110.5040.8490.7110.1650.2070.0681.2U (V)377.8370.41017.1992.11017.1964992.1964405.461017.1cos0.940.800.630.760.590.640.100.120.420.67表2-8网络改变后系统参数G1G2211212213

36、214215216103104P (kW)0.760.90.5070.5340.5940.570.0480.0270.0311.08Q (kVar)0.440.570.6390.480.9090.8670.0480.0420.0691.26U (V)380.8368.31012.1996.61012.1966.1996.6966.1406.61012.1cos0.860.840.620.740.540.540.700.540.400.65四、实验数据整理及结果分析1）总结组建复杂电力系统的方法与步骤。电力系统是由许多发电厂，输电线路和各种形式的负荷组成的组建复杂电 力系统实质就是首先建立网架结构在进行机组并网的过程需要保证发电机发出 的有功功率和负荷取用的有功功率以及网络损耗的有功功率之间，应随时保持平 衡；系统产生的感性无功功率和负荷取用的感性无功功率以及网络损耗的感性无 功功率，也随时保持平衡；系统的频率和各胃线电压都在规定范围内，各支路潮 流都没有超过发热极限值