XXXX第章电力系统自动化技术

第15章电力系统自动化技术电气工程基础（下）15.1概述15.2电力系统调度自动化15.3电力通信网络及其通信规约15.4

电力系统典型自动控制装置15.5配电网自动化15.6变电站综合自动化小结第15章电力系统自动化技术215.1概述1.自动化一次设备:直接用于生产、输送和分配电能二次设备:对一次设备进行监视、控制、测量和保护32自动控制系统自动化是指用特定的仪器设备。对生产过程，工作流程等进行调节和控制，用以取代人工直接操作控制。效率改善环境胜任15.1概述3.电力系统自动化4正常运行自动装置异常安全稳定控制装置保护装置电力系统调度自动化（15.2）

监视与控制远动系统（SCADA）（15.3）2.电力系统自动装置（15.4）自动调节（0~1control)自动操作（01switch）3.配电网自动化（15.5）4.变电站自动化（15.6）15.1概述3.电力系统自动化53.配电网自动化4.变电站自动化利用计算机电子和通信技术对配电网和用户的设备，即用电负荷进行远方自动监视，控制和管理。配电调度自动化配电变电站自动化配电线路（馈线）自动化用户自动化15.1概述3.电力系统自动化6CCCPECComputerCControlCCommunicationPEPowerElectronics15.2

电力系统调度自动化电力系统调度自动化系统7是使用以电子计算机为中心的，信息采集，传送和处理的先进技术手段，来保证电网的安全可靠和经济运行。SCADA是SupervisoryControlandDataAcqusition的缩写，意为监视控制和数据采集。其主要功能是对电力系统运行状态的监视（包括信心的收集、处理和显示），远距离的开关操作，以及制表、记录和统计等功能。什么是SCADA，它的主要功能是什么？15.2

电力系统调度自动化8现代电力系统都采用分层控制方式。一、电力系统调度自动化的实现（一）电网调度组织及其任务15.2

电力系统调度自动化9电话监视控制和数据采集SCADA

自动发电控制AGC（AutomaticGenerationControl）

负荷预测、发电计划和预想故障分析

能量管理系统EMS（EnergyManagementSystem）15.2

电力系统调度自动化10实现遥信、遥测、遥控、遥调和遥视（五遥）电力系统远动：在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统控制站（调度端）被控站（厂站端）远动通道RTU15.2电力系统调度度自动化11电力系统远动动：在电力系统统调度中心对对电力系统实施的实实时远方监视视与控制。答：RTU（RemoteTerminalUnit）远动终端，，由微型计算算系统构成，，是远离调度端对对发电厂或者者变电所现场场信息实现检检测和控制的的装置。基本本功能有：1）实时数据的的采集、预处处理和上传数数据2）事故和事件件信息的优先先传送3）接收调度端端下发的命令令并执行命令令4）本地功能。处理由键盘盘或其它装置置发送的人机机对话信息什么是RTU？它的基本功功能有哪些？？15.2电力系统调度度自动化12电力系统远动动：在电力系统统调度中心对对电力系统实施的实实时远方监视视与控制。电力系统的安安全监控功能能由各级调度度共同承担，，而自动发电电控制与经济济调度则由大大区网调或省省调负责。网网调和省调还还应具有安全全分析和校正正控制等功能能。狭义远动系统统：只包括两两端远动设备备和远动通道广义远动系统统：包括控制制站的人机设设备和被控站的过程设设备在内。15.2电力系统调度度自动化13电力系统远动动：在电力系统统调度中心对对电力系统实施的实实时远方监视视与控制。广义远动系统统：包括控制制站的人机设设备和被控站的过程设设备在内。SCADA（广义远动系系统）实现电力系统统运行状态和和参数的实时时数据采集、、处理和控制；对电力系统进行行在线的安全全监视；具有参数越限和开开关变位告警警、显示、记记录、打印制制表、事件顺顺序记录、事事故追忆、统统计计算及历历史数据存贮贮等功能；对电力系统中的的设备进行远远方操作和调节。15.2电力系统调度度自动化14（二）电力系系统调度自动动化系统的基基本结构15.2电力系统调度度自动化15（二）电力系系统调度自动动化系统的基基本结构1）计算算机硬硬件系系统人机联联系子子系统统对采集集到的的信息息进行行处理理、加加工执行子子系统统1．计算机机（信信息采采集与与控制制）子子系统统集中式式的单单机双双机系系统分层式式的多多机系系统网络式式的分分布系系统15.2电力系系统调调度自自动化化16（二））电力力系统统调度度自动动化系系统的的基本本结构构分布式式配置置是把把各种种功能能分散散到多多台计计算机机中去去，由由局域域网LAN将各台台计算算机连连接起起来，，各台台计算算机之之间通通过LAN交换数数据，，备用用机同同样连连在局局域网网络上上，并并可随随时承承担同同类故故障机机或预定定的其其它故故障机机的任任务。。开放系系统（（Opensystem）前置机机:各厂站站远动动终端端的通通信并并取得得信息息主控机机:担任SCADA任务后台机机:担任安安全分分析和和经济济计算算等任任务分层式式1）计算算机硬硬件系系统15.2电力系系统调调度自自动化化17（二））电力力系统统调度度自动动化系系统的的基本本结构构2）计算算机软软件系系统系统软软件支持软软件应用软软件系统软软件包包括操操作系系统、、语言言编译译和其它服务程程序。。支持软软件主主要有有数据据库管管理、、网络络通信信、人机联系系管理理、备备用计计算机机切换换管理理等服务性性软件件。应用软软件是是最终终实现现调度度自动动化各各种功能的的软件，，包括CADA软件，，自动动发电电控制制和经济济运行软软件，，安全全分析析和对对策软软件等等。15.2电力系系统调调度自自动化化18（二））电力力系统统调度度自动动化系系统的的基本本结构构2．人机机联系系子系系统完成显显示、、人机机交互互、记记录和和报警警等任任务。主要设备有有彩色色屏幕幕显示示器、、动态态模拟拟屏、打印印机、记录录仪表表和拷拷贝机机以及及音响响报警器器等。动态模模拟屏屏显示所所辖调调度区区域电电力系系统的的全貌貌和最最关键键的开关状状态和和运行行参数数，是监监视电电力系系统运运行的的传统统手段段。现现在，，由计计算机机和模模拟屏屏接口口把灯灯光、、报警警、数数字显显示信信号送送到模模拟屏屏上显显示。。15.2电力系系统调调度自自动化化19（二））电力力系统统调度度自动动化系系统的的基本本结构构3．信息采采集与与命令令执行行子系系统由分布布在电电力系系统中中各厂厂站的的远动终端RTU和调度度中心心的前置处处理机机组成。RTU实现厂厂站端端的信信息采采集并并通过过信息息传输通道发发送到到调度度中心心，同同时也也执行行调度度中心计算机机下达达的遥遥控遥遥调命命令。。还具有有事件件顺序序记录录系统时间同同步（（目前前已经经由GPS完成））通道的的监视视和切切换自恢复复和远远方诊诊断等等功能能。15.2电力系系统调调度自自动化化20（二））电力力系统统调度度自动动化系系统的的基本本结构构3．信息采采集与与命令令执行行子系系统由分布布在电电力系系统中中各厂厂站的的远动终端RTU和调度度中心心的前置处处理机机组成。调度端端前置处处理机机的主要要功能能有：：信息的的接收收和发发送传输差差错校校验不同RTU规约的转换换时钟的的同步步实时数数据库库的更更新通道的的监视视和自自动切切换错误信信息的的记录录和统统计等等。15.2电力系系统调调度自自动化化21（二））电力力系统统调度度自动动化系系统的的基本本结构构4．通信信（信信息传传输））子系系统一般要要求误误码率率应不不大于于10-5，RTU与调度度中心通通信的的典型型速率率为600～1200bit/s，远程程计算机机之间间的通通信则则要求1200～9600bit/s或更高高。对对重要要的RTU通信和和计算算机间间通信应应具备备备用用通道道。微波，，电力线线载波波，专用通通信电电缆，特高高频无无线，，微星星和光纤纤等15.2电力系系统调调度自自动化化22SCADA+AGC/EDC一、电电力系系统调调度自自动化化的实实现（一））电网网调度度组织织及其其任务务二、电力力系统统调度度自动动化的的功能能电力系系统监监视与与控制制SCADA安全分分析经济调调度EDC自动发发电控控制等等AGC（二））电力力系统统调度度自动动化系系统的的基本本结构构高层次次功能能提供供实时时数据据状态评评估15.2电力系系统调调度自自动化化23二、电力力系统统调度度自动动化的的功能能（1）电力力系统监监视与与控制制控制：主要要是指指通过过人机机联系系设备备执行行对断路器器、隔离离开关关、静静电电电容器器组、、变压压器分接头头等设备备进行行远方方操作作的开开环控控制。。监视：对电力力系统统运行行信息息的采采集、、处理理、显示示、告警警和打打印，，以及及对电电力系系统异异常或事故故的自动动识别别，向向调度度员反反映电电力系系统实时运行状状态和和电气气参数数。15.2电力系系统调调度自自动化化24二、电力力系统统调度度自动动化的的功能能（1）电力力系统监监视与与控制制1、SCADA（1）数据采集（2）信息显示示（3）远方控制制（4）监视越限限报警（5）信息的存存储及报告告（6）事件顺序序记录（7）数据计算算（8）事故追忆忆。SCADA是SupervisoryControlandDataAcqusition的缩写，意意为监视控控制和数据据采集。其其主要功能能是对电力力系统运行行状态的监监视（包括括信心的收收集、处理理和显示）），远距离离的开关操操作，以及制表、记录录和统计等等功能。15.2电力系统调调度自动化化2515.2电力系统调调度自动化化26二、电力系统统调度自动动化的功能能（1）电力系统监视与与控制2、RTU（1）实时数据的采集、预处处理和上传（2）事故和事件信息息的优先传送（3）受调度端下达达的命令并并执行命令（4）本地功能能（5）自诊断功功能15.2电力系统调调度自动化化27二、电力系统统调度自动动化的功能能（2）电力系统统经济调度度（EDC）在调度过程中中按照电力力系统安全全可靠运行的约束条件件，在给定定的电力系系统运行方式中，在保证证系统频率率质量的条条件下，以全系统的运行行成本最低低为原则，，将系统的有功负荷荷分配到各可可控的发电电机组。经济调度一一般只按静静态优化来来考虑，不计算其动态过程程。基本方法：：按照供电标准煤煤耗微增率率相等的原则，分分配各发电电厂的发电电负荷，并并考虑电力线线路有功损损耗，必要时还应该按燃料价格进行修修正。15.2电力系统调调度自动化化28二、电力系统统调度自动动化的功能能（3）自动发电电控制（AGC）调度自动化化中安排的的自动发电电控制功能能频率和发电电机有功功率的自动动控制电压和无功功功率的自动控制发电机调速速系统发电机励磁磁系统15.2电力系统调调度自动化化29二、电力系统统调度自动动化的功能能（4）SCADA+AGC/EDC（5）能量管理理系统（EMS）频率调整和经济济调度的要要求由调度度中心的计计算机直接接控制各个个调频电厂发电机机组的功率，其其他非调频频电厂可按日日负荷曲线，，或按经济济调度的要求运行，，经济调度计计算中要考虑线损修修正，对互联电网，则按按联络线净功功率和频率率偏差进行行控制。高级应用功功能的软件：如网络拓扑，，电力系统状状态估计、负荷预测测、安全分分析与安全控制、在线线潮流、调调度员培训仿真系系统。15.2电力系统调调度自动化化30三、能量管理理系统的高高级应用（1）网络拓扑扑（2）电力系统统状态评估估（3）系统负荷荷预测和母母线负荷预预测10年20年年日日10min~1h1min~5min（AGC）（4）安全分析析与安全控控制（5）调度员培培训仿真系系统DTS1.正常运行条件下下的操作培训2.紧急状态下的事故处处理培训3.事故后电力系统统恢复的操操作培训4.预防性操作及操作作后分析重演5.运行方式研究，，继电保护护和自动装装置的整定配合合分析。15.2电力系统调调度自动化化31三、能量管理理系统的高高级应用数据收集（（SCADA）级能量管理级级网络分析级级培训模拟级级EMS（一）数据据收集级实时收集电电力系统运运行数据和和监视其状状态。（二）能量量管理级利用电力系系统的总体体信息（频频率、时差差、机组功率、联络络线功率等等）进行调调度决策，以提高电能质质量和系统统运行的经经济性。软件包括：：实时发电控控制系统负荷预预测发电计划（（火电调度度计划）机组经济组组合（机组组启停计划划）水电计划（（水火电协协调计划））交换功率计划15.2电力系统调调度自动化化32三、能量管理理系统的高高级应用（三）网络络分析和培培训模拟级级EMS中的最高级级应用软件件。工作模式式：实时型和研究型型。1、网络拓扑扑2、实时网络络状态分析析3、母线负荷荷预测4、潮流计算算和分析5、网损修正正计算6、网络状态态监视7、安全约束束调度软件内容：：8、预想故障障分析9、最优潮流流10、短路电流流计算11、电压稳定定性分析12、暂态分析析13、调度员培培训模拟15.4电力系统典典型自动控控制装置33自动调节装装置自动操作装装置同步发电机机自动励磁磁调节电力系统自自动调频同步发电机机自动并列列继电保护自动解列自动重合闸闸电气制动事故切机低频率减负负荷15.4电力系统典典型自动控控制装置34一、同步发发电机的自自动并列装装置（一）对并并列的基本本要求（1）并列时的的冲击电流瞬时最大值不超过允允许值，且应尽可能小；（2）并列后应应能迅速进进入同步运运行状态，，暂态过程要短。准同期并列：在同步发电电机已投入调速器器和励磁装置，当发电机机电压的幅幅值、频率率和相位与与并列点系系统侧电压压的幅值、、频率和相相位接近相相等时，通通过并列点点断路器合合闸将发电电机并入系系统。优点：并列列时的冲击击电流小，，对发电机机和系统不会带带来冲击。缺点：需要要捕捉合适适的合闸相相位点，调调压调频，，所需并列列时间较长长。15.4电力系统典典型自动控控制装置35一、同步发发电机的自自动并列装装置（一）对并并列的基本本要求自同期并列列：是将未加励磁电电流但接近同步步转速，且且机组加速速度小于允允许值的发发电机，通通过断路器器合闸并入入系统，随随之投入发发电机励磁磁，在原动机机转矩、、同步力力矩的作作用下将将发电机机拉入同同步，完完成并列列操作。。优点：操操作简单单,并列时间间短缺点：冲冲击电流流较大，，并造成成在并列列点附近电压压的短时下下降，对对系统有有较大的的扰动15.4电力系统统典型自自动控制制装置36一、同步步发电机机的自动动并列装装置（二）准同期期并列的的条件1.准同期并并列的理理想条件件当发电机机与系统统电压的的频率不不相等时时15.4电力系统统典型自自动控制制装置371.准同期并并列的理理想条件件设t=0时,滑差角频率滑差频率率滑差周期期Teδe变化360°所用的时时间角差15.4电力系统统典型自自动控制制装置381.准同期并并列的理理想条件件2.幅值差、、相位差差、频率率差对并并列的影影响（1）电压幅幅值差对对并列的的影响冲击电流流周期性性分量的的有效值值15.4电力系统统典型自自动控制制装置39（1）电压幅幅值差对对并列的的影响冲击电流流的最大大瞬时值值具有无功功性质发电机将将从系统统吸收无功功率率冲击电流流，产生生的电动动力，可可能对发发电机定定子绕组组特别是是其端部造成危危害15.4电力系统统典型自自动控制制装置40（2）合闸相相角差差差对并列列的影响响并列时相相角差一一般都很很小，只只有相角角差的情况下并列，，发电机机主要承承受有功功的冲击击，使机组受到到轴扭矩矩。15.4电力系统统典型自自动控制制装置41（3）合闸角角频率差差对并列列的影响响15.4电力系统统典型自自动控制制装置42（3）合闸角角频率差差对并列列的影响响A点相位相相同速度差最最大B点速度相相同相位差最最大15.4电力系统统典型自自动控制制装置43（2）允许频频率差（3）允许相相位角差差（1）允许电电压差同步发电电机同期并列列的允许许偏差15.4电力系统统典型自自动控制制装置44一、同步步发电机机的自动动并列装装置（三）自自同期并并列的原原理在并列瞬瞬间黑启动15.4电力系统统典型自自动控制制装置45（四）准准同期并并列装置置的基本本原理1.准同期并并列装置置的控制制信号断路器QF端口电压压瞬时值值为15.4电力系统统典型自自动控制制装置46（四）准准同期并并列装置置的基本本原理1.准同期并并列装置置的控制制信号断路器QF端口电压压瞬时值值为正弦脉动动波的幅幅值励磁调节节器设初始相相位角15.4电力系统统典型自自动控制制装置47（四）准准同期并并列装置置的基本本原理1.准同期并并列装置置的控制制信号正弦整步步电压15.4电力系统统典型自自动控制制装置48（四）准准同期并并列装置置的基本本原理1.准同期并并列装置置的控制制信号正弦整步步电压特点点准同期并并列装置置通常将将正弦脉脉动电压压作为信号电压相角差值与整步电压具有对应关系。15.4电力系统统典型自自动控制制装置49（四）准准同期并并列装置置的基本本原理2.自动准同同期并列列装置的的构成15.4电力系统统典型自自动控制制装置50（四）准准同期并并列装置置的基本本原理2.自动准同同期并列列装置的的构成（1）恒定越越前相角角准同期期并列脉动电压压形成环环节主要要产生正正弦整步步电压或者产生生三角形形的线性性整步电电压，通通过它们们可以产生生恒定越越前时间间信号和和对频差差进行检检测决定是是否进行行频差闭闭锁。15.4电力系统统典型自自动控制制装置51（四）准准同期并并列装置置的基本本原理2.自动准同同期并列列装置的的构成（1）恒定越越前相角角准同期期并列脉动电压压形成环环节主要要产生正正弦整步步电压或者产生生三角形形的线性性整步电电压，通通过它们们可以产生生恒定越越前时间间信号和和对频差差进行检检测决定是是否进行行频差闭闭锁。15.4电力系统典型型自动控制装装置52（四）准同期期并列装置的的基本原理2.自动准同期并并列装置的构构成（1）恒定越前相相角准同期并并列15.4电力系统典型型自动控制装装置53（四）准同期期并列装置的的基本原理2.自动准同期并并列装置的构构成（2）恒定越前时时间准同期并并列15.4电力系统典型型自动控制装装置54（四）准同期期并列装置的的基本原理3.恒定越前时间间并列装置的的整定计算（2）允许电压偏偏差2%~5%（3）允许滑差角角频率15.4电力系统典型型自动控制装装置55（四）准同期期并列装置的的基本原理3.恒定越前时间间并列装置的的整定计算15.4电力系统典型型自动控制装装置56（五）电子型型自动准同期期装置采用异或逻辑:15.4电力系统典型型自动控制装装置57（五）电子型型自动准同期期装置采用同或逻辑辑:15.4电力系统典型型自动控制装装置58（五）电子型型自动准同期期装置整步电压特点点：（1）不受发电机机电压和系统统电压幅值的的影响，因而不能用于于检查两输入入电压的幅值值差。（2）最大值A由电路参数决决定。（3）与

成分段线性关系。

（4）15.4电力系统典型型自动控制装装置59二、自动低频频减负荷装置置（一）负荷调调节效应（略略）（二）频率的的动态特性（三）自动低低频减负荷原原理（四）自动低低频减负荷装装置的整定原原则1.切除负荷总量量的确定2.基本级动作频频率的确定3.基本级各级切切除负荷的确确定4.特殊级（轮））的设定（五）自动低低频减负荷装装置的运行二、电力系统统频率的动态态特性60（二）频率的的动态特性将系统等值为为一台P不可调节的发发电机组设在系统到达稳态时

二、电力系统统频率的动态态特性61（二）频率的的动态特性（三）自动低低频减负荷原原理（四）自动低低频减负荷装装置的整定原原则1.切除负荷总量量的确定2.基本级动作频频率的确定3.基本级各级切切除负荷的确确定4.特殊级（轮））的设定（五）自动低低频减负荷装装置的运行二、电力系统统频率的动态态特性62（二）频率的的动态特性时间常数二、电力系统统频率的动态态特性63（二）频率的的动态特性二、电力系统统频率的动态态特性64（三）自动低频减负荷原理二、电力系统统频率的动态态特性65（三）自动低频减负荷原理自动按频率减减负荷的基本本级：按频率率的下降值来设置切除除负荷的分级级。低频减负荷装装置中还应根根据fN和fres间的功率缺额，设置进进一步切除负负荷的特殊级级。（四）自动低低频减负荷装装置的整定原原则保证切除足够的负负荷功率，使使系统频率可恢复到允许值值（fres）；(2)尽量避免过多多切除负荷。。1．切除负荷总总量的确定根据最不利的的运行方式下下发生故障时时，整个系统（或者系系统解列成几几个小系统））可能发生的最大功功率缺额来确确定。2．基本级动作作频率的确定定ZDPJ首级动作频率率f1通常整定在48.5~49.0Hz。频率级差的确确定ZDPJ的末级动作频频率应由系统统所允许的最最低频率下限确确定，但不得得低于46~46.5Hz。①级差强调选择择性当前一级动作作后不能阻止止频率下降时时，下一级才动作，，此时应考虑虑动作时延对对应的频率变化值，所所以级差较大大，级数较少少。3．基本级各级级切除负荷的的确定②级差不强调选选择性不强调级差的的选择性，可可减小频率级级差值，增加级数数，每级减负负荷量较少，，切除的负荷功率值值能较精确接接近最佳值。。对第i级切除负荷量量的考虑原则则:2)第i级动作后，频频率恢复到fres。1)第i级动作是在系系统频率继续续下降达到fi时4．特殊级（轮轮）的设定3）第i级的切除负荷荷量启动频率应不不低于基本级级第1级的动作频率f1，按时间顺序序分级动作，，第1级时限以系统频率下降降过程的时间间常数TST的2~3倍确定。五、自动低频频减负荷装置置运行接入特殊级的的切除功率总总数应按最不不利的情况况考虑虑，即即根据据ZDPJ装置所所有基基本级级切除负负荷之之后系系统的的最低低频率率，以以及使使系统统频率恢恢复到到的要要求fres来确定定。根据电电力系系统的的结构构和负负荷的的分布布情况况，ZDPJ分散安安装在在各变变电站站中。。第三节电力系系统通信网网络及及其通通信规规约75一、通通信系系统的的基本本组成成二、电电力通通信网网络三、数数字通通信系系统四、调调制与与解调调五、信信息传传输通通道（（信道道）六、信信息传传输网网络的的基本本类型型七、通通信规规约第三节电力系系统通信网网络及及其通通信规规约76一、通通信系系统的的基本本组成成通信系系统：：由信源源、信信宿、、处理理信息息的各各种设设备及及信道道共同同组成成。噪声信道发信设备信源收信设备信宿信源噪声源数字解调数字调制信道编码信源编码信道解码信宿信源解码信道数字传输系统第三节电力系系统通信网网络及及其通通信规规约77一、通通信系系统的的基本本组成成根据传传输媒媒质的的不同同有线通通信系系统无线通通信系系统电缆通通信电力载载波通通信光纤通通信微波中中继通通信卫星通通信移动通通信（OPGW）模拟通通信系系统：：传送送连续续信号号，信号频频谱窄窄，抗抗干扰扰能力力差数字通通信系系统：：传输输离散散信号号，要要求带带宽大大，信信号质质量高高第三节电力系系统通信网网络及及其通通信规规约78二、电电力通通信网网络电力系系统通信网网络，也称电力通通信,是指利利用有有线电电、无无线电电、光光波等等各种种方式式，对对电力力系统统运行行、经经营和和管理理等活活动中中需要要的各各种信信息（（符号号、文文字、、声音音、图图像、、数据据等））进行行传输输和交交换的的电力力系统统专用通通信网网络。。系统通通信（（站间间通信信）:主要提提供发发电厂厂、变变电站站、调调度所所、公公司本本部等等单位位之间间的通通信连连接。。厂站通通信（（站内内通信信）:通信范范围仅仅限于于厂、、站内内部，，主要要任务务是满满足厂厂站内内部生生产、、管理理信息息的传传递和和共享享，对对于抗抗干扰扰、可可靠性性等有有一些些特殊殊的要要求。。第三节电力系系统通信网网络及及其通通信规规约79二、电电力通通信网网络1.电力通通信网网络的的主要作作用1)传送电电力系系统远远动、、保护护、负负荷控控制、、调度度自动动化等等运行行、控控制信信息，，保障障电网网的安安全、、经济济运行行;2)传输各各种生生产指指挥和和企业业管理理信息息，为为电力力系统统的现现代化化提供供高速速率、、高可可靠的的信息息传输输网络络.第三节电力系系统通信网网络及及其通通信规规约80二、电电力通通信网网络1.电力通通信网网络的的特点点80实时性性--好:传输延延时小小可靠性性--高:不能出出错连续性性--强:电力生生产的的不间间断性性信息量量--较少：传送送电力力系统统的生生产、、控制制、管管理信信息网络建建设可可利用用电力力系统统独特特的资源--如载波波通信信、ADSSOPGW第三节电力系系统通信网网络及及其通通信规规约81三、数数字通通信系系统81四、调调制与与解调调定义：：用基基带信信号控控制高高频载载波，，把基基带数数字信信号变变换为为频带带数字字信号号的过过程称称为数字字调调制制：反反之之，，把把频频带带数数字字信信号号还还原原成成基基带带数数字字信信号号的的反反变变换换则则称称为为数字字解解调调最基基本本的的数数字字调调制制技技术术幅移移键键控控ASK(AmplitudeShiftKeying)、频移移键键控控FSK(FrequencyShiftKeying)相移移键键控控PSK(PhaseShiftKeying)第三三节电力力系系统统通信信网网络络及及其其通通信信规规约约8282四、、调调制制与与解解调调第三三节电力力系系统统通信信网网络络及及其其通通信信规规约约8383五、、信信息息传传输输通通道道（（信信道道））（三三））光光纤纤通通信信83光纤纤、、光光缆缆第三三节电力力系系统统通信信网网络络及及其其通通信信规规约约8484五、、信信息息传传输输通通道道（（信信道道））（一一））远远动动与与载载波波电电话话复复用用电电力力载载波波信信道道（（载载波波通通信信））（二二））无无线线信信道道（（微微波波通通信信））（三三））光光纤纤通通信信（四四））架架空空明明线线或或电电缆缆信信道道六、、信息息传输输网网络络的的基基本本类类型型七、通通信信规规约约第三三节电力力系系统统通信信网网络络及及其其通通信信规规约约8585七、通通信信规规约约1.规约约：是一一组组规规则则和和约约定定，，也也就就是是我我们们常常说说的的协协议议。。电力力系系统统远远动动规规约约，对对远远动动系系统统中中各各种种远远动动信信息息的的组组织织办办法法（（信信息息结结构构））、、各各种种上上行行（（从从站站发发往往主主站站））、、下下行行（（主主站站发发往往从从站站））信信息息的的优优先先级级顺顺序序及及主主从从站站间间的的传传送送规规则则均均做做出出了了明明确确的的规规定定，，以以保保证证所所有有信信息息的的正正确确传传输输和和整整个个系系统统的的可可靠靠运运行行。。我国国主主要要执执行行《循环环式式远远动动规规约约》（CDT）Polling第三三节电力力系系统统通信信网网络络及及其其通通信信规规约约8686第十十六六章章电电力力系系统统自自动动控控制制技技术术电力力系系统统结结构构变变得得复复杂杂，，在在发发生生局局部部故故障后后，，若若不不能能及及时时或或不不能能正正确确处处理理，，事事故故将会会扩扩大大以以至至危危及及整整个个系系统统的的安安全全，，因因此此对自自动动化化控控制制水水平平要要求求很很高高。。1、必必要要性性16.1概述述继电电保保护护自动动装装置置通信信调度度自自动动控控制制自动动监监视视与与自自动动控控制制2、电电力力系系统统自自动动控控制制系系统统的的组组成成系统统频频率率大大幅幅度度下下降降时时的的控控制制措措施施元件件事事故故系统统事事故故继电电保保护护装装置置系统统安安全全自自动动装装置置（1）迅迅速速启启用用电电力力系系统统中中的的旋旋转转备备用用。。（2）迅迅速速启启动动和和投投入入备备用用发发电电机机组组。。（3）自自动动按按频频率率减减负负荷荷（4）自自动动解解列列（1）提高高励励磁磁或或强强行行励励磁磁（2）增加加系系统统无无功功功功率率（3）切切除除电电压压最最低低点点处处的的用用电电负负荷荷。。系统统电电压压下下降降时时的的控控制制措措施施系统统稳稳定定破破坏坏引引起起的的事事故故和和控控制制措措施施稳定定破破坏坏同步步发发电电机机失失去去同同步步发电电侧侧切切除除发发电电机机系统统解解列列区域域电电网网稳稳定定性性控控制制系系统统电力力系系统统分分析析系统统安安全全控控制制状状态态选择择相相应应的的控控制制措措施施和和手手段段1.1电力力系系统统安安全全运运行行的的控控制制原原则则与与措措施施电力系统统安全运运行的原原则所有运行行电气设设备处于于正常状状态，满满足运行工工况需要要；系统电压压和频率率保持在在规定范范围之内内；所有发电电机保持持同步运运行。1.2电力系统统安全控控制状态态1、电力系系统运行行条件等式约束束条件不等式约约束条件件2、电力系系统运行行状态系统正常状态系统预警状态系统紧急状态系统崩溃系统恢复状态⑵系统预警警状态发电和输输变电设设备均保保持有一一定的备备用容量,可以实现现电力系系统的经经济运行行原因：发电机计计划外停停运，或或运行环环境恶化，使得得各种电电气元件件的备用用容量减减少到允许程度度以下⑴系统正常常状态：：系统满满足所有有等式和和不等式约束束条件,能承受正正常的干干扰。特点：系系统仍能能安全运运行，且且满足所所有等式和不等等式的约约束条件件，但不不能承受各种正正常的干干扰。措施：预防性措措施（调调整负荷荷的配置置、切换线路路、调整整发电机机的出力力等)，使系统恢恢复到正正常状态态。特点：等式约束束条件可可能仍然然满足，，但系统的某些些不等式式条件不能满足足。安全措施施：紧急控制制措施⑶系统紧急急状态原因：系系统发生生严重的干干扰。特点：子系统的的等式和和不等式式条件都都遭到破坏措施：解列后的的系统应应防备连连锁性事事故发展，设法法维持部部分供电电，避免免全系统的崩溃溃。⑷系统崩崩溃状状态原因：：预警状状态时时，安全控制措措施不当或效果不不好，，则系系统有有可能能失去去稳定定，使系统统解列列。措施：：采取增增加出出力和和送电电能力力的措措施，，恢复对对用户户的供供电，，将已已解列列的系统逐逐步并并列。⑸系统恢恢复状状态原因：：由于自自动控控制装装置的的作用用以及及调度人员员的正正确操操作，，可使使系统统或几几个子子系统均均趋于于稳定定1.3电力系系统自自动控控制的的目的的和内内容（1）实时时或快快速地地检测测、收收集和和处理理电力力系统统各元元件、、局部部或全全系统统的运运行参参数。。（2）根据据电力力系统统的实实际运运行状状态以以及系系统中中各电电气元元件的的技术术、经经济和和安全全的需需要，，为运运行人人员提提供控控制和和调节节的参参考决决策，，或者者直接接对电电气元元件进进行控控制和和调节节。（3）实现现全系系统各各层次次、各各局部部系统统和各各电气气元件件间的的综合合协调调控制制，力力图达达到电电力系系统安安全和和经济济的多多目标标的最最优运运行方方式。。（4）电力力系统统自动动控制制应具具备常常规控控制和和紧急急控制制能力力，全全面改改善和和提高高电力力系统统的运运行性性能。。特别别是在在电力力系统统发生生事故故的情情况下下，紧紧急控控制的的作用用能避避免系系统连连锁性性事故故的发发生，，尽快快恢复复系统统的正正常运运行。。1.3电力系系统自自动控控制的的目的的和内内容实际的的电力力系统统自动动控制制是一一个多多目标和多多约束束的复复杂优优化问问题，，不同同的运运行状态态，其其目标标条件件是不不同的的。调度自自动控控制变电站站自动动控制制配电网网自动动控制制发电厂厂的自自动控控制电力系系统自自动控控制3.3其它安安全自自动装装置1、水轮轮发电电机组组低频频自启启动装装置2、自动动解列列装置置系统解解列厂用电电系统统解列列解列点点的选择择的原原则：：1）尽量量保持持解列列后的的子系系统的的功率率平衡，防防止电电压和和频率率急剧剧变化化；2）操作作方便便，易易于恢恢复，，有良良好的的通信条件件。在系统统解列列的应应用中中，解解列点点的位位置不同，，构成成解列列装置置的判判断条条件也也可能能不同。。厂用电电系统统的解解列主主要是是防止止系统统事故故时频频率大大幅下下降危危及电电厂本本身电电能生生产的的安全全.在厂用用电系系统具具备独独立供供电条条件的的发电厂厂，应应考虑虑厂用用电系系统与与系统统解列列运行的的方式式。3、电力力系统统安全全控制制装置置就地分分散式式分布式式分层分分布式式集中式式控制体体系简单分分布式式系统统是将将几个个就地地分散散式装置通通过通通信通通道相相连，，组成成区域域电网网安全稳稳定控控制系系统，，因而而可使使控制制决策策更合理理。16.4配电网网自动动化一、配配电网网的构构成输电网：通通常将输电电电压为220kV及以上的电力网网。高压配电电电压：110kV、60kV、35kV中压配电电电压：10kV低压配电电电压：380V/220V对于不具备备变电功能能而只具备备配电功能的配电装装置则称为为开闭所。配电系统：配电网和和继电保护护、自动装装置、测量计量仪仪表、无功补偿偿装置以及及通信和控制设备备组成。功能：1）保证配电电网重要用用户的供电电，控制负负荷使供用用电平衡，，提高负荷荷对电能的的利用率；；2）及时调节节无功功率率补偿设备备的运行，，保证负荷荷端供电电电压的质量量；3）控制配电电网的运行行状态，及及时调整配电网设备备的运行，，使线路潮潮流和有功功率分布布合理；4）降低配电电线路的功功率损耗，，提高配电网运行的的经济性；；5）保护设备备和自动化化设备能在在配电系统发生事故故时正确快快速动作，，提高配电网运行的的可靠性。。二、配电网网自动化（（DA）的功能及及要求DA（DistributionAutomation），是配电电企业就地或或从远方对对配电系统统以实时方方式进行监视、保护护和控制配配电设备的的自动化系系统。配电网自动动化系统DAS（DistributionAutomationSystem），由计算算机系统、、通信系统以及远远方终端设设备构成。。配电网自动动化的基本本要求:1．实时监测2．故障控制(1)配电线路的的切换和自自动分段(2)母线自动分分段(3)重新恢复3.电能质量控控制4.线路损耗控控制方法：集中中（负荷控控制中心））控制分散（电力力定量器、、低频减载载）控制用户负荷自自我控制5.用户负荷控控制常用的电力力负荷集中中控制的方方式(1)音频控制技技术(2)工频控制技技术三、配电网网自动化系系统(3)无线电控制制技术(4)电力线载波波控制技术术(5)光纤通信控控制技术。。(6)专用通讯线线或电话线线控制技术术(一)配电自动化化的内容内容：馈线自动化化:即配电线路路自动化；；用户自动化化:这与需方管管理含义是是相同的；；变电站自动动化（仅指指与配电有有关的部分分）；配电管理自自动化（包包括网络分分析）通常把从变变电、配电电到用电过过程的监视视、控制和和管理的综综合自动化化系统，即即以上4个方面的内内容统称为为配电管理系系统DMS(DistributionManagementSystem)。能量管理系系统（EMS）是监视、控控制和管理理以发电、、输电和变变电为主要要内容的综综合自动化化系统。主主要包括数数据采集（（SCADA），自动发发电控制（（AGC）和发电计计划、网络络分析(NA)、调度员培培训模拟（（DTS）几个部分分。配电管理系系统（DMS）是变电、配配电、用电电过程的综综合自动化化系统。主主要包括数数据采集（（SCADA）、网络分分析（NA）、自动负负荷控制（（ALC）、调度员员培训模拟拟（DTS）几大部分分。配电自动化化系统和配配电管理系系统的涵盖盖关系配电网自动动化配电网SCADA系统地理信息系系统（GIS）需方管理（（DSM）进线监视10kV开闭所、配配电变电站站自动化馈线自动化化变压器巡检检与无功补补偿负荷监控与与管理远方抄表与与计费自动动化(二)配电网SCADA系统110kV或35kV主变电所的的1