电力系统自动化基础知识总结2036

电力系统自动化基础知识总结1、了解电力系统自动化的重要性。①被控对象复杂而庞大。②被控参数专门多。③干扰严峻。2、把握电力系统自动化的差不多内容。在跨地区的电力系统形成后，必须建立一个机构对电力系统的运行进行统一治理和指挥，合理调度电力系统中各发电厂的出力并及时综合处理阻碍整个电力系统正常运行的事故和专门情形，那个机构称为电力系统调度中心。①按运行治理的区域划分：☞电网调度自动化☞发电厂自动化（火电厂自动化、水电厂自动化）☞变电站自动化☞配电网自动化。②从电力系统自动操纵的角度划分：☞电力系统频率和有功功率操纵☞电力系统电压和无功功率操纵☞发电机同步并列的原理。第1章发电机的自动并列1、把握并列操作的概念及对并列操作的要求。☞并列的概念：将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称并列操作。发电机的并列操作又称为“并车”、“并网”、“同期”。☞对并列操作的差不多要求：①并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值不宜超过1~2倍的额定电流。②发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，进入同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。2、把握并列操作的两种方式及各自的特点。☞并列操作的两种方式：准同期并列（一样采纳）、自同期并列（专门少采纳）。☞准同期并列的概：念发电机在并列合闸前已励磁，当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方式称为准同期。☞自同期并列概念：将一台未加励磁的发电机组升速到接近于电网频率，在滑差角频率不超过承诺值，机组的加速度小于某一给定值的条件下，先合并列断路器QF，接着合励磁开关，给转子加励磁电流，在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并列机组拉入同步运行。优点：操作简单，并列迅速，易于实现自动化。缺点:冲击电流大，对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组邻近造成电压瞬时下降。适用：只有在电力系统事故、频率降低时使用。自同期并列不能用于两个系统之间的并列，也不用于汽轮发电机组。3、把握准同期并列的三个理想条件，了解并列误差对并列的阻碍。☞(1)fG=fX：待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零；(2)UG=UX：待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零；(3)δe=0：断路器主触头闭合瞬时，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零。？☞①电压幅值差对并列的阻碍：产生的冲击电流，在只存在电压差的情形下，并列机组产生的冲击电流要紧为无功冲击电流。冲击电流的电动力对发电机绕组产生阻碍，由于定子绕组端部的机械强度最弱，因此须专门注意对它所造成的危害，必须限制冲击电流。②合闸相角差对并列的阻碍：当相角差较小时，冲击电流要紧为有功电流重量。说明合闸后发电机赶忙向电网输出有功功率，使机组联轴受到阻碍：在有滑差的情形下，将机组投入电网，需通过一段加速在频率上“同步”。加速或减速力矩会对机组造成冲击。（滑差越大，并列时的冲击就越大，因突然冲击，这对机组和电网运行差不多上不利的。③合闸频率差对并列的或减速的过程，才能使机组与系统

而应该严格限制并列时的滑差。）4、把握自动准同期装置的组成及各组成部分的任务。☞自动准同期装置的组成①频差操纵单元；检测UG与UX间的滑差角频率，且调剂发电机转速，使发电机电压的频率接近于系统频率。②电压差操纵单元；检测UG与UX间的电压差，且调剂发电机电压UG，使它与UX间的电压差小于规定值。③合闸信号操纵单元；检测并列条件，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时，操纵单元就选择合适的时刻(恒定越前时刻）发出合闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差为零。？5、了解模拟式准同期装置的工作原理。模拟式并列装置为简化电路，在一个滑差周期Ts时刻内，把ωs假设为恒定。数字式并列装置能够克服这一假设的局限，性采纳较为精确的公式，按照δe当时的变化规律，选择最佳的越前时刻发出合闸信号，能够缩短并列操作的过程，提高了自动并列装置的技术性能和运行可靠性。数字式并列装置由硬件和软件组成。？6、了解数字式准同期装置的工作原理。第2章同步发电机励磁自动操纵系统？1、明白得电力系统无功功率操纵的必要性；☞发电机是系统中要紧的无功电源。为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布,要求“合理操纵”电力系统中并联运行发电机输出的无功功率。？2、把握同步发电机励磁系统的任务；①操纵发电机端电压：在发电机不经升压直截了当向用户供电的简单系统中，若供电线路不长，线路上电压损耗不大，单靠调剂发电机的励磁来操纵发电机的端电压就能满足负荷对电压质量的要求。②合理分配并联运行发电机间的无功功率：发电机是系统中要紧的无功电源。为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布,要求“合理操纵”电力系统中并联运行发电机输出的无功功率。“合理操纵”的含义：(1)每台发电机发出的无功功率数量要合理；(2)当系统电压变化时，每台发电机输出的无功功率要随之自动调剂，而且调剂量要合理。③提高同步发电机并联运行的稳固性④改善电力系统的运行条件：当电力系统由于种种缘故，显现短时低电压时，发电机的励磁自动操纵系统可发挥其调剂功能，即大幅度地快速增加励磁电流以提高系统电压来改善系统运行条件。⑤防止水轮发电机过电压：水轮发电机在因系统故障被切除或突然甩负荷时，一方面由于水轮发电机组的机械转动惯量专门大，另一方面为了引水管道的安全，不能迅速关闭水轮机的导水叶，致使发电机的转速急剧上升。假如不采取措施迅速降低发电机的励磁电流，则发电机感应电势有可能升高到危及定子绕组绝缘的程度。因此要求励磁自动操纵系统能实现强行减磁功能。？3、把握同步发电机励磁操纵系统的组成及各组成部分的作用。☞同步发电机励磁操纵系统的组成：①励磁功率单元（励磁功率单元向同步发电机提供直流电流。）②励磁调剂器（检测和综合系统运行状态的信息，经相应处理后，产生操纵信号，操纵励磁功率单元，以得到所要求的发电机励磁电流。）4、了解各种类型励磁功率单元的特点（即交、直流励磁机励磁系统的差不多构成、特点及使用范畴）。☞直流励磁机励磁系统按励磁机励磁方式不同分：自励式直流励磁机励磁系统、他励式直流励磁机励磁系统

☞交流励磁机励磁功率单元的组成：交流励磁机（与发电机同轴）、硅整流器5、了解励磁系统中转子磁场的建立和灭磁的作用及原理。☞磁场的建立：在外部事故情形下，需要发电机转子磁场能迅速增强，达到尽可能高的数值，以补偿无功功率的缺额。两个指标：①强励顶值：转子励磁电压的最大值（1.8~2倍额定电流）②响应比：磁场建立的速度☞灭磁：发电机赶忙退出工作，在断开发电机断路器的同时，内储备的大量能量迅速消释，会使电机内产生危险的过电压。6、把握自动励磁调剂器的差不多原理，了解励磁调剂器静态特性的合成；把握同步发电机励磁调剂器静态特性的调整，了解自动励磁调剂器的辅助操纵。☞自动励磁调剂器的差不多原理：励磁调剂装置(自动励磁调剂器)是一个闭环比例调剂器。量：发电机电压输出量：励磁机的励磁电流或是转子电流，通称为☞同步发电机励磁调剂器静态特性的调整：对同步发电机电压调剂特性进行调整的为了满足运行方面的要求：①保证并列运行发电机组间无功功率的合理分配(通过调整各发电机的调差系数，使其相等即可实现)；②保证发电机能平稳地投入和退出运行，而不发生冲击现象。(通过上下平移发电机调剂特性曲线即可实现)操纵系统的动态特性的分析方法。当转子磁场差不多建立起来后，假如由于某种缘故（发电机绕组内部故障等）需要强迫必须使转子磁场尽快的消逝，否则转子磁场输入UG；IAVR。目标，要紧是7、了解励磁第3章电力系统频率及有功功率的自动调剂1、了解电频率及有功功率操纵的必要性。力系统☞电力系统频率操纵的必要性：1)频率对电力用户的阻碍①电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化②电会阻碍某些测量和操纵用的电子设备的准确性和性能，频率过低时有些设备甚至无法工作。力系统频率降低会使电动机的转速和输出功率降低，导致其所带动机械的转速和出力降低，阻碍电力用户设备的正常运行。2)频率对电力系统的阻碍①频率下能产生裂纹。②频率下降到47～48HZ时，由异步电功机随之下降，使火电厂锅炉和汽轮机的出力随之下降，从而使火电厂发电机发出的这种趋势假如不能及时禁止，就会显现频率雪崩,会造成大面积停电，甚至使整个系统瓦解。在核电厂中，反应堆冷却介质泵对供电频率有严格要求。当频率降到一定数值时，跳开，使反应堆停止运行。④电力系统频率下降时，异步电动机和变压器的励磁电流增使异步电动机和变压器的无功消耗增加，引起系统电压下降。假如电力系统原先的电压水平偏低，在频率下降到一定值时可能显现电压快速而不断地下降，显现电压雪崩,会造成大面积停电，至使系统瓦解。☞电力系统有功功率操纵的必要性:①坚持电力系统频率在承诺范畴之内②提高电力系统频率波动③电降时，汽轮机叶片的振动会变大，驱动的送风机等火电厂厂用机有功功率下降，轻则阻碍使用寿命，重则可械的出力③冷却介质泵即自动加，甚力系统运行的经济性③保证联合电力系统的和谐运行2、把握电力系统负荷的功率频率特性，明白得负荷频率调剂效应系数的含义；把握发电机组的频率特性，明白得调差特性与有功功率分配的关系，把握调速器的失灵区对调剂特性的阻碍；把握电力系统的频率特性，明白得电力系统功率频率特性系数的含义，把握一频与二功率次调

次调频的概念及特点。☞负荷的功率—频率特性定义：当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即Pl=F(f),这种有功负荷随频率而改变的特性称为负荷的功率—频率特性，即负荷的静态频率特性。☞当系统内机组的输入功率和负荷功率间失去平稳时，系统负荷也参与了调剂作用，这种特性有利于系统中有功功率在另一频率下重新平稳。这种现象称为负荷的频率调剂效应。通常用负荷的频率调剂效应系数KL﹡来衡量负荷调剂效应的大小。☞发电机组的功率—频率特性：通常把由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率—频率特性或调剂特性。发电机组的功率—频率特性取决于调速系统的特性。☞调差特性与有功功率分配的关系：当发电机组的功率增量用各自的标么值表示时，发电机组间的功率分配与机组的调差系数成反比，与单位调剂功率成正比。☞调速器的失灵区对调剂特性的阻碍：由于调速器的频率调剂特性是条带子，因此会导致各并联运行的发电机组间有功功率的分配产生误差。①△PW*与失灵度成正比，而与调差系数成反比。②不灵敏区的存在尽管会引起一定的功率误差或频率误差。然而，不灵敏区不能太小或完全没有。☞电力系统的频率特性：电力系统要紧由发电机组、输电网络及负荷组成，发电机组的功率—频率特性与负荷的功率、频率特性曲线的交点确实是电力系统频率的稳固运行点。☞一次调频的概念：当电力系统负荷发生变化引起系统频率变化时，系统内并联运行机组的调速器会依照电力系统频率变化自动调剂进入它所操纵的原动机的率，使系统频率坚持在某一值运行，这确实是电力系统频率的二次调频概念：当机组负荷变动引起频率变化时，利用同步器（调频器）平移机组工频特性来调剂系统频率，称为电力系统频率的二次调剂，也称为二次调频。动力元素，改变输入原动机的功一次调整，也称为一次调频。3、了解电力系统自动调频的方法，明白得积差调剂与改进积差调剂法的特点，把握积差调剂法的两种实现方式。☞电力系统自动调频方法①有差调频法②主导发电机法③积差调剂法☞积差调剂法的特点：随着负荷的变化，频率发生变化，产生频率不断积存，调频器动作移动调速器调剂特性，改变进入机组的进汽(或进水)量，使频率力求复原额定值，频率调剂过程只能在△f=0时终止。现在系统中的功率达到新的平稳。积差调剂法的缺点：频率的积差信号滞后于频率瞬时值的变化，因此调剂过程缓慢。不能保证频率的瞬时偏差在规定范畴内。改进：通常不单纯采纳积差调剂，而是采纳在频率时偏差调剂信号，构成改进的频率积差调剂方程。☞积差调剂法的两种实现方式：①集中调频制②分散调频4、把握电力系统经济调度的原则，把握自动发电操纵的原理。☞最经济的分配是按等微增率分配负荷。☞等微增率偏差，△f≠0，即∫△fdt就积差调剂的基础上，增加频率瞬制微增率是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。法则确实是运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，如此就可使系统总的燃料消耗（或费用）为最小。☞自动发电操纵（AGC/EDC功能）原理：①单台发电机组的AGC系统②具有多台发电机的AGC系统（负荷分配器依照输入的操纵信号大小同时依照等微增率准则或其他原则来操纵各台发电机输出功率的大小。）5、把握电力系统低频减载装置的作用及原理。

☞当频率下降到某一定值时，低频减负荷装置起动，自动切除预先安排的部分负荷，同时迅速启动备用发电机组，能有效地抑制频率的连续下降，使之逐步复原到稳固运行状态。这种方法称为按频率自动减负荷6、了解电力系统常用的几种稳固装置及其作用。☞常用的几种稳固装置：①低频自起动发电机装置②低频调相改发电装置③低频降低电压装置④低频抽水改发电装置（在抽水蓄能水电厂，当系统频率下降时，利用低频继电器使发电机组由抽水运行方式迅速改为发电运行方式。）⑤自动低频减载装置⑥高频切机装置（当系统频率超过某一整定值时，利用高频继电器起动，将部分运行的发电机组退出运行，以减轻系统功率过剩。）⑦高频减出力装置（当系统频率升高时，可用短时减小汽轮机主汽门或水轮机导水叶开度的方法，减少发电机组的出力，当系统故障排除后，又专门容易复原到正常出力。这种方法比高频切机装置的灵活性好。）第5章电力系统调度自动化1、把握电网调度的任务及电网调度自动化的任务。☞电力系统调度的任务：操纵整个电力系统的运行方式。①保证供电的质量优良②保证系统运行的经济性③保证较高的安全水平④保证提供强有力的事故处理措施。☞电力系统调度自动化的任务：综合利用电子运算机、远动和远程通信技术，实现电力系统调度治理自动化，有效的关心电力系统调度员完成调度任务。2、把握电网调度自动化的结构及各组成部分的功能。☞电网调度自动化的结构：①信息采集和命令执行子系统，即远动终端RTU（作用：采集各发电厂、变电所中各种表征电力系统运行状态的实时信息，并依照运行需要将有关信息通过信息传输通道传送到调度中心，同时也同意调度端发来的操纵命令，并执行相应的操作。）②信息传输子系统（信道）；作用：信息传输子系统是调度中心和厂站端(RTU)信息沟通的桥梁。将远动终端的各种实时信息上传给主站，把主站发出的各种调度命令下达到各有关厂站，即完成主站与远动终端之间信息与命令可靠、准确地传输。③信息收集处理与操纵子系统（调度端）；作用：信息收集处理与操纵子系统，是整个电力调度自动化系统的核心。3、把握RTU的“四遥”功能及实现方法。☞能够实现“四遥”功能：遥测(YC)、遥信(YX)、遥控(YK)和遥调(YT).①遥测:采集并传送电力系统运行模拟量的实时信息；②遥信:采集并传送电力系统中开关量的实时信息；③遥控:指接收调度中心主站发送的命令信息，执行对断路器的分合闸、发电机的开停、并联电容器的投切等操作；④遥调:指接收并执行调度中心主站运算机发送的遥调命令，如调整发电机的有功出力或无功出力、发电机组的电压、变压器的分接头等。4、把握电量采集的两种采样方式及各自的特点。☞电量采集的两种采样方式：①直流采样②交流采样直流采样的优点：软件设计简单，运算简便。直流采样的缺点：采样结果实时性较差；测量精确度受直流变送器的精确度和稳固性的阻碍；设备复杂，增加系统的造价。交流采样的优点：A、实时性好；B、能反映原先电流、电压的实际波形，便于对所测量的结果进行波形分析；C、设备简单，能够节约投资。5、了解信息传输的差不多知识。6、把握电力系统远动信息传输通道有几种类型及其特点。P113—P1157、了解RTU与调度中心通信的特点，把握电力系统远动通信的两种规约及各自的特点。☞RTU与调度中心通信的特点：1)距离远2)实时性强3)可靠性高。☞我国电网调度自动化的两大通信规约：循环式通信规约（CDT）、问答式通信规约（Polling）。☞重要数据发送周期短，实时性强；一样数据发送周期长，主站对其响应慢。②采纳信息字校验方式，当某个字符出错时，只需丢弃相应的字，其他能够正常接收；失败，当通信复原时，未发出的数据仍有机会应答式规约容量大，可传送512路遥信量，256路遥测③数据传送以现场端为主，因此若发生临时性通信上报，而不至于造成显著危害；循环式较量。☞问答式规约特点是：①RTU有问必答：RTU收到主机查询命令时，否则视为通信失败；②RTU无问不答：当RTU未收到主机查询命令时，决不承诺上报信息。8、了解调度中心运算机系统的配置情形，☞调度中心运算机系统的配置：①前置机：完成数字信号的接收及预处理等功能。RTU和各分局的数据通信及通信规约说明等任务，是SCADA/EMS系统的桥梁和基础。②机：完成数据的进一步处理、储备、系统监视与分析等高级功能。9、了解EMS系统的含义，了解常用高级应用软件的作用，其中重点把握状态估量的功能及差不多原理。☞状态估量的功能：坏数据）的检测与辨识，删除或改正不良数据。•推算出齐全而精确的电力系统运行遥测量估量电网的实际结构，纠正偶然会显现的开关状态遥信错误，保证数据库中电网结的正确性。•估量某些可疑或未知的设备参数。•以现有数据推测以后的趋势和可能显现的状态。•确定合理的测点数量和布。？☞状态估量的差不多原理：1.测量的冗余度；一样要求是：测量系统的冗余度=系统独立测量数/系统状态变量数=（1.5～3.0）2、状态估量的步骤必须在规定的时刻内应答，担负着与厂所后台处理•得到最接近于系统真实状态的最佳估量值。•对生数据进行不良数据（或叫参数。•依照构数据合理的测点分第6章配电治理系统1、把握配电治理系统（DMS）的组成及各☞通常把从变电、配电到用电过程的监视、操纵和治理的综合自动化系统，☞配电治理系统的组成：配电自动化系统(DAS)、网络分析和优化、治理系统、调度员培训模拟系统☞DAS组成部分及功能：①配电网数据采集和监控（SCADA)；配电SCADA系统DMS差不多功能的组成，同时又是DMS的差不多。②需方治理（DSM）电力的供需组成部分的功能；了解配电SCADA的含义及特点。称为配电治理系统。工作是配电网治理系统应用平台双方

共同对用电市场进行治理，以达到供电可靠性，减少能源消耗及供需双方的费用支出的目的。2、把握馈线自动化（FA）的含义，把握就地操纵的馈线自动化中故障隔离与自动复原原理；把握远方操纵的馈线自动化系统的结构；☞馈线自动化（FA）的含义：馈线自动化指配电线路的自动化。☞就地操纵依靠馈线上安装的重合器和分段器自身的功能来排除瞬时性故障和隔离永久性故障，不需要和操纵中心通信即可完成故障隔离和复原供电；P159☞远方操纵是由FTU采集到故障前后的各种信息并传送至操纵中心，由分析软件分析后确定故障区域和最佳供电复原方案，最后以遥控方式隔离故障区域，复原正常区域供电。3、了解负荷自动操纵技术的作用，熟悉电力系统负荷操纵的种类，了解负荷操纵的层次；☞电力类：①分散的负荷操纵（负荷操纵装置功能有限，不灵活，但价格廉价。用于一些简单的负荷操纵。）②远方集中负荷操纵（负荷操纵系统的种类比较多，依照所采纳的信息传输方式有：音频工频载波无线电负荷操纵等。）4、熟悉配电图资地理信息系统的组成，了解其在配电网络中的应用。☞配电图资地理信息系统组成:自动绘图AM、设备治理FM、地理信息系统GIS☞AM/FM/GIS系统在配电网中的实际应用5、熟悉远程自动抄表计费系统的构成，了解远程自动抄表系统的典型方案。☞远程自动抄表系统要紧包括四个部分：具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、抄表交换机和中央信息处理机。☞远程