电力系统调度自动化

第七章电力系统调度自动化第一节概述保证供电优良的质量优良保证系统运转经济性保证具有较高的平安程度保证强有力的事故处置措施一、电力系统调度的主要义务控制电力系统运转方式，使之在正常和事故轻况下，平安经济高质量的供电．１、保证供电优良的质量〔1〕电能质量要求U=UN,f=fN〔2〕措施∑Pg=∑Pload∑Qg=∑Qload这就使系统频率和个母线电压都坚持在额定值附近，保证了供电优良的质量2、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电力系统的经济调度是一项实时性很强的任务，在运用调度自动化系统以后，这项义务大部分已依托计算机来完成。3、保证供电平安，接受足够的事故冲击〔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〕料想事故分析对运转的系统，料想假设干事故进展分析、计算，选择适当运转方式。电力系统发惹事故有内因和外因。外因是自然环境、风暴、鸟害等自然灾祸。内因是设备的内部隐患与人员的操作运转程度欠佳。一个系统接受事故冲击的才干与调度程度亲密相关。选择具有足够的接受事故冲击才干的运转方式。由于电力系统的数据与信息的数量很大，负荷又在经常动摇，要对系统进展料想事故的实时分析，只需在电子数字计算机运用于调度任务后，才有了实现的能够。4保证强有力的事故处置措施保证强有力的事故处置措施恢复运转要求调度人员必需采取强有力的措施是系统尽快恢复正常运转，在恢复正常运转方面主要靠人工处置，计算机只提供一些事故后的实时信号，加快恢复正常运转的过程实现电力系统调度自动化的义务是非常艰巨的任务。国家调度机构跨省、自治区、直辖市调度机构省、自治区、直辖市级调度机构省辖市级调度机构县级调度机构我国的大电力系统普通分为三级调度，电力系统的份级调度虽然与行政关系类似，但确实电能消费过程的内部特点所决议。二、电力系统的分区、分级调度国家调度中心网局调度中心地域调度中心省级调度中心县级调度中心直属电厂地方电厂省属电厂直属变电站地方变电所变电所省属变电站具有着两种功能的电力系统调度自动化系统称为能量管理系统〔EMS〕监控功能：现场丈量、形状信息及控制信号的双向交换协调功能：平安监控、调度管理、方案三、电力系统调度自动化系统的功能电力系统监控系统〔SCADA〕第一阶段：布线逻辑式远动技术〔初级阶段〕四遥：遥测、遥信、遥控、遥调第二阶段：计算机技术〔第二阶段〕SCADA——EMS第三阶段：计算机技术、通讯技术、网络技术〔快速开展阶段〕集中式——分布式——开放式四、调度自动化的开展第三阶段：计算机技术、通讯技术、网络技术〔快速开展阶段〕集中式——分布式——开放式第一代为主机-前置机-RTU终端方式构造第二代为客服-效力器分布式网络构造第三代为开放型分布式系统新的开放系统构造采用“面向对象〞的技术，将各种运用按“组件〞接口规范进展“封装〞，构成可以在不同硬软件系统上“即插即用〞的组件。实现软件的“即插即用〞，这是软件开展的理想目的。五、ACADA/EMS系统的子系统划分1、支撑平台子系统它是整个系统的最重要的根底，有一个好的支撑平台，才干真正的实现全系统一致平台、数据共享。2、ACADA子系统包括数据采集，数据传输及处置，计算与控制，人机界面及告警处置等。3、AGC/EDC子系统自动发电控制和在线经济调度是对发电机出力的闭环控制系统，不仅能保证系统间联络线的功率符合合同规定范围，同时还能使系统发电本钱最低。4、PAS子系统包括一系列的高级运用软件。5、DTS包括电网仿真、ACADA/EMS系统防真和教员控制机等。6DMIS是属于办公自动化的一种业务管理系统。普通并不属于ACADA/EMS系统的范围。六、电力系统调度自动化系统的设备构成电力调度自动化的设备可称为硬件，它的中心是计算机系统。电网调度自动化系统由三部分组成：调度端、信道设备、厂所端。第二节远方终端〔RTU〕一、远方终端的概念远方终端〔RTU〕又称远动终端，是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动安装，检测并传输各终端〔发电厂或变电站〕的信息，并执行调度中心发给厂、所的命令。是电网调度自动化系统在基层的“耳目〞和“手脚〞。二、远方终端的义务数据采集数据通讯执行命令其他功能1、数据采集〔1〕模拟量：P、Q、U、I〔2〕数字量：电厂坝前、坝后水位等〔3〕脉冲量：脉冲电能表的输出脉冲〔电能计量〕〔4〕开关量：断路器、隔分开关、继电维护的形状YCYX2、数据通讯向调度中心发送采集的本厂、所数据接纳调度端下达的各种命令3、执行命令根据接纳的命令，完成YK、YT操作YK：YXYT：YC4、其他功能当地功能：显示、打印；告警；事故记录等。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，个别插件损害诊断报告等功能。三、RTU的构造主CPU分CPU地址总线：选通四、模入模出通道1、模入通道逐次逼近式V/F转换式〔1〕逐次逼近式电压构成回路采样坚持低通滤波多路转换开关A/D转换电压构成回路香农定理：采样频率≥2倍输入信号最高频率限制输入信号最高频率，降低采样频率低通滤波电量变换强弱电信号隔离A/D转换：模拟天平称重法，最高电压砝码与之比较电压砝码总和多路转换开关：受CPU控制的高速电子切换开关，被选通的一路可进入A/D转换器五、开入开出通道

开入：光电耦合器开出：光敏三极管第三节数据通讯的通讯规约一、并行传输与串行传输

1根本原理并行传输机理：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串行数据的发送和接纳

3串行传输的格式

〔1〕异步传输存在起始位和终止位，有效信息比低，传输效率低〔2〕同步传输无起始位和终止位，有效信息长，传输效率高二、数据通讯中的传输速率和误码率码元：每个信号脉冲为一个码元〔1，0〕或〔+1，-1〕数码率：每秒传送码元数，Bd信息速率：系统每秒传送的信息量，bit误码率：数据传输后错误码元数与总码元数之比，10-5或10-6过失控制：对错误信号进展纠正，奇校验和偶校验 奇校验和偶校验奇校验：使检测到的代码中“1〞的个数为奇数偶校验：使检测到的代码中“1〞的个数为偶数有效信息1011001附加奇校验位1合成码1011001[1]1010001110010011有效信息1011001附加奇校验位0合成码1011001[0]1011001110010010三、数据通讯方式数据单向传送，只能发送或只能接受指令可互为发、收端，采用切换方式分时交替进展可同时发送和接纳数据。4线五、远间隔数据通讯系统的根本模型信源：电网中各种信息源，P、Q、U、I等信源编码器：A/D转换等信道编码器：维护所传送的信息内容，添加维护码元调制解调器：将基带数字信号调制传送，减弱干扰信道：信号远间隔传送的载体六、数字信号的调制与解调1调制与解调的意义基带数字信号谐波成分多，占用频带很宽传统信道多为模拟信号设计直接进展传输波形畸变较大，容易失真调制器〔Modulator〕解调器〔Demodulator〕2调制方法数字调幅数字调频数字调相绝对相对七、局域网及其运用令牌环以太网 八、现场总线RS-422/RS485实时性差；主从控制现场总线双向串行的多节点数字通讯系统七、局域网及其运用令牌环以太网 九、通讯规约1根本问题〔1〕概念〔2〕内容言语；操作步骤；查错及其应对方法〔3〕组成代码；控制字符；格式；应对方式；通讯方式…循环式通讯规约〔按商定的次序循环发送〕占用通道多问答式通讯规约〔有问必答，无问不答〕多台RTU共用一个通道提高数据传送速度通道顺应性强2、种类十、通讯信道电力载波通讯光纤通讯微波中继通讯1电力载波通讯可靠性高经济性好，无需单独架设和维护线路电力系统根本通讯方式2光纤通讯方式上为有线通讯方式优越的通讯性能3微波中继通讯频带宽，300MHz~300GHz抗干扰性强，通讯稳定方向性强设备复杂，技术要求程度高第四节调度中心的计算机系统1前置机〔1〕值班主机与系统效力器及SCADA任务站通讯与各RTU通讯，通讯规约处置切换安装的动作设置终端效力器的参数〔2〕备用主机监听值班主机任务情况监听次要通道的信息2终端效力器16个串行通讯口双备份64个RTU需求8台终端效力器3切换方式方式一方式二4通道设备调制解调器：模拟信号光电隔离板：数字信号长线驱动器：数字信号，电缆较长第五节自动发电控制、电网调度中的电网控制功能是多种多样的，包括电压控制、负荷控制、自动发电控制等。一、AGC的根本功能1、使发电自动跟踪电力系统负荷变化2、呼应负荷的发电的随机变化，维持电力系统频率为额定值3、在各区域间分配系统发电功率，维持区域间净交换功率为方案值4、对周期性的负荷变化按发电方案调整发电功率5、监视和调整备用容量，满足电力系统平安要求二、AGC的普经过程基点功率Pi调理功率PR期望功率P三、AGC与其他运用软件的关系发电方案水电方案交换方案检修方案形状估计平安约束四、发电方案发电方案：火电系统经济调度水电方案：水火电协调方案交换方案自协调方式电力买卖市场方式协商调度方式检修方案发电方案是EMS中发电级的中心运用软件五、电力系统负荷预测

1分类按范围按时间1小时以内，用于质量控制、平安监视、预防控制1日到1周，火电分配，水火协调1月到1年，机组检修数年到数十年，电源开展，网络规划2电力系统负荷预测的要求及影响要素要求：精度影响要素：负荷变化规律模型算法3电力系统负荷预测的模型

L(t)=B(t)+W(t)+S(t)+V(t)时辰t的正常负荷分量时辰t的天气敏感负荷时辰t的特别事件负荷时辰t的随机分量负荷4电力系统负荷预测的方法线性外推法线性回归法时间序列法卡尔曼滤波法人工神经网络法灰色实际五、电力系统的分层调度控制1概念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。2电力系统的分区分级调度国家调度机构跨省、自治区、直辖市调度机构省、自治区、直辖市级调度机构省辖市级调度机构县级调度机构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；改善系统呼应。3各级调度中心的控制和管理义务大区电网调度中心〔网调〕：区网负荷预测、安排系统构造和发电方案频率——有功功率控制、经济运转调度控制区主网枢纽点电压监视和无功功率控制区网平安监视、预防事故分析和校正控制区网正常操作和事故处置区网检修方案调度记录、统计业务省调度中心〔省调〕：省网