電力系統(tǒng)自動(dòng)化-第三版(王葵、孫瑩編)緒論匯編

1、Introduction電力系統(tǒng)物理(wl)構(gòu)成電力系統(tǒng)運(yùn)行特性1共二十三頁現(xiàn)代電力系統(tǒng)(din l x tn)的特點(diǎn)電力系統(tǒng)(din l x tn)構(gòu)成2共二十三頁高電壓 交流：500kV，750kV，1000kV；直流：500kV， 800kV， 1000kV大機(jī)組600MW, 1000MW, 1250MW大電網(wǎng)區(qū)域聯(lián)網(wǎng)規(guī)模越來越大電源類型(lixng)多火電、水電、核電、風(fēng)電、太陽能、潮汐、生物發(fā)電等構(gòu)成(guchng)特點(diǎn)3共二十三頁中國(zhn u)電網(wǎng)4共二十三頁發(fā)電(fdin)、輸電、用電同時(shí)完成目前還沒法實(shí)現(xiàn)電能的大規(guī)模存儲負(fù)荷總是在不斷變化趨勢的規(guī)律性和短期的偶然性并存大部分

2、系統(tǒng)暴露于外部擾動(dòng)之下雷擊、風(fēng)、樹車輛、飛行物鳥、小動(dòng)物、誤操作惡劣天氣（冰）運(yùn)行(ynxng)特點(diǎn)5共二十三頁分層分級控制地區(qū)級電網(wǎng)、省級電網(wǎng)、區(qū)域電網(wǎng)、國家電網(wǎng)直接控制器、監(jiān)督控制、尋優(yōu)功能（多設(shè)備）、協(xié)調(diào)控制（全系統(tǒng)范圍）安全自動(dòng)裝置在電力系統(tǒng)運(yùn)行(ynxng)中發(fā)揮著重要作用自備投、重合閘、并列、勵(lì)磁、調(diào)速等6共二十三頁保證供電質(zhì)量電壓質(zhì)量、頻率(pnl)質(zhì)量、諧波質(zhì)量提高供電可靠性可靠持續(xù)供電，不停電保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 降低運(yùn)行成本、防止安全事故的大停電的發(fā)生電力系統(tǒng)(din l x tn)自動(dòng)控制的目標(biāo)7共二十三頁頻率和有功功率綜合自動(dòng)控制通過電廠的基本調(diào)頻(調(diào)速)裝

3、置(發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制系統(tǒng))，維持系統(tǒng)頻率在額定值運(yùn)行，控制地區(qū)系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線上的交換功率為協(xié)議限定的數(shù)值。同時(shí)在滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，控制參與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的電廠或機(jī)組出力為最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。電壓和無功功率綜合自動(dòng)控制通過電廠或變電所的基本調(diào)節(jié)裝置(同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng))或無功補(bǔ)償裝置等，維持監(jiān)視點(diǎn)電壓為給定值，盡量使無功功率就地平衡(pnghng)，避免長距離輸送較大的無功功率引起過多的電壓損耗和線損，使無功旋轉(zhuǎn)備用在系統(tǒng)各地區(qū)均勻分布，防止因局部故障造成電壓崩潰。 電力系統(tǒng)自動(dòng)控制(z dn kn zh)分類8共二十三頁時(shí)間尺度差異(chy)巨大電力(dinl)系統(tǒng)控制的特點(diǎn)圖2 不同控制

4、類別的時(shí)間尺度特征9共二十三頁Case Study“8.14” 大停電(tn din)直流輸電10共二十三頁2003.8.14北美大停電波及到美國的俄亥俄州、密歇根州、賓夕法尼亞州、紐約州、佛蒙特州、麻薩諸賽州、康涅狄格州、新澤西州(8個(gè)州）以及加拿大的安大略省，估計(jì)有5000余萬居民受到影響，停電負(fù)荷約為6180萬千瓦；美國估計(jì)損失40-100億美元，加拿大在8月份GDP下降0.7%,失去1890萬工作小時(shí)，安大略的制造業(yè)銷售量下降了23億加元； 8月15日，美國總統(tǒng)布什、加拿大總理克雷蒂安提出成立美加電力系統(tǒng)停運(yùn)聯(lián)合特別調(diào)查工作組對此次大停電事件的原因進(jìn)行(jnxng)調(diào)查，并研究如何減少

5、今后大停電的可能性；任命美國能源部長斯賓塞亞伯拉罕（Spencer Abraham）和加拿大自然資源部長赫布達(dá)利瓦(Herb Dhaliwal)共同領(lǐng)導(dǎo)美加特別調(diào)查工作組（加方第2階段后由John Efford繼任）?！?.14”大停電(tn din)概況11共二十三頁13:31 EDT，第一能源公司（FE）的Eastlake的5號機(jī)組跳閘。14:14 EDT之后不久， FE控制室的警報(bào)和記錄系統(tǒng)失效，在大停電發(fā)生之后才得以恢復(fù)。15:05EDT后，某些FE的345KV輸電線路由于與輸電通道上長得過高的樹木發(fā)生接觸而開始跳線。大約到15:46 EDT，當(dāng)FE、MISO和鄰近的電力公司開始認(rèn)識到

6、FE系統(tǒng)處于危險(xiǎn)當(dāng)中的時(shí)候，應(yīng)該采取的措施是緊急甩掉克利夫蘭和阿克倫城(Akron)周邊至少15002500MW的負(fù)荷，然而(rn r)這種做法卻沒有得到實(shí)施。15:46 EDT后，位于北俄亥俄州的FE的幾條關(guān)鍵345kV線路的斷開導(dǎo)致下一級138KV的線路開始失效，進(jìn)而導(dǎo)致了FE的Sammis-Star345kV線路在16:06 EDT的跳開“8.14”大停電基本(jbn)過程12共二十三頁對樹放電(fng din)跳閘事故(shg)成因之一13共二十三頁元件（設(shè)備(shbi)）保護(hù) 與 系統(tǒng)保護(hù)的協(xié)調(diào)；信息與決策系統(tǒng)；第三道防線；在線安全穩(wěn)定分析與控制。啟示(qsh)14共二十三頁Thom

7、as A. Edison: “My personal desire would be to prohibit entirely the use of alternating currents. They are as unnecessary as they are dangerous. I can therefore see no justification for the introduction of a system which has no element of permanency and every element of danger to life and property.”直

8、流輸電(shdin)Nikola TeslaThomas A. Edison15共二十三頁無無功無頻率潮流(choli)完全可控減少損耗優(yōu)點(diǎn)(yudin)16共二十三頁高壓直流輸電不同系統(tǒng)頻率對相連電網(wǎng)無額外短路功率潮流(choli)完全可控應(yīng)用領(lǐng)域17共二十三頁直流微電網(wǎng)(dinwng)面向用戶與新能源發(fā)電結(jié)合電壓控制Cont18共二十三頁交直流互聯(lián)超高壓、低壓(dy)電網(wǎng)控制策略改進(jìn)無頻率控制限流控制保護(hù)措施改進(jìn)直流保護(hù)直流斷路器啟示(qsh)19共二十三頁本課程主要(zhyo)內(nèi)容后續(xù)課程(kchng)簡介20共二十三頁第一章講發(fā)電機(jī)同步并列的自動(dòng)化原理。這是將同步發(fā)電機(jī)一臺臺投入系統(tǒng)進(jìn)

9、行并列運(yùn)行，以組成電力系統(tǒng)的基本步驟。第二章將電力系統(tǒng)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要講勵(lì)磁系統(tǒng)構(gòu)成、基本原理，以及發(fā)電機(jī)端電壓的自動(dòng)調(diào)整等。第三章講電力系統(tǒng)頻率和有功(yu n)功率的調(diào)節(jié)。就電力系統(tǒng)的頻率特性和調(diào)頻的有關(guān)問題展開討論，闡述經(jīng)濟(jì)調(diào)度和自動(dòng)調(diào)頻的問題，以及按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置的動(dòng)作原理。 21共二十三頁第四章講電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和無功功率控制技術(shù)。就電力系統(tǒng)電壓控制的措施、電壓的綜合控制及無功電源的最優(yōu)控制展開討論，闡述了電壓控制的意義和方法。第五、六、七章均講圖調(diào)度所功能的自動(dòng)化問題。第五章介紹能量管理系統(tǒng)（EMS）的基本監(jiān)視與控制功能以及能量管理級功能和網(wǎng)絡(luò)分析級功能。第六章講配電自動(dòng)化系統(tǒng)。配電管理系統(tǒng)（DMS）是根據(jù)能量管理系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展的，主要針對配電和用電系統(tǒng)。第七章講變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)(shxin)對變電站傳統(tǒng)的繼電報(bào)戶、控制方式、測量手段、通信和管理模式的全面變革。 22共二十三頁內(nèi)容摘要Introduction。交流：500kV，750kV，1000kV。600MW, 1000MW, 1250MW。趨勢的規(guī)律性和短期的偶然性并存。降低運(yùn)行成本、防止安全事故的大停電的發(fā)生。同時(shí)在滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，控制參與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的電廠或機(jī)組出力為最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。美國(mi u)估計(jì)損失40-100億美元，加拿大在