電力系統(tǒng)自動(dòng)化- 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

1、第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化1本章內(nèi)容5.1 概述5.2 遠(yuǎn)方終端RTU5.3 數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約5.4 調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)5.5 自動(dòng)發(fā)電控制5.6 EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能2第一節(jié) 概述3本節(jié)內(nèi)容一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)二、電力系統(tǒng)的分區(qū)、分級(jí)調(diào)度三、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能概述四、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)展歷程五、SCADA/EMS系統(tǒng)的子系統(tǒng)劃分六、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成4保證優(yōu)良的供電質(zhì)量保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 保證較高的平安水平選用具有足夠的承受事故沖擊能力的運(yùn)行方式 保證提供強(qiáng)有力的事故處理措施 一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)5.保證優(yōu)良的供電質(zhì)量1電能質(zhì)量要求U=UN, f=fN2措施PG=

2、PloadQG= Qload一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)續(xù)62. 保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性2在確定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性取決于調(diào)度方案 大機(jī)組比小機(jī)組效率高 新機(jī)組比舊機(jī)組效率高 高壓輸電比低壓輸電經(jīng)濟(jì)1規(guī)劃是系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的前提 電廠選址、輸電線路的長(zhǎng)度與電壓等級(jí)一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)續(xù)73. 保證供電平安，承受事故沖擊1事故原因外因： 雷雨、風(fēng)暴、雪、鳥(niǎo)獸內(nèi)因：設(shè)備內(nèi)部隱患、人員操作水平欠佳2預(yù)想事故分析：對(duì)運(yùn)行的系統(tǒng)，預(yù)想假設(shè)干事故進(jìn)行分析、計(jì)算，選擇適當(dāng)運(yùn)行方式。一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)續(xù)84. 保證強(qiáng)有力的事故處理措施保證強(qiáng)有力的事故處理措施恢復(fù)運(yùn)行一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)續(xù)

3、9國(guó)家調(diào)度機(jī)構(gòu)跨省、自治區(qū)、直轄市調(diào)度機(jī)構(gòu)省、自治區(qū)、直轄市級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)省轄市級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)縣級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)二、電力系統(tǒng)的分區(qū)、分級(jí)調(diào)度10：中心調(diào)度；：省級(jí)調(diào)度中心；：地區(qū)調(diào)度所或供電局二、電力系統(tǒng)的分區(qū)、分級(jí)調(diào)度續(xù)11國(guó)家調(diào)度中心網(wǎng)局調(diào)度中心地區(qū)調(diào)度中心省級(jí)調(diào)度中心縣級(jí)調(diào)度中心直屬電廠地方電廠省屬電廠直屬變電站地方變電所變電所省屬變電站12監(jiān)控功能：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、狀態(tài)信息及控制信號(hào)的雙向交換協(xié)調(diào)功能：平安監(jiān)控、調(diào)度管理、方案三、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能 能量管理系統(tǒng) EMS Energy Management System電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)（ SCADA ）（Supervisory Control and D

4、ata Acquisition）13圖5-3 EMS功能組合示意圖EMS（調(diào)度中心）三、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能續(xù)14三、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能續(xù)電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)電力系統(tǒng)平安分析和平安控制電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率自動(dòng)控制電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制電力系統(tǒng)負(fù)荷管理151電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的初級(jí)階段布線邏輯式遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的采用： 四遙：遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的第二階段電子計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)調(diào)度工作中的應(yīng)用： SCADA EMS 3電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的快速開(kāi)展階段計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開(kāi)展：集中式分

5、布式開(kāi)放式SCADAEMS快速開(kāi)展四、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)展歷程16支撐平臺(tái)子系統(tǒng)SCADA子系統(tǒng)AGC/EDCAutomatic Generation Control/Economic Dispatch Control子系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用軟件PAS (Power system Application Software )子系統(tǒng)調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)DTSDispatcher Training Simulator調(diào)度管理信息子系統(tǒng)DMIS (Dispatcher Management Information System)五、SCADA/EMS系統(tǒng)的子系統(tǒng)劃分17 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備可以統(tǒng)稱(chēng)為硬件，

6、這是相對(duì)于各種功能程序軟件而言的。它的核心是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其典型的系統(tǒng)構(gòu)成可參見(jiàn)圖5-4和圖5-5。 六、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成181920第二節(jié) 遠(yuǎn)方終端RTU21本節(jié)內(nèi)容一、RTU的任務(wù)二、RTU的結(jié)構(gòu)三、模擬量輸入通道四、模擬量輸出通道五、開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道221數(shù)據(jù)采集模擬量(YC)；開(kāi)關(guān)量(YX)；數(shù)字量 (YC)；脈沖量 (YC)等。2數(shù)據(jù)通信3執(zhí)行命令完成遙控(YK)、遙調(diào)(YT)等操作。一、RTU的任務(wù)23 4其它功能(1)當(dāng)?shù)毓δ埽簩?duì)有人值班的較大站點(diǎn)，如果配有CRT、打印機(jī)等，可完成顯示、打印功能；越限告警功能；事件順序記錄功能等。(2)自診斷功能：程序出軌死機(jī)時(shí)自

7、行恢復(fù)功能；自動(dòng)監(jiān)視主、備通信信道及切換功能；個(gè)別插件損壞診斷報(bào)告等功能。一、RTU的任務(wù)續(xù)24二、RTU的結(jié)構(gòu)25三、模擬量輸入通道261電壓形成電路一基于逐次逼近式A/D變換的模擬量輸入電路三、模擬量輸入通道續(xù)272低通濾波ALF限制輸入信號(hào)的最高頻率，以降低采樣頻率。3采樣保持器S/H采樣保持器S/H的根本原理：A/D轉(zhuǎn)換器完成一次完整的轉(zhuǎn)換需要的一段時(shí)間里，模擬量不能變化 。 4多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)MUX5模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D圖5-9 采樣保持器的采樣-保持波形一基于逐次逼近式A/D變換的模擬量輸入電路三、模擬量輸入通道續(xù)28 電壓頻率變換技術(shù)VFC的原理是將輸入的電壓模擬量線性地變換為數(shù)字脈沖

8、式的頻率，使產(chǎn)生的脈沖頻率正比于輸入電壓的大小，然后在固定的時(shí)間內(nèi)用計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，供CPU讀入。 二基于V/F轉(zhuǎn)換的模擬量輸入回路三、模擬量輸入通道續(xù)29模擬量輸出電路的作用是把微型機(jī)系統(tǒng)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，這個(gè)任務(wù)主要由數(shù)/模D/A變換器來(lái)完成。 四、模擬量輸出通道30一開(kāi)關(guān)量輸入通道五、開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道31二開(kāi)關(guān)量輸出通道五、開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道續(xù)32第三節(jié) 數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約33一、并行傳輸與串行傳輸1. 并行傳輸機(jī)理：8位二進(jìn)制，8+1根線，每根線傳送一位碼元。特點(diǎn)：傳輸速度快百兆字節(jié)/s，通信規(guī)約簡(jiǎn)單， 所需信號(hào)線多，本錢(qián)高。應(yīng)用：傳輸距離短、高速的場(chǎng)合。2.

9、串行傳輸機(jī)理：一回傳輸線2根，一個(gè)一個(gè)碼元傳輸。特點(diǎn)：所需信號(hào)線少，本錢(qián)低， 傳輸速度慢，通信規(guī)約復(fù)雜。應(yīng)用：廠、所與調(diào)度普遍應(yīng)用。34狀態(tài)DnD0控制計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 1 11 10 00 0 狀態(tài)控制計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)或算外計(jì)或算外機(jī)設(shè)計(jì)或算外機(jī)設(shè)圖5-14 并行傳輸和串行傳輸 (a) 并行傳輸 (b) 串行傳輸一、并行傳輸與串行傳輸353. 串行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收一、并行傳輸與串行傳輸361碼元：把每個(gè)信號(hào)脈沖稱(chēng)為一個(gè)碼元。2碼元速率：每秒傳送的碼元數(shù)，以Bd波特為單位。3信息速率：系統(tǒng)每秒傳送的信息量。單位是bit/s比特/秒。4誤碼率：數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯(cuò)誤的碼元數(shù)與總傳輸碼元數(shù)之比。5過(guò)失控制

10、：在一個(gè)實(shí)用的通信系統(tǒng)中一定要能發(fā)現(xiàn)過(guò)失，并采取糾正措施，把出錯(cuò)控制在所能允許的盡可能小的范圍內(nèi)，這就是過(guò)失控制。最簡(jiǎn)單和最常用的檢錯(cuò)方法是奇偶校驗(yàn)。 二、數(shù)據(jù)通信中的傳輸速率和誤碼率37奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)奇校驗(yàn)：使檢測(cè)到的代碼中“1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)偶校驗(yàn)：使檢測(cè)到的代碼中“1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)有效信息1011001附加奇校驗(yàn)位1合成碼101100111010001110110011有效信息1011001附加偶校驗(yàn)位0合成碼101100101011001110110010二、數(shù)據(jù)通信中的傳輸速率和誤碼率38三、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的工作方式39 每幀以“起始位低電平開(kāi)頭，接著傳送信息碼元，最后附加一位“奇偶校驗(yàn)位和

11、“停止位高電平。存在起始位和終止位，有效信息比低，傳輸效率低。四、異步傳輸和同步傳輸1. 異步通信格式40四、異步傳輸和同步傳輸續(xù)41同步通信方式的發(fā)、收必須時(shí)刻嚴(yán)格保持同步。無(wú)起始位和終止位，有效信息長(zhǎng)，傳輸效率高。 四、異步傳輸和同步傳輸續(xù)2. 同步通信格式42五、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的根本模型431信源：即電網(wǎng)中的各種信息源。2信源編碼器：把各種信源轉(zhuǎn)換成易于數(shù)字傳輸?shù)钠骷?信道編碼器：作用是為了保護(hù)所傳送的信息內(nèi)容，增加保護(hù)碼元。4調(diào)制器與解調(diào)器MODEM：為增加傳輸距離，將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制傳送，可減弱干擾信號(hào)。五、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的根本模型續(xù)445信道：信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)妮d體。6解調(diào)器：調(diào)制

12、器的逆過(guò)程。7信道譯碼器：編碼器的逆過(guò)程，除去保護(hù)碼元。8信源譯碼器：將二進(jìn)制信號(hào)恢復(fù)到模擬信號(hào)的過(guò)程。9信宿：信息的接收地或接收人員能觀察的設(shè)備。 五、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的根本模型續(xù)45六、數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)調(diào)制與解調(diào)的意義：基帶數(shù)字信號(hào)諧波成分多，占用頻帶很寬；傳統(tǒng)信道多為模擬信號(hào)設(shè)計(jì)；直接傳輸波形畸變較大，容易失真。調(diào)制器Modulator解調(diào)器Demodulator4647481數(shù)字調(diào)幅又稱(chēng)振幅鍵控方式ASK，它是用正弦波不同的振幅來(lái)代表“1和“0兩個(gè)碼元。2數(shù)字調(diào)頻數(shù)字調(diào)頻又稱(chēng)移頻鍵控FSK，它是用不同頻率來(lái)代表“1和“0，而其振幅和相位那么相同。六、數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)續(xù)493數(shù)字調(diào)

13、相數(shù)字調(diào)相又稱(chēng)移相鍵控PSK，又分為二元絕對(duì)調(diào)相和二元相對(duì)調(diào)相兩種方式。1二元絕對(duì)調(diào)相。圖5-22d波形中初相位為代表“0，而初相位為那么代表“1。2二元相對(duì)調(diào)相。圖5-22e波形中后一周波的相位繼續(xù)與前一周波相同的，代表碼元“0；而后一周波相位與前一周波相位相反的那么代表碼元“1。數(shù)字調(diào)相抗干擾性能最好，但硬、軟件均比較復(fù)雜。六、數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)續(xù)50 局域網(wǎng)是一種在較小區(qū)域內(nèi)使各種數(shù)據(jù)通信設(shè)備互連在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。 1. 令牌環(huán)Token Ring2以太網(wǎng)Ethernet七、局域網(wǎng)及其應(yīng)用5152現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱(chēng)

14、為開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。它在制造業(yè)、流程工業(yè)、特別在變電站的分層分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。 八、現(xiàn)場(chǎng)總線RS-422/RS485：實(shí)時(shí)性差；主從控制現(xiàn)場(chǎng)總線：雙向串行的多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信系統(tǒng)53一通訊規(guī)約在通信網(wǎng)中，為了保證通信雙方能正確、有效、可靠地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在通信的發(fā)送和接收的過(guò)程中有一系列的規(guī)定，以約束雙方進(jìn)行正確、協(xié)調(diào)的工作，我們將這些規(guī)定稱(chēng)為數(shù)據(jù)傳輸控制規(guī)程，簡(jiǎn)稱(chēng)為通信規(guī)約。 明確標(biāo)準(zhǔn)以下幾個(gè)問(wèn)題：1有共同的語(yǔ)言。2有一致的操作步驟。3規(guī)定檢查錯(cuò)誤以及出現(xiàn)異常情況時(shí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)付方法。九、循環(huán)式規(guī)約和問(wèn)答式規(guī)約54一個(gè)通信規(guī)約包括的主要內(nèi)容有：代碼數(shù)據(jù)

15、編碼、傳輸控制字符、傳輸報(bào)文格式、呼叫和應(yīng)答方式、過(guò)失控制步驟、通信方式指單工、半雙工、全雙工通信方式、同步方式及傳輸速率等。 九、循環(huán)式規(guī)約和問(wèn)答式規(guī)約續(xù)55循環(huán)式通信規(guī)約：按約定的次序循環(huán)發(fā)送 占用通道多問(wèn)答式通信規(guī)約：有問(wèn)必答，無(wú)問(wèn)不答 多臺(tái)RTU共用一個(gè)通道 提高數(shù)據(jù)傳送速度 通道適應(yīng)性強(qiáng)二種類(lèi)九、循環(huán)式規(guī)約和問(wèn)答式規(guī)約續(xù)561. 循環(huán)式通信規(guī)約按循環(huán)方式工作時(shí)，廠站RTU享有發(fā)送信息的主動(dòng)權(quán)。發(fā)送端與接收端保持嚴(yán)格的同步，信息按事先約定的先后次序排列，并一次循環(huán)發(fā)送。各RTU將采集并編碼的遙測(cè)信息和遙信信息循環(huán)不息地傳送給調(diào)度中心。由調(diào)度中心發(fā)給RTU的各種遙控、遙調(diào)或其它命令，由下

16、行通道隨時(shí)傳送全雙工通道上、下行通信可同時(shí)進(jìn)行，不是循環(huán)的。二種類(lèi)九、循環(huán)式規(guī)約和問(wèn)答式規(guī)約續(xù)572. 問(wèn)答式通信規(guī)約問(wèn)答通信方式由主站掌握遙測(cè)，遙信通信的主動(dòng)權(quán)。主站輸流詢(xún)問(wèn)各RTU。各RTU只有在接到主站詢(xún)問(wèn)后才可以答復(fù)報(bào)送數(shù)據(jù)。 主站向子站發(fā)送的命令大致可分為初始化設(shè)置參數(shù)類(lèi),查詢(xún)類(lèi)，管理控制類(lèi)，其他類(lèi)。應(yīng)答式規(guī)約特點(diǎn)是：RTU有問(wèn)必答，RTU無(wú)問(wèn)不答。應(yīng)答規(guī)約的優(yōu)點(diǎn)：1允許多臺(tái)RTU以共線的方式共用一個(gè)通道;2采用變化信息傳送策略，壓縮了數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度，提高了數(shù)據(jù)傳送速度；3通道適應(yīng)性強(qiáng)。二種類(lèi)九、循環(huán)式規(guī)約和問(wèn)答式規(guī)約58十、通信信道59早期：電力線載波、架空明線或電纜 20世紀(jì)60年

17、代：微波、特高頻、同軸電纜多路載波 20世紀(jì)80年代：數(shù)字微波、衛(wèi)星通信、光纖通信、程控交換 20世紀(jì)90年代中后期：架空地線復(fù)合光纜、全介質(zhì)自承式光纜等。分組交換、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)、異步轉(zhuǎn)移模式、會(huì)議 、會(huì)議電視。 開(kāi)展：十、通信信道續(xù)60電力通信網(wǎng)是以光纖、微涉及衛(wèi)星電路構(gòu)成主干線，各支路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統(tǒng)特有的通信方式，并采用明線、電纜、無(wú)線等多種通信手段及程控交換機(jī)、調(diào)度總機(jī)等設(shè)備組成的多用戶(hù)、多功能的綜合通信網(wǎng)。 電力通信網(wǎng)已根本形成了由數(shù)字微波通道、衛(wèi)星通道及光纖通道構(gòu)成的以北京為中心覆蓋全國(guó)各電力集團(tuán)公司和省電力公司的主干網(wǎng)架，以及以北京為中心的四級(jí)匯接五級(jí)交換的全

18、國(guó)性 自動(dòng)交換網(wǎng)、全國(guó)電力 會(huì)議網(wǎng)、中國(guó)電力信息網(wǎng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)和分組交換網(wǎng)。 現(xiàn)狀：十、通信信道續(xù)61一電力載波通信十、通信信道續(xù)62阻波器：阻止高頻信號(hào)進(jìn)入電力設(shè)備。耦合電容器和結(jié)合濾波器：共同構(gòu)成高頻信號(hào)的通路，將電力線上的工頻高電壓和大電流與通信設(shè)備隔離，以保證人身和設(shè)備的平安。高頻電纜：連接載波終端機(jī)與結(jié)合濾波器，要求衰減小，阻抗匹配，頻率響應(yīng)好。一電力載波通信十、通信信道續(xù)63線路衰減小，機(jī)械強(qiáng)度高，可靠性高經(jīng)濟(jì)性好，無(wú)需單獨(dú)架設(shè)和維護(hù)線路電力系統(tǒng)根本通信方式一電力載波通信十、通信信道續(xù)64二光纖通信十、通信信道續(xù)65電端機(jī)：對(duì)來(lái)自信源的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D變換，將各種低速率數(shù)字信號(hào)復(fù)

19、接成一個(gè)高速率的電信號(hào)，進(jìn)人光端機(jī)的發(fā)送端。光端機(jī)：光纖通信的光發(fā)射機(jī)俗稱(chēng)光端機(jī)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電光調(diào)制器。光導(dǎo)纖維二光纖通信十、通信信道續(xù)66形式上為有線通信方式，實(shí)質(zhì)上采用光波通信抗電磁干擾能力強(qiáng)光纖的通信容量大、功能價(jià)格比高安裝維護(hù)簡(jiǎn)單光纖是非導(dǎo)體，架設(shè)方便二光纖通信十、通信信道續(xù)67三微波中繼通信與衛(wèi)星通信十、通信信道續(xù)68微波通信 我國(guó)采用2GHz作為電力系統(tǒng)的主干線，8GHz作為分支頻段， 11GHz 頻帶用于近距離的局部系統(tǒng)。 衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通道的頻段為上行59256425MHz，下行為37004200MHz。 十、通信信道續(xù)三微波中繼通信與衛(wèi)星通信69頻帶寬，300MHz300G

20、Hz抗干擾性強(qiáng)，通信穩(wěn)定方向性強(qiáng)，保密性好本錢(qián)比有線通信低設(shè)備復(fù)雜，技術(shù)要求水平高三微波中繼通信與衛(wèi)星通信十、通信信道續(xù)70第四節(jié) 調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)71一、調(diào)度中心SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 前置機(jī)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著與廠站RTU和各分局的數(shù)據(jù)通信及通信規(guī)約解釋等任務(wù)，是SCADA/EMS系統(tǒng)的橋梁和根底。7273值班前置主機(jī)擔(dān)負(fù)以下任務(wù)：與系統(tǒng)效勞器及SCADA工作站通信。與各RTU通信及通信規(guī)約處理?？刂魄袚Q裝置的切換動(dòng)作。設(shè)置各終端效勞器的參數(shù)。 備用前置機(jī)可能擔(dān)負(fù)以下任務(wù)中的局部或全部：監(jiān)聽(tīng)前置主機(jī)的工作情況，一旦前置主機(jī)發(fā)生故障，立即自動(dòng)升格為主機(jī)，擔(dān)負(fù)起主機(jī)的全部工作。監(jiān)聽(tīng)次要通道的

21、信息，確定該通道的運(yùn)行情況。 1前置機(jī)一、調(diào)度中心SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng)續(xù)742終端效勞器每臺(tái)終端效勞器有16個(gè)串行通信口，可與16路廠站RTU通信。 3切換裝置切換裝置可以完成對(duì)上行雙通道信號(hào)及下行信號(hào)的選擇切換。4通道設(shè)備作用是與各種不同的通道信號(hào)適配。 一、調(diào)度中心SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng)續(xù)75一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)SCADA/EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置見(jiàn)圖5-31。2000系統(tǒng)采用三網(wǎng)機(jī)制。 主網(wǎng)雙網(wǎng)配置可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷熱平衡及熱備用雙重使命。 二、調(diào)度中心SCADA/EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7677787980二主網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)功能簡(jiǎn)介1系統(tǒng)效勞器Server負(fù)責(zé)保存所有歷史數(shù)據(jù)、登陸各類(lèi)信息。2SCADA工作

22、站雙機(jī)熱備用，主要運(yùn)行SCADA軟件及AGC/EDC軟件。 3PAS工作站用于各項(xiàng)PAS計(jì)算以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)PAS功能。4調(diào)度員工作站承擔(dān)對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作的功能，實(shí)時(shí)顯示各種圖形和數(shù)據(jù)，并進(jìn)行人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)不了位功能調(diào)用。二、調(diào)度中心SCADA/EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)續(xù)815配電自動(dòng)化工作站完成配電自動(dòng)化管理功能。6DTS工作站調(diào)度員仿真培訓(xùn)。7調(diào)度管理工作站負(fù)責(zé)與調(diào)度生產(chǎn)有關(guān)的方案和運(yùn)行設(shè)備的管理。8電量管理工作站實(shí)現(xiàn)電量的自動(dòng)查詢(xún)、記錄、獎(jiǎng)罰電量的計(jì)算等功能。9. 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)是分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，2000系統(tǒng)采用高速雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保證信息能高速可靠傳輸。二主網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)功能簡(jiǎn)介二、調(diào)度中心SCADA/

23、EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)續(xù)82第五節(jié) 自動(dòng)發(fā)電控制83 在系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，AGC的根本功能是：使發(fā)電自動(dòng)跟蹤電力系統(tǒng)負(fù)荷變化；響應(yīng)負(fù)荷和發(fā)電的隨機(jī)變化，維持電力系統(tǒng)頻率為額定值50Hz；在各區(qū)域間分配系統(tǒng)發(fā)電功率，維持區(qū)域間凈交換功率為方案值；對(duì)周期性的負(fù)荷變化按發(fā)電方案調(diào)整發(fā)電功率；監(jiān)視和調(diào)整備用容量，滿(mǎn)足電力系統(tǒng)平安要求。一、AGC的根本功能84一、AGC的根本功能續(xù)85二、AGC的一般過(guò)程86二次調(diào)頻由AGC實(shí)現(xiàn):區(qū)域調(diào)節(jié)控制確定機(jī)組的調(diào)節(jié)分量PR。區(qū)域跟蹤控制的目的是按方案提供機(jī)組發(fā)電基點(diǎn)功率base pointPi。將PR加到基點(diǎn)功率Pi上，它們共同形成的期望發(fā)電量P作用于調(diào)頻機(jī)組的控制系

24、統(tǒng)?？刂普{(diào)速器的nREF，形成機(jī)組出力的閉環(huán)控制。二、AGC的一般過(guò)程續(xù)87三、AGC與其它應(yīng)用軟件的關(guān)系88向AGC提供基點(diǎn)功率值; 也稱(chēng)火電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度EDC，即在系統(tǒng)負(fù)荷、機(jī)組組合、水電方案、交換方案、備用監(jiān)視方案、機(jī)組經(jīng)濟(jì)特性、網(wǎng)絡(luò)損失特性和運(yùn)行限制等條件下，按照等耗微增率準(zhǔn)那么，編制火電機(jī)組發(fā)電方案，使整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電費(fèi)用最低。 四、發(fā)電方案89一電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的分類(lèi)電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)可以分為系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)和母線的負(fù)荷預(yù)測(cè)兩類(lèi)。按照系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的周期來(lái)分，電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)可分為：超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，中期負(fù)荷預(yù)測(cè)和長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)。(二)負(fù)荷預(yù)測(cè)的要求及影響負(fù)荷預(yù)測(cè)的因素衡量電

25、力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件和方法的主要指標(biāo)是負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度。 四、發(fā)電方案續(xù)90四、發(fā)電方案續(xù)912、負(fù)荷預(yù)測(cè)算法目前比較實(shí)用的算法主要有：線性外推法、線性回歸法、時(shí)間序列法、卡爾曼濾波法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色系統(tǒng)和專(zhuān)家系統(tǒng)方法等。四、發(fā)電方案續(xù)92第六節(jié) EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能93本節(jié)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)接線分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆娏ο到y(tǒng)狀態(tài)估計(jì)平安分析與平安控制94一網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x及根本功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅母竟δ苁歉鶕?jù)開(kāi)關(guān)的開(kāi)合狀態(tài)遙信信息和電網(wǎng)一次接線圖來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潢P(guān)系。 二網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母拘g(shù)語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)元件Component；節(jié)點(diǎn)Node)；邏輯支路Logic Branch；保存元件Retained Components

26、；零阻抗支路Zero impedance Branch；母線；活島和死島；主母線 一、網(wǎng)絡(luò)接線分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?5969798一狀態(tài)估計(jì)的必要性SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)存在下面明顯缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)不齊全數(shù)據(jù)不精確受干擾時(shí)會(huì)出現(xiàn)不良數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)不和諧 二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)99得到最接近于系統(tǒng)真實(shí)狀態(tài)的最正確估計(jì)值； 對(duì)生數(shù)據(jù)進(jìn)行不良數(shù)據(jù)或叫壞數(shù)據(jù)的檢測(cè)與辨識(shí)，刪除或改正不良數(shù)據(jù)； 推算出齊全而精確的電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)； 糾正偶爾會(huì)出現(xiàn)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)遙信錯(cuò)誤； 估計(jì)某些可疑或未知的設(shè)備參數(shù)； 以現(xiàn)有數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)的趨勢(shì)和可能出現(xiàn)的狀態(tài)； 確定合理的測(cè)點(diǎn)數(shù)量和合理的測(cè)點(diǎn)分布。 二狀態(tài)估計(jì)的功能二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)續(xù)1001011

27、02 1. 測(cè)量的冗余度 狀態(tài)估計(jì)算法必須建立在實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)有較大冗余度的根底之上。 一般要求是：測(cè)量系統(tǒng)的冗余度系統(tǒng)獨(dú)立測(cè)量數(shù)/ 系統(tǒng)狀態(tài)變量數(shù) ) 電力系統(tǒng)的狀態(tài)變量數(shù)是指表征電力系統(tǒng)特征所需最小數(shù)目的變量。 三狀態(tài)估計(jì)的根本原理二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)續(xù)1032. 狀態(tài)估計(jì)的步驟1假定數(shù)學(xué)模型； 2狀態(tài)估計(jì)計(jì)算；3不良數(shù)據(jù)檢測(cè)； 4不良數(shù)據(jù)辨識(shí)。3. 不良數(shù)據(jù)的檢測(cè) 檢查是否有不良測(cè)值混入或是否有結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤信息。 4. 不良數(shù)據(jù)的辨識(shí)確定具體的不良數(shù)據(jù)或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤信息的過(guò)程。 三狀態(tài)估計(jì)的根本原理續(xù)二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)續(xù)1041051平安監(jiān)視對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)(頻率、電壓和功率潮流等)

28、以及斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。2平安分析 在平安監(jiān)視的根底上，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)做出平安評(píng)價(jià)，包括靜態(tài)平安分析和動(dòng)態(tài)平安分析。3平安控制平安控制是為保證電力系統(tǒng)平安運(yùn)行所進(jìn)行的調(diào)節(jié)、校正和控制。三、平安分析與平安控制1061正常運(yùn)行狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)滿(mǎn)足所有的約束條件。2警戒狀態(tài)擾動(dòng)使電力系統(tǒng)總的備用裕度減少、平安水平降低后，就可能進(jìn)入警戒狀態(tài)。3緊急狀態(tài)如果系統(tǒng)發(fā)生了一個(gè)嚴(yán)重的故障，使運(yùn)行極限被破壞，系統(tǒng)就進(jìn)入了緊急狀態(tài)。4恢復(fù)狀態(tài)電網(wǎng)解列切除局部負(fù)荷或電源等措施后，就能夠使頻率電壓等運(yùn)行參數(shù)恢復(fù)穩(wěn)定，回到正常限值之內(nèi)，并重新滿(mǎn)足不等式約束條件。 一電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)三、平安

29、分析與平安控制續(xù)1071081預(yù)想故障分析對(duì)一組可能發(fā)生的假想故障進(jìn)行在線的計(jì)算分析，校核這些故障后電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行方式的平安性，判斷出各種故障對(duì)電力系統(tǒng)平安運(yùn)行的危害程度?？煞譃槿植浚汗收隙x、故障篩選和故障分析。二靜態(tài)平安分析三、平安分析與平安控制續(xù)1091故障定義建立預(yù)想故障的集合； 預(yù)想故障集合主要包括以下各種開(kāi)斷故障：?jiǎn)我痪€路開(kāi)斷；兩條以上線路同時(shí)開(kāi)斷；變電站回路開(kāi)斷；發(fā)電機(jī)回路開(kāi)斷；負(fù)荷出線開(kāi)斷；上述各種情況的組合。2故障篩選故障按其對(duì)電網(wǎng)的危害程度進(jìn)行篩選和排隊(duì)。 3故障分析對(duì)預(yù)想故障集合里的故障進(jìn)行快速仿真潮流計(jì)算。 1預(yù)想故障分析二靜態(tài)平安分析續(xù)三、平安分析與平安控制續(xù)110(1)直流潮流法將電力系統(tǒng)的交流潮流(有功功率和無(wú)功功率)用等值的直流電流代替，用直流電路的解法來(lái)分析電力系統(tǒng)的有功潮流，不考慮無(wú)功分布對(duì)有功的影響。 (2) P-Q分解法P-Q分解法占用計(jì)算機(jī)的內(nèi)存少，計(jì)算速度快，精度比較高。 (3) 等值網(wǎng)絡(luò)法在平安分析中可以把系統(tǒng)分為兩局部：待研究系統(tǒng)和外部系統(tǒng)。 2快速潮流計(jì)算方法二靜態(tài)平安分析續(xù)三、平安分析與平安控制續(xù)111 模式識(shí)別法、李雅普諾夫法以及擴(kuò)展等面積法。1模式識(shí)別法 建立在對(duì)電力系統(tǒng)各種運(yùn)行方式的假想事故離線模擬計(jì)算的根底上，需要事先對(duì)各種不同運(yùn)行方式和故障種類(lèi)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。然后