電力系統(tǒng)自動(dòng)化基本內(nèi)容

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化基本內(nèi)容第1頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四 電力系統(tǒng)自動(dòng)化由許多子系統(tǒng)構(gòu)成，每個(gè)子系統(tǒng)完成一個(gè)或幾個(gè)功能。從不同的側(cè)面可以將其劃分為幾個(gè)不同部分。按電力系統(tǒng)運(yùn)行管理區(qū)，可分為：從電力系統(tǒng)自動(dòng)控制角度，可分為：第2頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四1、主要作用數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA) 采集反映電網(wǎng)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)信息，監(jiān)視電網(wǎng)的運(yùn)行情況主要有系統(tǒng)或廠站的動(dòng)態(tài)主接線、實(shí)時(shí)母線電壓、發(fā)電機(jī)有功和無功出力、線路潮流等；將采集的信息分析處理后，作出控制決策，決定是否對(duì)當(dāng)前的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制，以及如何調(diào)節(jié)和控制。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化第3頁

2、，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC） 電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的任務(wù)是在滿足運(yùn)行安全和供電質(zhì)量要求的條件下，盡可能提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，以達(dá)到降低損耗、節(jié)省能源，多發(fā)電、多供電的目的。自動(dòng)發(fā)電控制（AGC) 發(fā)電機(jī)組在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)，按照一定調(diào)節(jié)速率實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)電出力，以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制要求的服務(wù)。第4頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)安全分析和事故處理（SA） 導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行的因素非常復(fù)雜，且過程十分迅速，如不能及時(shí)預(yù)測，不但可能危及人身和設(shè)備安全，甚至?xí)闺娋W(wǎng)瓦解崩潰，造成大面

3、積停電，給國民經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重?fù)p失。為此，必須增強(qiáng)調(diào)度自動(dòng)化手段，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的安全分析，提供事故處理對(duì)策和相應(yīng)的監(jiān)控手段，防止事故發(fā)生以便及時(shí)處理事故，避免或減少事故造成的重大損失。第5頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四2、電網(wǎng)調(diào)度的特點(diǎn)統(tǒng)一調(diào)度，分層控制 電力系統(tǒng)是一個(gè)龐大的產(chǎn)、供、銷電能的整體，基于這個(gè)特點(diǎn)，電網(wǎng)中的每一環(huán)節(jié)必須在調(diào)度機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，隨著用電負(fù)荷的變化而協(xié)調(diào)運(yùn)行。電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度一般包括如下內(nèi)容。(1)由電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)統(tǒng)一組織全網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃(或稱電網(wǎng)運(yùn)行方式)的編制執(zhí)行，其中包括統(tǒng)一平衡和實(shí)施全網(wǎng)發(fā)電、供電調(diào)度計(jì)劃，統(tǒng)一平衡和安排全網(wǎng)主要發(fā)電、供電設(shè)備的檢修

4、進(jìn)度，統(tǒng)一安排全網(wǎng)的主接線方式，統(tǒng)一布置和落實(shí)全網(wǎng)安全穩(wěn)定措施等。第6頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四(2)統(tǒng)一指揮全網(wǎng)的運(yùn)行操作和事故處理。(3)統(tǒng)一布置和指揮全網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)壓。(4)統(tǒng)一協(xié)調(diào)和規(guī)定全網(wǎng)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度通信系統(tǒng)的運(yùn)行。(5)統(tǒng)一協(xié)調(diào)水電廠、水庫的合理運(yùn)用。(6)按照規(guī)章制度統(tǒng)一協(xié)調(diào)有關(guān)電網(wǎng)運(yùn)行的各種關(guān)系。 在形式上，統(tǒng)一調(diào)度表現(xiàn)在調(diào)度業(yè)務(wù)上，下級(jí)調(diào)度必須服從上級(jí)調(diào)度的指揮。第7頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四 分層控制就是把全電力系統(tǒng)的監(jiān)視控制任務(wù)分配給屬于不同層次的調(diào)度中心。下一層調(diào)度根據(jù)

5、上一層調(diào)度中心的命令，結(jié)合本層電力系統(tǒng)的實(shí)際情況完成本層次的調(diào)度控制任務(wù)，同時(shí)向上層調(diào)度中心傳遞所需信息。 另外，對(duì)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)，把全系統(tǒng)中所有發(fā)電廠及變電所的信息全部采集到中央調(diào)度所進(jìn)行處理，然后再把處理后的信息送回各發(fā)電廠和變電所中，即采取集中控制的辦法，將會(huì)出現(xiàn)信息量龐大、通道擁擠、相應(yīng)速度變慢、對(duì)計(jì)算機(jī)的容量要求增大等一系列問題，這在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是不可取的，故采取分層控制。第8頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四電力系統(tǒng)分層調(diào)度控制示意圖 第9頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四由此可見，分層控制有如下優(yōu)點(diǎn)：從電力系統(tǒng)調(diào)度控制的角度來看，

6、信息可以分層采集，只需把一些必要的信息轉(zhuǎn)發(fā)給上一級(jí)調(diào)度部門，如地區(qū)調(diào)度控制中心可以采集本地區(qū)的出力和負(fù)荷，并把地區(qū)出力和負(fù)荷總和后送到上一級(jí)調(diào)度部門。對(duì)出力和負(fù)荷的控制也同樣，上一級(jí)調(diào)度只對(duì)下一級(jí)調(diào)度發(fā)出出力和負(fù)荷的總指標(biāo)，由下一級(jí)調(diào)度進(jìn)行控制。這樣既減輕了上一級(jí)的負(fù)擔(dān)，又加速了控制過程，同時(shí)減少了不必要的信息流量因而減少了對(duì)通信系統(tǒng)的投資。第10頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四分層控制的電力系統(tǒng)中，若局部的控制系統(tǒng)發(fā)生故障，一般不會(huì)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的其他控制部分，并且每個(gè)分層間可以部分地互為備用，從而提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。在電力系統(tǒng)中，即使在緊急狀態(tài)下部分電網(wǎng)

7、與系統(tǒng)解列，也可以分別地獨(dú)立運(yùn)行，因?yàn)榫植康貐^(qū)也有相應(yīng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，可以對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。分層控制的自動(dòng)化系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)靈活，可適應(yīng)電 力系統(tǒng)變更或擴(kuò)大的需要?？傊?，采用分層控制后可以使電力系統(tǒng)的監(jiān)視和控制更加可靠有效。 第11頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四1) 國家電網(wǎng)公司調(diào)度中心的功能通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信，收集各大區(qū)電網(wǎng)和獨(dú)立 省網(wǎng)的運(yùn)行信息，監(jiān)視全國電網(wǎng)的運(yùn)行工況；進(jìn)行大區(qū)互聯(lián)系統(tǒng)的運(yùn)行方式及安全分析計(jì)算， 下達(dá)有關(guān)信息；實(shí)時(shí)性或周期性統(tǒng)計(jì)、分析全國電網(wǎng)運(yùn)行制表；輔助對(duì)直調(diào)大區(qū)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線及直調(diào)廠發(fā)輸電系 統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)整、操作和事故處理。各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本

8、功能 第12頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四2) 大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心的功能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集、安全監(jiān)控、安全分析和優(yōu) 化調(diào)度；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)定控制(ASC)、自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)和 自動(dòng)電壓控制功能(AVC)等所謂“3A”功能；實(shí)時(shí)或按周期地對(duì)電網(wǎng)頻率、電壓、聯(lián)絡(luò)線功率 控制質(zhì)量(合格率)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和提供考核依 據(jù)；輔助對(duì)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線和直調(diào)廠、站的運(yùn)行調(diào)整、 操作和事故處理。第13頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四3) 省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度中心的功能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集、安全監(jiān)控、安全分析和優(yōu) 化調(diào)度；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)定控制、自動(dòng)發(fā)電控制和自動(dòng)電壓控 制功能；

9、實(shí)時(shí)或按周期地對(duì)電網(wǎng)頻率、電壓、聯(lián)絡(luò)線功率 控制質(zhì)量(合格率)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和提供考核依 據(jù)；輔助調(diào)度員對(duì)所轄電網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整、操作和事 故處理；與上級(jí)調(diào)度中心和地區(qū)調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù) 通信。第14頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四4) 地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心的功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)控和運(yùn)行分析等功能；實(shí)現(xiàn)遙控功能，包括對(duì)斷路器的遙控操作、變 壓器分接頭調(diào)整、電力電容器、電抗器的投切 等；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電壓控制等功能，對(duì)所轄電網(wǎng)電壓合 格率等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和提供考核依據(jù)；用電側(cè)負(fù)荷管理；輔助調(diào)度員對(duì)所轄電網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整、操作和 事故處理；實(shí)現(xiàn)與省級(jí)調(diào)度、縣級(jí)調(diào)度間的數(shù)據(jù)通信。

10、第15頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四5) 縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度中心的功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)控和運(yùn)行分析等功能；斷路器的遙控操作、電力電容器的投切；實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制功能；向地區(qū)調(diào)度傳送必要的實(shí)時(shí)信息。第16頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四 近年來，隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、Internet技術(shù)以及軟件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的飛速發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)作為電力生產(chǎn)、輸送、分配、消費(fèi)一體化監(jiān)視、控制的系統(tǒng)，其更高的開放性、可移植性、可擴(kuò)展性以及可靠性要求有了技術(shù)上的保證。第17頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四1

11、.2.2 發(fā)電廠自動(dòng)化 發(fā)電廠自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括動(dòng)力機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)系統(tǒng)和自動(dòng)電壓控制(AVC)系統(tǒng)。火電廠需要控制鍋爐汽輪機(jī)等熱力設(shè)備，其自動(dòng)控制系統(tǒng)主要有計(jì)算機(jī)監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)爐協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)和鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)。水電廠則需要控制的是水輪機(jī)、調(diào)速器以及水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控控制系統(tǒng)等。一般而言，水電廠的自動(dòng)化程度比火電廠要高。第18頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四1.2.3 變電站自動(dòng)化 變電站自動(dòng)化是在變電站應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過自動(dòng)化裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。第19頁，共23

12、頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四其內(nèi)容包括：微機(jī)監(jiān)控和微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)，具體如下：巡回檢測和召喚測量；對(duì)脈沖量進(jìn)行計(jì)數(shù)，對(duì)開關(guān)量的狀態(tài)進(jìn)行判別，對(duì)被測量進(jìn)行越限判別及進(jìn)行功率總加、電能量累計(jì)；顯示變電站的運(yùn)行情況，如越限和事故報(bào)警等；報(bào)表打?。蝗藱C(jī)對(duì)話及提示功能；變電站遠(yuǎn)動(dòng)終端。第20頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四1.2.4 配電自動(dòng)化 配電網(wǎng)是從輸電網(wǎng)接受電能再分配給各電能用戶的電力網(wǎng)。配電網(wǎng)處于電網(wǎng)的末端，直接聯(lián)系著千家萬戶，是電力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。配電自動(dòng)化是利用計(jì)算機(jī)、電子和通信技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)和用戶中的設(shè)備，以及用電負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理。 第21頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)26分，星期四配電自動(dòng)化的任務(wù)：保證配電網(wǎng)重要用戶的供電，控制負(fù)荷使供電、用電平衡，提高負(fù)荷的利用率；隨時(shí)掌握配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整配電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行，使有功功率分布合理；及時(shí)調(diào)整無功功率補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行，保證符合供電電壓的質(zhì)量；降低配電線路的線路功率損耗，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；發(fā)生事故時(shí)，迅速獲取信息，及時(shí)處理事故，保證用戶的供電并盡量縮短對(duì)用戶的停電時(shí)間。第22頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)