電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化課件

第5章電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化第5章５.1概述保證供電優(yōu)良的質(zhì)量保證系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性保證供電安全保證強(qiáng)有力的事故處理措施一、電力系統(tǒng)調(diào)度的基本任務(wù)

控制電力系統(tǒng)運(yùn)行方式，使之在正常和事故輕況下，安全經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量的供電．５.1概述保證供電優(yōu)良的質(zhì)量一、電力系統(tǒng)調(diào)度的基本任務(wù)１、保證供電優(yōu)良的質(zhì)量（1）電能質(zhì)量要求U=UN,f=fN（2）措施∑Pg=∑Pload∑Qg=∑Qload１、保證供電優(yōu)良的質(zhì)量（1）電能質(zhì)量要求2、保證系統(tǒng)運(yùn)行經(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(chǎng)選址、輸電線(xiàn)路的長(zhǎng)度與電壓等級(jí)2、保證系統(tǒng)運(yùn)行經(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)3、保證供電安全，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)想若干事故進(jìn)行分析、計(jì)算，選擇適當(dāng)運(yùn)行方式。3、保證供電安全，承受事故沖擊（1）事故原因（2）預(yù)想事故分4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4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)度國(guó)家調(diào)度機(jī)構(gòu)二、電力系統(tǒng)的分區(qū)分級(jí)調(diào)度國(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(chǎng)地方電廠(chǎng)省屬電廠(chǎng)直屬變電站地方變電所變電所省屬變電站國(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)度中心能量管理系統(tǒng)（EMS）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：安全監(jiān)控、調(diào)度管理、計(jì)劃三、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）監(jiān)控功能：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、狀態(tài)信息及控制信號(hào)的雙向交換三、電力系統(tǒng)第一階段：

布線(xiàn)邏輯式遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)四遙：遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)第二階段：計(jì)算機(jī)技術(shù)SCADA——EMS第三階段：計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集中式——分布式——開(kāi)放式四、調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展第一階段：布線(xiàn)邏輯式遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)四、調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展5.2遠(yuǎn)方終端（RTU）第五章電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化課件一、遠(yuǎn)方終端的概念遠(yuǎn)方終端（RTU）又稱(chēng)遠(yuǎn)動(dòng)終端，是電網(wǎng)監(jiān)視和控制系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠(chǎng)或變電站的一種遠(yuǎn)動(dòng)裝置，檢測(cè)并傳輸各終端（發(fā)電廠(chǎng)或變電站）的信息，并執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)給廠(chǎng)、所的命令。一、遠(yuǎn)方終端的概念遠(yuǎn)方終端（RTU）又稱(chēng)遠(yuǎn)動(dòng)終端，是電二、遠(yuǎn)方終端的任務(wù)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)通信執(zhí)行命令其他功能二、遠(yuǎn)方終端的任務(wù)數(shù)據(jù)采集1、數(shù)據(jù)采集（1）模擬量：P、Q、U、I（2）數(shù)字量：電廠(chǎng)壩前、壩后水位等（3）脈沖量：脈沖電能表的輸出脈沖（電能計(jì)量）（4）開(kāi)關(guān)量：斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、繼電保護(hù)的狀態(tài)YCYX1、數(shù)據(jù)采集（1）模擬量：P、Q、U、I（2）數(shù)字量：電廠(chǎng)壩2、數(shù)據(jù)通信向調(diào)度中心發(fā)送采集的本廠(chǎng)、所數(shù)據(jù)接收調(diào)度端下達(dá)的各種命令2、數(shù)據(jù)通信向調(diào)度中心發(fā)送采集的本廠(chǎng)、所數(shù)據(jù)3、執(zhí)行命令根據(jù)接收的命令，完成YK、YT操作YK：YXYT：YC3、執(zhí)行命令根據(jù)接收的命令，完成YK、YT操作4、其他功能當(dāng)?shù)毓δ埽猴@示、打印自診斷功能：死機(jī)自動(dòng)恢復(fù)，自動(dòng)監(jiān)視主、備用通信信道及切換功能4、其他功能當(dāng)?shù)毓δ埽猴@示、打印三、RTU的結(jié)構(gòu)主CPU分CPU地址總線(xiàn)：選通三、RTU的結(jié)構(gòu)主CPU分CPU地址總線(xiàn)：選通四、模入模出通道1、模入通道逐次逼近式V/F轉(zhuǎn)換式四、模入模出通道1、模入通道（1）逐次逼近式電壓形成回路采樣保持低通濾波多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)A/D轉(zhuǎn)換（1）逐次逼近式電壓形成回路采樣保持低通濾波多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)A/電壓形成回路香農(nóng)定理：采樣頻率≥2倍輸入信號(hào)最高頻率限制輸入信號(hào)最高頻率，降低采樣頻率低通濾波電量變換強(qiáng)弱電信號(hào)隔離電壓形成回路香農(nóng)定理：采樣頻率≥2倍輸入信號(hào)最高頻率低通濾波A/D轉(zhuǎn)換：模擬天平稱(chēng)重法，最高電壓砝碼與之比較電壓砝碼總和多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：受CPU控制的高速電子切換開(kāi)關(guān)，被選通的一路可進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換：多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：五、開(kāi)入開(kāi)出通道

開(kāi)入：光電耦合器開(kāi)出：光敏三極管五、開(kāi)入開(kāi)出通道

開(kāi)入：光電耦合器開(kāi)出：光敏三極管5.3數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約5.3數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約一、并行傳輸與串行傳輸

1基本原理并行傳輸機(jī)理：8位二進(jìn)制，8+1根線(xiàn)，每根線(xiàn)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(xiàn)多，成本高應(yīng)用：傳輸距離短、高速的場(chǎng)合串行傳輸機(jī)理：一回傳輸線(xiàn)（2根），一個(gè)一個(gè)碼元傳輸特點(diǎn)：所需信號(hào)線(xiàn)少，成本低傳輸速度慢，通信規(guī)約復(fù)雜應(yīng)用：廠(chǎng)、所與調(diào)度普遍應(yīng)用 一、并行傳輸與串行傳輸

1基本原理并行傳輸2串行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收

3串行傳輸?shù)母袷?/p>

（1）異步傳輸存在起始位和終止位，有效信息比低，傳輸效率低（2）同步傳輸無(wú)起始位和終止位，有效信息長(zhǎng)，傳輸效率高2串行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收

3串行傳輸?shù)母袷?/p>

（1）異步傳輸二、數(shù)據(jù)通信中的傳輸速率和誤碼率碼元：每個(gè)信號(hào)脈沖為一個(gè)碼元（1，0）或（+1，-1）數(shù)碼率：每秒傳送碼元數(shù)，Bd信息速率：系統(tǒng)每秒傳送的信息量，bit誤碼率：數(shù)據(jù)傳輸后錯(cuò)誤碼元數(shù)與總碼元數(shù)之比，10-5或

10-6差錯(cuò)控制：對(duì)錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)行糾正，奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)

二、數(shù)據(jù)通信中的傳輸速率和誤碼率碼元：每個(gè)信號(hào)脈沖為一個(gè)碼元奇校驗(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1011001[1]1010001110010011有效信息1011001附加奇校驗(yàn)位0合成碼1011001[0]1011001110010010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)有效三、數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)單向傳送，只能發(fā)送或只能接受指令可互為發(fā)、收端，采用切換方式分時(shí)交替進(jìn)行可同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。4線(xiàn)三、數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)單向傳送，只能發(fā)送或只能接受指令可互為發(fā)五、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型信源：電網(wǎng)中各種信息源，P、Q、U、I等信源編碼器：A/D轉(zhuǎn)換等信道編碼器：保護(hù)所傳送的信息內(nèi)容，增加保護(hù)碼元調(diào)制解調(diào)器：將基帶數(shù)字信號(hào)調(diào)制傳送，減弱干擾信道：信號(hào)遠(yuǎn)距離傳送的載體五、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型信源：電網(wǎng)中各種信息源，P六、數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)1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)直接進(jìn)行傳輸波形畸變較大，容易失真調(diào)制器（Modulator）解調(diào)器（Demodulator）六、數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)1調(diào)制與解調(diào)的意義2調(diào)制方法數(shù)字調(diào)幅數(shù)字調(diào)頻數(shù)字調(diào)相絕對(duì)相對(duì)2調(diào)制方法數(shù)字調(diào)幅七、局域網(wǎng)及其應(yīng)用令牌環(huán)以太網(wǎng)

七、局域網(wǎng)及其應(yīng)用八、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)RS-422/RS485實(shí)時(shí)性差；主從控制現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)雙向串行的多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信系統(tǒng)七、局域網(wǎng)及其應(yīng)用令牌環(huán)以太網(wǎng)

八、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)七、局域網(wǎng)及其應(yīng)用令牌環(huán)九、通信規(guī)約1基本問(wèn)題（1）概念（2）內(nèi)容語(yǔ)言；操作步驟；查錯(cuò)及其應(yīng)對(duì)方法（3）組成代碼；控制字符；格式；應(yīng)答方式；通信方式…九、通信規(guī)約1基本問(wèn)題循環(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)2、種類(lèi)2、種類(lèi)十、通信信道電力載波通信光纖通信微波中繼通信十、通信信道1電力載波通信可靠性高經(jīng)濟(jì)性好，無(wú)需單獨(dú)架設(shè)和維護(hù)線(xiàn)路電力系統(tǒng)基本通信方式1電力載波通信可靠性高2光纖通信形式上為有線(xiàn)通信方式優(yōu)越的通信性能2光纖通信形式上為有線(xiàn)通信方式3微波中繼通信頻帶寬，300MHz~300GHz抗干擾性強(qiáng)，通信穩(wěn)定方向性強(qiáng)設(shè)備復(fù)雜，技術(shù)要求水平高3微波中繼通信頻帶寬，300MHz~300GHz5.4調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)5.4調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1前置機(jī)（1）值班主機(jī)與系統(tǒng)服務(wù)器及SCADA工作站通信與各RTU通信，通信規(guī)約處理切換裝置的動(dòng)作設(shè)置終端服務(wù)器的參數(shù)（2）備用主機(jī)監(jiān)聽(tīng)值班主機(jī)工作情況監(jiān)聽(tīng)次要通道的信息1前置機(jī)（1）值班主機(jī)2終端服務(wù)器16個(gè)串行通信口雙備份64個(gè)RTU需要8臺(tái)終端服務(wù)器2終端服務(wù)器16個(gè)串行通信口3切換方式模式一模式二4通道設(shè)備調(diào)制解調(diào)器：模擬信號(hào)光電隔離板：數(shù)字信號(hào)長(zhǎng)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器：數(shù)字信號(hào)，電纜較長(zhǎng)3切換方式模式一4通道設(shè)備5.5自動(dòng)發(fā)電控制5.5自動(dòng)發(fā)電控制一、AGC的基本功能1、使發(fā)電自動(dòng)跟蹤電力系統(tǒng)負(fù)荷變化2、響應(yīng)負(fù)荷的發(fā)電的隨機(jī)變化，維持電力系統(tǒng)頻率為額定值3、在各區(qū)域間分配系統(tǒng)發(fā)電功率，維持區(qū)域間凈交換功率為計(jì)劃值4、對(duì)周期性的負(fù)荷變化按發(fā)電計(jì)劃調(diào)整發(fā)電功率5、監(jiān)視和調(diào)整備用容量，滿(mǎn)足電力系統(tǒng)安全要求一、AGC的基本功能1、使發(fā)電自動(dòng)跟蹤電力系統(tǒng)負(fù)荷變化二、AGC的一般過(guò)程基點(diǎn)功率Pi調(diào)節(jié)功率PR期望功率P二、AGC的一般過(guò)程基點(diǎn)功率Pi三、AGC與其他應(yīng)用軟件的關(guān)系發(fā)電計(jì)劃水電計(jì)劃交換計(jì)劃?rùn)z修計(jì)劃狀態(tài)估計(jì)安全約束三、AGC與其他應(yīng)用軟件的關(guān)系發(fā)電計(jì)劃四、發(fā)電計(jì)劃發(fā)電計(jì)劃：火電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度水電計(jì)劃：水火電協(xié)調(diào)計(jì)劃交換計(jì)劃自協(xié)調(diào)方式電力交易市場(chǎng)模式協(xié)商調(diào)度模式檢修計(jì)劃發(fā)電計(jì)劃是EMS中發(fā)電級(jí)的核心應(yīng)用軟件四、發(fā)電計(jì)劃發(fā)電計(jì)劃：火電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度發(fā)電計(jì)劃是EMS中發(fā)電五、電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)

1分類(lèi)按范圍按時(shí)間1小時(shí)以?xún)?nèi)，用于質(zhì)量控制、安全監(jiān)視、預(yù)防控制1日到1周，火電分配，水火協(xié)調(diào)1月到1年，機(jī)組檢修數(shù)年到數(shù)十年，電源發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃五、電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)

1分類(lèi)1小時(shí)以?xún)?nèi)，2電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的要求及影響因素要求