現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化1-2

現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化1-2第一頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖1.1電力系統(tǒng)運行狀態(tài)示意圖第二頁，共48頁。(1)正常運行狀態(tài)(2)警戒狀態(tài)(3)緊急狀態(tài)(4)系統(tǒng)崩潰高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖1.2電力系統(tǒng)故障后系統(tǒng)崩潰過程的例子第三頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化(5)恢復狀態(tài)1.1.2電力系統(tǒng)調(diào)度控制的基本內(nèi)容1.2電力系統(tǒng)監(jiān)控及調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展為了合理監(jiān)控和協(xié)調(diào)日益擴大的電力系統(tǒng)的運行方式和處理影響整個系統(tǒng)正常運行的事故和異常情況,人們在形成電力系統(tǒng)的最早階段，就注意到電力系統(tǒng)的遠程監(jiān)控問題，并提出必須設(shè)立電力系統(tǒng)的調(diào)度控制中心。1.3電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1.3.1電力系統(tǒng)的分層調(diào)度第四頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化從理論上講，可以對電力系統(tǒng)實行集中調(diào)度控制，也可以實行分層調(diào)度控制。1)便于協(xié)調(diào)調(diào)度控制2)便于提高系統(tǒng)運行的可靠性3)提高實時響應的速度4)靈活性增強5)提高投資效率1.3.2調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)(1)信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)第五頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖1.3電力系統(tǒng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)第六頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化(2)信息傳輸子系統(tǒng)(3)信息處理子系統(tǒng)1)實時信息處理2)離線分析3)電能質(zhì)量的分析計算4)經(jīng)濟調(diào)度計算5)運行狀態(tài)安全性的分析和校正(4)人機聯(lián)系子系統(tǒng)第七頁，共48頁。

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第2章電力系統(tǒng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)2.1電力系統(tǒng)的信息收集和執(zhí)行系統(tǒng)在一個現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，為了能正確和及時地掌握每時每刻都在變化著的電力系統(tǒng)運行情況，控制和協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)的運行方式，處理影響整個電力系統(tǒng)正常運行的事故和異常情況，保證電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行，必須具備一個完善的電力系統(tǒng)信息收集高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化第八頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化和執(zhí)行系統(tǒng)，將分散在幾十公里、幾百公里以至上千公里以外的各發(fā)電廠和變電所的大量表征電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息，迅速、正確、可靠地送到調(diào)度控制中心，同時將控制中心的控制和調(diào)節(jié)命令傳送到各發(fā)電廠和變電所，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的自動監(jiān)視和控制。2.1.1電力系統(tǒng)實時信息的種類和采集方法通常電力系統(tǒng)調(diào)度需要采集的信息有：1)遠程測量(遙測，Telemetering)信息2)遠程信號(遙信，Teleindication，Telesignal)信息第九頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化第十頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化電力系統(tǒng)運行中主要的控制和調(diào)節(jié)信息有：1)遠程切換(遙控，Teleswitching)信息2)遠程整定(遙調(diào)，Teleadjusting)信息2.1.2電力系統(tǒng)遠動裝置的配置與功能(1)電力系統(tǒng)遠動簡介1)硬件遠動裝置的構(gòu)成及工作原理2)微機遠動的構(gòu)成3)遠動信息的傳輸方式(2)遠動裝置的配置及其功能第十一頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化第十二頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.1遙測、遙信原理圖第十三頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.2遙調(diào)、遙控原理圖第十四頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.3微機運動原理框圖第十五頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化1)遠動主控機(調(diào)度端機)2)遠動終端機(廠站端機)3)遠動轉(zhuǎn)發(fā)機①梯級水電廠②火電廠群③樞紐變電站如圖2.1、圖2.2所示,各廠、站與調(diào)度所間的信息交換,要由遠動裝置通過各種信道(或信息傳輸媒介)組成的信息傳輸系統(tǒng)來完成。第十六頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.4梯級水電廠調(diào)度所運動轉(zhuǎn)發(fā)機配置示意圖第十七頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.5樞紐變電站TFS配置示意圖第十八頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化2.2.1信息傳輸系統(tǒng)的主要質(zhì)量標準(1)可用率(可靠性)(2)誤碼率(準確性)(3)傳輸速度(實時性)2.2.2實時信息的編碼電力系統(tǒng)采集到的量測信息，通常都經(jīng)變送器變換成了標準直流電壓信號。通過采樣開關(guān)對各收集到的量測量和信號按規(guī)定的次序逐個采樣。(1)實時信息抗干擾編碼第十九頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化(2)信息的表達形式和信息傳輸?shù)耐接袃煞N不同的同步方式：1)非同步方式2)同步方式2.2.3調(diào)制和解調(diào)1)振幅調(diào)制2)頻率調(diào)制3)相位調(diào)制2.2.4遠動信息傳輸通道第二十頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.6傳輸信息的例子第二十一頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.7調(diào)制方式第二十二頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化(1)信道媒介目前電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)使用的信道媒介有以下幾種：1)遠動與載波電話復用電力載波信道(載波)2)無線信道(微波)3)光纖通信4)架空明線或電纜傳輸遠動信息(2)信道的工作方式(3)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本類型第二十三頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.8遠動與載波電話復用電力載波的信息傳輸系統(tǒng)圖第二十四頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.9微波信息傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖第二十五頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.10光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成示意圖第二十六頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.11對光源調(diào)制的示意圖第二十七頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化第二十八頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.12信道工作方式第二十九頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化遠動通信網(wǎng)絡(luò)有如圖2.13所示的以下幾種基本類型：1)點對點配置2)多路點對點配置3)多點星形配置4)多點共線配置5)多點環(huán)形配置(4)通信規(guī)約1)CDT方式通信規(guī)約第三十頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化第三十一頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化第三十二頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化2)Polling方式通信規(guī)約2.3電力系統(tǒng)的信息處理系統(tǒng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)往往跨幾個省、市，具有成百上千個發(fā)電廠和負荷點，為了實現(xiàn)自動監(jiān)視和控制功能需進行大量的數(shù)據(jù)處理，要作復雜的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)分析計算和邏輯判斷，然后將結(jié)果提供給運行人員作最后的決策，并對操作控制做出反應。2.3.1設(shè)計調(diào)度自動化計算機系統(tǒng)應考慮的原則1)可靠性第三十三頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化2)可用性3)可維護性4)可擴充性5)高速性第三十四頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化2.3.2實時調(diào)度計算機系統(tǒng)的硬件配置根據(jù)需要調(diào)度控制的對象及控制功能的要求不同，實時調(diào)度計算機系統(tǒng)的硬件配置也不同。一般有下列幾種配置形式：1)無備用的單機系統(tǒng)2)雙(多)重化系統(tǒng)3)分布式系統(tǒng)2.3.3調(diào)度計算機系統(tǒng)的基本硬件配置1)中央處理器：中央處理器CPU是計算機的控制中心。第三十五頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.18單機系統(tǒng)的不同設(shè)計方法第三十六頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.19典型的調(diào)度計算機雙機系統(tǒng)第三十七頁，共48頁。2)內(nèi)存：微機內(nèi)存基本配置現(xiàn)已達128MB，還可擴充到256MB以上；中、小型機內(nèi)存可達幾百MB。3)外存：外存主要用于存儲操作系統(tǒng)、應用程序、歷史文件、數(shù)據(jù)庫等。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化圖2.20分布式系統(tǒng)配置第三十八頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化4)輸入/輸出(I/O)設(shè)備：包括CRT、鍵盤、打印機、大屏幕顯示器、大屏幕投影儀、繪圖儀、音響設(shè)備及各模擬量、數(shù)字量和開關(guān)量等的輸入輸出裝置、計算機間接口、主機與通訊網(wǎng)接口、計算機與遠動接口等。2.3.4調(diào)度計算機系統(tǒng)的基本軟件實時調(diào)度計算機系統(tǒng)的軟件有以下特點:1)軟件系統(tǒng)龐大復雜，執(zhí)行速度要求很高。2)一般采用分時操作系統(tǒng),例如VMS各任務有自己的優(yōu)先級，分時地被執(zhí)行。第三十九頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化3)有很強的人機聯(lián)系能力。4)控制功能可以不斷改進和增加，可修改原有程序或增加新程序而不影響其他程序。(1)系統(tǒng)軟件(2)支撐軟件(3)應用軟件按計算用輸入數(shù)據(jù)的性質(zhì)及計算結(jié)果的適應性,應用程序可分為三類：1)動態(tài)程序2)準動態(tài)程序第四十頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化3)靜態(tài)程序(4)電力系統(tǒng)高級管理與分析軟件這些高級管理與分析軟件主要有以下幾種：1)管理信息系統(tǒng)(MIS—ManagementInformationSystem)2)能量管理系統(tǒng)(EMS—EnergyManagementSystem)3)調(diào)度員培訓仿真系統(tǒng)(DTS—DispatcherTrainingSimulator)第四十一頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化2.4人機聯(lián)系系統(tǒng)電力系統(tǒng)采用調(diào)度自動化系統(tǒng)后，要求調(diào)度人員利用這一系統(tǒng)全面、深入和及時地掌握電力系統(tǒng)的運行狀況，做出正確的決策和發(fā)出各種控制命令，以保證電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行。2.4.1調(diào)度員控制臺調(diào)度員控制臺是調(diào)度人員對電力系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制的交互型人機聯(lián)系設(shè)備。(1)屏幕顯示器第四十二頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化(2)操作鍵盤(3)屏幕游標定位部件(4)音響報警裝置(5)語音輸入輸出裝置2.4.2調(diào)度員工作站2.4.3模擬屏2.4.4記錄設(shè)備1)趨勢記錄儀2)繪圖儀3)畫面拷貝機第四十三頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化2.5

SCADA系統(tǒng)2.5.1SCADA系統(tǒng)的基本功能(1)數(shù)據(jù)采集(2)數(shù)據(jù)預處理1)測量合理性校驗2)遙測值變化率合理性校驗3)測值的平滑濾波4)開關(guān)變位可信性校驗(3)信息顯示和報警第四十四頁，共48頁。高等學校本科系列教材——現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化對電力系統(tǒng)監(jiān)視的內(nèi)容一般有：①電能質(zhì)量監(jiān)視②安全限制監(jiān)視③開關(guān)狀態(tài)監(jiān)視④停電監(jiān)視⑤計劃執(zhí)行情況監(jiān)