電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化第六七章

第六章數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)第一節(jié)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成一、通信系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)潔的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)終端、調(diào)制解調(diào)器、通信線路、通信處理機(jī)和主計(jì)算機(jī)組成。6-1所示。二、信道按數(shù)據(jù)傳輸媒介的不同，數(shù)據(jù)傳輸信道可分為有線信道和無(wú)線信道兩類；有線信道包括：電力線載波、通信電纜、光纖、現(xiàn)場(chǎng)總線等。無(wú)線信道包括：無(wú)線電播送、微波、衛(wèi)星通信等。電力線載波通信脈動(dòng)掌握技術(shù)工頻掌握技術(shù)電纜通信光纖通信RS-485接口無(wú)線電通信系統(tǒng)無(wú)線擴(kuò)頻通信線微波中繼通信衛(wèi)星通信三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能具有數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)共享、軟件共享、硬件共享。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成節(jié)點(diǎn)和路構(gòu)成的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、星形、共線、環(huán)網(wǎng)等鏈路構(gòu)造到主要有總線網(wǎng)〔如以太網(wǎng)、樹形網(wǎng)、星形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)。四、信息調(diào)制〕〔〕〔〕五、過失掌握掌握方法：循環(huán)檢錯(cuò)法、檢錯(cuò)重發(fā)法、反響檢驗(yàn)法、前向糾錯(cuò)法常用校驗(yàn)碼：奇偶校驗(yàn)碼、方陣碼、線性分組碼、循環(huán)碼等六、通信方式數(shù)據(jù)的串/并行轉(zhuǎn)換通信方式依據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方向分單工通信系統(tǒng)、半雙工通信系統(tǒng)和全雙工通信系統(tǒng)發(fā)送端與承受端之間的通信掌握〔碼元、碼元速率、信息速率、誤碼率〕異步通信與同步通信七、數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約可分為循環(huán)傳送式、應(yīng)答式、對(duì)等式規(guī)約〔網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約。八、電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議體系及協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)體系分為三個(gè)層次即廠站內(nèi)系統(tǒng)、主站與廠站之間、主站側(cè)系統(tǒng)。廠站內(nèi)的站級(jí)通信總線和間隔級(jí)通信承受以太網(wǎng)的IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)；IEC60870-6TASE.2IEC61850標(biāo)準(zhǔn)；IEC61970系列標(biāo)準(zhǔn)。EMS能量治理系統(tǒng)第一節(jié)概述自動(dòng)化治理、通信治理等部門。其次節(jié)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的體系構(gòu)造以計(jì)算機(jī)為核心的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的框架性構(gòu)造如圖7—1所示。從圖中可以清楚的看到調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)行的是閉環(huán)掌握，但由于電力系統(tǒng)本身的簡(jiǎn)單性，還必需有人(調(diào)度系統(tǒng)人員)的參與，從而構(gòu)成了完整、簡(jiǎn)單、嚴(yán)密鍋合的人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)?？煞殖伤膫€(gè)子系統(tǒng)：信息采集與命令執(zhí)行子系統(tǒng)；信息傳輸子系統(tǒng)；信息的收集；人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)一、集中式的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)構(gòu)造〔一、單機(jī)系統(tǒng)〔二、雙機(jī)系統(tǒng)〔三、主機(jī)—前置機(jī)系統(tǒng)二、分布式的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)構(gòu)造第三節(jié)主站系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)一、前置機(jī)系統(tǒng)(站)交換的瓶頸。進(jìn)展主要表現(xiàn)在系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)和通信方式的更上。二、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的核心史數(shù)據(jù)庫(kù)兩種。三、人機(jī)交換系統(tǒng)電力系統(tǒng)的監(jiān)視功能掌握系統(tǒng)的監(jiān)視功能系統(tǒng)維護(hù)的功能執(zhí)行和開發(fā)應(yīng)用軟件的功能四、SCADA系統(tǒng)主要有：1.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示 2.越限報(bào)警3.大事記錄 4.遙控5.遙調(diào) 6.事故追憶7.運(yùn)行報(bào)表自動(dòng)記錄五、高級(jí)應(yīng)用軟件簡(jiǎn)介應(yīng)用軟件主要包括根本SCADA軟件和高級(jí)應(yīng)用軟件。高級(jí)應(yīng)用軟件主要有：S〔〕等。〔一、發(fā)電掌握類軟件主要由自動(dòng)發(fā)電掌握、發(fā)電本錢分析、交換打算評(píng)估和機(jī)組打算組成?！捕l(fā)電打算類軟件主要由電力系統(tǒng)負(fù)荷推測(cè)、機(jī)組組合、水電打算、交換打算、火電打算等?！踩⒕W(wǎng)絡(luò)分析類軟件首要是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊屯獠烤W(wǎng)絡(luò)等值。主要有：狀態(tài)估量；調(diào)度員潮流；靜態(tài)安全分析；安全約束調(diào)度；最優(yōu)潮流；無(wú)功優(yōu)化；短路電流計(jì)算；電壓穩(wěn)定性分析；暫態(tài)安全分析等〔四〕調(diào)度員培訓(xùn)模擬軟件第四節(jié)電力系統(tǒng)狀態(tài)估量狀態(tài)估量的必要性：數(shù)據(jù)不齊全;數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；受干擾時(shí)會(huì)消滅錯(cuò)誤數(shù)據(jù)一、狀態(tài)估量的原理狀態(tài)估量是利用實(shí)時(shí)量測(cè)系統(tǒng)的冗余度來(lái)提高精度和自動(dòng)排解隨機(jī)干擾所引起的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，估量出系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的。量誤差的方法是利用一次承受得到的一組數(shù)量有多余的測(cè)量值。多余量越多，估量越準(zhǔn)確，但受測(cè)點(diǎn)設(shè)備和通道的限制不能太多。系統(tǒng)中能夠表征系統(tǒng)特性所需的最小數(shù)目的變量稱為狀態(tài)變量系統(tǒng)狀態(tài)變量數(shù)目之比，稱為測(cè)量系統(tǒng)的冗余度。一般要求測(cè)量系統(tǒng)的冗余度在1.5~3.0。狀態(tài)估量的最常用方法是最小二乘估量法。對(duì)某個(gè)狀態(tài)xz與xz=h(x)。設(shè)誤差為v，那么測(cè)量值z(mì)x之間的關(guān)系為：z=h(x)+v二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估量的模型及算法〔一h(x為線性函數(shù)狀況下的狀態(tài)估量求解〔二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估量的數(shù)學(xué)描述〔三、電力系統(tǒng)加權(quán)最小二乘狀態(tài)估量的求解〔四、電力系統(tǒng)狀態(tài)估量的步驟假定數(shù)學(xué)模型在假定沒有構(gòu)造誤差、參數(shù)誤差和不良數(shù)據(jù)的條件下，確定計(jì)算所用數(shù)學(xué)方法。常用的計(jì)算方法有加權(quán)最小二乘法、快速分解法、正交變換法、支路潮流法等。狀態(tài)估量依據(jù)選定的數(shù)學(xué)方法，計(jì)算出訪殘差最小的狀態(tài)變量估量值。檢測(cè)是否有構(gòu)造誤差和不良數(shù)據(jù)信息，假設(shè)沒有，狀態(tài)估量即告完畢。假設(shè)有則轉(zhuǎn)4步。識(shí)別也叫辨識(shí)，是確定具體的不良數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造錯(cuò)誤信息的過程。在修正或除去錯(cuò)誤。第五節(jié)電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析一、電力系統(tǒng)的安全狀態(tài)電力系統(tǒng)的安全性是指電力系統(tǒng)在運(yùn)行中承受故障擾動(dòng)(例如突然失去電力系統(tǒng)的元件，或短路故障等)的力量。安全性通過兩個(gè)特性表征：①電力系統(tǒng)能承受住故障擾動(dòng)引起的暫態(tài)過程并過渡到一個(gè)可承受的運(yùn)行工況；②在的運(yùn)行工況下，各種約束條件得到滿足。在正常狀態(tài)下，滿足等式和不等式約束，即：電力系統(tǒng)安全評(píng)估是對(duì)正常狀態(tài)進(jìn)一步分析，分為安全狀態(tài)和擔(dān)憂全狀態(tài)防掌握將擔(dān)憂全狀態(tài)變?yōu)榘踩珷顟B(tài)。推斷系統(tǒng)發(fā)生預(yù)想事故后電壓是否越限和線路是否過負(fù)荷的分析稱之為靜態(tài)安全分析；推斷系統(tǒng)發(fā)生預(yù)想事故后系統(tǒng)是否失去穩(wěn)定的分析稱之為動(dòng)態(tài)安全分析。二、網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn)與等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)的目的是簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)分析式考慮進(jìn)去。常用的等值有WARD等值和REI等值。三、預(yù)想事故分析電力系統(tǒng)的靜態(tài)安全分析是只考慮事故后穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀況的安全性態(tài)向事故后穩(wěn)定狀態(tài)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移。靜態(tài)安全分析的重點(diǎn)在預(yù)想事故分析。所謂預(yù)想事故分析指的是針對(duì)預(yù)先設(shè)定的電力系統(tǒng)元件(如線路、變壓器、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和母線等)的故障及其組合，確定它們對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行產(chǎn)生的影響。預(yù)想事故分析的主要功能：按調(diào)度員的需要便利地設(shè)定預(yù)想故障?？焖賲^(qū)分各種故障對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的危害程度。準(zhǔn)確分析嚴(yán)峻故障后的系統(tǒng)狀態(tài)，并能便利而直觀展現(xiàn)結(jié)果。〔一、故障定義〔二、預(yù)想事故篩選承受指標(biāo)有：有功功率行為指標(biāo)和有功功率與無(wú)功功率綜合行為指標(biāo)承受故障掃描的快速計(jì)算方法。如快速分解法或直流法等。四、安全約束調(diào)度第六節(jié)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是能量治理系統(tǒng)中發(fā)電打算的核心內(nèi)發(fā)電打算與經(jīng)濟(jì)調(diào)度的概念是根本一樣的。發(fā)電打算包括機(jī)組組合、水火電打算、交換打算、檢修計(jì)如圖7—25所示。超短期發(fā)電打算指的是實(shí)時(shí)發(fā)電掌握(AGC)，其動(dòng)作周期是秒或分鐘級(jí)；短期發(fā)電打算指的是規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展規(guī)劃等。年度打算指電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度部門編制的指導(dǎo)次年內(nèi)電力系統(tǒng)生產(chǎn)和運(yùn)行的技術(shù)方案，其主要內(nèi)容：依據(jù)有關(guān)部門供給的資料按月做出電力系統(tǒng)最大發(fā)電負(fù)荷推測(cè)；依據(jù)的發(fā)電和輸變電設(shè)備打算投產(chǎn)時(shí)間，按月編制電力系統(tǒng)最大可調(diào)出力；與互連的各個(gè)電力系統(tǒng)商定電力系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線每月電力、電量交換打算；依據(jù)前兩項(xiàng)的內(nèi)容按月編制電力系統(tǒng)的電力、電量平衡表和備用容量表；發(fā)電和輸變電設(shè)備檢修打算進(jìn)度表；水庫(kù)掌握運(yùn)用打算；電力系統(tǒng)各廠站母線短路容量表；電力系統(tǒng)正常與主要檢修方式下的潮流分布圖；電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡及調(diào)整措施和電壓中樞點(diǎn)電壓水平及電壓調(diào)整措施；電力系統(tǒng)正常運(yùn)行與主要元件檢修的接線方式；電力系統(tǒng)有功與無(wú)功功率的經(jīng)濟(jì)調(diào)度方案：電力系統(tǒng)按頻率降低自動(dòng)減負(fù)荷裝置整定方案；電力系統(tǒng)主要輸電線的送電極限表，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及其提高措施；電力系統(tǒng)各級(jí)調(diào)度所事故拉閘序列表；電力系統(tǒng)安全