電力系統(tǒng)自動(dòng)化

電力系統(tǒng)自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化的根本義務(wù)目的：平安、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)保證電網(wǎng)平安、穩(wěn)定、正常運(yùn)轉(zhuǎn)和對(duì)電力用戶平安可靠供電。保證電能質(zhì)量，堅(jiān)持頻率、電壓、波形合格。按照公平、公正的原那么合理安排發(fā)電，實(shí)現(xiàn)發(fā)電資源的優(yōu)化利用。電力系統(tǒng)簡圖：電力系統(tǒng)自動(dòng)化的內(nèi)容：調(diào)度自動(dòng)化發(fā)電廠自動(dòng)化；變電站自動(dòng)化；調(diào)度自動(dòng)化；配電網(wǎng)自動(dòng)化配電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度自動(dòng)化與配電網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)系能量管理系統(tǒng)〔EnergyManagementSystem〕配電管理系統(tǒng)〔DistributionManagementSystem〕普通以為，配電管理系統(tǒng)〔DMS〕和電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的能量管理系統(tǒng)〔EMS〕處于同一層次的。二者不同之處是EMS涉及發(fā)、輸電系統(tǒng)，DMS是管理配電系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的開展 部分→子系統(tǒng)→管理系統(tǒng) 經(jīng)典控制實(shí)際→現(xiàn)代控制實(shí)際→電力市場經(jīng)濟(jì)實(shí)際階段調(diào)度自動(dòng)化的開展調(diào)度自動(dòng)化的開展歷程：40年代：出現(xiàn)模擬屏，直觀展現(xiàn)系統(tǒng)形狀50年代：布線邏輯的遠(yuǎn)動(dòng)安裝及機(jī)電式的調(diào)頻安裝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)電控制〔AGC〕60年代：利用數(shù)字計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度〔EDC〕70年代：經(jīng)濟(jì)調(diào)度轉(zhuǎn)移為平安調(diào)度，電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)出現(xiàn)80年代：電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)頻和有功功率經(jīng)濟(jì)分配的安裝和自動(dòng)調(diào)理系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)結(jié)合，成為SCADA/AGC—EDC系統(tǒng)90年代：添加電網(wǎng)高級(jí)運(yùn)用軟件〔PAS〕構(gòu)成能量管理系統(tǒng)〔EMS〕配電自動(dòng)化的開展配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的開展歷程：上世紀(jì)70年代，缺點(diǎn)自動(dòng)隔離(饋線自動(dòng)化FA)、對(duì)用戶的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表(AMR)；上世紀(jì)80年代初期，負(fù)荷控制技術(shù)〔LCM〕。但由于技術(shù)限制，無法構(gòu)成完好的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；上世紀(jì)80年代后期，將配網(wǎng)單項(xiàng)自動(dòng)化經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)起來。建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和分布式實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)根底上。其它開展：PAS軟件，配網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)〔AM/FM//GIS〕1調(diào)度自動(dòng)化功能：電能調(diào)度義務(wù)：1預(yù)測負(fù)荷；2編制發(fā)電方案；3倒閘操作；4經(jīng)濟(jì)調(diào)度；5事故處置配備的設(shè)備：監(jiān)視設(shè)備；操作設(shè)備寧夏電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)視總表電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能：監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集功能〔SCADA〕；形狀估計(jì)功能〔SE〕；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龉δ堋睳TA〕；*************************************自動(dòng)發(fā)電控制功能(AGC)；經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制功能(EDC)；平安分析功能〔SA〕；最優(yōu)潮流〔OPF〕；自動(dòng)電路恢復(fù)〔ACR〕負(fù)荷預(yù)測功能〔LF〕；調(diào)度員仿真培訓(xùn)功能〔DTS〕。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的根本構(gòu)造電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成····信道信道發(fā)電廠調(diào)制和解調(diào)器通訊設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形狀和參數(shù)控制和調(diào)節(jié)命令電力設(shè)備自動(dòng)安裝RTU變電站調(diào)制和解調(diào)器通訊設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形狀和參數(shù)控制和調(diào)節(jié)命令電力設(shè)備自動(dòng)安裝RTU調(diào)制和解調(diào)器調(diào)度中心通訊設(shè)備調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)人機(jī)聯(lián)絡(luò)設(shè)備調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)電力系統(tǒng)顯示器、打印機(jī)、鼠標(biāo)等主計(jì)算機(jī)前置機(jī)RTUNRTU1RTU2···模擬屏調(diào)度計(jì)算機(jī)單機(jī)系統(tǒng)配置圖RTUNRTU1RTU2···調(diào)度計(jì)算機(jī)雙機(jī)系統(tǒng)配置圖顯示器、打印機(jī)、鼠標(biāo)等主計(jì)算機(jī)前置機(jī)主計(jì)算機(jī)前置機(jī)顯示器、打印機(jī)、鼠標(biāo)等2發(fā)電廠、變電站自動(dòng)化發(fā)電廠功能：電能產(chǎn)生控制義務(wù)：頻率/有功控制；電壓/無功控制配備的設(shè)備：調(diào)速器；自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)理安裝變電站功能：電能變換控制義務(wù)：有功〔負(fù)荷〕控制；電壓/無功控制配備的設(shè)備：低頻減負(fù)荷控制；電壓無功控制〔VQC〕發(fā)電廠、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能：一繼電維護(hù)功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的微機(jī)繼電維護(hù)主要包括輸電線路維護(hù)、電力變壓器維護(hù)、母線維護(hù)、電容器維護(hù)、小電流接地系統(tǒng)自動(dòng)選線、自動(dòng)重合閘。二監(jiān)視控制功能〔SCADA功能〕1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處置，包括模擬量、開關(guān)量、脈沖量及數(shù)字量等；2運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)視功能3缺點(diǎn)錄波與測距功能；4事故順序記錄與事故追想功能；5控制及平安操作閉鎖功能6數(shù)據(jù)處置與記錄功能三自動(dòng)控制安裝的功能1頻率、有功控制；2電壓、無功控制；3低頻減負(fù)荷控制；4備用電源自投控制四遠(yuǎn)動(dòng)及數(shù)據(jù)通訊功能變電站綜合自動(dòng)化的通訊功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級(jí)的通訊和自動(dòng)化系統(tǒng)與上級(jí)調(diào)度的通訊兩部分。發(fā)電廠、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的根本構(gòu)造分層分布式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)分布式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)3電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊

根本概念遠(yuǎn)動(dòng)通訊遠(yuǎn)動(dòng)〔TeleControl)的定義遠(yuǎn)動(dòng)，就是利用遠(yuǎn)程通訊技術(shù)，對(duì)遠(yuǎn)方的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)展監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程丈量、遠(yuǎn)程信號(hào)、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)理。遠(yuǎn)動(dòng)通訊遠(yuǎn)動(dòng)的義務(wù)將表征電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的各發(fā)電廠和變電站有關(guān)的實(shí)時(shí)信息采集到調(diào)度控制中心把得到控制中心的命令發(fā)往發(fā)電廠和變電站遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙視遠(yuǎn)動(dòng)通訊的根本構(gòu)造數(shù)字通訊模型通訊根本概念數(shù)字通訊傳輸信道數(shù)字通訊網(wǎng)過失控制傳輸方式同步方式通訊規(guī)約4配電網(wǎng)功能：電能分配義務(wù)：用戶負(fù)荷控制；電壓/無功控制；抄表配備的設(shè)備：負(fù)荷控制系統(tǒng)；電壓無功控制設(shè)備；遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能：監(jiān)視控制功能：配電網(wǎng)的SCADA功能缺點(diǎn)控制(即維護(hù)功能)：饋線自動(dòng)化(FA)電能質(zhì)量控制：電壓控制、頻率控制線路損耗控制：優(yōu)化控制用戶負(fù)荷控制及需方用電管理(DSM)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)(AMR)配電網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)〔AM/FM/GIS〕配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)造FTUTTURTU抄表集中器配電子站配電子站配電自動(dòng)化子中心成套系統(tǒng)配電自動(dòng)化子中心成套系統(tǒng)配電GIS系統(tǒng)客戶呼叫效力系統(tǒng)電量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)配電自動(dòng)化總控中心成套系統(tǒng)第四層第三層第二層第一層配電自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)造5電網(wǎng)的分級(jí)調(diào)度與管理電力系統(tǒng)電壓等級(jí)220kv～500kv 超高壓電網(wǎng)。構(gòu)成大區(qū)電網(wǎng)的骨架和大區(qū)電網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)線110kv～220kv 輸電網(wǎng)。構(gòu)成復(fù)雜的輸電網(wǎng)絡(luò)，在各地域間傳輸電能35kv～110kv 供電網(wǎng)。由樞紐變電站送電到接近負(fù)荷區(qū)的本地變電站10kv 配電網(wǎng)。本地變電站送電到居民區(qū)的桿上變壓器或配電室分級(jí)調(diào)度 <電網(wǎng)調(diào)度管理?xiàng)l例>明確，調(diào)度機(jī)構(gòu)分為五級(jí)即國家調(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) 我國國網(wǎng)公司的五級(jí)調(diào)度體系，分別是國家電力調(diào)度通訊中心，簡稱國調(diào)；東北、華北、華東、華中、西北電力調(diào)通中心，簡稱網(wǎng)調(diào)；各省〔直轄市、自治區(qū)〕電力調(diào)度通訊中心，簡稱省調(diào)；還有270個(gè)地調(diào)和2000多個(gè)縣調(diào)南方電網(wǎng)和國家電網(wǎng)的關(guān)系國家調(diào)度中心網(wǎng)局調(diào)度中心地域調(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各級(jí)調(diào)度中心的根本義務(wù)國家調(diào)度中心在線搜集各大區(qū)網(wǎng)和有關(guān)省網(wǎng)的重點(diǎn)測點(diǎn)工況和全國電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，作統(tǒng)計(jì)分析、消費(fèi)報(bào)表、提供電能情況。進(jìn)展大區(qū)互聯(lián)絡(luò)統(tǒng)的潮流、穩(wěn)定、短路電流及經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)算，經(jīng)過計(jì)算機(jī)通訊，校核計(jì)算的正確性，并向下一級(jí)傳送。作中、長期平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)分析，并提出對(duì)策?？偨Y(jié)：管轄假設(shè)干網(wǎng)調(diào)；掌握全國發(fā)電量及負(fù)荷，協(xié)調(diào)大區(qū)級(jí)的功率傳輸，了解各大區(qū)電力系統(tǒng)的平安情況。各級(jí)調(diào)度中心的根本義務(wù)大區(qū)網(wǎng)局調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)搜集和監(jiān)控、經(jīng)濟(jì)調(diào)度和平安分析。進(jìn)展負(fù)荷預(yù)測，制定開停機(jī)方案、水火電經(jīng)濟(jì)調(diào)度日分配方案，閉環(huán)或開環(huán)指點(diǎn)自動(dòng)發(fā)電控制。省(市)間和有關(guān)大區(qū)網(wǎng)的供受電量的方案編制和分析。進(jìn)展潮流、穩(wěn)定、短路電流及離線或在線的經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)分析計(jì)算，經(jīng)過計(jì)算機(jī)通訊校核各種分析計(jì)算的正確性并上報(bào)下傳?？偨Y(jié)：管轄假設(shè)干省調(diào)及大型電廠和500kV，330kV變電站；維持系統(tǒng)的頻率，執(zhí)行水火電結(jié)合調(diào)度方案和調(diào)峰，保證全系統(tǒng)的穩(wěn)定與平安。各級(jí)調(diào)度中心的根本義務(wù)省級(jí)調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)搜集和監(jiān)控。必需對(duì)電網(wǎng)中的開關(guān)形狀，電壓程度，功率進(jìn)展采集計(jì)算，進(jìn)展控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度。進(jìn)展負(fù)荷預(yù)測，制定開停機(jī)方案、水火電經(jīng)濟(jì)調(diào)度日分配方案，編制地域間和省間有關(guān)網(wǎng)的供受電量的方案，閉環(huán)或開環(huán)指點(diǎn)自動(dòng)發(fā)電控制。進(jìn)展記錄如功率總加，開關(guān)變位，存檔和制表打印。進(jìn)展潮流、穩(wěn)定、短路電流及離線或在線的經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)分析計(jì)算，經(jīng)過計(jì)算機(jī)通訊校核各種分析計(jì)算的正確性并上報(bào)下傳。總結(jié)：管轄假設(shè)干地調(diào)及中小型電廠和220kv變電站；保證省屬電力系統(tǒng)的平安和經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證電能質(zhì)量，執(zhí)行自動(dòng)發(fā)電控制，實(shí)行平安分析和平安控制。各級(jí)調(diào)度中心的根本義務(wù)地域調(diào)度中心采集當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)的各種信息，進(jìn)展平安監(jiān)控。進(jìn)展有關(guān)站點(diǎn)〔直接站點(diǎn)和集控站點(diǎn)〕的遠(yuǎn)方操作，變壓器分接頭調(diào)理，電力電容器的投切等。用電負(fù)荷的管理?？偨Y(jié)：管轄假設(shè)干縣調(diào)、配電控制中心和110kV及以下的變電站；對(duì)地域電力系統(tǒng)實(shí)行監(jiān)視和控制，用電負(fù)荷的管理以及電壓和無功功率的優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)。各級(jí)調(diào)度中心的根本義務(wù)縣級(jí)調(diào)度中心根據(jù)不同類型實(shí)現(xiàn)不同程度的數(shù)據(jù)采集和平安監(jiān)視功能。有條件的縣調(diào)可實(shí)現(xiàn)機(jī)組起停、斷路器遠(yuǎn)方操作和電力電容器的投切。負(fù)荷分配、負(fù)荷控制。向上級(jí)調(diào)度發(fā)送必要的實(shí)時(shí)信息?？偨Y(jié)：縣級(jí)那么主要是分配負(fù)荷和負(fù)荷控制。6電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀等式約束 系統(tǒng)中發(fā)出的總有功、無功任何時(shí)候同系統(tǒng)中的有功、無功負(fù)荷〔包括線損〕相平衡。不等式約束涉及平安運(yùn)轉(zhuǎn)的參數(shù)應(yīng)處于允許范圍內(nèi)。五種運(yùn)轉(zhuǎn)形狀正常形狀警戒形狀緊急形狀系統(tǒng)解體恢復(fù)形狀正常運(yùn)轉(zhuǎn)形狀〔滿足負(fù)荷需求，進(jìn)展經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)〕平安恢復(fù)形狀〔重新并列，恢復(fù)對(duì)用戶供電〕警戒形狀〔預(yù)防性控制〕系統(tǒng)解體〔切機(jī)、切負(fù)荷、斷開線路〕緊急形狀〔緊急控制〕貯藏系數(shù)減小或干擾概率增大不平安危險(xiǎn)系統(tǒng)解列系統(tǒng)堅(jiān)持原狀解列切負(fù)荷超越不等式約束條件為什么要聯(lián)網(wǎng)？減少備用容量。缺點(diǎn)時(shí)不同電網(wǎng)間相互援助。綜合利用水力、火力、核能等發(fā)電能源，以處理能源資源與負(fù)荷分布地域間的不平衡。利用時(shí)差和季節(jié)錯(cuò)開負(fù)荷頂峰，減少總的裝機(jī)容量。采用大容量機(jī)組，節(jié)省投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。我國目前的電網(wǎng)情況 特點(diǎn)：大電網(wǎng)、大電廠、大機(jī)組、高電壓輸電、高度自動(dòng)控制加速建立特高壓電網(wǎng)〔750kV示范工程已于2005年投產(chǎn)，1000kV示范工程正在建立〕裝機(jī)容量超越2000MW電網(wǎng)11個(gè)已構(gòu)成330kV、500kV主網(wǎng)架構(gòu)造