五章電力系統(tǒng)調度自動化

第5章電力系統(tǒng)調度自動化５.1概述保證供電電優(yōu)良的的質量保證系統(tǒng)統(tǒng)運行經(jīng)經(jīng)濟性保證供電電安全保證強有有力的事事故處理理措施一、電力力系統(tǒng)調調度的基基本任務務控制電力力系統(tǒng)運運行方式式，使之之在正常常和事故故輕況下下，安全全經(jīng)濟高高質量的的供電．．１、保證供電電優(yōu)良的的質量（1）電能質質量要求求U=UN,f=fN（2）措施∑Pg=∑Pload∑Qg=∑Qload2、保證系系統(tǒng)運行行經(jīng)濟性性（2）在確定定的網(wǎng)絡絡結構下下，系統(tǒng)統(tǒng)運行經(jīng)經(jīng)濟性取取決于調調度方案案大機組比比小機組組效率高高新機組比比舊機組組效率高高高壓輸電電比低壓壓輸電經(jīng)經(jīng)濟（1）規(guī)劃是是系統(tǒng)運運行經(jīng)濟濟性的前前提電廠選址址、輸電電線路的的長度與與電壓等等級3、保證供供電安全全，承受受事故沖沖擊（1）事故原原因外因雷雨、風風暴、雪雪鳥獸內(nèi)因設備內(nèi)部部隱患人員操作作水平欠欠佳（2）預想事事故分析析對運行的的系統(tǒng)，，預想若若干事故故進行分分析、計計算，選選擇適當當運行方方式。4保證強有有力的事事故處理理措施保證強有有力的事事故處理理措施恢復運行行國家調度度機構跨省、自自治區(qū)、、直轄市市調度機機構省、自治治區(qū)、直直轄市級級調度機機構省轄市級級調度機機構縣級調度度機構二、電力力系統(tǒng)的的分區(qū)分分級調度度國家調度中心網(wǎng)局調度中心地區(qū)調度中心省級調度中心縣級調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能量管理理系統(tǒng)（（EMS）監(jiān)控功能能：現(xiàn)場場測量、、狀態(tài)信信息及控控制信號號的雙向向交換協(xié)調功能能：安全全監(jiān)控、、調度管管理、計計劃三、電力力系統(tǒng)調調度自動動化系統(tǒng)統(tǒng)的功能能電力系統(tǒng)統(tǒng)監(jiān)控系系統(tǒng)（SCADA）第一階段段：布線邏輯輯式遠動動技術四遙：遙遙測、遙遙信、遙遙控、遙遙調第二階段段：計算算機技術術SCADA———EMS第三階段段：計算算機技術術、通信信技術、、網(wǎng)絡技技術集中式——分布式——開放式四、調度度自動化化的發(fā)展展5.2遠方終端端（RTU）一、遠方方終端的的概念遠方終端端（RTU）又稱遠遠動終端端，是電電網(wǎng)監(jiān)視視和控制制系統(tǒng)中中安裝在在發(fā)電廠廠或變電電站的一一種遠動動裝置，，檢測并并傳輸各各終端（（發(fā)電廠廠或變電電站）的的信息，，并執(zhí)行行調度中中心發(fā)給給廠、所所的命令令。二、遠方終端端的任務務數(shù)據(jù)采集集數(shù)據(jù)通信信執(zhí)行命令令其他功能能1、數(shù)據(jù)采采集（1）模擬量量：P、Q、U、I（2）數(shù)字量：：電廠壩壩前、壩壩后水位位等（3）脈沖量：：脈沖電電能表的的輸出脈脈沖（電電能計量量）（4）開關量：：斷路器器、隔離離開關、、繼電保保護的狀狀態(tài)YCYX2、數(shù)據(jù)通通信向調度中中心發(fā)送送采集的的本廠、、所數(shù)據(jù)據(jù)接收調度度端下達達的各種種命令3、執(zhí)行命命令根據(jù)接收收的命令，完完成YK、YT操作YK：YXYT：YC4、其他功功能當?shù)毓δ苣埽猴@示示、打印印自診斷功功能：死死機自動動恢復，，自動監(jiān)監(jiān)視主、、備用通通信信道道及切換換功能三、RTU的結構主CPU分CPU地址總線線：選通通四、模入入模出通通道1、模入通通道逐次逼近近式V/F轉換式（1）逐次逼逼近式電壓形成成回路采樣保持持低通濾波波多路轉換換開關A/D轉換電壓形成成回路香農(nóng)定理理：采樣樣頻率≥2倍輸入信信號最高高頻率限制輸入入信號最最高頻率率，降低低采樣頻頻率低通濾波波電量變換換強弱電信信號隔離離A/D轉換：模擬天平平稱重法法，最高高電壓砝砝碼與之之比較電壓砝碼碼總和多路轉換換開關：：受CPU控制的高高速電子子切換開開關，被選通的的一路可可進入A/D轉換器五、開入入開出通通道開入：光光電耦合合器開出：光光敏三極極管5.3數(shù)據(jù)通信信的通信信規(guī)約一、并行行傳輸與與串行傳傳輸1基本原理理并行傳輸輸機理：8位二進制制，8+1根線，每每根線傳傳送一位位碼元特點：傳傳輸速度度快（百百兆字節(jié)節(jié)/s），通信信規(guī)約簡簡單所需信號號線多，，成本高高應用：傳傳輸距離離短、高高速的場場合串行傳輸輸機理：一一回傳輸輸線（2根），一一個一個個碼元傳傳輸特點：所所需信號號線少，，成本低低傳輸速度度慢，通通信規(guī)約約復雜應用：廠廠、所與與調度普普遍應用用2串行數(shù)據(jù)據(jù)的發(fā)送送和接收收3串行傳輸輸?shù)母袷绞剑?）異步傳傳輸存在起始始位和終終止位，，有效信信息比低低，傳輸輸效率低低（2）同步傳傳輸無起始位位和終止止位，有有效信息息長，傳傳輸效率率高二、數(shù)據(jù)據(jù)通信中中的傳輸輸速率和和誤碼率率碼元：每每個信號號脈沖為為一個碼碼元（1，0）或（+1，-1）數(shù)碼率：：每秒傳傳送碼元元數(shù)，Bd信息速率率：系統(tǒng)統(tǒng)每秒傳傳送的信信息量，，bit誤碼率：：數(shù)據(jù)傳傳輸后錯錯誤碼元元數(shù)與總總碼元數(shù)數(shù)之比，，10-5或10-6差錯控制制：對錯錯誤信號號進行糾糾正，奇校驗和和偶校驗驗奇校驗和和偶校驗驗奇校驗：：使檢測測到的代代碼中““1”的個數(shù)為為奇數(shù)偶校驗：：使檢測測到的代代碼中““1”的個數(shù)為為偶數(shù)有效信息息1011001附加奇校校驗位1合成碼1011001[1]]1010001110010011有效信息息1011001附加奇校校驗位0合成碼1011001[0]]1011001110010010三、數(shù)據(jù)據(jù)通信方方式數(shù)據(jù)單向向傳送，，只能發(fā)發(fā)送或只只能接受受指令可互為發(fā)發(fā)、收端端，采用用切換方方式分時時交替進進行可同時發(fā)發(fā)送和接接收數(shù)據(jù)據(jù)。4線五、遠距距離數(shù)據(jù)據(jù)通信系系統(tǒng)的基基本模型型信源：電電網(wǎng)中各各種信息息源，P、Q、U、I等信源編碼碼器：A/D轉換等信道編碼碼器：保保護所傳傳送的信信息內(nèi)容容，增加加保護碼碼元調制解調調器：將將基帶數(shù)數(shù)字信號號調制傳傳送，減減弱干干擾信道：信信號遠距距離傳送送的載體體六、數(shù)字字信號的的調制與與解調1調制與解解調的意義基帶數(shù)字字信號諧諧波成分分多，占占用頻帶帶很寬傳統(tǒng)信道道多為模模擬信號號設計直接進行行傳輸波波形畸變變較大，，容易失失真調制器（（Modulator）解解調器器（Demodulator）2調制方法法數(shù)字調幅幅數(shù)字調頻頻數(shù)字調相相絕對相對七、局域域網(wǎng)及其其應用令牌環(huán)以太網(wǎng)八、現(xiàn)場場總線RS-422//RS485實時性差差；主從從控制現(xiàn)場總線線雙向串行行的多節(jié)節(jié)點數(shù)字字通信系系統(tǒng)七、局域域網(wǎng)及其其應用令牌環(huán)以太網(wǎng)九、通信規(guī)約約1基本問題題（1）概念（2）內(nèi)容語言；操操作步驟驟；查錯錯及其應應對方法法（3）組成代碼；控控制字符符；格式式；應答答方式；；通信方方式…循環(huán)式通通信規(guī)約約（按約約定的次次序循環(huán)環(huán)發(fā)送））占用通道道多問答式通通信規(guī)約約（有問問必答，，無問不不答）多臺RTU共用一個個通道提高數(shù)據(jù)據(jù)傳送速速度通道適應應性強2、種類十、通信信信道電力載波波通信光纖通信信微波中繼繼通信1電力載波波通信可靠性高高經(jīng)濟性好好，無需需單獨架架設和維維護線路路電力系統(tǒng)統(tǒng)基本通通信方式式2光纖通信信形式上為為有線通通信方式式優(yōu)越的通通信性能能3微波中繼繼通信頻帶寬，，300MHz~~300GHz抗干擾性性強，通通信穩(wěn)定定方向性強強設備復雜雜，技術術要求水水平高5.4調度中心心的計算算機系統(tǒng)統(tǒng)1前置機（1）值班主主機與系統(tǒng)服服務器及及SCADA工作站通通信與各RTU通信，通通信規(guī)約約處理切換裝置置的動作作設置終端端服務器器的參數(shù)數(shù)（2）備用主主機監(jiān)聽值班班主機工工作情況況監(jiān)聽次要要通道的的信息2終端服務務器16個串行通通信口雙備份64個RTU需要8臺終端服服務器3切換方式式模式一模式二4通道設備備調制解調調器：模模擬信號號光電隔離離板：數(shù)數(shù)字信號號長線驅動動器：數(shù)數(shù)字信號號，電纜纜較長5.5自動發(fā)電電控制一、AGC的基本功功能1、使發(fā)發(fā)電自動動跟蹤電電力系統(tǒng)統(tǒng)負荷變變化2、響應應負荷的的發(fā)電的的隨機變變化，維維持電力力系統(tǒng)頻頻率為額額定值3、在各各區(qū)域間間分配系系統(tǒng)發(fā)電電功率，，維持區(qū)區(qū)域間凈凈交換功功率為計計劃值4、對周周期性的的負荷變變化按發(fā)發(fā)電計劃劃調整發(fā)發(fā)電功率率5、監(jiān)視視和調整整備用容容量，滿滿足電力力系統(tǒng)安安全要求求二、AGC的一般過過程基點功率率Pi調節(jié)功率率PR期望功率率P三、AGC與其他應應用軟件件的關系系發(fā)電計劃劃水電計劃劃交換計劃劃檢修計劃劃狀態(tài)估計計安全約束束四、發(fā)電電計劃發(fā)電計劃劃：火電電系統(tǒng)經(jīng)經(jīng)濟調度度水電計劃劃：水火火電協(xié)調調計劃交換計劃劃自協(xié)調方方式電力交易易市場模模式協(xié)商調度度模式檢修計劃劃發(fā)電計劃劃是EMS中發(fā)電級級的核心心應用軟軟件五、電力力系統(tǒng)負負荷預測測1分類按范圍按時間1小時以以內(nèi)，用用于質量量控制、、安全監(jiān)監(jiān)視、預預防控制制1日到1周，火火電分配配，水火火協(xié)調1月到1年，機組組檢修數(shù)年到數(shù)數(shù)十年，，電源發(fā)發(fā)展，網(wǎng)網(wǎng)絡規(guī)劃劃2電力系統(tǒng)統(tǒng)負