第五章電力系統(tǒng)調(diào)度自動化

第5章電力系統(tǒng)調(diào)度自動化５.1概述保證供電優(yōu)良的質(zhì)量保證系統(tǒng)運行經(jīng)濟性保證供電安全保證強有力的事故處理措施一、電力系統(tǒng)調(diào)度的基本任務

控制電力系統(tǒng)運行方式，使之在正常和事故輕況下，安全經(jīng)濟高質(zhì)量的供電．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=∑Qload2、保證系統(tǒng)運行經(jīng)濟性（2）在確定的網(wǎng)絡結構下，系統(tǒng)運行經(jīng)濟性取決于調(diào)度方案大機組比小機組效率高新機組比舊機組效率高高壓輸電比低壓輸電經(jīng)濟（1）規(guī)劃是系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的前提電廠選址、輸電線路的長度與電壓等級3、保證供電安全，承受事故沖擊（1）事故原因外因雷雨、風暴、雪鳥獸內(nèi)因設備內(nèi)部隱患人員操作水平欠佳（2）預想事故分析對運行的系統(tǒng)，預想若干事故進行分析、計算，選擇適當運行方式。4保證強有力的事故處理措施保證強有力的事故處理措施恢復運行國家調(diào)度機構跨省、自治區(qū)、直轄市調(diào)度機構省、自治區(qū)、直轄市級調(diào)度機構省轄市級調(diào)度機構縣級調(diào)度機構二、電力系統(tǒng)的分區(qū)分級調(diào)度國家調(diào)度中心網(wǎng)局調(diào)度中心地區(qū)調(diào)度中心省級調(diào)度中心縣級調(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能量管理系統(tǒng)（EMS）監(jiān)控功能：現(xiàn)場測量、狀態(tài)信息及控制信號的雙向交換協(xié)調(diào)功能：安全監(jiān)控、調(diào)度管理、計劃三、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）第一階段：

布線邏輯式遠動技術四遙：遙測、遙信、遙控、遙調(diào)第二階段：計算機技術SCADA——EMS第三階段：計算機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術集中式——分布式——開放式四、調(diào)度自動化的發(fā)展5.2遠方終端（（RTU）一、遠方終終端的概念念遠方終端（（RTU）又稱遠動動終端，是是電網(wǎng)監(jiān)視視和控制系系統(tǒng)中安裝裝在發(fā)電廠廠或變電站站的一種遠遠動裝置，，檢測并傳傳輸各終端端（發(fā)電廠廠或變電站站）的信息息，并執(zhí)行行調(diào)度中心心發(fā)給廠、、所的命令令。二、、遠方方終終端端的的任任務務數(shù)據(jù)據(jù)采采集集數(shù)據(jù)據(jù)通通信信執(zhí)行行命命令令其他他功功能能1、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)采采集集（1）模擬擬量量：：P、Q、U、I（2）數(shù)字字量量：：電電廠廠壩壩前前、、壩壩后后水水位位等等（3）脈沖沖量量：：脈脈沖沖電電能能表表的的輸輸出出脈脈沖沖（（電電能能計計量量））（4）開關關量量：：斷斷路路器器、、隔隔離離開開關關、、繼繼電電保保護護的的狀狀態(tài)態(tài)YCYX2、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)通通信信向調(diào)調(diào)度度中中心心發(fā)發(fā)送送采采集集的的本本廠廠、、所所數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)接收收調(diào)調(diào)度度端端下下達達的的各各種種命命令令3、執(zhí)執(zhí)行行命命令令根據(jù)據(jù)接接收收的的命命令令，，完完成成YK、YT操作作YK：YXYT：YC4、其其他他功功能能當?shù)氐毓δ苣埽海猴@顯示示、、打打印印自診診斷斷功功能能：：死死機機自自動動恢恢復復，，自自動動監(jiān)監(jiān)視視主主、、備備用用通通信信信信道道及及切切換換功功能能三、、RTU的結結構構主CPU分CPU地址址總總線線：：選選通通四、、模模入入模模出出通通道道1、模模入入通通道道逐次次逼逼近近式式V/F轉換換式式（1）逐逐次次逼逼近近式式電壓壓形形成成回回路路采樣樣保保持持低通通濾濾波波多路路轉轉換換開開關關A/D轉換換電壓壓形形成成回回路路香農(nóng)農(nóng)定定理理：：采采樣樣頻頻率率≥2倍輸輸入入信信號號最最高高頻頻率率限制制輸輸入入信信號號最最高高頻頻率率，，降降低低采采樣樣頻頻率率低通通濾濾波波電量量變變換換強弱弱電電信信號號隔隔離離A/D轉換換：：模擬擬天天平平稱稱重重法法，，最最高高電電壓壓砝砝碼碼與與之之比比較較電壓壓砝砝碼碼總總和和多路路轉轉換換開開關關：：受CPU控制制的的高高速速電電子子切切換換開開關關，，被選選通通的的一一路路可可進進入入A/D轉換換器器五、、開開入入開開出出通通道道開入入：：光光電電耦耦合合器器開出出：：光光敏敏三三極極管管5.3數(shù)據(jù)據(jù)通通信信的的通通信信規(guī)規(guī)約約一、并行傳輸輸與串行傳輸輸1基本原理并行傳輸機理：8位二進制，8+1根線，每根線線傳送一位碼碼元特點：傳輸速速度快（百兆兆字節(jié)/s），通信規(guī)約約簡單所需信號線多多，成本高應用：傳輸距距離短、高速速的場合串行傳輸機理：一回傳傳輸線（2根），一個一一個碼元傳輸輸特點：所需信信號線少，成成本低傳輸速度慢，，通信規(guī)約復復雜應用：廠、所所與調(diào)度普遍遍應用2串行數(shù)據(jù)的發(fā)發(fā)送和接收3串行傳輸?shù)母窀袷剑?）異步傳輸存在起始位和和終止位，有有效信息比低低，傳輸效率率低（2）同步傳輸無起始位和終終止位，有效效信息長，傳傳輸效率高二、數(shù)據(jù)通信信中的傳輸速速率和誤碼率率碼元：每個信信號脈沖為一一個碼元（1，0）或（（+1，-1）數(shù)碼率率：每每秒傳傳送碼碼元數(shù)數(shù)，Bd信息速速率：：系統(tǒng)統(tǒng)每秒秒傳送送的信信息量量，bit誤碼率率：數(shù)數(shù)據(jù)傳傳輸后后錯誤誤碼元元數(shù)與與總碼碼元數(shù)數(shù)之比比，10-5或10-6差錯控控制：：對錯錯誤信信號進進行糾糾正，，奇校驗驗和偶偶校驗驗奇校驗驗和偶偶校驗驗奇校驗驗：使使檢測測到的的代碼碼中““1”的個數(shù)數(shù)為奇奇數(shù)偶校驗驗：使使檢測測到的的代碼碼中““1”的個數(shù)數(shù)為偶偶數(shù)有效信信息1011001附加奇奇校驗驗位1合成碼碼1011001[1]1010001110010011有效信信息1011001附加奇奇校驗驗位0合成碼碼1011001[0]1011001110010010三、數(shù)數(shù)據(jù)通通信方方式數(shù)據(jù)單單向傳傳送，，只能能發(fā)送送或只只能接接受指指令可互為為發(fā)、、收端端，采采用切切換方方式分分時交交替進進行可同時時發(fā)送送和接接收數(shù)數(shù)據(jù)。。4線五、遠遠距離離數(shù)據(jù)據(jù)通信信系統(tǒng)統(tǒng)的基基本模模型信源：：電網(wǎng)網(wǎng)中各各種信信息源源，P、Q、U、I等信源編編碼器器：A/D轉換等等信道編編碼器器：保保護所所傳送送的信信息內(nèi)內(nèi)容，，增加加保護護碼元元調(diào)制解解調(diào)器器：將將基帶帶數(shù)字字信號號調(diào)制制傳送送，減減弱弱干擾擾信道：：信號號遠距距離傳傳送的的載體體六、數(shù)數(shù)字信信號的的調(diào)制制與解解調(diào)1調(diào)制與解調(diào)調(diào)的意義基帶數(shù)字信信號諧波成成分多，占占用頻帶很很寬傳統(tǒng)信道多多為模擬信信號設計直接進行傳傳輸波形畸畸變較大，，容易失真真調(diào)制器（Modulator）解解調(diào)器（（Demodulator）2調(diào)制方法數(shù)字調(diào)幅數(shù)字調(diào)頻數(shù)字調(diào)相絕對相對七、局域網(wǎng)網(wǎng)及其應用用令牌環(huán)以太網(wǎng)八、現(xiàn)場總總線RS-422/RS485實時性差；；主從控制制現(xiàn)場總線雙向串行的的多節(jié)點數(shù)數(shù)字通信系系統(tǒng)七、局域網(wǎng)網(wǎng)及其應用用令牌環(huán)以太網(wǎng)九、通信規(guī)約1基本問題（1）概念（2）內(nèi)容語言；操作作步驟；查查錯及其應應對方法（3）組成代碼；控制制字符；格格式；應答答方式；通通信方式…循環(huán)式通信信規(guī)約（按按約定的次次序循環(huán)發(fā)發(fā)送）占用通道多多問答式通信信規(guī)約（有有問必答，，無問不答答）多臺RTU共用一個通通道提高數(shù)據(jù)傳傳送速度通道適應性性強2、種類十、通信信信道電力載波通通信光纖通信微波中繼通通信1電力載波通通信可靠性高經(jīng)濟性好，，無需單獨獨架設和維維護線路電力系統(tǒng)基基本通信方方式2光纖通信形式上為有有線通信方方式優(yōu)越的通信信性能3微波中繼通通信頻帶寬，300MHz~300GHz抗干擾性強強，通信穩(wěn)穩(wěn)定方向性強設備復雜，，技術要求求水平高5.4調(diào)度中心的的計算機系系統(tǒng)1前置機（1）值班主機機與系統(tǒng)服務務器及SCADA工作站通信信與各RTU通信，通信信規(guī)約處理理切換裝置的的動作設置終端服服務器的參參數(shù)（2）備用主機機監(jiān)聽值班主主機工作情情況監(jiān)聽次要通通道的信息息2終端服務器器16個串行通信信口雙備份64個RTU需要8臺終端服務務器3切換方式模式一模式二4通道設備調(diào)制解調(diào)器器：模擬信信號光電隔離板板：數(shù)字信信號長線驅(qū)動器器：數(shù)字信信號，電纜纜較長5.5自動發(fā)電控控制一、AGC的基本功能能1、使發(fā)電電自動跟蹤蹤電力系統(tǒng)統(tǒng)負荷變化化2、響應負負荷的發(fā)電電的隨機變變化，維持持電力系統(tǒng)統(tǒng)頻率為額額定值3、在各區(qū)區(qū)域間分配配系統(tǒng)發(fā)電電功率，維維持區(qū)域間間凈交換功功率為計劃劃值4、對周期期性的負荷荷變化按發(fā)發(fā)電計劃調(diào)調(diào)整發(fā)電功功率5、監(jiān)視和和調(diào)整備用用容量，滿滿足電力系系統(tǒng)安全要要求二、AGC的一般過程程基點功率Pi調(diào)節(jié)功率PR期望功率P三、AGC與其他應用用軟件的關關系發(fā)電計劃水電計劃交換計劃檢修計劃狀態(tài)估計安全約束四、發(fā)電計計劃發(fā)電計劃：：火電系統(tǒng)統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度度水電計劃：：水火電協(xié)協(xié)調(diào)計劃交換計劃劃自協(xié)調(diào)方方式電力交易易市場模模式協(xié)商調(diào)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(zhì)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(diào)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，