供配電系統(tǒng)與自動化技術(shù)總復(fù)習(xí)

供配電自動化技術(shù)與系統(tǒng)本課程內(nèi)容共分為六部分：第一部分概述第二部分電力系統(tǒng)測控裝置的基本原理第三部分變電站綜合自動化系統(tǒng)第四部分電網(wǎng)調(diào)度自動化第五部分配電系統(tǒng)自動化及配電管理系統(tǒng)（DMS）第六部分自動化系統(tǒng)的電磁兼容3/432023/2/3電力系統(tǒng)自動化——作用電力系統(tǒng)自動化是現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證.保證安全可靠運(yùn)行包括：輸變電設(shè)備的正常操作、故障的快速切除和恢復(fù)，均通過自動裝置才能保證安全、可靠。保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行最少的一次能源產(chǎn)生更多的電力。電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行，降低網(wǎng)損等，沒有自動化系統(tǒng)的參與是很難實(shí)現(xiàn)。保證優(yōu)質(zhì)電能暫態(tài)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量:電壓偏差、頻率偏差,波形畸變（諧波）,三相不平衡度,電壓波動閃變4/432023/2/3電力系統(tǒng)自動化——作用電力系統(tǒng)自動化是現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證.保證安全可靠運(yùn)行包括：輸變電設(shè)備的正常操作、故障的快速切除和恢復(fù)，均通過自動裝置才能保證安全、可靠。保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行最少的一次能源產(chǎn)生更多的電力。電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行，降低網(wǎng)損等，沒有自動化系統(tǒng)的參與是很難實(shí)現(xiàn)。保證優(yōu)質(zhì)電能暫態(tài)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量:電壓偏差、頻率偏差,波形畸變（諧波）,三相不平衡度,電壓波動閃變5/432023/2/3電力系統(tǒng)自動化的主要內(nèi)容按管理區(qū)域分電網(wǎng)調(diào)度自動化(發(fā)電輸電，配電)發(fā)電廠自動化(火電廠，水電廠，其他電廠)變電站自動化按自動控制角度頻率和有功控制電壓和無功控制斷路器的控制安全自動控制基礎(chǔ)問題：數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)傳輸（通信）調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要功能1、變電站自動化－完成對變電站運(yùn)行的綜合控制；－完成遙測、遙信數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳；－完成控制中心對變電站電氣設(shè)備的遙控及遙調(diào)；－實(shí)現(xiàn)變電站的無人值守。2、電網(wǎng)調(diào)度自動化－能量管理系統(tǒng)EMS－數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(SCADA)－自動發(fā)電控制(AGC)和經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制(LK)－網(wǎng)絡(luò)接線分析、狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、負(fù)荷預(yù)報(bào)等－安全分析：靜態(tài)安全分析和動態(tài)安全分析兩類。－調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)(DTS)調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要功能3、配電系統(tǒng)自動化－配電管理系統(tǒng)DMS配電管理系統(tǒng)是是一種對變電、配電到用電過程進(jìn)行監(jiān)視、控制、管理的綜合自動化系統(tǒng)。包括配電自動化(DA)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、配電信息管理系統(tǒng)(MIS)、需求側(cè)管理(DSM)等幾部分。EMS與DMS的關(guān)系第二章測控裝置的基本原理2.1概述2.2模擬量信息采集系統(tǒng)的硬件構(gòu)成2.3交流采樣軟件2.4常用交流采樣算法2.5

開關(guān)量信息采集系統(tǒng)2.6脈沖量/數(shù)字量輸入電路2.7

測控單元設(shè)計(jì)測控裝置的基本原理2.1概述基本測控單元2需采集的信息一、微機(jī)系統(tǒng)1.CPU(中央處理器)2.存儲器3.定時器/計(jì)數(shù)器除了計(jì)時外：觸發(fā)采樣信號VFC型A/D轉(zhuǎn)換關(guān)鍵部件4.Watchdog抗干擾：

若程序受干擾后失控，

讓系統(tǒng)自動復(fù)位二、模擬量輸入/輸出回路1.測量信號輸入模擬量->數(shù)字量2.控制信號輸出

數(shù)字量->模擬量三、開關(guān)量輸入/輸出回路1.人機(jī)接口2.跳閘信號3.閉鎖信號4.……2.1變電站綜合自動化系統(tǒng)的典型硬件結(jié)構(gòu)★需要哪些硬件呢？四、人機(jī)對話接口回路1.調(diào)試2.定值整定3.工作方式設(shè)定4.動作行為記錄5.系統(tǒng)通信6.……★需要哪些硬件呢？五、通信回路功能：完成自動化裝置間

通信及信息遠(yuǎn)傳。1.監(jiān)控子系統(tǒng)2.微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)3.自動控制子系統(tǒng)4.……5.調(diào)度控制中心★需要哪些硬件呢？六、電源功能：提供整套變電站綜合自動化系統(tǒng)中功能模塊所需要的直流穩(wěn)壓電源，一般是利用交流電源經(jīng)整流后產(chǎn)生不同電壓等級的直流，以保證整個裝置的可靠供電。2.1變電站綜合自動化系統(tǒng)的典型硬件結(jié)構(gòu)★需要哪些硬件呢？需采集的信息模擬量開關(guān)量數(shù)字量脈沖量非電量2.2模擬量信息采集系統(tǒng)的硬件構(gòu)成測控裝置直流采樣和交流采樣第3章變電站綜合自動化一、變電站綜合自動化的概念將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化的軟硬件系統(tǒng)稱為變電站綜合自動化系統(tǒng)，是利用多臺微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)。是自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。功能綜合化（綜合vs.獨(dú)立）結(jié)構(gòu)分布、分層、分散化操作監(jiān)視屏幕化通信局域網(wǎng)絡(luò)化、光纜化運(yùn)行管理智能化測量顯示數(shù)字化二、變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)變電站綜合自動化目標(biāo)：將變電站的保護(hù)、測量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動融為一體，使得數(shù)據(jù)共享、資源共享，提高自動化的功效。提高變電站的技術(shù)水平和管理水平；提高電網(wǎng)和設(shè)備的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行水平；降低運(yùn)行維護(hù)成本；提高供電質(zhì)量，并促進(jìn)配電系統(tǒng)自動化。三、

變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能變電站綜合自動化的主要內(nèi)容：實(shí)時監(jiān)視電網(wǎng)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常自動報(bào)警，防止事故擴(kuò)大。事故狀態(tài)下，迅速隔離和消除事故，限制事故范圍。完成變電站運(yùn)行參數(shù)的在線計(jì)算，保證電能質(zhì)量的自動和遙控調(diào)整。1、高壓輸電線路的主保護(hù)和后備保護(hù)

2、主變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)

3、無功補(bǔ)償電容器組的保護(hù)

4、母線保護(hù)

5、配電線路的保護(hù)

6、不完全接地系統(tǒng)的單相接地選線繼電保護(hù)功能：變電站綜合自動化的基本功能：微機(jī)保護(hù)的優(yōu)越性：

1、靈活性強(qiáng)

2、綜合判斷能力強(qiáng)

3、性能穩(wěn)定、可靠性高

4、微機(jī)保護(hù)利用微機(jī)的記憶功能，可明顯改善保護(hù)性能、提高保護(hù)的靈敏性

5、微機(jī)保護(hù)利用微機(jī)的智能特性，可實(shí)現(xiàn)故障自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)

6、體積小、功能全

7、運(yùn)行維護(hù)工作量小、現(xiàn)場調(diào)試方便繼電保護(hù)功能：變電站綜合自動化的基本功能：諧波分析與監(jiān)視：諧波源的監(jiān)視、諧波的治理測量、監(jiān)視和控制功能：時間順序記錄SOE數(shù)據(jù)采集：

1、模擬量的采集：有直流采樣（有效值、均值）和交流采樣（瞬時值）兩種方式

2、狀態(tài)量的采集：各種開關(guān)狀態(tài)、位置

3、脈沖量的采集：主要是電能量的采集，目前也可用軟件計(jì)算故障記錄、故障錄波和故障測距操作控制功能安全監(jiān)視功能：越限告警，裝置失電、異常監(jiān)視人機(jī)聯(lián)系功能：顯示畫面和數(shù)據(jù)、輸入數(shù)據(jù)、人工控制操作、診斷與維護(hù)打印功能數(shù)據(jù)處理與記錄功能變電站綜合自動化的基本功能：低頻減負(fù)荷控制

備用電源自投控制小電流接地選線控制電壓、無功綜合控制：造成系統(tǒng)電壓下降的主要原因是系統(tǒng)的無功功率不足或無功功率分布不合理。對發(fā)電廠來說，主要的調(diào)壓手段是調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵磁；在變電站主要的調(diào)壓手段是調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器分接頭位置和控制無功補(bǔ)償電容器自動控制智能裝置的功能：變電站綜合自動化的基本功能：與上級調(diào)度通信：采集、上傳數(shù)據(jù)和信息，接收下達(dá)操作、控制、修改定值等命令（完成新型RTU全部功能）

現(xiàn)場級通信：自動化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機(jī)（監(jiān)控主機(jī)）和各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和信息交換遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通信功能：變電站綜合自動化的基本功能：自恢復(fù)：系統(tǒng)停機(jī)時，自動產(chǎn)生自恢復(fù)信號，將對外圍接口重新初始化，保留歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無擾動的軟、硬件自恢復(fù)自診斷：自變電站綜合自動化系統(tǒng)硬件、軟件故障的自動診斷自動切換：雙機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)其中一臺主機(jī)故障時，所有工作自動切換到另一臺主機(jī)（所有數(shù)據(jù)不能丟失）自診斷、自恢復(fù)和自切換功能：變電站綜合自動化的基本功能：分散與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式（目前國內(nèi)最流行的方式）

分散：配電線路（出

線）的保護(hù)采用分散

式結(jié)構(gòu)，就地與相應(yīng)

的一次設(shè)備安裝在一

起。（注意：與分布

的含義不同）集中：高壓線路（進(jìn)

線）和主變的保護(hù)采

用集中組屏的結(jié)構(gòu)，

集中安裝在控制室或

保護(hù)室。變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式變電站綜合自動化系統(tǒng)的自動裝置1電壓、無功綜合自動控制裝置2備用電源自動投入裝置3故障錄波裝置4自動按頻率減負(fù)荷裝置5小電流接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置1電壓、無功綜合自動控制裝置狀態(tài)識別原理-九區(qū)圖定義：備用電源自動投入裝置，簡稱備自投。是工作電源斷開后，能夠迅速將備用電源或備用設(shè)備自動投入工作的自動裝置。備自投是保障對用戶連續(xù)供電的重要措施。2備用電源自動投入裝置備用電源的配置方式明備用：

系統(tǒng)正常運(yùn)行時，備用電源不工作。備用電源的配置方式暗備用：

系統(tǒng)正常運(yùn)行時，備用電源也投入運(yùn)行。

備用電源自動投入裝置的特點(diǎn)

1、工作電源確實(shí)斷開后，備用電源才投入

2、備用電源自動投入切除工作電源斷路器必須經(jīng)延時

3、手動跳開工作電源，備用電源自動投入裝置不動作

4、應(yīng)具有閉鎖備用電源自動投入裝置的功能

5、備用電源不滿足有壓條件，備用電源自動投入裝置不動作

6、工作母線失壓必須檢查工作電源無流

7、備用電源自動投入裝置只允許動作一次★是電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，能迅速直接地記錄下與故障有關(guān)的運(yùn)行參數(shù)的一種自動記錄裝置。★相當(dāng)于“黑匣子”。規(guī)程規(guī)定在主要發(fā)電廠、220kV及以上變電站應(yīng)裝設(shè)?！镉涗泝?nèi)容除一般參數(shù)（電壓、電流、開關(guān)量）外，還包括有功、無功、非周期分量的初值電流及衰減時間常數(shù)、系統(tǒng)頻率變化及各種參數(shù)變化的準(zhǔn)確時間等。故障錄波裝置一、故障錄波裝置的作用1、正確分析事故原因，為事故處理提供依據(jù)2、評價保護(hù)、自動裝置的正確性3、尋找故障點(diǎn)4、分析研究振蕩規(guī)律5、分析錄波圖，發(fā)現(xiàn)缺陷消除隱患6、實(shí)測系統(tǒng)參數(shù)，對理論計(jì)算參數(shù)作修正★故障錄波的實(shí)現(xiàn)方式1、保護(hù)裝置兼作故障錄波 微機(jī)保護(hù)都有故障錄波功能，一般記錄8個周波：故障前三周，故障后五周。用于分析保護(hù)是否正確動作，不滿足動態(tài)全過程記錄的要求。2、專用的故障錄波裝置 記錄時間長，例如達(dá)600s。滿足系統(tǒng)動態(tài)過程分析、校核電力系統(tǒng)計(jì)算程序參數(shù)的要求。變電站信息傳輸?shù)膬?nèi)容一、變電站內(nèi)的信息傳輸內(nèi)容

1、現(xiàn)場一次設(shè)備與間隔層間的信息傳輸

2、間隔層間的信息交換 3、間隔層與變電站層的信息

二綜合自動化系統(tǒng)與控制中心的通信內(nèi)容

1、遙測信息 2、遙信信息 3、遙控信息 4、遙調(diào)信息綜合自動化系統(tǒng)必須兼有RTU的全部功能，應(yīng)該能夠?qū)⑺杉哪M量和開關(guān)狀態(tài)信息，以及事件順序記錄等遠(yuǎn)傳至調(diào)度端；同時應(yīng)該能接收調(diào)度端下達(dá)的各種操作、控制、修改定值等命令。即完成新型RTU等全部四遙功能。

綜合自動化系統(tǒng)的通信方案第一節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)度自動化一、電網(wǎng)調(diào)度的目標(biāo)1、可靠性2、電能質(zhì)量3、經(jīng)濟(jì)性4、環(huán)保二、穩(wěn)定性和安全性的定義穩(wěn)定性：電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中受到擾動后，能否憑借自身的調(diào)整或控制設(shè)備的作用，恢復(fù)到原有穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，或過渡到一個新的可接受的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)并繼續(xù)運(yùn)行的能力。安全性：電力系統(tǒng)在出現(xiàn)可信事故(是指系統(tǒng)正常運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障)之后，設(shè)備不過負(fù)荷，且網(wǎng)絡(luò)上的變量不偏離允許范圍，在此條件下系統(tǒng)應(yīng)滿足用戶負(fù)荷要求的能力。第四章電網(wǎng)調(diào)度自動化第一節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)度自動化三、電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)正常狀態(tài)：負(fù)荷約束和運(yùn)行約束都被滿足的狀態(tài)；安全： 沒有任何一個可信事故會導(dǎo)致系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到緊急狀態(tài)不安全： 反之緊急狀態(tài)：對運(yùn)行約束有重大破壞的狀態(tài)，如故障導(dǎo)致系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性或電壓穩(wěn)定性被破壞；恢復(fù)狀態(tài)：負(fù)荷約束被破壞的狀態(tài)，如故障元件被切除后，導(dǎo)致部分受影響的用戶供電中斷。第四章電網(wǎng)調(diào)度自動化一、調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1)采集調(diào)度中心管轄的發(fā)電廠、變電站中各種表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時數(shù)據(jù)。采集的量包括遙測量、遙信量，電度量，水庫水位，氣象信息以及繼電保護(hù)的動作信號等。2)接受上級調(diào)度中心根據(jù)需要發(fā)出的操作、控制和調(diào)節(jié)命令，直接操作或轉(zhuǎn)發(fā)給本地執(zhí)行單元或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行量包括開關(guān)投切操作命令，變壓器分接頭位置切換操作，發(fā)電機(jī)功率調(diào)整、電壓調(diào)整，電容電抗器投切，發(fā)電/調(diào)相切換甚至修改繼電保護(hù)的整定值。上述功能在廠站端由綜合遠(yuǎn)動裝置或遠(yuǎn)方終端裝置(RTU,RemoteTerminalUnit）實(shí)現(xiàn)。1、數(shù)據(jù)采集和控制執(zhí)行子系統(tǒng)2、信息傳輸子系統(tǒng)將信息采集子系統(tǒng)采集的信息通過信息傳輸系統(tǒng)及時、無誤地傳送給電網(wǎng)調(diào)度控制中心，也將電網(wǎng)調(diào)度控制中心的遙控遙調(diào)命令下發(fā)給廠站控制單元。信息傳輸主要采用光纖、微波和電力線載波等方式。4、人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)將計(jì)算分析的結(jié)果以對調(diào)度員最為方便的形式顯示給調(diào)度員，調(diào)度員也通過該系統(tǒng)下達(dá)決策命令，實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的控制。人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)包括模擬盤、圖形顯示器、控制臺鍵盤，音響報(bào)警系統(tǒng)，記錄打印繪圖系統(tǒng)等。3、信息處理子系統(tǒng)（核心）電網(wǎng)調(diào)度自動化的核心：SCADA/EMS數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA,SupervisoryControlAndDataAcquisition)能量管理系統(tǒng)(EMS，EnergyManagementSystem)EMS應(yīng)用軟件從功能上區(qū)分可分為3級：①數(shù)據(jù)收集級；②能量管理級；③網(wǎng)絡(luò)分析級。數(shù)據(jù)收集級應(yīng)用軟件是SCADA系統(tǒng)軟件，它是EMS的基本應(yīng)用軟件，它處理電網(wǎng)調(diào)度中心的實(shí)時數(shù)據(jù)，下發(fā)調(diào)度控制命令；能量管理級和網(wǎng)絡(luò)分析級應(yīng)用軟件有時統(tǒng)稱為EMS高級應(yīng)用軟件，主要用于對電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行分析和決策計(jì)算。第一節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)度自動化四、電網(wǎng)調(diào)度穩(wěn)定性措施預(yù)防控制措施：當(dāng)系統(tǒng)不安全時，必然存在一個可能出現(xiàn)的故障會導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，為防患于未然而提前采取的控制措施就稱為預(yù)防控制措施。緊急控制措施：當(dāng)故障已經(jīng)發(fā)生，系統(tǒng)出現(xiàn)了一些違反運(yùn)行約束的現(xiàn)象，如線路電流增大、節(jié)點(diǎn)電壓偏低、發(fā)電機(jī)角度和角速度振蕩等，為消除這些現(xiàn)象而采取的控制措施則稱為緊急控制?；謴?fù)控制措施：在故障切除后，為恢復(fù)用戶供電而采取的控制措施稱為恢復(fù)控制。第四章電網(wǎng)調(diào)度自動化第一節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)度自動化五、電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)分級和調(diào)度基本原則國調(diào)－網(wǎng)調(diào)－省調(diào)－地調(diào)－縣調(diào)統(tǒng)一調(diào)度；分級管理；分層控制六、電網(wǎng)調(diào)度的任務(wù)1、預(yù)測負(fù)荷2、編制發(fā)電計(jì)劃3、倒閘操作：下達(dá)線路倒閘操作指令。4、事故處理：發(fā)生事故后，正確及時處理事故，盡快回復(fù)供電。5、經(jīng)濟(jì)調(diào)度：按照等微增率安排機(jī)組出力。第四章電網(wǎng)調(diào)度自動化四、電網(wǎng)調(diào)度穩(wěn)定性措施預(yù)防控制措施：當(dāng)系統(tǒng)不安全時，必然存在一個可能出現(xiàn)的故障會導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，為防患于未然而提前采取的控制措施就稱為預(yù)防控制措施。緊急控制措施：當(dāng)故障已經(jīng)發(fā)生，系統(tǒng)出現(xiàn)了一些違反運(yùn)行約束的現(xiàn)象，如線路電流增大、節(jié)點(diǎn)電壓偏低、發(fā)電機(jī)角度和角速度振蕩等，為消除這些現(xiàn)象而采取的控制措施則稱為緊急控制。恢復(fù)控制措施：在故障切除后，為恢復(fù)用戶供電而采取的控制措施稱為恢復(fù)控制。第一節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)度自動化1、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(SCADA)：功能2、狀態(tài)估計(jì)：數(shù)據(jù)預(yù)處理3、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觯汗δ?、負(fù)荷預(yù)測5、優(yōu)化潮流計(jì)算6、安全分析：靜態(tài)安全分析和動態(tài)安全分析7、無功/電壓控制8、自動發(fā)電控制(AGC)9、經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制10、調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)(DTS)第二節(jié)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能一、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膶?shí)時確定即實(shí)時結(jié)線分析。實(shí)時處理開關(guān)信息的變化，自動劃分發(fā)電廠、變電站的計(jì)算用節(jié)點(diǎn)，形成新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)線，確定連通的最大子網(wǎng)絡(luò)。同時在新的網(wǎng)絡(luò)圖上分配量測，為后續(xù)的在線網(wǎng)絡(luò)分析程序提供可供計(jì)算用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和實(shí)時運(yùn)行參數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)線分析包括對廠站的結(jié)線分析和對系統(tǒng)的結(jié)線分析第三節(jié)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)1、狀態(tài)估計(jì)的必要性SCADA數(shù)據(jù)庫存在下面明顯缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)不齊全數(shù)據(jù)不精確受干擾時會出現(xiàn)不良數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)不和諧第三節(jié)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)2、狀態(tài)估計(jì)的功能得到最接近于系統(tǒng)真實(shí)狀態(tài)的最佳估計(jì)值對生數(shù)據(jù)進(jìn)行不良數(shù)據(jù)（或叫壞數(shù)據(jù)）的檢測與辨識，刪除或改正不良數(shù)據(jù)推算出齊全而精確的電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)糾正偶爾會出現(xiàn)的開關(guān)狀態(tài)遙信錯誤估計(jì)某些可疑或未知的設(shè)備參數(shù)以現(xiàn)有數(shù)據(jù)預(yù)測未來的趨勢和可能出現(xiàn)的狀態(tài)確定合理的測點(diǎn)數(shù)量和合理的測點(diǎn)分布第三節(jié)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)3、狀態(tài)估計(jì)的步驟1）假定數(shù)學(xué)模型。2）狀態(tài)估計(jì)計(jì)算3）不良數(shù)據(jù)的檢測：檢查是否有不良測值混入或有結(jié)構(gòu)錯誤信息

4）不良數(shù)據(jù)的辨識：確定具體的不良數(shù)據(jù)或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)錯誤信息的過程。

第三節(jié)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)5、最小二乘法狀態(tài)估計(jì)原理（1）目的：計(jì)算得到系統(tǒng)狀態(tài)變量的估計(jì)值。（2）要求滿足下面的目標(biāo)準(zhǔn)則：使計(jì)算得到的狀態(tài)變量的估計(jì)值所對應(yīng)的測量估計(jì)值與真實(shí)測量值之差的平方和最小。（3）具體實(shí)現(xiàn)：建立目標(biāo)函數(shù)

J(x)=(z-h(x))T(z-h(x))

對目標(biāo)函數(shù)求導(dǎo)數(shù)并取為零，可以求解出極小值對應(yīng)的狀態(tài)估計(jì)量。第三節(jié)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)一、安全分析的概念從電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的角度來看，應(yīng)該用預(yù)想事故分析的方法來預(yù)先知道系統(tǒng)是否存在隱患，即處在所謂不安全正常狀態(tài)，以便及早采取相應(yīng)的預(yù)防控制措施，防患于未然。這便是電力系統(tǒng)安全分析（或稱電力系統(tǒng)安全評估）的目的。電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，通常是指在突發(fā)事故擾動下，系統(tǒng)保證避免發(fā)生廣泛波及性供電中斷的能力。由于安全性是對事故后果進(jìn)行分析，涉及到系統(tǒng)事故后的穩(wěn)態(tài)行為即暫態(tài)行為，安全性分析亦稱之為預(yù)想事故分析，分為：靜態(tài)安全分析和動態(tài)安全分析。第四節(jié)安全分析與安全控制二、靜態(tài)安全分析靜態(tài)安全分析：只考慮事故后系統(tǒng)重新進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的安全性，而不考慮從當(dāng)前運(yùn)行向事故后穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變的暫態(tài)過程。1、靜態(tài)安全分析的用途：

對一個輸電系統(tǒng)規(guī)劃方案而言，利用靜態(tài)安全分析可以進(jìn)行事故預(yù)想，可以校驗(yàn)其承受事故的能力；系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行發(fā)電系統(tǒng)和輸電系統(tǒng)規(guī)劃時，應(yīng)利用靜態(tài)安全分析考慮各種可能的設(shè)備開斷情況，并評估其后果是否滿足安全性的要求。對運(yùn)行中的電力系統(tǒng)而言，可以檢驗(yàn)其運(yùn)行方式及接線方式的安全性，進(jìn)而給出事故前后應(yīng)采用的防范措施或校正措施。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，為了避免過負(fù)荷和電壓越界引起的設(shè)備損壞，或由于過負(fù)荷設(shè)備在系統(tǒng)保護(hù)作用下退出運(yùn)行而導(dǎo)致大面積連鎖反應(yīng)性的停電，需要在線或?qū)崟r地進(jìn)行系統(tǒng)靜態(tài)安全分析。第四節(jié)安全分析與安全控制二、靜態(tài)安全分析2、靜態(tài)安全分析的方法預(yù)想事故的自動篩選：即在靜態(tài)安全分析中，先用簡化潮流計(jì)算方法對預(yù)想事故集中的每一個預(yù)想事故進(jìn)行近似計(jì)算，剔除明顯不會引起安全問題的預(yù)想事故，且按事故的嚴(yán)重性進(jìn)行排序，組成預(yù)想事故一覽表，然后用更精確的潮流算法對表中的事故依次進(jìn)行分析。3、快速潮流計(jì)算方法：

1）直流潮流法：用直流電流代替交流潮流，用解直流電路的方法求解有功潮流，計(jì)算速度快，精度低。

2）P-Q分解法：計(jì)算速度快，能同時計(jì)算潮流分布和節(jié)點(diǎn)電壓，同時估計(jì)過負(fù)荷和過電壓情況。

3）等值網(wǎng)絡(luò)法：網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)等值

第四節(jié)安全分析與安全控制三、動態(tài)安全分析校驗(yàn)假想事故發(fā)生后電力系統(tǒng)是否能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行的離線計(jì)算。一般采用數(shù)值積分法，逐時段求解描述電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的微分方程組，得到動態(tài)過程中狀態(tài)變量隨時間變化的曲線，以此判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。動態(tài)安全分析方法1、模式識別法2、李雅普諾夫法3、擴(kuò)展等面積定則（EEAC）法第四節(jié)安全分析與安全控制四、電力系統(tǒng)安全控制1、正常運(yùn)行狀態(tài)的安全控制為了保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的安全性(1)在編制運(yùn)行方式時就要進(jìn)行安全校核；(2)在實(shí)際運(yùn)行中，要對電力系統(tǒng)進(jìn)行不間斷的嚴(yán)密監(jiān)視，對電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)如頻率、電壓和線路潮流等不斷地進(jìn)行調(diào)整，始終保持盡可能的最佳狀態(tài)；(3)還要對可能發(fā)生的假想N－1事故進(jìn)行后果模擬分析；(4)當(dāng)確認(rèn)當(dāng)前屬不安全（警戒）狀態(tài)時，可對運(yùn)行中的電力系統(tǒng)采取預(yù)防性措施進(jìn)行預(yù)防性的安全校正。

四、電力系統(tǒng)安全控制2、緊急狀態(tài)時的安全控制（1）第一階段控制：事故后快速且有選擇地切除故障，由繼電保護(hù)和自動裝置完成。（2）第二階段控制：為防止故障擴(kuò)大，并保持系統(tǒng)穩(wěn)定，采取提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施，包括發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵磁、串聯(lián)或并聯(lián)強(qiáng)行補(bǔ)償、切除發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)快控汽門、動態(tài)電阻制動和特定條件的切負(fù)荷等。（3）第三階段控制：上述控制無效時，采取系統(tǒng)解列的控制措施。四、電力系統(tǒng)安全控制3、恢復(fù)狀態(tài)時的安全控制將已崩潰系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，首先將各獨(dú)立運(yùn)行的部分恢復(fù)電壓和頻率正常，消除各元件的過負(fù)荷狀態(tài)，再將各解列部分重新并列，并恢復(fù)停電用戶的供電。一、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的構(gòu)成第五節(jié)調(diào)度主站的硬件構(gòu)成二、調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——前置機(jī)系統(tǒng)接受RTU的遠(yuǎn)動信息。主要功能：1、對接受數(shù)據(jù)的預(yù)處理；2、向后臺機(jī)傳送信息；3、下發(fā)命令；4、向調(diào)度模擬屏傳送實(shí)時數(shù)據(jù)；5、具有轉(zhuǎn)發(fā)功能；6、對各個通道進(jìn)行監(jiān)視。第五節(jié)調(diào)度主站的硬件構(gòu)成第六節(jié)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動終端單元

一、電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動要完成的任務(wù)

任務(wù)：1、將電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)采集并傳送到調(diào)度中心（監(jiān)測）

2、接受調(diào)度中心下達(dá)的命令去調(diào)控電力系統(tǒng)中的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（控制）

二、RTU的功能1．?dāng)?shù)據(jù)采集模擬量(YC)；開關(guān)量(YX)；數(shù)字量(YC)；脈沖量(YC)等。2．?dāng)?shù)據(jù)通信3．執(zhí)行命令完成遙控(YK)、遙調(diào)(YT)等操作。4．其它功能(1)當(dāng)?shù)毓δ埽簩τ腥酥蛋嗟妮^大站點(diǎn)，如果配有CRT、打印機(jī)等，可完成顯示、打印功能；越限告警功能；事件順序記錄功能等。(2)自診斷功能：程序出軌死機(jī)時自行恢復(fù)功能；自動監(jiān)視主、備通信信道及切換功能；個別插件損壞診斷報(bào)告等功能。三、遠(yuǎn)動信息的基本內(nèi)容

電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動實(shí)現(xiàn)的功能通常又稱為“四遙”功能。為了實(shí)現(xiàn)這種“四遙”功能，遠(yuǎn)動信息的基本內(nèi)容包括：遙信信息、遙測信息、遙控信息和遙調(diào)信息。

遙測信息各種運(yùn)行參數(shù)，主要特點(diǎn)是隨著時間連續(xù)變化的模擬量。電量參數(shù)：電壓，電流，頻率，功率。非電量參數(shù)：溫度，水位，油位。1采集方式：電量----變送器（直流，交流）非電量----傳感器（直流量、數(shù)字量）2A/D3電量采集（脈沖、數(shù)字量）遙信信息狀態(tài)信號1、開關(guān)，刀閘的狀態(tài)信息2、保護(hù)、自動裝置的動作狀態(tài)3、發(fā)電機(jī)的開停機(jī)信號4、其他的運(yùn)行狀態(tài)信號（如事故總信號）特點(diǎn)：？（表示方式0，1）遙控信息改變設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的命令，如發(fā)電機(jī)的起停命令，斷路器的分合命令。電容器，電抗器的投切命令。特點(diǎn)：可靠性要求高。保證措施：返校。遙控實(shí)現(xiàn)步驟第一步，主站子站發(fā)送遙控選擇命令；第二步，子站向主站返送遙控返校信息；第三步，根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況，主站向子站下達(dá)遙控執(zhí)行命令或遙控撤消命令；第四步，如果是遙控執(zhí)行則RTU改變遙控輸出狀態(tài)，如果是遙控撤消則遙控狀態(tài)保持不變。遙調(diào)信息傳送改變設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的命令，如改變發(fā)電機(jī)有功出力(調(diào)速)和勵磁電流(調(diào)壓)的設(shè)定值，改變變壓器分接頭的位置。在廠站端遙調(diào)輸出的直流電壓、電流模擬量通常是由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器加電壓放大、電流放大來實(shí)現(xiàn)的。第七節(jié)遠(yuǎn)動系統(tǒng)信息傳送信息源：把消息轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬信號或是離散的數(shù)字信號輸出。信源編碼：對信息源發(fā)出的模擬信號完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到它所對應(yīng)的數(shù)字信號。信道編碼：按一定規(guī)則，在信息序列中添加冗余碼元，將信息序列變成較原來更長的二進(jìn)制數(shù)字序列，即碼字。通過信道編碼提高了信息序列的抗干擾能力，信道編碼也稱差錯控制編碼。一、數(shù)字通信系統(tǒng)模型調(diào)制：是將用數(shù)字序列表示的碼字變換成適合于在信道中傳輸?shù)男盘栃问剑腿胄诺?。電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動中，常采用數(shù)字調(diào)頻或數(shù)字調(diào)相的方法，將碼字中的”0”或“1”碼元，變成兩種同頻率或兩種不同相位的正弦交流信號。信道：是傳輸信號的通道。解調(diào)：是把從信道接收到的兩種不同頻率或兩種不同相位的正弦交流信號，還原成數(shù)字序列，即碼字。信道譯碼：根據(jù)信道編碼規(guī)則，對接收碼字進(jìn)行譯碼校驗(yàn)，達(dá)到檢出或糾正接收碼字中錯誤碼元的目的。信源譯碼：根據(jù)信源編碼規(guī)則，變接收信息序列為信息源輸出的對應(yīng)估值，并送給受信者予以顯示或打印等。二、通信方式

當(dāng)通信在點(diǎn)與點(diǎn)之間進(jìn)行時，按照信息傳輸?shù)姆较?，以及是否能雙向進(jìn)行，通信方式可分為單工通信、半雙工通信及全雙工通信三種。

單工通信：指信息的傳輸始終是一個方向，不能進(jìn)行與此相反方向的傳輸。單工通信線路一般采用二線制。

半雙工通信：指信息可以在兩個方向上傳輸，但某一時刻只限于一個方向，不能同時進(jìn)行雙向傳輸。半雙工通信采用二線制線路。

全雙工通信：指信息可以同時作雙向傳輸。全雙工通信線路一般采用四線制，若采用頻率分割法可用二線制線路。

SCADA系統(tǒng)中遠(yuǎn)動信息的通信方式應(yīng)當(dāng)采用全雙工通信方式或半雙工通信方式。三、遠(yuǎn)動信道三、遠(yuǎn)動信道第八節(jié)遠(yuǎn)動通信基本原理一、遠(yuǎn)動通信規(guī)約

循環(huán)式規(guī)約（CDT）

問答式規(guī)約（POLLING）1、循環(huán)式規(guī)約CDT廠站端將要發(fā)送的遠(yuǎn)動信息按規(guī)約的規(guī)定組成各種幀，再編排幀的順序，一幀一幀地循環(huán)向調(diào)度端傳送。信息的傳送是周期性的、周而復(fù)始的，發(fā)端不顧及收端的需要，也不要求收端給以回答。這種傳輸模式對信道質(zhì)量的要求較低，因?yàn)槿魏我粋€被干擾的信息可望在下一循環(huán)中得到它的正確值。

遠(yuǎn)動信息字都由48位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成。其中前8位是功能碼，區(qū)分不同信息內(nèi)容。信息碼是信息內(nèi)容，包括四遙信息。最后8位是校驗(yàn)碼，采用CRC校驗(yàn)。校驗(yàn)碼的生成規(guī)則：在信息字的前40位（功能碼和信息碼）后面添加8個零，再模二除以生成多項(xiàng)式g(x)=x8+x2+x+1，將所得余式作為8位校驗(yàn)碼。校驗(yàn)碼是用于檢錯和糾錯的部分，提高信息字在傳輸過程中抗信道干擾的能力。CDT傳輸規(guī)約：幀結(jié)構(gòu)

報(bào)文頭：3~4個字節(jié)，指出進(jìn)行問答的RTU的地址、報(bào)文所屬的類型、報(bào)文中數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)數(shù)。

數(shù)據(jù)區(qū)