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1、第三章 电力系统调度自动化概述制作人：雷霞制作人：雷霞(Dispatching Automation)主要内容n重点：重点：电力系统的运行状态，调度自动化电力系统的运行状态，调度自动化系统的管理结构，任务系统的管理结构，任务n难点：难点：调度自动化系统的结构调度自动化系统的结构n电力系统的运行、监控与调度自动化电力系统的运行、监控与调度自动化n调度自动化的结构及功能调度自动化的结构及功能第一节第一节 电力系统的运行、监控电力系统的运行、监控与调度自动化与调度自动化n一、电力系统的运行状态一、电力系统的运行状态(operating states)n电力系统运行的基本要求：电力系统运行的基本要求：
2、n(1)保证安全可靠地发供电；保证安全可靠地发供电；(security and reliability)n(2)要有合格的电能质量；要有合格的电能质量；(quality)n(3)要有良好的经济性。要有良好的经济性。(economy)调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化一、电力系统的运行状态一、电力系统的运行状态调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化等式约束条件等式约束条件不等式约束条件不等式约束条件一、电力系统的运行状态一、电力系统的运行状态调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化extreme(extremis)alertemergencynormalrestorationsepara
3、tionpreventive controlemergency control二、调度自动化在电力系统中二、调度自动化在电力系统中的地位与作用的地位与作用n信息就地处理系统：局部的、事后的信息就地处理系统：局部的、事后的n全局的、事先的全局的、事先的n与信息就地处理系统互相补充与信息就地处理系统互相补充调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化三、电力系统的分层控制三、电力系统的分层控制调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化三、电力系统的分层控制三、电力系统的分层控制n我国电网调度的基本原则：我国电网调度的基本原则：n1、统一调度、统一调度电网调度机构统一组织全网调度计划的编制和电网调度机构统
4、一组织全网调度计划的编制和执行执行统一指挥全网的运行操作和事故处理统一指挥全网的运行操作和事故处理统一布置和指挥全网的调峰、调频和调压统一布置和指挥全网的调峰、调频和调压统一协调和规定全网继电保护、安全自动装置、统一协调和规定全网继电保护、安全自动装置、调度自动化系统和调度通信系统的运行调度自动化系统和调度通信系统的运行调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化三、电力系统的分层控制三、电力系统的分层控制n1、统一调度、统一调度统一协调水电厂水库的合理运用统一协调水电厂水库的合理运用按照规章制度统一协调有关电网运行的各种关按照规章制度统一协调有关电网运行的各种关系系n在形式上表现为调度业务上，下
5、级调度必在形式上表现为调度业务上，下级调度必须服从上级调度的指挥须服从上级调度的指挥调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化三、电力系统的分层控制三、电力系统的分层控制n2、分级管理、分级管理n(1)信息分层采集，必要信息转发给上一级信息分层采集，必要信息转发给上一级调度部门，上一级调度只向下一级调度发调度部门，上一级调度只向下一级调度发出总指标，由下一级调度进行控制；出总指标，由下一级调度进行控制；n(2)局部控制系统的故障，一般不会影响其局部控制系统的故障，一般不会影响其他控制部分，各分层间部分互为备用；他控制部分，各分层间部分互为备用；n(3)降低了信息流量，减少了通信投资；降低了信息流
6、量，减少了通信投资；n(4)结构灵活，利于变更或扩建。结构灵活，利于变更或扩建。调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化三、电力系统的分层控制三、电力系统的分层控制n3、分层控制、分层控制n(1)电力系统调度组织结构一般都是分层的；电力系统调度组织结构一般都是分层的；n(2)系统可靠性提高；系统可靠性提高；n(3)系统响应改善。系统响应改善。调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化四、电力系统调度自动化系统的四、电力系统调度自动化系统的发展发展n1、早期阶段、早期阶段n2、远动技术的应用、远动技术的应用n 数据采集与监视控制数据采集与监视控制(Supervisory Control and D
7、ata Acquisition,SCADA)n3、以计算机技术为基础的调度自动化技术、以计算机技术为基础的调度自动化技术的应用的应用n能量管理系统能量管理系统(Energy Management System,EMS)n4、调度自动化系统数据网络的建立、调度自动化系统数据网络的建立调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化广域测量系统广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)n当前广域测量系统（当前广域测量系统（WAMSWAMS）的）的PMU(PMU(Phasor Measurement Unit)装置以装置以GPSGPS为采样基准，为采样基准，能全网同步
8、采集机组和线路的电压、电流能全网同步采集机组和线路的电压、电流以及重要的开关保护信号；并能计算得到以及重要的开关保护信号；并能计算得到电压和电流相量、频率和频率变化率、机电压和电流相量、频率和频率变化率、机组和线路功率、发电机内电势组和线路功率、发电机内电势(功角功角)以及以及根据机组键相信号实测机组功角；同时还根据机组键相信号实测机组功角；同时还能提供扰动触发的暂态记录。能提供扰动触发的暂态记录。广域测量系统广域测量系统n基于基于PMUPMU的广域测量系统能实现对电力系统的广域测量系统能实现对电力系统动态过程的监测，其测量的数据能反映系动态过程的监测，其测量的数据能反映系统的动态行为特征。广
9、域测量系统为电力统的动态行为特征。广域测量系统为电力系统提供了新的测量和监控手段，其突出系统提供了新的测量和监控手段，其突出的优点是：可以在时间空间幅值三维的优点是：可以在时间空间幅值三维坐标下同时观察电力系统全局的机电动态坐标下同时观察电力系统全局的机电动态过程全貌。过程全貌。智能调度智能调度n调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术，协调电力系络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术，协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解
10、列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系。智能化调度的核心是在线实时决策指挥，目标防御体系。智能化调度的核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防。是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防。n智能化调度的关键技术包括：智能化调度的关键技术包括：n1 1）系统快速仿真与模拟（）系统快速仿真与模拟（fast simulation and fast simulation and modelingmodeling，FSMFSM）。）。n2 2）智能预警技术。）智能预警技术。n3 3）优化调度技术。）优化调度技术。n4
11、4）预防控制技术，事故处理和事故恢复技术）预防控制技术，事故处理和事故恢复技术(如电网故障如电网故障智能化辨识及其恢复智能化辨识及其恢复)。n5 5）智能数据挖掘技术。）智能数据挖掘技术。n6 6）调度决策可视化技术。）调度决策可视化技术。调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化四、电力系统调度自动化系统的四、电力系统调度自动化系统的发展发展n5、世界上典型的调度管理模式、世界上典型的调度管理模式n(1)统一电网、统一调度统一电网、统一调度n(2)联合电网、统一调度联合电网、统一调度n(3)联合电网、联合调度联合电网、联合调度五、调度自动化系统及数据网络的五、调度自动化系统及数据网络的安全防护
12、安全防护调度自动化调度自动化调度自动化调度自动化第二节第二节 调度自动化的结构及功能调度自动化的结构及功能n一、结构一、结构结构及功能结构及功能结构及功能结构及功能二、调度自动化系统的任务二、调度自动化系统的任务n1、保证供电质量的优良、保证供电质量的优良n2、保证系统运行的经济性、保证系统运行的经济性n3、保证较高的安全水平、保证较高的安全水平选用足够的承选用足够的承受事故冲击能力的运行方式受事故冲击能力的运行方式n4、保证提供强有力的事故处理措施、保证提供强有力的事故处理措施结构及功能结构及功能结构及功能结构及功能三、功能三、功能n1、SCADA数据的采集和监视数据的采集和监视n2、协调、
13、协调离线：整定值离线：整定值在线：自动调频在线：自动调频结构及功能结构及功能结构及功能结构及功能四、主要内容四、主要内容n1、数据采集和监控、数据采集和监控n(1)数据采集数据采集DA(Data Acquisiton)n(2)数据预处理及报警数据预处理及报警(Calculation&Alarm)n(3)事故顺序记录事故顺序记录SOE(Sequence of Events)n(4)事故追忆事故追忆PDR(Post Disturbance Review)n(5)远方控制远方控制(Control)n(6)远方调整远方调整(Adjustment)结构及功能结构及功能结构及功能结构及功能四、主要内容四、
14、主要内容n(7)趋势曲线趋势曲线(Trend)和棒图和棒图(Bar graph)n(8)历史数据存储历史数据存储(History)和制表打印和制表打印(Report)n(9)系统统一时钟系统统一时钟(Clock)n(10)模拟盘接口模拟盘接口(Mimic Board Interface)结构及功能结构及功能结构及功能结构及功能四、主要内容四、主要内容n2、自动发电控制、自动发电控制(AGC)和经济调度控制和经济调度控制(EDC)n3、电力系统状态估计、电力系统状态估计SE(State Estimator)n(1)网络接线分析网络接线分析n(2)潮流计算（包括三相潮流）潮流计算（包括三相潮流）n(3)状态估计状态估计n(4)负荷预报负荷预报n(5)短路电流计算短路电流计算n(6)电压电压/无功优化等。无功优化等。结构及功能结构及功能结构及功能结构及功能四、主要内容四、主要内容n4、安全分析、安全分析SA(Security Analysis)n(1)静态安全分析；静态安全分析；n(2)动态安全分析。动态安全分析。n5、调度员模拟培训系统、调度员模拟培训系统(DTS,Dispatcher Training System)结构及功能结构及功能结构及功能结构及功能