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1、,第5章 电力系统调度自动化,.1 概述,保证供电优良的质量保证系统运行经济性保证供电安全保证强有力的事故处理措施,一、电力系统调度的基本任务控制电力系统运行方式，使之在正常和事故轻况下，安全经济高质量的供电,、保证供电优良的质量,（1）电能质量要求U=UN,f=fN（2）措施Pg=PloadQg=Qload,2、保证系统运行经济性,（2）在确定的网络结构下，系统运行经济性取决于调度方案大机组比小机组效率高新机组比旧机组效率高高压输电比低压输电经济,（1）规划是系统运行经济性的前提电厂选址、输电线路的长度与电压等级,3、保证供电安全，承受事故冲击,（1）事故原因外因 雷雨、风暴、雪 鸟兽内因
2、设备内部隐患 人员操作水平欠佳,（2）预想事故分析 对运行的系统，预想若干事故进行分析、计算，选择适当运行方式。,4 保证强有力的事故处理措施,保证强有力的事故处理措施恢复运行,国家调度机构跨省、自治区、直辖市调度机构省、自治区、直辖市级调度机构省辖市级调度机构县级调度机构,二、电力系统的分区分级调度,能量管理系统（EMS）,监控功能：现场测量、状态信息及控制信号的双向交换协调功能：安全监控、调度管理、计划,三、电力系统调度自动化系统的功能,电力系统监控系统（SCADA）,第一阶段：布线逻辑式远动技术四遥：遥测、遥信、遥控、遥调第二阶段：计算机技术SCADA EMS第三阶段：计算机技术、通信技
3、术、网络技术集中式分布式开放式,四、调度自动化的发展,5.2 远方终端（RTU）,一、远方终端的概念,远方终端（RTU）又称远动终端，是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，检测并传输各终端（发电厂或变电站）的信息，并执行调度中心发给厂、所的命令。,二、远方终端的任务,数据采集数据通信执行命令其他功能,1、数据采集,（1）模拟量：P、Q、U、I,（2）数字量：电厂坝前、坝后水位等,（3）脉冲量：脉冲电能表的输出脉冲（电能计量）,（4）开关量：断路器、隔离开关、继电保护的状态,YC,YX,2、数据通信,向调度中心发送采集的本厂、所数据接收调度端下达的各种命令,3、执行命令,根据
4、接收的命令，完成YK、YT操作YK：YXYT：YC,4、其他功能,当地功能：显示、打印自诊断功能：死机自动恢复，自动监视主、备用通信信道及切换功能,三、RTU的结构,主CPU,分CPU,地址总线：选通,四、模入模出通道,1、模入通道逐次逼近式V/F转换式,（1）逐次逼近式,电压形成回路,采样保持,低通滤波,多路转换开关,A/D转换,电压形成回路,香农定理：采样频率2倍输入信号最高频率限制输入信号最高频率，降低采样频率,低通滤波,电量变换强弱电信号隔离,A/D转换：模拟天平称重法，最高电压砝码与之比较 电压砝码总和,多路转换开关：受CPU控制的高速电子切换开关，被选通的一路可进入A/D转换器,五
5、、开入开出通道,开入：光电耦合器,开出：光敏三极管,5.3 数据通信的通信规约,一、并行传输与串行传输 1 基本原理,并行传输机理：8位二进制，8+1根线，每根线传送一位码元特点：传输速度快（百兆字节/s），通信规约简单 所需信号线多，成本高应用：传输距离短、高速的场合串行传输机理：一回传输线（2根），一个一个码元传输特点：所需信号线少，成本低 传输速度慢，通信规约复杂应用：厂、所与调度普遍应用,2 串行数据的发送和接收3 串行传输的格式,（1）异步传输存在起始位和终止位，有效信息比低，传输效率低,（2）同步传输无起始位和终止位，有效信息长，传输效率高,二、数据通信中的传输速率和误码率,码元：
6、每个信号脉冲为一个码元（1，0）或（+1，-1）数码率：每秒传送码元数，Bd信息速率：系统每秒传送的信息量，bit误码率：数据传输后错误码元数与总码元数之比，10-5或 10-6差错控制：对错误信号进行纠正，奇校验和偶校验,奇校验和偶校验,奇校验：使检测到的代码中“1”的个数为奇数偶校验：使检测到的代码中“1”的个数为偶数,有效信息1011001,附加奇校验位1,合成码10110011,1010001110010011,有效信息1011001,附加奇校验位0,合成码10110010,1011001110010010,三、数据通信方式,数据单向传送，只能发送或只能接受指令,可互为发、收端，采用切
7、换方式分时交替进行,可同时发送和接收数据。4线,五、远距离数据通信系统的基本模型,信源：电网中各种信息源，P、Q、U、I等,信源编码器：A/D转换等,信道编码器：保护所传送的信息内容，增加保护码元,调制解调器：将基带数字信号调制传送，减弱干扰,信道：信号远距离传送的载体,六、数字信号的调制与解调,1 调制与解调的意义基带数字信号谐波成分多，占用频带很宽传统信道多为模拟信号设计直接进行传输波形畸变较大，容易失真调制器（Modulator）解调器（Demodulator）,2 调制方法,数字调幅数字调频数字调相绝对相对,七、局域网及其应用,令牌环以太网,八、现场总线,RS-422/RS485实时性
8、差；主从控制现场总线双向串行的多节点数字通信系统,七、局域网及其应用,令牌环以太网,九、通信规约,1 基本问题（1）概念（2）内容语言；操作步骤；查错及其应对方法（3）组成代码；控制字符；格式；应答方式；通信方式,循环式通信规约（按约定的次序循环发送）占用通道多问答式通信规约（有问必答，无问不答）多台RTU共用一个通道 提高数据传送速度 通道适应性强,2、种类,十、通信信道,电力载波通信光纤通信微波中继通信,1 电力载波通信,可靠性高经济性好，无需单独架设和维护线路电力系统基本通信方式,2 光纤通信,形式上为有线通信方式优越的通信性能,3 微波中继通信,频带宽，300MHz300GHz抗干扰性
9、强，通信稳定方向性强设备复杂，技术要求水平高,5.4 调度中心的计算机系统,1 前置机,（1）值班主机与系统服务器及SCADA工作站通信与各RTU通信，通信规约处理切换装置的动作设置终端服务器的参数（2）备用主机监听值班主机工作情况监听次要通道的信息,2 终端服务器,16个串行通信口双备份64个 RTU需要8台终端服务器,3 切换方式,模式一模式二,4 通道设备调制解调器：模拟信号光电隔离板：数字信号长线驱动器：数字信号，电缆较长,5.5 自动发电控制,一、AGC的基本功能,1、使发电自动跟踪电力系统负荷变化2、响应负荷的发电的随机变化，维持电力系统频率为额定值3、在各区域间分配系统发电功率，
10、维持区域间净交换功率为计划值4、对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率5、监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求,二、AGC的一般过程,基点功率Pi调节功率PR期望功率P,三、AGC与其他应用软件的关系,发电计划水电计划交换计划检修计划状态估计安全约束,四、发电计划,发电计划：火电系统经济调度水电计划：水火电协调计划交换计划自协调方式电力交易市场模式协商调度模式检修计划,发电计划是EMS中发电级的核心应用软件,五、电力系统负荷预测 1 分类,按范围按时间,1小时以内，用于质量控制、安全监视、预防控制,1日到1周，火电分配，水火协调,1月到1年，机组检修,数年到数十年，电源发展，网络规划,2 电力系统负荷预测的要求及影响因素,要求：精度影响因素：负荷变化规律模型算法,3 电力系统负荷预测的模型,L(t)=B(t)+W(t)+S(t)+V(t),时刻t的正常负荷分量,时刻t的天气敏感负荷,时刻t的特别事件负荷,时刻t的随机分量负荷,4 电力系统负荷预测的方法,线性外推法线性回归法时间序列法卡尔曼滤波法人工神经网络法灰色理论,
