【正文】 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 1 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 2 本章內(nèi)容 概述 遠(yuǎn)方終端 RTU 數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約 調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 自動(dòng)發(fā)電控制 EMS的網(wǎng)絡(luò)分析功能 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 3 第一節(jié) 概述 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 4 本節(jié)內(nèi)容 一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù) 二、電力系統(tǒng)的分區(qū)、分級(jí)調(diào)度 三、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能概述 四、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷程 五、 SCADA/EMS系統(tǒng)的子系統(tǒng)劃分 六、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 5 ? 保證優(yōu)良的供電質(zhì)量 ? 保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 ? 保證較高的安全水平 —— 選用具有足夠的承受事故沖擊能力的運(yùn)行方式 ? 保證提供強(qiáng)有力的事故處理措施 一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù) SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 6 １ .保證優(yōu)良的供電質(zhì)量 （ 1）電能質(zhì)量要求 U=UN, f=fN （ 2）措施 ∑ PG= ∑P load ∑Q G= ∑Q load 一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 7 2. 保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 （ 2）在確定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性取決于調(diào)度方案 大機(jī)組比小機(jī)組效率高 新機(jī)組比舊機(jī)組效率高 高壓輸電比低壓輸電經(jīng)濟(jì) （ 1）規(guī)劃是系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的前提 電廠選址、輸電線路的長(zhǎng)度與電壓等級(jí) 一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 8 3. 保證供電安全，承受事故沖擊 （ 1）事故原因 ? 外因： 雷雨、風(fēng)暴、雪、鳥(niǎo)獸 ? 內(nèi)因：設(shè)備內(nèi)部隱患、人員操作水平欠佳 （ 2）預(yù)想事故分析：對(duì)運(yùn)行的系統(tǒng)，預(yù)想若干事故進(jìn)行分析、計(jì)算，選擇適當(dāng)運(yùn)行方式。 一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 9 4. 保證強(qiáng)有力的事故處理措施 保證強(qiáng)有力的事故處理措施 恢復(fù)運(yùn)行 一、電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 10 國(guó)家調(diào)度機(jī)構(gòu) 跨省、自治區(qū)、直轄市調(diào)度機(jī)構(gòu) 省、自治區(qū)、直轄市級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu) 省轄市級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu) 縣級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu) 二、電力系統(tǒng)的分區(qū)、分級(jí)調(diào)度 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 11 □ ：中心調(diào)度； ○ ：省級(jí)調(diào)度中心； ● ：地區(qū)調(diào)度所或供電局 圖 5 1 分級(jí)調(diào)度示意圖 圖 5 2 分級(jí)調(diào)度結(jié)構(gòu) 二、電力系統(tǒng)的分區(qū)、分級(jí)調(diào)度（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 12 國(guó)家調(diào)度中心 網(wǎng)局調(diào)度中心 地區(qū)調(diào)度中心 省級(jí)調(diào)度中心 縣級(jí)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 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 13 ? 監(jiān)控功能： 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、狀態(tài)信息及控制信號(hào)的雙向交換 ? 協(xié)調(diào)功能： 安全監(jiān)控、調(diào)度管理、計(jì)劃 三、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能 能量管理系統(tǒng) （ EMS ） （ Energy Management System） 電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng) （ SCADA ） （ Supervisory Control and Data Acquisition） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 14 圖 53 EMS功能組合示意圖 SC A D A管理資料人工輸入 協(xié)調(diào)功能EMS （ 調(diào)度中心 ） RTU SC A D A)( E M S遠(yuǎn)方省調(diào))( S C A D A遠(yuǎn)方發(fā)電廠三、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 15 三、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能（續(xù)） ?電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制 ?電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì) ?電力系統(tǒng)安全分析和安全控制 ?電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制 ?電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化 ?電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè) ?電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制 ?電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率自動(dòng)控制 ?電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制 ?電力系統(tǒng)負(fù)荷管理 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 16 1． 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的初級(jí)階段 ? 布線邏輯式遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的采用： 四遙： 遙測(cè) 、 遙信 、 遙控 、 遙調(diào) 2． 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的第二階段 ? 電子計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)調(diào)度工作中的應(yīng)用： SCADA — EMS 3． 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的快速發(fā)展階段 ? 計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展： 集中式 — 分布式 — 開(kāi)放式（ SCADA／ EMS快速發(fā)展） 四、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷程 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 17 1. 支撐平臺(tái)子系統(tǒng) 2. SCADA子系統(tǒng) 3. AGC/EDC（ Automatic Generation Control/Economic Dispatch Control）子系統(tǒng) 4. 高級(jí)應(yīng)用軟件 PAS (Power system Application Software )子系統(tǒng) 5. 調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng) DTS（ Dispatcher Training Simulator） 6. 調(diào)度管理信息子系統(tǒng) DMIS (Dispatcher Management Information System) 五、 SCADA/EMS系統(tǒng)的子系統(tǒng)劃分 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 18 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備可以統(tǒng)稱為硬件 ，這是相對(duì)于各種功能程序－軟件而言的 。 它的核心是計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ， 其典型的系統(tǒng)構(gòu)成可參見(jiàn)圖 54和圖 55。 六、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 19 局 長(zhǎng) ? ? 總 工 等 開(kāi) 關(guān) 位 置 信 號(hào) 遙 控 、 遙 調(diào)執(zhí) 行 裝 置 變 送 器 （ 電 壓 、 電 流 、 功 率 等 ）遠(yuǎn) 方 終 端 R T U 調(diào) 制 解 調(diào) 器 M o d e m （ 電 力 載 波 機(jī) 、 微 波 機(jī) 、 光 纖 通 信 、 衛(wèi) 星 通 信 、 無(wú) 線 通 信 等 ） 調(diào) 度 端? ? 雙 重 局 域 網(wǎng) 管 理 網(wǎng) 前 置 信 息處 理 工 作 調(diào) 度 員工 作 站大 屏 幕 投 影終 端 服 務(wù) 器調(diào) 制 解 調(diào) 器M o d e m 網(wǎng) 絡(luò) 交 換 機(jī)信 道 設(shè) 備 廠 站 端 互 感 器 （ 電 壓 、 電 流 ） 電 力 系 統(tǒng) 圖 5 4 電 網(wǎng) 調(diào) 度 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 示 意 圖 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 20 E t h e r n e t 2E t h e r n e t 1圖 5 5 國(guó) 家 電 力 調(diào) 度 中 心 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 配 置A D M － 管 理 機(jī) （ A d m i n i s t r a t o r ） ；H F D － 歷 史 和 未 來(lái) 數(shù) 據(jù) （ H i s t o r i c a l a n d F u t u r e D a t a ） ；D T S － 調(diào) 度 員 培 訓(xùn) 系 統(tǒng) （ D i s p a t c h e r T r a i n i n g S y s t e m ） ；時(shí) 間 傳 輸 器S I N E C H 1時(shí) 間 傳 輸 器S I N E C H 1時(shí) 鐘 系 統(tǒng)人 機(jī) 接 口1 6 M BS P A R C 2雙 終 端? ?人 機(jī) 接 口1 6 M BS P A R C 2雙 終 端共 六 套D T S 服 務(wù) 器A D M / H F D備 用3 2 M BS P A R C 22網(wǎng) 絡(luò) 服 務(wù) 器 11 6 M BS P A R C 22通 信 服 務(wù) 器 13 2 M BS P A R C 2A D M / H F D服 務(wù) 器3 2 M BS P A R C 22模 擬 盤(pán) 服 務(wù) 器 11 6 M BS P A R C 2模 擬 盤(pán) 控 制 器模 擬 盤(pán) SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 21 第二節(jié) 遠(yuǎn)方終端 RTU SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 22 本節(jié)內(nèi)容 一、 RTU的任務(wù) 二、 RTU的結(jié)構(gòu) 三、模擬量輸入通道 四、模擬量輸出通道 五、開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 23 1．?dāng)?shù)據(jù)采集 ? 模擬量 (YC)；開(kāi)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。 一、 RTU的任務(wù) SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 24 4．其它功能 ? (1)當(dāng)?shù)毓δ埽?對(duì)有人值班的較大站點(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(shí)自行恢復(fù)功能；自動(dòng)監(jiān)視主、備通信信道及切換功能；個(gè)別插件損壞診斷報(bào)告等功能。 一、 RTU的任務(wù)（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 25 二、 RTU的結(jié)構(gòu) 主 微 機(jī)模 塊I / O 總 線模 入模 塊圖 5 6 多 C P U 結(jié) 構(gòu) R T U 基 本 框 圖接 口M O D E M與 調(diào)