【正文】 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 108 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 109 1．預(yù)想故障分析 ? 對(duì)一組可能發(fā)生的假想故障進(jìn)行在線(xiàn)的計(jì)算分析，校核這些故障后電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行方式的安全性，判斷出各種故障對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的危害程度。 2．快速潮流計(jì)算方法 （二）靜態(tài)安全分析（續(xù)） 三、安全分析與安全控制（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 112 模式識(shí)別法、李雅普諾夫法以及擴(kuò)展等面積法。 ? 為了求得穩(wěn)定域，需要構(gòu)造李雅普諾夫函數(shù)，或稱(chēng) V函數(shù)。 ? 第三階段 是在上述努力均無(wú)效的情況下，將電力系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)解列。 （四）正常運(yùn)行狀態(tài)（包括警戒狀態(tài)）的安全控制 三、安全分析與安全控制 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 117 緊急狀態(tài)的安全控制可分為三大階段： ? 第一階段 的控制目標(biāo)是事故發(fā)生后快速而有選擇地切除故障，這主要由繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置完成，目前最快可在一個(gè)周波內(nèi)切除故障。 G1 G2 T1 T2 (a) (b) 圖 5 4 8 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)及其特征量平面圖 1?2?( a ) 原理圖；（ b ） θ 1 θ 2 平面坐標(biāo)圖 ) （三）動(dòng)態(tài)安全分析（續(xù)） 三、安全分析與安全控制 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 114 2. 李雅普諾夫法 ? 在狀態(tài)空間中找出一個(gè)包含穩(wěn)定平衡點(diǎn)的區(qū)域，使得凡是屬于這一區(qū)域的任何擾動(dòng)，系統(tǒng)以后的運(yùn)動(dòng)最終都趨于穩(wěn)定平衡點(diǎn)。 (2) PQ分解法 ? PQ分解法占用計(jì)算機(jī)的內(nèi)存少，計(jì)算速度快，精度比較高。 3．緊急狀態(tài) ? 如果系統(tǒng)發(fā)生了一個(gè)嚴(yán)重的故障，使運(yùn)行極限被破壞，系統(tǒng)就進(jìn)入了緊急狀態(tài)。 （三）狀態(tài)估計(jì)的基本原理 二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 104 2. 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)檢測(cè)； （ 4）不良數(shù)據(jù)辨識(shí)。 ? 按照系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的周期來(lái)分，電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)可分為：超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，中期負(fù)荷預(yù)測(cè)和長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)。 （二）主網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)功能簡(jiǎn)介 二、調(diào)度中心 SCADA/EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 83 第五節(jié) 自動(dòng)發(fā)電控制 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 84 在系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下， AGC的基本功能 是： ? 使發(fā)電自動(dòng) 跟蹤 電力系統(tǒng) 負(fù)荷變化 ； ? 響應(yīng)負(fù)荷和發(fā)電的隨機(jī)變化， 維持電力系統(tǒng)頻率為額定值 （ 50Hz）； ? 在各區(qū)域間分配系統(tǒng)發(fā)電功率， 維持區(qū)域間凈交換功率為計(jì)劃值 ； ? 對(duì)周期性的負(fù)荷變化 按發(fā)電計(jì)劃調(diào)整發(fā)電功率 ； ? 監(jiān)視和調(diào)整備用容量 ，滿(mǎn)足電力系統(tǒng)安全要求。 2． SCADA工作站 ? 雙機(jī)熱備用，主要運(yùn)行 SCADA軟件及 AGC/EDC軟件。 ② 監(jiān)聽(tīng)次要通道的信息，確定該通道的運(yùn)行情況。 光導(dǎo)纖維 （二）光纖通信 十、通信信道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 67 形式上為有線(xiàn)通信方式，實(shí)質(zhì)上采用光波通信 抗電磁干擾能力強(qiáng) 光纖的通信容量大、功能價(jià)格比高 安裝維護(hù)簡(jiǎn)單 光纖是非導(dǎo)體，架設(shè)方便 （二）光纖通信 十、通信信道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 68 （三）微波中繼通信與衛(wèi)星通信 載 波 信 道 機(jī)中 繼 機(jī)微 波 信 道 機(jī)微 波 信 道 機(jī)載 波 終 端 機(jī)微 波 信 道 機(jī) 載 波 終 端 機(jī)終 端 站中 繼 站反 射 板終 端 站1f 1f 1f2f2f2f圖 5 2 8 微 波 中 繼 通 信 系 統(tǒng) 的 構(gòu) 成 示 意 圖十、通信信道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 69 微波通信 我國(guó)采用 2GHz作為電力系統(tǒng)的主干線(xiàn)， 8GHz作為分支頻段， 11GHz 頻帶用于近距離的局部系統(tǒng)。分組交換、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（ＤＤＮ）、異步轉(zhuǎn)移模式（ＡＴＭ）、會(huì)議電話(huà)、會(huì)議電視。 （二）種類(lèi) 九、循環(huán)式規(guī)約和問(wèn)答式規(guī)約（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 58 2. 問(wèn)答式通信規(guī)約 ? 問(wèn)答通信方式由主站掌握遙測(cè)，遙信通信的主動(dòng)權(quán)。 明確規(guī)范以下幾個(gè)問(wèn)題： ? 1．有共同的語(yǔ)言。圖 522（ d）波形中初相位為代表 “ 0”，而初相位為則代表 “ 1”。 7． 信道譯碼器 ：編碼器的逆過(guò)程，除去保護(hù)碼元。 四、異步傳輸和同步傳輸 1. 異步通信格式 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 41 D 0 D 1 D n?1 111D 1D 0 D 20下 一 個(gè) 信 息 開(kāi) 始0奇偶校驗(yàn)停止位空 閑 位傳 送 信 息起始位標(biāo) 志D 0 D 1 D 61D 1D 0 D 207 位 字 符0奇偶校驗(yàn)停止位起始位D 5D 4D 3D 2起始位A S C I I 碼7 位 字 符( a )( b )圖 5 1 7 異 步 數(shù) 據(jù) 傳 輸 的 格 式（ a ） 一 般 信 息 幀 ； （ b ） A S C I I 碼 幀四、異步傳輸和同步傳輸（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 42 ? 同步通信方式的發(fā)、收必須時(shí)刻嚴(yán)格保持同步。 2． 碼元速率 ：每秒傳送的碼元數(shù)，以 Bd（波特）為單位。 電 壓形 成V FCu i n計(jì) 數(shù) 器二 進(jìn) 制數(shù) 字 量數(shù) 字 脈 沖 量C PU總 線(xiàn)圖 5 1 0 V F C 型 A / D 變 換 原 理 框 圖（二）基于 V/F轉(zhuǎn)換的模擬量輸入回路 三、模擬量輸入通道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 30 ? 模擬量輸出電路的作用是把微型機(jī)系統(tǒng)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出 ， 這個(gè)任務(wù)主要由數(shù) /模 （ D/A） 變換器來(lái)完成 。 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。 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。 應(yīng)用：傳輸距離短、高速的場(chǎng)合。 4． 誤碼率 ：數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯(cuò)誤的碼元數(shù)與總傳輸碼元數(shù)之比。 2． 信源編碼器 ：把各種信源轉(zhuǎn)換成易于數(shù)字傳輸?shù)钠骷? 五、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的基本模型（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 46 六、數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào) 調(diào)制與解調(diào)的 意義： ? 基帶數(shù)字信號(hào)諧波成分多，占用頻帶很寬； ? 傳統(tǒng)信道多為模擬信號(hào)設(shè)計(jì)； ? 直接傳輸波形畸變較大，容易失真。 ? 數(shù)字調(diào)相抗干擾性能最好，但硬、軟件均比較復(fù)雜。 九、循環(huán)式規(guī)約和問(wèn)答式規(guī)約 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 55 ? 一個(gè)通信規(guī)約包括的主要內(nèi)容有：代碼（數(shù)據(jù)編碼）、傳輸控制字符、傳輸報(bào)文格式、呼叫和應(yīng)答方式、差錯(cuò)控制步驟、通信方式（指單工、半雙工、全雙工通信方式）、同步方式及傳輸速率等。 ? 主站向子站發(fā)送的命令大致可分為初始化設(shè)置參數(shù)類(lèi) ,查詢(xún)類(lèi)，管理控制類(lèi)，其他類(lèi)。 現(xiàn)狀： 十、通信信道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 62 （一）電力載波通信 MR T U或 C P U高 頻 電 纜結(jié) 合 濾 波 器 A 端電 力 線(xiàn) 載 波 機(jī)高 壓 母 線(xiàn)Q FLQ FL高 壓 母 線(xiàn)C cC c結(jié) 合 濾 波 器 高 頻 電 纜MR T U或 C P UB 端電 力 線(xiàn) 載 波 機(jī)圖 5 2 6 電 力 線(xiàn) 載 波 傳 送 遠(yuǎn) 動(dòng) 和 數(shù) 據(jù) 信 號(hào) 通 道 構(gòu) 成 示 意 圖Q F － 高 壓 斷 路 器 ； L － 阻 波 器 ； M － 調(diào) 制 解 調(diào) 器 ； R T U － 遠(yuǎn) 方 終 端 裝 置 ； C c － 耦 合 電 容 器十、通信信道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 63 ? 阻波器： 阻止高頻信號(hào)進(jìn)入電力設(shè)備。 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 73 前 置 機(jī) A 前 置 機(jī) B終 端 服 務(wù) 器 組（ A ）終 端 服 務(wù) 器 組（ B ）切 換 裝 置通 道 設(shè) 備（ 主 ）通 道 設(shè) 備（ 備 ）主 通 道 備 通 道圖 5 2 9 前 置 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 74 值班前置主機(jī) 擔(dān)負(fù)以下任務(wù)： ① 與系統(tǒng)服務(wù)器及 SCADA工作站通信。 4．通道設(shè)備 ? 作用是與各種不同的通道信號(hào)適配。 二、調(diào)度中心 SCADA/EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 82 5．配電自動(dòng)化工作站 ? 完成配電自動(dòng)化管理功能。 ? 將 PR加到基點(diǎn)功率 Pi上，它們共同形成的期望發(fā)電量 P作用于調(diào)頻機(jī)組的控制系統(tǒng)。 四、發(fā)電計(jì)劃（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 92 負(fù)荷預(yù)測(cè)算法 ? 目前比較實(shí)用的算法主要有：線(xiàn)性外推法、線(xiàn)性回歸法、時(shí)間序列法、卡爾曼濾波法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色系統(tǒng)和專(zhuān)家系統(tǒng)方法等。 （三）狀態(tài)估計(jì)的基本原理（續(xù)） 二、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 105 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 106 1．安全監(jiān)視 ? 對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行