【正文】 發(fā)電機發(fā)出電壓的波形是正弦波，由于電力系統(tǒng)中各種電器設備在設計時都充分考慮了波形問題，在一般情況下，用戶得到的電壓波形也是正弦波?，F(xiàn)代柔性電力系統(tǒng)中廣泛應用電力電子設備裝置，產生諧波的主要根源。 Northeastern University 電力系統(tǒng)運行控制目標 3. 保證電力系統(tǒng)運行的經濟性 電力系統(tǒng)運行控制的目標，除了首要關注的安全問題和電能質量問題外，還應當合理安排各類發(fā)電廠所承擔的負荷，力求降低發(fā)電成本，減少網絡傳輸損失，已獲得最大的經濟效益，全面地提高整個電力系統(tǒng)運行的經濟性。自動化是自動化技術和自動化過程的簡稱。 (1) 用自動化機械代替人工的動力方面的自動化技術。 電力系統(tǒng)自動化也是自動化的一種具體形式，它是指應用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置，通過信號系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進行就地或遠方的自動監(jiān)視、調節(jié)和控制，以保證電力系統(tǒng)安全經濟地運行和具有合格的電能質量。可以將電力系統(tǒng)自動化內容劃分為電力系統(tǒng)調度自動化、發(fā)電廠自動化和變電站自動化等三部分。 Northeastern University 電力系統(tǒng)自動化基本內 容 電網調度自動化 電網調度自動化系統(tǒng)概念的提出是在 20 世紀 50 年代中期，這標志著現(xiàn)代電網自動化的開始。 20 世紀 60 年代數(shù)字計算機首次應用于電力系統(tǒng)控制中心，出現(xiàn)了電網 SCADA 系統(tǒng)。其主要運行信息可及時自動地傳送給控制中心，調度員可通過遙控裝置直接遠距離操作發(fā)電廠、變電所開關； 80 年代； AGC系統(tǒng)不再獨立存在，而是以 AGC 軟件包的形式和 SCADA 系統(tǒng)結合，形成能量管理系統(tǒng) (Energy Management System， EMS)，很快 EMS 的作用已超出 AGC。由于 SCADA 采集的實時數(shù)據(jù) (“生數(shù)據(jù)” )中不可避免地含有誤差 (測量誤差、傳輸誤差 )，因此利用狀態(tài)估計來改進原始信息，以得到精確、完整、可靠的運行參數(shù)，建立反映電力系統(tǒng)實時狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫 (“熟數(shù)據(jù)庫” )。網絡熟數(shù)據(jù)庫的建立，為各種電力系統(tǒng)的優(yōu)化軟件 (如線損修正、無功優(yōu)化、最優(yōu)潮流等 )的開發(fā)提供了條件。 Northeastern University 電力系統(tǒng)自動化基本內 容 電網調度自動化 電網調度自動化系統(tǒng)是確保電網安全、優(yōu)質、經濟地發(fā)供電，提高電網調度運行管理水平的重要手段，是電力生產自動化和管理現(xiàn)代化的重要基礎。但如何與 SCADA 結合接入實時系統(tǒng)并直接控制發(fā)電過程，卻是個新問題，這就導致了 20 世紀 80 年代后期東北、華北、華中、華東四大電網 EMS 的引進工作。重點放在 EMS 的支撐平臺和自動發(fā)電控制 (AGC)上， EMS 高級應用軟件完全由國內開發(fā)。電力部兩院參與引進，并各自分擔兩網的現(xiàn)場驗收、系統(tǒng)漢化和 RTU 接入等任務。 Northeastern University 電力系統(tǒng)自動化基本內 容 電網調度自動化 第二次引進，在較高層面上實現(xiàn)了又一次“引進 — 消化 — 開發(fā) — 創(chuàng)新”，導致 20 世紀 90年代自主版權 EMS 支撐平臺和應用軟件的先后問世。 (1) 發(fā)揮設備最大能力滿足負荷的需要。 (3) 保證電能質量。 (5) 按照有關合同或協(xié)議，保證發(fā)電、供電、用電等各有關方面的合法權益。電力系統(tǒng)是一個龐大的產、供、銷電能的整體。就目前國內幾大電網中所屬的各類機組來看，如果沒有統(tǒng)一的組織、指揮和協(xié)調管理，電網就難于維持正常的運行。國家電網公司管轄五大電網 (華北電網、東北電網、華東電網、華中電網、西北電網 )以及一些省網，并且在大網之間通過聯(lián)絡線進行能量交換 (例如三峽電廠和葛洲壩電廠在上海的 500kV 直流輸電線將華東和華中兩大電網聯(lián)系起來 )。另外按照各省、市行政體制的劃分，電網的運行管理本身也是分層次的，各大區(qū)電網公司，各省 (區(qū) )電網公司，各市縣、 分公司均有其管轄范圍，其運行方式和出力、負荷受到其母公司管理，同時又要管理其分公司。但發(fā)電廠仍必須遵守統(tǒng)一調度的原則，所有并網發(fā)電廠必須與相應的電網調度中心簽訂并網調度協(xié)議，以保證整個電網的安全、優(yōu)質、經濟地運行。電網統(tǒng)一調度一般包括如下內容。 (2) 統(tǒng)一指揮全網的運行操作和事故處理。 (4) 統(tǒng)一協(xié)調和規(guī)定全網繼電保護、安全自動裝置、調度自動化系統(tǒng)和調度通信系統(tǒng)的運行。 (6) 按照規(guī)章制度統(tǒng)一協(xié)調有關電網運行的各種關系。 2. 電網的分層控制 所謂分級管理，是指根據(jù)電網分層的特點，為了明確各級調度機構的責任和權限，有效地實施統(tǒng)一調度，由各級電網調度機構在其調度管轄范圍內具體實施電網管理的分工。以國家電網公司系統(tǒng)論，五級調度分別是：國家電網調度中心、大區(qū)電網調度中心、省級電網調度中心、地區(qū) (市 )電網調度中心和縣級電網調度中心等。 YOUR SITE HERE 國家調度中心 網局調度中心 地區(qū)調度中心 省級調度中心 縣級調度中心 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 YOUR SITE HERE ? 信息集中處理系統(tǒng) 變電所 發(fā)電廠 調度中心 變電所 發(fā)電廠 變電所 YOUR SITE HERE 各級調度中心的基本任務 國家調度中心 ? 在線收集各大區(qū)網和有關省網的重點測點工況和全國電網運行狀況，作統(tǒng)計分析、生產報表、提供電能情況。 ? 作中、長期安全、經濟運行分析，并提出對策。 ? 進行負荷預測，制定開停機計劃、水火電經濟調度日分配計劃，閉環(huán)或開環(huán)指導自動發(fā)電控制。 ? 進行潮流、穩(wěn)定、短路電流及離線或在線的經濟運行分析計算，通過計算機通信校核各種分析計算的正確性并上報下傳。必須對電網中的開關狀態(tài)，電壓水平，功率進行采集計算，進行控制和經濟調度。 ? 進行記錄如功率總加，開關變位，存檔和制表打印。 YOUR SITE HERE 各級調度中心的基本任務 地區(qū)調度中心 ? 采集當?shù)鼐W的各種信息，進行安全監(jiān)控。 ? 用電負荷的管理。 ? 有條件的縣調可實現(xiàn)機組起停、斷路器遠方操作和電力電容器的投切。 ? 向上級調度發(fā)送必要的實時信息 。此外，在電力系統(tǒng)內部，正逐步走向以安全和經濟為同等目標的開放電力市場的要求，新一代基于 Inter 技術、面向對象技術、通信中間件和數(shù)據(jù)庫中間件技術的能量管理系統(tǒng)、電力市場技術支持系統(tǒng)、電能量計量系統(tǒng)需求的基礎條件已經成熟?；痣姀S需要控制的鍋爐汽機等熱力設備，大容量火力發(fā)電機組自動控制系統(tǒng)主要有計算機監(jiān)視和數(shù)據(jù)系統(tǒng)、機爐協(xié)調主控系統(tǒng)和鍋爐自動控制系統(tǒng)。一般而言，水電廠的自動化程度比火電廠要高。在變電站二次系統(tǒng)實現(xiàn)微型計算機 (俗稱微機 )化以前的一個很長時期內，變電站常規(guī)二次系統(tǒng)的監(jiān)控、保護和運動裝置是分開設置的。它們之間互不相關、互不兼容，彼此獨立存在且自成體系。它們雖然以微機為基礎，但仍然保持了微機監(jiān)控、微機繼電保護和微機遠動裝置分別設置、分別完成各自的功能及各自自成體系的配置和工作模式。 在變電站采用微機監(jiān)控、微機繼電保護和微機遠動裝置之后，人們發(fā)現(xiàn)，盡管這三種裝置的功能不一樣，但硬件配置卻大體相同。顯然，微機監(jiān)控、微機保護和微機遠動裝置等微機裝置分立設置存在設備重復、不能充分發(fā)揮微機的作用以及存在設備間互聯(lián)復雜等缺點。于是自 20世紀 70 年代末到 80 年代初，工業(yè)發(fā)達國家都相繼開展了將微機監(jiān)控、微機繼電保護和微機遠動功能等統(tǒng)一進行設計的研究