电力系统自动化.ppt
电力系统自动化技术及其发展概况,中国的能源情况经济发展区域不平衡，能源分布东西不平衡，中西部能源丰富，东部经济发达，进入工业化中后期。,2020年全国联网示意图,中国的能源情况。特高压，直流输电建设改变能源分布不均给经济发展带来的障碍。,三、电力系统的运行状态与事故,三、电力系统的运行状态与事故,系统频率下降引起事故和事故扩大 电源与负荷不能平衡，同时又无旋转备用容量或低频切负荷措施时，系统频率就会下降，可能导致恶性循环，出现频率崩溃。系统电压下降引起的事故 电力系统的电压水平是依靠系统无功功率电源来维持的。电力系统中无功电源短缺时，电网电压就会下降。当系统电压下降到某一程度，某些枢纽变电站的母线电压遇到一定扰动,三、电力系统的运行状态与事故,将会引起静态稳定的破坏，即所谓的电压崩溃。系统稳定破坏引起的事故 电力系统振荡时，电力设备经受周期性的冲击。负荷得受到严重影响，特别是振荡中心附近。可能发展成大的系统事故解列为功率不平衡的局域网。电力设备过负荷引起事故,三、电力系统的运行状态与事故,防止系统性事故的“三道防线”第一道防线的技术措施主要是继电保护（包括重合闸，电气制动等）第二道防线主要是按稳定判据决定的切机，切负荷，以及连动切机，切负荷等，在第一道防线的技术措施外，必须丢掉部分负荷第三道防线主要是低频，低压减负荷，振荡解列等。当系统已经失去稳定，为使系统不演变为大面积停电和系统崩溃而采取的措施。振荡解列应考虑功率自身平衡的“孤岛”,三、电力系统的运行状态与事故,大停电的威胁 2000年后，美国、加拿大、意大利等相继发生了电网的大停电故障。,四、电力系统自动化技术,电力系统自动化的概念 简单说，就是根据电力系统本身特有的规律，应用自动控制技术，采用自动控制装置来自动实现电力生产的安全、可靠运行。按照电力系统各个组成部分，发、输、配、用，以及整体性、一体化的特点，可将电力系统自动化分成以下几个部分：,四、电力系统自动化技术,电网监控与调度自动化系统 控制整个电力系统的运行方式，使整个电力系统在正常状态下能满足安全优质和经济地向用户供电，在事故状态下能迅速消除故障的影响和恢复正常供电。由三部分组成：调度端控制决策系统；信息传输系统；厂、站基础自动化系统。,四、电力系统自动化技术,电网监控与调度自动化系统 可以通过设置在发电厂和变电站的远动终端（RTU）采集电网运行的实时信息，通过信道传输到设置在调度中心的主站上，主站根据收集到的全局信息，对电网的运行状态进行：安全性分析负荷预测自动发电控制经济调度,四、电力系统自动化技术,电网监控与调度自动化系统 当系统发生故障，调度自动化系统根据保护及断路器动作信息，分析事故原因，并采取相应的措施使电网恢复供电。,四、电力系统自动化技术,电网监控与调度自动化系统由三个子部分组成：调度端SCADA/EMS系统信息传输系统厂、站基础自动化系统,四、电力系统自动化技术,调度端能量管理系统（EMS）数据采集与控制（SCADA）自动发电与经济调度（AGC、AVC、EDC）系统状态估计与安全分析（SE/SA）调度模拟培训（DTS）,四、电力系统自动化技术,数据采集和监视（SCADA）SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）是EMS的基础，也是其早期的功能。主要有：数据采集、越限报警、事件记录、事故追忆、远方控制等功能。,四、电力系统自动化技术,自动发电控制（AGC）和经济调度控制（EDC）AGC（Automatic Generation Control）的功能：独立电网，AGC功能的目标是自动控制网内发电机组的出力，以保持电网频率为稳定值。跨区域互联网，除自动控制电网频率为稳定值，还要对联络线功率进行控制。EDC（Economic Dispatch Control）通常与AGC相配合使用。,四、电力系统自动化技术,电力系统状态估计SE（State Estimator）功能网络接线分析（网络拓扑）潮流计算状态估计负荷预测短路电流计算电压/无功优化,四、电力系统自动化技术,安全分析SA（Security Analysis）静态安全分析动态安全分析调度员模拟培训系统,四、电力系统自动化技术,配电网自动化系统配电自动化系统（Distribution Automation System，简称DAS）是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统。配电网数据采集和监控（SCADA）配电地理信息系统（GIS）负荷控制及管理远方抄表及计费自动化,四、电力系统自动化技术,配电网自动化系统工作原理 在正常情况下，通过监视配网运行情况，优化配网运行方式；当配网发生故障或异常运行时，迅速查出故障区段及异常情况，快速隔离故障区段，及时恢复非故障区域用户的供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积。根据配网电压合理控制无功负荷和电压水平，改善供电质量，达到经济运行的目的；合理控制用电负荷，从而提高设备利用率。自动抄表计费，保证抄表计费的及时和准确，提高企业的经济效益和工作效率，并为用户提供自动化的用电信息服务等。,四、电力系统自动化技术,电力系统自动控制装置继电保护及安全自动装置 动作不连续，动作速度快，对应电力系统事故状态，目的是为保证电力系统安全稳定运行。包括：各类继电保护装置、自动重合闸装置、自动解列控制装置，低频减负荷装置等。,四、电力系统自动化技术,为保证各种电能指标和系统正常运行的自动装置 连续调节，对应系统的正常运行状态。包括：自动准同期装置、励磁调节与控制装置、自动调频装置，电力系统稳定控制器（Power System Stabilizer 简称PSS）等。电力系统远动装置 实现厂、站端信息的采集并执行远方调度控制中心的命令。“三遥”或“四遥”功能。,四、电力系统自动化技术,变电站自动化系统 应用控制技术，信息处理和通信技术，通过计算机软、硬件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。功能有：监控系统（RTU功能，当地SCADA）继电保护子系统电压、无功控制子系统低频减负荷控制子系统备用电源自投控制，通信子系统,谢谢大家!,
