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电力系统自动化技术电力系统自动化技术及其发展概况及其发展概况中国的能源情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年全国联网示意图年全国联网示意图NorthChinaSouth ChinaNortheastTaiwanNorthwest陕北煤电陕北煤电陕北陕北蒙西煤电蒙西煤电IIII石家庄石家庄北京东北京东济南济南豫北豫北420420280280240240460460340340100100360360晋东南晋东南徐州徐州淮南煤电淮南煤电徐州煤电徐州煤电330330280280雅龙江梯级雅龙江梯级金沙江金沙江I I期期金华金华川西水电川西水电170170无锡无锡南阳南阳300300170170260260150150 上海西北上海西北100100杭北杭北芜湖芜湖290290440440长沙长沙荆州荆州恩施恩施乐山乐山360360300300川西水电川西水电蒙西煤电蒙西煤电IVIV天津天津南昌南昌唐山唐山青岛青岛120120300300250250300300450450福州福州400400南京南京200200240240300300沿海核电沿海核电沿海电源沿海电源150150蒙西煤电蒙西煤电I I宁夏煤电宁夏煤电蒙西煤电蒙西煤电IIIIII晋中煤电晋中煤电驻马店驻马店武汉武汉沿海核电沿海核电220220270270300300300300锡盟煤电锡盟煤电I I锡盟煤电锡盟煤电IIII480480480480连云港连云港沿海核电沿海核电280280160160300300晋中晋中重庆重庆300300450450晋东南煤电晋东南煤电呼盟煤电呼盟煤电沿海核电沿海核电沿海核电沿海核电金沙江金沙江IIII期期沈阳沈阳三峡地下电站三峡地下电站上海西南上海西南安西安西永登永登拉西瓦拉西瓦白银白银兰州东兰州东西宁西宁宁东宁东官亭官亭蒙西蒙西 锡盟锡盟LegendAC 500kVAC 500kV800kV800kVAC 1000kVAC 1000kVAC 750kVAC 750kV张掖张掖雅安雅安西安东西安东靖边靖边蒙西煤电蒙西煤电V V400400470470400400220220260260100100晋东南煤电晋东南煤电IIII300300银川东银川东哈密电厂哈密电厂哈密二、三厂哈密二、三厂远东（俄）远东（俄）滁州滁州泰州泰州1401404504501701702702707070270270130130150150赣州赣州泉州泉州380380410410170170雅江水电雅江水电平凉乾县渭北东南郊乌鲁木齐主网乌鲁木齐主网360360温州温州280280East ChinaCentral ChinaTibetYunnan 中国的能源情况。特高压，直流输电建设改变能源中国的能源情况。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。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电力设备过负荷引起事故三、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防止系统性事故的防止系统性事故的“三道防线三道防线”第一道防线第一道防线的技术措施主要是继电保护继电保护（包括重合闸，电气制动等）第二道防线第二道防线主要是按稳定判据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三、电力系统的运行状态与事故大停电的威胁大停电的威胁 2000年后，美国、加拿大、意大利等相年后，美国、加拿大、意大利等相继发生了电网的大停电故障。继发生了电网的大停电故障。四、电力系统自动化技术四、电力系统自动化技术电力系统自动化的概念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，应用自动控制技术自动控制技术，采用自动控制装置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四、电力系统自动化技术电网监控与调度自动化系统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四、电力系统自动化技术电网监控与调度自动化系统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四、电力系统自动化技术电网监控与调度自动化系统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：调度端调度端SCADA/EMS系统系统信息传输系统信息传输系统厂、站基础自动化系统厂、站基础自动化系统 四、电力系统自动化技术四、电力系统自动化技术调度端能量管理系统（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四、电力系统自动化技术数据采集和监视（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四、电力系统自动化技术自动发电控制（自动发电控制（AGC）和经济调度控制）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四、电力系统自动化技术配电网自动化系统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四、电力系统自动化技术配电网自动化系统工作原理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四、电力系统自动化技术电力系统自动控制装置电力系统自动控制装置继电保护及安全自动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为保证各种电能指标和系统正常运行的自动装置置 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四、电力系统自动化技术变电站自动化系统变电站自动化系统 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谢谢大家!