XXXX第16章电力系统自动化技术11269.pptx

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1、第15章 电力系统自动化技术电气工程基础电气工程基础（下）（下）15.1 概述15.2 电力系统调度自动化15.3 电力通信网络及其通信规约15.4 电力系统典型自动控制装置15.5 配电网自动化15.6 变电站综合自动化小结第第1 15 5章章 电力系统电力系统自动化技术自动化技术21 15 5.1 1 概述概述1 1.自动化自动化一次设备:直接用于生产、输送和分配电能二次设备:对一次设备进行监视、控制、测量和保护32 2自动控制系统自动控制系统自动化是指用特定的仪器设备。对生产过程，工作流程自动化是指用特定的仪器设备。对生产过程，工作流程等进行调节和控制，用以取代人工直接操作控制等进行调节

2、和控制，用以取代人工直接操作控制。效率效率改善环境改善环境胜任胜任1 15 5.1 1 概述概述3 3.电力系统自动化电力系统自动化4正常运行自动装置异常安全稳定控制装置保护装置1.电力系统调度电力系统调度自动化（自动化（15.2）监视与控制监视与控制远动系统远动系统（SCADA）（）（15.3）2.电力系统自动电力系统自动装置（装置（15.4）自动调节（01 control)自动操作（0 1 switch）3.配电网自动化（配电网自动化（15.5）4.变电站自动化（变电站自动化（15.6）1 15 5.1 1 概述概述3 3.电力系统自动化电力系统自动化53.配电网配电网自动化自动化4.变电

3、站变电站自动化自动化利用计算机电子和通信技术对配电网和用户的设备，即用利用计算机电子和通信技术对配电网和用户的设备，即用电负荷进行远方自动监视，控制和管理。电负荷进行远方自动监视，控制和管理。配电调度自动化配电变电站自动化配电线路（馈线）自动化用户自动化1 15 5.1 1 概述概述3 3.电力系统自动化电力系统自动化6CCCPECComputerCControlCCommunicationPEPowerElectronics1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化电力系统调度自动化系统电力系统调度自动化系统7是是使用以电子计算机为中心的，信息采集，传送和处理的使用以电子计算

4、机为中心的，信息采集，传送和处理的先进技术手段，来保证电网的安全可靠和经济运行。先进技术手段，来保证电网的安全可靠和经济运行。SCADA是是SupervisoryControlandDataAcqusition的缩的缩写，意为监视控制和数据采集。其主要功能是对电力系统运写，意为监视控制和数据采集。其主要功能是对电力系统运行状态的监视（包括信心的收集、处理和显示），远距离的行状态的监视（包括信心的收集、处理和显示），远距离的开关操作开关操作，以及，以及制表、记录和统计等功能。制表、记录和统计等功能。什么是什么是SCADA，它的主要功能是什么？，它的主要功能是什么？1 15 5.2 2 电力系统调

5、度自动化电力系统调度自动化8现代电力系统都采用分层控制方式。一、电力系统调度自动化的实现（一）电网调度组织及其任务1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化9电话电话监视控制和数据采集监视控制和数据采集SCADASCADA 自动发电控制自动发电控制AGC（AutomaticGenerationControl）负荷预测、发电计划和预想故障分析负荷预测、发电计划和预想故障分析 能量管理系统能量管理系统EMS（EnergyManagementSystem）1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化10实现遥信、遥测、遥控、遥调和遥视（五遥）实现遥信、遥测、遥控、遥调和

6、遥视（五遥）电力系统远动电力系统远动：在电力系统调度中心对：在电力系统调度中心对电力电力系统实施系统实施的实时远方监视与的实时远方监视与控制。控制。远动系统远动系统控制站（调度端）被控站（厂站端）远动通道RTU1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化11电力系统远动电力系统远动：在电力系统调度中心对：在电力系统调度中心对电力电力系统实施系统实施的实时远方监视与的实时远方监视与控制。控制。答答：RTU（RemoteTerminalUnit）远动终端，由微型计）远动终端，由微型计算系统构成，算系统构成，是是远离调度端对发电厂或者变电所现场信息实远离调度端对发电厂或者变电所现场信息

7、实现检测和控制的装置。基本功能有：现检测和控制的装置。基本功能有：1）实时数据的采集、预处理和上传数据）实时数据的采集、预处理和上传数据2）事故和事件信息的优先传送）事故和事件信息的优先传送3）接收调度端下发的命令并执行命令）接收调度端下发的命令并执行命令4）本地功能）本地功能。处理由键盘或其它装置发送的人机对话。处理由键盘或其它装置发送的人机对话信息信息什么是什么是RTU？它的基本功能有哪些？它的基本功能有哪些？1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化12电力系统远动电力系统远动：在电力系统调度中心对：在电力系统调度中心对电力电力系统实施系统实施的实时远方监视与的实时远方监

8、视与控制。控制。电力系力系统的安全的安全监控功能由各控功能由各级调度共同承担，度共同承担，而自而自动发电控制与控制与经济调度度则由大区网由大区网调或省或省调负责。网。网调和省和省调还应具有安全分析和校正控制等功具有安全分析和校正控制等功能。能。狭义远动系统：只包括两端远动设备和狭义远动系统：只包括两端远动设备和远动远动通道通道广义远动系统：包括控制站的人机设备广义远动系统：包括控制站的人机设备和被和被控站的控站的过程设备在内。过程设备在内。1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化13电力系统远动电力系统远动：在电力系统调度中心对：在电力系统调度中心对电力电力系统实施系统实施的

9、实时远方监视与的实时远方监视与控制。控制。广义远动系统：包括控制站的人机设备广义远动系统：包括控制站的人机设备和被和被控站的控站的过程设备在内。过程设备在内。SCADA（广（广义远动系系统）实现电力系统运行状态和参数的实时数据采集、处理和实现电力系统运行状态和参数的实时数据采集、处理和控制；控制；对对电力系统进行在线的安全电力系统进行在线的安全监视；监视；具有具有参数越限和开关变位告警、显示、记录、打印制表、事件参数越限和开关变位告警、显示、记录、打印制表、事件顺序记录、事故追忆、统计计算及历史数据存贮等顺序记录、事故追忆、统计计算及历史数据存贮等功能；功能；对对电力系统中的设备进行远方操作和

10、电力系统中的设备进行远方操作和调节。调节。1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化14（二）电力系统调度自动化系统的基本结构（二）电力系统调度自动化系统的基本结构1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化15（二）电力系统调度自动化系统的基本结构（二）电力系统调度自动化系统的基本结构1 1）计算机硬件系算机硬件系统人机联系子系统人机联系子系统 对采集到的信息进行处理、加工对采集到的信息进行处理、加工执行子系统执行子系统 1 1计算机（信息采集与控制）子系统计算机（信息采集与控制）子系统 集中式的单机双机系统集中式的单机双机系统分层式的多机系统分层式的多机系统网

11、络式的分布系统网络式的分布系统 1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化16（二）电力系统调度自动化系统的基本结构（二）电力系统调度自动化系统的基本结构 分布式配置是把各种功能分散到多台分布式配置是把各种功能分散到多台计算机中去，由局域网算机中去，由局域网LAN将各台将各台计算机算机连接起来，各台接起来，各台计算机之算机之间通通过LAN交交换数数据，据，备用机同用机同样连在局域网在局域网络上，并可随上，并可随时承担同承担同类故障机故障机或或预定的其它故障机的任定的其它故障机的任务。开放系统（开放系统（Opensystem）前置机前置机:各厂站远动终端的通信并取得信息各厂站远动

12、终端的通信并取得信息主控机主控机:担任担任SCADA任务任务后台机后台机:担任安全分析和经济计算等任务担任安全分析和经济计算等任务 分分层层式式1 1）计算机硬件系算机硬件系统1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化17（二）电力系统调度自动化系统的基本结构（二）电力系统调度自动化系统的基本结构2 2）计算机算机软件系件系统系统软件系统软件支持软件支持软件应用软件应用软件 系统软件包括操作系统、语言编译和系统软件包括操作系统、语言编译和其它其它服务程序。服务程序。支持软件主要有数据库管理、网络通信支持软件主要有数据库管理、网络通信、人、人机联系管理、备机联系管理、备用计算机切

13、换管理等用计算机切换管理等服务性软件。服务性软件。应用软件是最终实现调度自动化各种应用软件是最终实现调度自动化各种功能的功能的软件，软件，包括包括CADA软软件，自动发电控制件，自动发电控制和经济和经济运行软件，安全分析和对策软件等。运行软件，安全分析和对策软件等。1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化18（二）电力系统调度自动化系统的基本结构（二）电力系统调度自动化系统的基本结构2 2人机人机联系子系系子系统完成显示、人机交互、记录和报警等任务完成显示、人机交互、记录和报警等任务。主要主要设备有彩色屏幕显示器、动态模拟屏设备有彩色屏幕显示器、动态模拟屏、打印机、打印机、记

14、录、记录仪表和拷贝机以及音响仪表和拷贝机以及音响报警器报警器等。等。动态模拟屏动态模拟屏 显示所示所辖调度区域度区域电力系力系统的全貌和最关的全貌和最关键的的开关状开关状态和运行参数和运行参数，是，是监视电力系力系统运行的运行的传统手段。手段。现在，由在，由计算机和模算机和模拟屏接口把灯光、屏接口把灯光、报警、数字警、数字显示信号示信号送到模送到模拟屏上屏上显示。示。1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化19（二）电力系统调度自动化系统的基本结构（二）电力系统调度自动化系统的基本结构3 3信息采集与命令执行子系统信息采集与命令执行子系统 由分布在电力系统中各厂站的由分布在电

15、力系统中各厂站的远动远动终端终端RTU和调度中和调度中心的心的前置处理机组前置处理机组成。成。RTU实现厂站端的信息采集并通过信息实现厂站端的信息采集并通过信息传输传输通道发送到调度中通道发送到调度中心，同时也执行调度心，同时也执行调度中心中心计算机下达的遥控遥调命令。计算机下达的遥控遥调命令。还具有事件顺序记录还具有事件顺序记录 系统系统时间同步时间同步 （目前已经由（目前已经由GPSGPS完成）完成）通道的监视和切换通道的监视和切换 自恢复和远方诊断等功能。自恢复和远方诊断等功能。1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化20（二）电力系统调度自动化系统的基本结构（二）电力

16、系统调度自动化系统的基本结构3 3信息采集与命令执行子系统信息采集与命令执行子系统 由分布在电力系统中各厂站的由分布在电力系统中各厂站的远动远动终端终端RTU和调度中和调度中心的心的前置处理机组前置处理机组成。成。调度端度端前置前置处理机理机的主要功能有：的主要功能有：信息的接收和信息的接收和发送送 传输差差错校校验 不同不同RTU规约的的转换 时钟的同步的同步 实时数据数据库的更新的更新 通道的通道的监视和自和自动切切换 错误信息的信息的记录和和统计等。等。1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化21（二）电力系统调度自动化系统的基本结构（二）电力系统调度自动化系统的基本结

17、构4 4通信（信息传输）子系统通信（信息传输）子系统 一般要求误码率应不大于一般要求误码率应不大于1010-5-5，RTU与调度与调度中心通信的典中心通信的典型速率为型速率为6001200bit/s，远程，远程计算机之间的通信则计算机之间的通信则要求要求12009600bit/s或更高。对重要的或更高。对重要的RTU通信和计算机间通信和计算机间通信应具备备用通道。通信应具备备用通道。微波，微波，电力线载波，电力线载波，专用通信电缆专用通信电缆，特高频无线，特高频无线，微星微星和光纤等和光纤等1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化22SCADA+AGC/EDC一、电力系统调度

18、自动化的实现（一）电网调度组织及其任务二、电力系统调度自动化的功能电力系力系统监视与控制与控制 SCADASCADA安全分析安全分析经济调度度 EDCEDC自自动发电控制等控制等AGC（二）电力系统调度自动化系统的基本结构高层次功能提高层次功能提供实时数据供实时数据状态评估状态评估1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化23二、电力系统调度自动化的功能（1 1）电力）电力系统监视与控制系统监视与控制 控制控制：主要是指通过人机联系设备执行对：主要是指通过人机联系设备执行对断路器断路器、隔离开、隔离开关、静电电容器组、变压器关、静电电容器组、变压器分接头分接头等设备进行远方操作

19、的等设备进行远方操作的开环控制。开环控制。监视监视：对电力系统运行信息的采集、处理对电力系统运行信息的采集、处理、显示、显示、告警、告警和打印，以及对电力系统异常和打印，以及对电力系统异常或事故或事故的自动识别，向调度的自动识别，向调度员反映电力系统员反映电力系统实时实时运行状态和电气参数。运行状态和电气参数。1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化24二、电力系统调度自动化的功能（1 1）电力）电力系统监视与控制系统监视与控制 1 1、SCADASCADA（1）数据采集数据采集（2）信息显示）信息显示（3）远方控制）远方控制（4）监视越限报警）监视越限报警（5）信息的存储及

20、报告）信息的存储及报告（6）事件顺序记录）事件顺序记录（7）数据计算）数据计算（8）事故追忆）事故追忆。SCADA是是SupervisoryControlandDataAcqusition的缩写，意为监视控制和数据采的缩写，意为监视控制和数据采集。其主要功能是对电力系统运集。其主要功能是对电力系统运行状态的监视（包括信心的收集、行状态的监视（包括信心的收集、处理和显示），远距离的开关操处理和显示），远距离的开关操作作，以及，以及制表、记录和统计等功制表、记录和统计等功能。能。1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化251 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化

21、26二、电力系统调度自动化的功能（1 1）电力）电力系统监视与控制系统监视与控制 2 2、RTURTU（1）实时）实时数据的数据的采集、预处理采集、预处理和上和上传传（2）事故）事故和事件信息的优先和事件信息的优先传送传送（3）受）受调度端下达的命令并执行调度端下达的命令并执行命令命令（4）本地功能）本地功能（5）自诊断功能）自诊断功能1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化27二、电力系统调度自动化的功能（2 2）电力系统经济调度（）电力系统经济调度（EDCEDC）在在调度过程中按照电力系统安全可靠调度过程中按照电力系统安全可靠运行运行的约束条件，在给的约束条件，在给定的电

22、力系统运行定的电力系统运行方式方式中，在保证系统频率质量的条件下，中，在保证系统频率质量的条件下，以以全全系统的运行成本最低为原则，将系统系统的运行成本最低为原则，将系统的有功负荷的有功负荷分配到各可分配到各可控的发电机组。控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑，经济调度一般只按静态优化来考虑，不计算不计算其动态过程。其动态过程。基本方法：按照基本方法：按照供电标准煤耗微增率相等供电标准煤耗微增率相等的原则，分配各发的原则，分配各发电厂的发电负荷，并电厂的发电负荷，并考虑电力线路有功损耗考虑电力线路有功损耗，必要，必要时还应该时还应该按燃料按燃料价格进行修正。价格进行修正。1 15 5.

23、2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化28二、电力系统调度自动化的功能（3 3）自动发电控制（）自动发电控制（AGCAGC）调度自度自动化中安排的自化中安排的自动发电控制功能控制功能频率和发电机有功频率和发电机有功功率的自动控制功率的自动控制电压和无功功率的电压和无功功率的自动控制自动控制发电机调速系统发电机调速系统发电机励磁系统发电机励磁系统1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化29二、电力系统调度自动化的功能（4 4）SCADA+AGC/EDCSCADA+AGC/EDC（5 5）能量管理系统（）能量管理系统（EMSEMS）频率频率调整和经济调度的要求由调度中心的计

24、算机直接控制调整和经济调度的要求由调度中心的计算机直接控制各个调频各个调频电厂发电机组电厂发电机组的功率，其他非调频的功率，其他非调频电厂可按日电厂可按日负负荷曲线，或按经济调度的荷曲线，或按经济调度的要求运行，要求运行，经济调度计算中要经济调度计算中要考考虑线损修正虑线损修正，对互联对互联电网，则按电网，则按联络线净功率和频率偏差联络线净功率和频率偏差进行进行控制。控制。高级应用功能的高级应用功能的软件：软件：如如网络拓扑，网络拓扑，电力系统状态电力系统状态估计估计、负荷预测、安全分析负荷预测、安全分析与安全与安全控制、在线潮流、调度员控制、在线潮流、调度员培训培训仿真系统。仿真系统。1 1

25、5 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化30三、能量管理系统的高级应用（1 1）网络拓扑）网络拓扑（2 2）电力系统状态评估）电力系统状态评估（3 3）系统负荷预测和母线负荷预测）系统负荷预测和母线负荷预测1010年年 2020年年 年年 日日 10min 1h 1min5min10min 1h 1min5min（AGCAGC）（4 4）安全分析与安全控制）安全分析与安全控制（5 5）调度员培训仿真系统）调度员培训仿真系统 DTSDTS1.正常正常运行条件下的操作运行条件下的操作培训培训2.紧急状态紧急状态下的事故处理下的事故处理培训培训3.事故事故后电力系统恢复的操作后电力系统恢

26、复的操作培训培训4.预防性预防性操作及操作后分析操作及操作后分析重演重演5.运行运行方式研究，继电保护和自动装置方式研究，继电保护和自动装置的整定配合的整定配合分析。分析。1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化31三、能量管理系统的高级应用数据收集（数据收集（SCADA）级能量管理能量管理级网网络分析分析级培培训模模拟级EMSEMS（一）数据收集级（一）数据收集级 实时收集电力系统运行数据和监视其状态。实时收集电力系统运行数据和监视其状态。（二）能量管理级（二）能量管理级 利用电力系统的总体信息（频率、时差利用电力系统的总体信息（频率、时差、机组、机组功率、联络线功功率、联

27、络线功率等）进行调度决策率等）进行调度决策，以，以提高电能质量和系统运行的经济性。提高电能质量和系统运行的经济性。软件包括：软件包括：实时发电控制实时发电控制系统负荷预测系统负荷预测发电计划（火电调度计划）发电计划（火电调度计划）机组经济组合（机组启停计划）机组经济组合（机组启停计划）水电计划（水火电协调计划）水电计划（水火电协调计划）交换功率交换功率计划计划1 15 5.2 2 电力系统调度自动化电力系统调度自动化32三、能量管理系统的高级应用（三）网络分析和培训模拟级（三）网络分析和培训模拟级 EMS EMS中的最高级应用软件中的最高级应用软件。工作模式：实时。工作模式：实时型和研究型。型

28、和研究型。1 1、网络拓扑、网络拓扑2 2、实时网络状态分析、实时网络状态分析3 3、母线负荷预测、母线负荷预测4 4、潮流计算和分析、潮流计算和分析5 5、网损修正计算、网损修正计算6 6、网络状态监视、网络状态监视7 7、安全约束、安全约束调度调度软软件件内内容容：8 8、预想故障分析、预想故障分析9 9、最优潮流、最优潮流1010、短路电流计算、短路电流计算 1111、电压稳定性分析、电压稳定性分析 1212、暂态分析、暂态分析 1313、调度员培训模拟、调度员培训模拟 1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置33自动调节装置自动调节装置自动操作装置自动操作

29、装置同步发电机自动励磁调节同步发电机自动励磁调节电力系统自动调频电力系统自动调频同步发电机自动并列同步发电机自动并列继电保护继电保护 自动解列自动解列自动重合闸自动重合闸电气制动电气制动事故切机事故切机低频率减负荷低频率减负荷1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置34一、同步发电机的自动并列装置（一）对并列的基本要求（一）对并列的基本要求（1）并列时的）并列时的冲击电流冲击电流瞬时瞬时最大最大值不超过允许值不超过允许值，且应值，且应尽可尽可能能小；小；（2）并列后应能迅速进入同步运行状态，）并列后应能迅速进入同步运行状态，暂态过程暂态过程要短。要短。准同期准同期

30、并列：并列：在同步在同步发电机已机已投入投入调速器速器和和励磁装置励磁装置，当，当发电机机电压的幅的幅值、频率和相位与并列点系率和相位与并列点系统侧电压的幅的幅值、频率率和相位接近相等和相位接近相等时，通，通过并列点断路器合并列点断路器合闸将将发电机并入系机并入系统。优点：并列时的冲击电流小，对发电机优点：并列时的冲击电流小，对发电机和和 系统不会带来冲击系统不会带来冲击。缺点：需要捕捉合适的合闸相位点，调压调频，所需并列时间较长。缺点：需要捕捉合适的合闸相位点，调压调频，所需并列时间较长。1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置35一、同步发电机的自动并列装置（

31、一）对并列的基本要求（一）对并列的基本要求 自同期并列：自同期并列：是将是将未加励磁未加励磁电流流但接近同步但接近同步转速，且机速，且机组加速度小于加速度小于允允许值的的发电机，通机，通过断路器合断路器合闸并入系并入系统，随之投入，随之投入发电机励磁，机励磁，在原在原动机机转矩、同步力矩的作用下将矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。机拉入同步，完成并列操作。优点：操作简单优点：操作简单,并列时间短并列时间短缺点：冲击电流较大，并造成在并列点缺点：冲击电流较大，并造成在并列点附近电压附近电压的短时下降，对系统有的短时下降，对系统有较大的扰动较大的扰动1 15 5.4 4 电力系统

32、典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置36一、同步发电机的自动并列装置（二二）准同期并列的条件）准同期并列的条件1.1.准同期并列的理想条件准同期并列的理想条件当发电机与系统电压的频率不相等时当发电机与系统电压的频率不相等时1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置371.1.准同期并列的理想条件准同期并列的理想条件设设t=0t=0时时,滑差滑差角角频率率滑差频率滑差频率滑差周期滑差周期T Te ee e 变化变化360所用的时间所用的时间角差角差1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置381.1.准同期并列的理想条件准同期并列的理想

33、条件2.2.幅值差、相位差、频率差对并列的影响幅值差、相位差、频率差对并列的影响（1 1）电压幅值差对并列的影响）电压幅值差对并列的影响冲击电流周冲击电流周期性分量的期性分量的有效值有效值1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置39（1 1）电压幅值差对并列的影响）电压幅值差对并列的影响冲击电流的冲击电流的最大瞬时值最大瞬时值具有无功性质具有无功性质发电机将从系统吸收发电机将从系统吸收无功功率无功功率冲击电流，产生的电动力，可冲击电流，产生的电动力，可能对发电机定子绕组特别是其能对发电机定子绕组特别是其端端部造成危害部造成危害1 15 5.4 4 电力系统典型自动

34、控制装置电力系统典型自动控制装置40（2 2）合闸相角差差对并列的影响）合闸相角差差对并列的影响 并列时相角差一般都很小，只有相角差并列时相角差一般都很小，只有相角差的情况的情况下并列，发电机主要承下并列，发电机主要承受有功的冲击受有功的冲击，使，使机组受到轴扭矩。机组受到轴扭矩。1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置41（3 3）合闸角频率差对并列的影响）合闸角频率差对并列的影响1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置42（3 3）合闸角频率差对并列的影响）合闸角频率差对并列的影响A A点相位相同点相位相同速度差最大速度差最大B

35、B点速度相同点速度相同相位差最大相位差最大1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置43（2）允许频率差）允许频率差（3）允许相位角差）允许相位角差（1）允许电压差）允许电压差同步发电机同步发电机同期并列的允许偏差同期并列的允许偏差 1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置44一、同步发电机的自动并列装置（三）自同期并列的原理（三）自同期并列的原理在并列瞬在并列瞬间黑启黑启动1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置45（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 1.1.准同期并列装置的控制

36、信号准同期并列装置的控制信号断路器断路器QF端口端口电压瞬瞬时值为1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置46（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 1.1.准同期并列装置的控制信号准同期并列装置的控制信号断路器断路器QF端口端口电压瞬瞬时值为正弦脉动波的幅值励磁励磁调节器器设初始相位角设初始相位角1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置47（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 1.1.准同期并列装置的控制信号准同期并列装置的控制信号正弦整正弦整步电压步电压1 15 5.4 4 电力系统典

37、型自动控制装置电力系统典型自动控制装置48（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 1.1.准同期并列装置的控制信号准同期并列装置的控制信号正弦整步正弦整步电压特点电压特点 准同期并列装置通常将正弦脉动电压准同期并列装置通常将正弦脉动电压作为作为信号信号电压电压相角差值相角差值与整步电压与整步电压具有对应关系。具有对应关系。1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置49（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 2.2.自动准同期并列装置的构成自动准同期并列装置的构成1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动

38、控制装置50（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 2.2.自动准同期并列装置的构成自动准同期并列装置的构成 （1 1）恒定越前相角准同期并列）恒定越前相角准同期并列 脉脉动电压形成形成环节主要主要产生正弦整步生正弦整步电压或者或者产生三角形的生三角形的线性整步性整步电压，通，通过它它们可以可以产生恒定越前生恒定越前时间信号和信号和对频差差进行行检测决定是否决定是否进行行频差差闭锁。1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置51（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 2.2.自动准同期并列装置的构成自动准同期并列装置的构成

39、 （1 1）恒定越前相角准同期并列）恒定越前相角准同期并列 脉脉动电压形成形成环节主要主要产生正弦整步生正弦整步电压或者或者产生三角形的生三角形的线性整步性整步电压，通，通过它它们可以可以产生恒定越前生恒定越前时间信号和信号和对频差差进行行检测决定是否决定是否进行行频差差闭锁。1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置52（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 2.2.自动准同期并列装置的构成自动准同期并列装置的构成 （1 1）恒定越前相角准同期并列）恒定越前相角准同期并列1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置5

40、3（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 2.2.自动准同期并列装置的构成自动准同期并列装置的构成 （2 2）恒定越前时间准同期并列）恒定越前时间准同期并列1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置54（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 3.3.恒定越前时间并列装置的整定计算恒定越前时间并列装置的整定计算（2）允许电压偏差）允许电压偏差2%5%（3）允许滑差角频率）允许滑差角频率1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置55（四）准同期并列装置的基本原理（四）准同期并列装置的基本原理 3.3

41、.恒定越前时间并列装置的整定计算恒定越前时间并列装置的整定计算1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置56（五）电子型自动准同期装置（五）电子型自动准同期装置采采用用异异或或逻逻辑辑:1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置57（五）电子型自动准同期装置（五）电子型自动准同期装置采用同或逻辑采用同或逻辑:1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置58（五）电子型自动准同期装置（五）电子型自动准同期装置整步电压特点整步电压特点：（1 1）不受）不受发电机机电压和系和系统电压幅幅值的影响，的影响，因而不能用于因

42、而不能用于检查两两输入入电压的幅的幅值差。差。（2 2）最大值）最大值A由电路参数决定。由电路参数决定。（3 3）与）与 成分段线性关系。成分段线性关系。（4 4）1 15 5.4 4 电力系统典型自动控制装置电力系统典型自动控制装置59二、自动低频减负荷装置二、自动低频减负荷装置（一）负荷调节效应（略）（一）负荷调节效应（略）（二）频率的动态特性（二）频率的动态特性（三）自动低频减负荷原理（三）自动低频减负荷原理（四）自动低频减负荷装置的整定原则（四）自动低频减负荷装置的整定原则 1.1.切除负荷总量的确定切除负荷总量的确定 2.2.基本级动作频率的确定基本级动作频率的确定 3.3.基本级各

43、级切除负荷的确定基本级各级切除负荷的确定 4.4.特殊级（轮）的设定特殊级（轮）的设定（五）自动低频减负荷装置的运行（五）自动低频减负荷装置的运行二、电力系统频率的动态特性二、电力系统频率的动态特性 60（二）频率的动态特性（二）频率的动态特性将系统等值为一台将系统等值为一台P不可调节的发电机组不可调节的发电机组设在系统到达稳态时设在系统到达稳态时二、电力系统频率的动态特性二、电力系统频率的动态特性 61（二）频率的动态特性（二）频率的动态特性（三）自动低频减负荷原理（三）自动低频减负荷原理（四）自动低频减负荷装置的整定原则（四）自动低频减负荷装置的整定原则 1.1.切除负荷总量的确定切除负荷

44、总量的确定 2.2.基本级动作频率的确定基本级动作频率的确定 3.3.基本级各级切除负荷的确定基本级各级切除负荷的确定 4.4.特殊级（轮）的设定特殊级（轮）的设定（五）自动低频减负荷装置的运行（五）自动低频减负荷装置的运行二、电力系统频率的动态特性二、电力系统频率的动态特性 62（二）频率的动态特性（二）频率的动态特性时间常数时间常数二、电力系统频率的动态特性二、电力系统频率的动态特性 63（二）频率的动态特性（二）频率的动态特性二、电力系统频率的动态特性二、电力系统频率的动态特性 64（三）自动（三）自动低频减低频减负荷原理负荷原理 二、电力系统频率的动态特性二、电力系统频率的动态特性 6

45、5（三）自动（三）自动低频减低频减负荷原理负荷原理 自动按频率减负荷的基本级：按频率自动按频率减负荷的基本级：按频率的下降的下降值来设置值来设置切除负荷的分级。切除负荷的分级。低频减负荷装置中还应根据低频减负荷装置中还应根据fNfN和和fresfres间间的功率的功率缺额，设缺额，设置进一步切除负荷的特殊级。置进一步切除负荷的特殊级。（四）自动低频减负荷装置的整定原则（四）自动低频减负荷装置的整定原则(1)(1)保证保证切除足够的负荷功率，使系统切除足够的负荷功率，使系统频率可频率可恢复到允许值恢复到允许值（fresres ）；(2)(2)尽量避免过多切除负荷。尽量避免过多切除负荷。1 1切除

46、负荷总量的确定切除负荷总量的确定 根据最不利的运行方式下发生故障时，整个系统（或者系统解列成几个小系统）可能发生的最大功率缺额来确定。2基本级动作频率的确定 vZDPJ首级动作频率首级动作频率f1 1通常整定在通常整定在48.549.0Hz。v频率级差的确定 vZDPJ的末级动作频率应由系统所允许的最的末级动作频率应由系统所允许的最低频率下限确定，但不得低于低频率下限确定，但不得低于4646.5Hz。级差强调选择性级差强调选择性 当前一级动作后不能阻止频率下降时，下当前一级动作后不能阻止频率下降时，下一级才动作，此时应考虑动作时延对应的频一级才动作，此时应考虑动作时延对应的频率变化值，所以级差

47、较大，级数较少。率变化值，所以级差较大，级数较少。3基本级各级切除负荷的确定 级差不强调选择性级差不强调选择性 不强调级差的选择性，可减小频率级差不强调级差的选择性，可减小频率级差值，增加级数，每级减负荷量较少，切除值，增加级数，每级减负荷量较少，切除的负荷功率值能较精确接近最佳值。的负荷功率值能较精确接近最佳值。对第对第i级切除负荷量的考虑原则级切除负荷量的考虑原则:2)第i级动作后，频率恢复到 fres。1)1)第第i级动作是在系统频率继续下降达到级动作是在系统频率继续下降达到fi时时 4特殊级（轮）的设定 3）第第i级的切除负荷量级的切除负荷量 启动频率应不低于基本级第启动频率应不低于基

48、本级第1级的动作频级的动作频率率f1 ，按时间顺序分级动作，第，按时间顺序分级动作，第1级时限以级时限以系统频率下降过程的时间常数系统频率下降过程的时间常数T TSTST的的23倍倍确定。确定。五、自动低频减负荷装置运行 接入特殊级的切除功率总数应按最不利接入特殊级的切除功率总数应按最不利的情况考虑，即根据的情况考虑，即根据ZDPJ装置所有基本级装置所有基本级切除负荷之后系统的最低频率，以及使系统切除负荷之后系统的最低频率，以及使系统频率恢复到的要求频率恢复到的要求fresres来确定。来确定。根据电力系统的结构和负荷的分布情况，根据电力系统的结构和负荷的分布情况，ZDPJZDPJ分散安装在各

49、变电站中。分散安装在各变电站中。第三第三节节 电力系统电力系统通信网络及其通信规约通信网络及其通信规约75一、通信系统的基本组成一、通信系统的基本组成二、电力通信网络二、电力通信网络三、数字通信系统三、数字通信系统四、调制与解调四、调制与解调五、信息传输通道（信道）五、信息传输通道（信道）六、信息传输网络的基本类型六、信息传输网络的基本类型七、通信规约七、通信规约第三第三节节 电力系统电力系统通信网络及其通信规约通信网络及其通信规约76一、通信系统的基本组成一、通信系统的基本组成通信系统：通信系统：由信源、信宿、处理信息的各种设备及信道共同组成。噪噪声声信信道道发信设备发信设备信信源源收信设备

50、收信设备信信宿宿信信源源噪声源噪声源数数字字解解调调数数字字调调制制信信道道编编码码信信源源编编码码信信道道解解码码信信宿宿信信源源解解码码信信道道数字传输系统数字传输系统第三第三节节 电力系统电力系统通信网络及其通信规约通信网络及其通信规约77一、通信系统的基本组成一、通信系统的基本组成根据传输媒质的不同根据传输媒质的不同有线通信系统有线通信系统无线通信系统无线通信系统电缆通信电缆通信电力载波通信电力载波通信光纤通信光纤通信 微波中继通信微波中继通信卫星通信卫星通信移动通信移动通信（OPGW）v模拟通信系统：传送连续信号，模拟通信系统：传送连续信号，信号频谱窄，抗干扰能力差信号频谱窄，抗干扰