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标题：电力系统调度自动化引言概述：随着社会的不断发展，电力系统的规模和复杂度不断增加，传统的手工调度方式已经无法满足现代电力系统的需求。
因此，电力系统调度自动化成为电力行业的重要发展方向。
本文将就电力系统调度自动化的概念、技术特点、应用领域、优势和发展趋势进行详细介绍。
一、概念：1.1 电力系统调度自动化是指利用先进的信息技术和智能算法，实现对电力系统的实时监控、运行控制和故障处理等功能的自动化系统。
1.2 通过电力系统调度自动化，可以实现电力系统的高效运行、实时响应和智能管理，提高电力系统的安全性、稳定性和经济性。
1.3 电力系统调度自动化系统通常包括监控子系统、控制子系统、故障处理子系统和数据分析子系统等模块，实现对电力系统的全面管理。
二、技术特点：2.1 实时性：电力系统调度自动化系统能够实时监测电力系统的运行状态，及时响应并处理异常情况，保障电力系统的稳定运行。
2.2 智能化：通过智能算法和模型预测技术，电力系统调度自动化系统能够优化电力系统的运行方案，提高电力系统的运行效率。
2.3 集成化：电力系统调度自动化系统能够集成各种监测设备、控制设备和信息系统，实现对电力系统的全面管理和控制。
三、应用领域：3.1 电网调度：电力系统调度自动化系统可以实现对电网负荷、电压、频率等参数的实时监测和调度，保障电网的安全运行。
3.2 新能源接入：随着新能源的不断发展，电力系统调度自动化系统可以实现对新能源的集中管理和调度，提高新能源的利用率。
3.3 能效管理：电力系统调度自动化系统可以实现对电力系统的运行数据进行分析和优化，提高电力系统的能效和经济性。
四、优势：4.1 提高运行效率：电力系统调度自动化系统能够实现对电力系统的智能调度和优化，提高电力系统的运行效率。
4.2 提升安全性：电力系统调度自动化系统能够实时监测电力系统的运行状态，及时响应异常情况，提升电力系统的安全性。
4.3 降低成本：通过电力系统调度自动化系统的优化调度和管理，可以降低电力系统的运行成本，提高电力系统的经济性。
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是指利用先进的信息技术和自动控制技术，对电力系统运行过程中的各种数据进行采集、处理和分析，实现对电力系统的调度操作自动化。
通过电力系统调度自动化，可以提高电力系统的运行效率和稳定性，减少人为操作的风险，提高电力系统的安全性和可靠性。
一、电力系统调度自动化的基本原理和功能1. 基本原理电力系统调度自动化的基本原理是通过对电力系统运行过程中的各种数据进行实时采集，利用先进的计算机技术和通信技术对数据进行处理和分析，然后根据系统运行状态和调度要求，自动产生调度命令，实现对电力系统的自动调度操作。
2. 主要功能（1）数据采集功能：通过自动化设备对电力系统的各种数据进行实时采集，包括电压、电流、功率、频率等参数的采集，以及设备状态、告警信息等数据的采集。
（2）数据处理功能：对采集到的数据进行处理和分析，包括数据的计算、校验、筛选等，以及数据的存储和备份。
（3）系统监控功能：通过对电力系统运行状态的监测和分析，实时显示电力系统的运行情况，包括设备状态、负荷状况、电压、频率等参数的监测和显示。
（4）调度命令生成功能：根据电力系统的运行状态和调度要求，自动生成相应的调度命令，包括设备操作命令、负荷调度命令等。
（5）调度命令执行功能：将生成的调度命令发送给相应的设备，实现对电力系统的自动调度操作。
二、电力系统调度自动化的优势和应用1. 优势（1）提高效率：电力系统调度自动化可以实现对电力系统的实时监测和分析，快速生成调度命令，减少人为操作的时间和成本，提高调度效率。
（2）提高稳定性：通过对电力系统运行状态的实时监测和分析，可以及时发现和处理异常情况，保证电力系统的稳定运行。
（3）降低风险：电力系统调度自动化可以减少人为操作的风险，避免操作失误导致的事故和故障，提高电力系统的安全性。
（4）提高可靠性：通过自动化设备对电力系统数据的实时采集和处理，可以准确获取电力系统的运行状态，提高电力系统的可靠性。
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是指利用先进的信息技术和自动控制技术，对电力系统的运行状态进行实时监测、分析和调度，以实现电力系统的安全、稳定、经济运行。
本文将从以下几个方面详细介绍电力系统调度自动化的相关内容。
一、电力系统调度自动化的概述电力系统调度自动化是电力系统运行管理的核心技术之一，通过自动化系统对电力系统运行状态进行监测、分析和调度，实现对电力系统的全面控制和管理。
电力系统调度自动化系统包括监测、分析、调度和控制四个主要功能模块，通过实时数据采集、数据处理和决策支持等手段，提高电力系统的运行效率和可靠性。
二、电力系统调度自动化的主要功能1. 监测功能：通过监测系统实时采集电力系统的运行数据，包括电压、电流、功率、频率等参数，以及设备状态、故障信息等。
监测系统能够实时显示电力系统的运行状态，并对异常情况进行报警和记录。
2. 分析功能：通过对监测数据进行分析和处理，提取电力系统的特征参数，如负荷、电压、频率等，对电力系统的运行状态进行评估和预测。
分析系统能够对电力系统的稳定性、可靠性、经济性等进行综合分析，并提供决策支持。
3. 调度功能：根据分析结果和运行要求，制定电力系统的调度计划，包括负荷分配、发机电组的启停、输电路线的开关控制等。
调度系统能够自动实现调度计划的执行，并根据实际情况进行动态调整。
4. 控制功能：通过控制系统对电力系统的设备进行控制，包括发机电组的调速、负荷的调节、变压器的调整等。
控制系统能够实现对电力系统的实时控制和调节，确保电力系统的安全、稳定运行。
三、电力系统调度自动化的关键技术1. 数据采集技术：包括传感器、测量仪器等设备，用于采集电力系统的运行数据。
数据采集技术需要具备高精度、高稳定性和高可靠性，能够实时采集大量的数据。
2. 数据处理技术：包括数据传输、数据存储、数据清洗、数据压缩等处理方法，用于对采集到的数据进行处理和管理。
数据处理技术需要具备高效、可靠的特点，能够满足大规模数据处理的需求。
电力系统调度自动化
电力系统调度自动化引言概述：电力系统调度自动化是指利用先进的计算机技术和通信技术对电力系统进行实时监测、控制和调度的一种技术手段。
随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的快速增长，传统的手工调度已经无法满足电力系统的需求。
因此，电力系统调度自动化成为电力行业的重要发展方向。
本文将从五个大点阐述电力系统调度自动化的重要性和优势。
正文内容：1. 提高电力系统的运行效率1.1 实时监测和数据采集：电力系统调度自动化通过实时监测电力系统的运行状态和数据采集，能够及时获取各个节点的电力负荷、电压、电流等数据，为系统运行提供准确的数据支持。
1.2 快速响应和调度：电力系统调度自动化能够实现对电力系统的快速响应和调度，通过自动化的算法和模型，能够快速准确地进行负荷预测和电力调度，提高电力系统的运行效率。
2. 提高电力系统的安全性2.1 实时监测和故障检测：电力系统调度自动化能够实时监测电力系统的运行状态，及时发现电力系统中的故障和异常情况。
通过自动化的故障检测算法，能够快速准确地定位故障点，提高电力系统的安全性。
2.2 自动化控制和保护：电力系统调度自动化能够实现对电力系统的自动化控制和保护。
通过自动化的控制算法和设备，能够实现对电力系统的自动调节和保护，避免电力系统因故障而导致的电力中断和损失。
3. 提高电力系统的稳定性3.1 预测和调度：电力系统调度自动化能够通过自动化的预测和调度算法，对电力系统的负荷和电力供应进行预测和调度，提高电力系统的稳定性。
3.2 调度优化和协调：电力系统调度自动化能够通过自动化的调度优化算法，对电力系统中的各个节点进行协调和优化调度，提高电力系统的稳定性和运行效率。
4. 提高电力系统的经济性4.1 负荷预测和优化：电力系统调度自动化能够通过自动化的负荷预测和优化算法，对电力系统的负荷进行预测和优化，降低电力系统的运行成本。
4.2 能源调度和节能减排：电力系统调度自动化能够通过自动化的能源调度算法，对电力系统中的各个能源进行合理调度和利用，降低能源消耗和减少排放。
电力系统调度自动化
六、数字信号的调制与解调
1 调制与解调的意义
基带数字信号谐波成分多，占用频带很宽
传统信道多为模拟信号设计
直接进行传输波形畸变较大，容易失真
调制器（Modulator）
解调器（Demodulator）
2 调制方法
数字调幅 数字调频 数字调相
绝对 相对
七、局域网及其应用
令牌环 以太网
七、局域网及其应用
➢ 问答式通信规约（有问必答，无问不答） 多台RTU共用一个通道 提高数据传送速度 通道适应性强
十、通信信道
电力载波通信 光纤通信 微波中继通信
1 电力载波通信
➢ 可靠性高 ➢ 经济性好，无需单独架设和维护线路 ➢ 电力系统基本通信方式
2 光纤通信
➢ 形式上为有线通信方式 ➢ 优越的通信性能
3 微波中继通信
令牌环 以太网
八、现场总线
RS-422/RS485
实时性差；主从控制 现场总线
双向串行的多节点数字通信系统
九、通信规约
1 基本问题 （1）概念 （2）内容
语言；操作步骤；查错及其应对方法
（3）组成
代码；控制字符；格式；应答方式；通信方式…
2、种类
➢ 循环式通信规约（按约定的次序循环发送） 占用通道多
2 串行数据的发送和接收 3 串行传输的格式
（1）异步传输 存在起始位和终止位，有效信息比低，传输效率低
（2）同步传输 无起始位和终止位，有效信息长，传输效率高
二、数据通信中的传输速率和误码率
码元：每个信号脉冲为一个码元 （1，0）或（+1，-1）
数码率：每秒传送码元数，Bd 信息速率：系统每秒传送的信息量，bit 误码率：数据传输后错误码元数与总码元数之比，
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是指利用先进的信息技术手段和自动化设备，对电力系统进行实时监测、运行控制和优化调度的过程。
通过电力系统调度自动化，可以提高电力系统的运行效率，减少能源浪费，保障电力系统的安全稳定运行。
一、电力系统调度自动化的基本原理和流程电力系统调度自动化的基本原理是通过采集电力系统的实时数据，进行数据处理和分析，然后根据系统运行状态和需求，自动进行控制和调度。
其基本流程如下：1. 数据采集：通过安装在电力系统各个关键节点的传感器和监测设备，实时采集电力系统的各项参数数据，如电压、电流、频率、功率等。
2. 数据处理和分析：将采集到的数据传输到调度中心，经过处理和分析，得到电力系统的运行状态和负荷需求等信息。
3. 控制和调度：根据系统运行状态和需求，自动进行控制和调度，包括发机电组的启停控制、负荷的调节、输电路线的开关控制等。
4. 运行监测：对电力系统的运行状态进行实时监测，及时发现和处理异常情况，保障系统的安全稳定运行。
5. 优化调度：基于电力系统的实时数据和需求，进行优化调度，提高系统的运行效率和经济性。
二、电力系统调度自动化的主要功能和应用电力系统调度自动化具有以下主要功能和应用：1. 实时监测和运行控制：通过实时采集和处理电力系统的数据，对系统的运行状态进行实时监测和控制，及时发现和处理异常情况，保障系统的安全稳定运行。
2. 负荷预测和调节：通过对历史数据和实时数据的分析，预测未来的负荷需求，对发机电组进行启停控制和负荷的调节，保持系统的供需平衡。
3. 输电路线的开关控制：根据系统的负荷需求和故障情况，自动进行输电路线的开关控制，保障系统的供电可靠性。
4. 发机电组的优化调度：根据电力市场的需求和电力系统的运行状态，对发机电组进行优化调度，提高发电效率和经济性。
5. 能源管理和节能减排：通过对电力系统的监测和控制，实现对能源的有效管理和优化利用，减少能源浪费，降低排放量，实现可持续发展。
电力系统调度自动化
电力系统调度自动化一、概述电力系统调度自动化是指利用计算机技术和自动化控制技术，对电力系统进行实时监测、运行控制、故障处理和数据分析等操作的过程。
通过自动化技术的应用，可以提高电力系统的运行效率、可靠性和安全性，实现对电力系统的智能化管理。
二、系统架构1. 数据采集电力系统调度自动化系统通过各种传感器和监测设备，对电力系统的各项指标进行实时采集。
这些指标包括电压、电流、功率、频率等参数，以及设备状态、故障信息等。
采集到的数据通过通信网络传输到调度中心。
2. 数据传输数据传输是电力系统调度自动化系统的核心环节。
采集到的数据通过通信网络传输到调度中心。
常见的通信方式包括有线通信（如光纤、电缆）、无线通信（如微波、卫星）等。
为了保证数据的安全性和可靠性，通信网络需要具备高速、低时延、抗干扰等特点。
3. 数据处理与分析调度中心接收到传输过来的数据后，对数据进行处理和分析。
通过数据处理算法和模型，对电力系统的运行状态进行评估和预测。
同时，还可以通过数据分析，提取出电力系统的潜在问题和优化方案，为运行决策提供参考。
4. 运行控制根据数据处理和分析的结果，调度中心可以下发控制指令，对电力系统进行运行控制。
例如，调整发电机的输出功率、调节变压器的变比、切换线路的供电方案等。
这些控制指令可以通过自动化装置实现，也可以通过人工干预实现。
5. 故障处理电力系统调度自动化系统还具备故障处理的功能。
当电力系统出现故障时，系统能够及时检测到故障信号，并进行故障定位和隔离。
同时，还能够根据故障类型和位置，自动调整电力系统的运行状态，保证电力系统的安全运行。
三、功能特点1. 实时监测：电力系统调度自动化系统能够实时监测电力系统的各项指标和设备状态，及时发现异常情况。
2. 运行控制：通过数据分析和运行评估，系统可以下发运行控制指令，对电力系统进行智能化运行控制。
3. 故障处理：系统能够及时检测到电力系统的故障信号，并进行故障定位和隔离，保证电力系统的可靠性和安全性。
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是指利用先进的信息技术和自动化控制技术对电力系统进行实时监测、分析和调度的一种技术手段。
它通过实时采集和处理电力系统的运行数据，运用先进的算法和模型，自动化地进行电力系统的调度决策和操作指令下达，以实现电力系统的安全、稳定和经济运行。
在电力系统调度自动化中，主要包括以下几个方面的内容：1. 实时监测和数据采集：通过安装在电力系统各个关键节点的传感器和测量设备，实时采集电力系统的运行数据，包括电压、电流、功率、频率等参数，以及设备的状态信息。
通过数据采集系统将这些数据传输到调度中心，为后续的分析和决策提供数据基础。
2. 数据分析和状态评估：通过对采集到的电力系统数据进行分析和处理，利用先进的算法和模型，对电力系统的状态进行评估。
包括对电力系统的潮流分析、电压稳定性评估、频率稳定性评估等。
通过对电力系统运行状态的评估，为后续的调度决策提供依据。
3. 调度决策和操作指令下达：根据电力系统的运行状态评估结果，自动化地进行调度决策，包括发电机出力调整、负荷调整、输电线路的开关操作等。
通过下达操作指令，实现对电力系统运行状态的调整和控制。
4. 通信与协同：电力系统调度自动化需要实现调度中心与各个关键节点之间的实时通信，包括数据的传输和指令的下达。
通过建立高速、可靠的通信网络，实现调度中心与电力系统各个节点之间的实时数据交互和指令传递，以保证调度决策和操作指令的准确性和及时性。
5. 故障诊断与恢复：电力系统发生故障时，电力系统调度自动化可以自动诊断故障原因，并提供相应的恢复措施。
通过自动化的故障诊断和恢复，可以快速地定位故障点，并采取相应的措施进行修复，以减少故障对电力系统运行的影响。
6. 安全保障与应急响应：电力系统调度自动化需要具备安全保障和应急响应的能力。
包括对电力系统的安全风险进行评估和管理，以及对突发事件的应急响应能力。
通过建立完善的安全管理体系和应急响应机制，保障电力系统的安全运行。
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我国目前的电网状况
特点：大电网、大电厂、大机组、高电 压输电、高度自动控制
装机容量超过2000MW电网11个 已形成500KV主网架结构 1990年华中与华东实现非同期联网（±500KV 直流输电线 ） 电网结构大大改善 省调以上调度自动化系统已实用化 电力专用通信网形成
东北电网
Renewed Interest in Energy Sector Need for smart grids, meters, infrastructure • The US energy industry, which in large part still operates with technologies built in the 1950s and 60s, is finally entering the digital era. While the need to modernize this aging system to improve efficiencies and reliability has been clear for some time, a convergence of “green” circumstances is forcing change right now in the industry. • Information and communications technologies must be added to the energy delivery infrastructure in order to make many of these improvements possible.
空间分布造成电压降
变压器2次侧为什么高10%？
10KV 10.5KV/242KV
G
10.5KV
220KV
220KV/121KV/38.5KV 110KV T2
T1 T4
10.5KV/3.15KV 35KV
T3
35KV/6.6KV
6KV
3KV
D1
在空间中需要布设变电所
• • • • 枢纽变电所 中间变电所 地区变电所 终端变电所
电能生产与消费---连续 VS随机 如何制约电力系统的运行？
• 系统的运行指组成系统的所有环节都处于执行其功 能的状态。 • 系统运行中，由于电力负荷的随机变化以及外界的 各种干扰（如雷击等）会影响电力系统的稳定，导 致系统电压与频率的波动，从而影响系统电能的质 量，严重时会造成电压崩溃或频率崩溃。 • 系统运行分为正常运行状态与异常运行状态。其中， 正常状态又分为安全状态和警戒状态；异常状态又 分为紧急状态和恢复状态。电力系统运行包括了所 有这些状态及其相互间的转移。各种运行状态之间 的转移需通过不同控制手段来实现。
南方联营电网
广东 广西 云南 贵州
西北电网
陕西 甘肃 青海 宁夏自治区 装机容量 18021.9 MW 年发电量 736.14亿KWh
福建电网
装机容量 9657.4MW 年发电量 356亿KWh
山东电网
装机容量18017.8 MW 年发电量912.05亿KWh
四川电网
空间传输造成能量损耗
大规模联合电网
综合利用水力、火力、核能等发电能源，以解决能源资源与负荷分
布地域间的不平衡。
电能生产与消费在空间上的不平衡！
利用时差和季节错开负荷高峰，减少总的装机容量 。
电能生产与消费在时间上的不平衡！
采用大容量机组， 节省投资和运行费用。
电能生产与消费在容量上的不平衡！
发生故障时不同电网间可以互相支援。
Smart grids a national priority
• Some of the most revolutionary changes are occurring in the electric utility industry, where new, interactive, and dynamic communications technologies are finally making it possible to have “smart” electrical grids that, like the Internet, can be used to control operations more efficiently and to allow customers to monitor and provision their own services. • Smart grids are considered so important that federal legislation enacted in the past couple of years has declared the technology a national priority. Further, the economic stimulus package President Obama signed in February provides $4.5 billion to accelerate development of these systems, and billions more in funding for other clean energy and scientific initiatives that also have strong needs for information technologies.
IT overlay on existing system
• Utility industry experts describe smart grids as a new IT infrastructure that will overlay the existing system of wires and switches that transport electricity from power sources to customers. Smart grids will be able to reach individual houses and commercial and industrial facilities via smart meters and software, extending from these components to devices and appliances installed within the customer premises. • Components, sensors, and equipment installed within the utility system will be connected as well. Because of this depth and breadth of connectivity, a typical utilityscale network can have millions of nodes, dwarfing, by comparison, an IT system used in a typical enterprise.
电力系统调度自动化
第1讲 概论
• 1 研究型学习之讨论（学习目标与方法问题）
– 面对浩瀚的知识/信息海洋，如何发掘有价值的问题？ – 面对问题，如何运用有效的方法加以解决？ – 技术的选择（多样性）与创新？
• 2 我的教育理念及其实施（教与学互动的问题） • 3 电力系统面临的新问题与本质特征 • 4 人们试图用“智能电网”来解决电力系统的新 问题，各国“智能电网”的含义与技术路线的差 异是什么？
辽宁 吉林 黑龙江 装机容量 35943.9MW
华北电网
北京 天津 河北 山西 内蒙古自治区 装机容量 40716.2MW 年发电量 1922.35亿KWh
华东电网
上海 江苏 浙江 安徽 装机容量 41986.4MW 年发电量 2268.9亿KWh
华中电网
河南 湖北 湖南 江西 装机容量 43365.4MW 年发电量 1673.22亿KWh
启示1：建立能量网和信息网的连接，从宏观上把握二者的关系！ 启示2：建立时间空间的连接，理解系统的时空尺度！ 自动化网络（信息网络）
空间 线索
电力网络（能量网络） 时间线索
电能生产与消费的特点对电力系统的制约
空间 矛盾 时间 矛盾
电能 电能 对系统的 电力系统监视与控制 生产 消费 的时间、空间尺度 影响 集中 分散 电力网络 网络结构重构控制？ 结构 数米~数千千米 连续 随机 电力网络 运行状态监视与状态 转移的控制 运行状态 数ms~数秒
• 升压变电所、降压变电所
电能生产与消费---集中 VS 分散 如何制约电力系统的结构？ 电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变 电所、配电线路等构成。
功能:
(1)将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心 变电所; 为什么要升压？ (2)降压至一定等级后，经配电线路与用户相联。 特点： (1)电力系统中网络结点间有功潮流、无功潮流、高次谐 波、负序电流等以光速在全系统范围传播。 (2) 在不同层次上配置各类自动控制装置与通信系统，组 成信息与控制子系统。电力系统监视与控制的时间、 空间尺度？ 目标: (1) 使电力系统具有可观测性与可控性; (2) 保证系统安全、稳定、经济地运行。
第2讲 电力系统的本质特征
• 1 电力系统面临的新问题与本质特征 • 2 人们试图用“智能电网”来解决电力系统的新 问题，各国“智能电网”的含义与技术路线的差 异是什么？
电力系统构成
• 原动机
• • • •
发电机 输电网络 配电系统 负荷
• 动力 系统 • 电力 系统
电力系统是由不同类型的发电机组(汽轮发电机组和水轮发电机组)， 众多变电所及电力负荷， 不同电压等级的电力网络， 以及不同传输方式的输电线路(交流输电线路和直流输电线路) 所组成的十分庞大而复杂的系统。 -----〉制约电力系统的结构 电能的集中开发与分散使用；空间 电能的连续供应与负荷的随机变化；时间 -----〉制约电力系统的运行