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電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)概況 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概述論文篇一
1并列操作的原因：①隨著負荷的波動，電力系統(tǒng)中運行的發(fā)電機組臺數(shù)也要不斷變動②當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故
障時要求將備用電機迅速投入電網(wǎng)運行。
2同步發(fā)電機組的并列方法分為：準同期并列、自同期并列。
準同期并列：設(shè)待并發(fā)電機組g已加上了勵磁電流，其端電壓為∪g，調(diào)節(jié)發(fā)電機組 ∪g 的狀態(tài)參
數(shù)，使之符合并列條件，并將其投入系統(tǒng)的操作，稱為準同期并列。
準同期并列的理想條件：fg=fg（頻率相等）, ug=ux（電壓幅值相等）, e=(相角差為零)3同步發(fā)電機組并列時應(yīng)遵循以下原則：
①并列斷路器合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能地小，其瞬時最大值一般不應(yīng)超過1~2倍的額定電流。②發(fā)電機組并入電網(wǎng)后能迅速進入同步運行狀態(tài)，起暫態(tài)過程要短，以減小對電力系統(tǒng)的擾動。4 電壓差檢測:電壓差的檢測可直接用ug和ux的幅值進行比較，兩電壓分別經(jīng)變壓器、整流橋和一個電壓
平衡電路檢測電壓的絕對值，當(dāng)電壓值小于允許值時發(fā)出“電壓差合格允許合閘”的信號。
5滑差檢測：利用比較恒定超前時間電平檢測器和恒定超前相角電平檢測器的動作次序來實現(xiàn)滑差檢測。
第二章 同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)
1同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)組成：勵磁功率單元、勵磁調(diào)節(jié)器
2同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的任務(wù)：①電壓控制 ②控制無功功率的分配 ③提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性
④改善電力系統(tǒng)的運行條件⑤實現(xiàn)強行減磁
3同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)種類：直流勵磁機勵磁系統(tǒng)，交流勵磁機勵磁系統(tǒng)，靜止勵磁系統(tǒng)
4勵磁調(diào)節(jié)器的功能：保證發(fā)電機端電壓不變，保證發(fā)電機間無功電流的合理分配
5勵磁調(diào)節(jié)器基本的控制有測量比較、綜合放大及移相觸發(fā)單元組成第三章
1自動發(fā)電控制系統(tǒng)四個基本任務(wù)：①使全系統(tǒng)的發(fā)電機輸出功率和總負荷功率相匹配 ②將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)整控制到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值 ③控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)的交換功率與計劃值相等，以實現(xiàn)各個區(qū)域內(nèi)有功功率和負荷功率的平衡 ④在區(qū)域內(nèi)各發(fā)電廠之間進行負荷的經(jīng)濟分配
2調(diào)頻器的控制信號有：比例、積分、微分三種形式
第四章
1電力系統(tǒng)的無功功率電源有哪幾種：同步發(fā)電機、同步調(diào)相機及同步電動機、并聯(lián)電容器、靜止無功功
率補償器、高壓輸電線路的充電功率
2電力系統(tǒng)電壓控制措施：發(fā)電機控制調(diào)壓、控制變壓器變比調(diào)壓、利用無功功率補償設(shè)備調(diào)壓、利用串
聯(lián)電容器控制調(diào)壓。
3agc的基本功能：①使發(fā)電自動跟蹤電力系統(tǒng)負荷變化。②響應(yīng)負荷和發(fā)電的隨機變化，維持發(fā)電頻
率為額定值。③在各區(qū)域間分配發(fā)電功率，維持區(qū)域間功率交換為計劃值。④對周期性的負荷變化按發(fā)電計劃調(diào)整發(fā)電功率。⑤監(jiān)視和調(diào)整備用容量，滿足電力系統(tǒng)安全要求。
第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化
1電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)
①保證供電的質(zhì)量優(yōu)越②保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性
③保證系統(tǒng)運行的安全水平④提供強有力的事故處理措施
2rtu的任務(wù)：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、執(zhí)行命令、其他功能（當(dāng)?shù)毓δ?、自動診斷功能）
3遠動技術(shù)的主要內(nèi)容是“四遙”------遙測、遙信、遙控、遙調(diào)
4scada子系統(tǒng)包過：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸與處理、計算機控制、人機界面及警告處理
5通信規(guī)約：為保證通信雙方能正確有效地進行數(shù)據(jù)傳輸，在通信的發(fā)送和接收過程中有一定的規(guī)定，以
約束雙方進行正確協(xié)調(diào)的工作，我們將這些規(guī)定成為數(shù)據(jù)傳輸規(guī)程，簡稱通信規(guī)約。
包括：循環(huán)式規(guī)約、問答式規(guī)約
6通信信道：電力載波通信、光纖通信、微波中繼通信和衛(wèi)星通信
7按照系統(tǒng)負荷預(yù)測的周期電力系統(tǒng)的負荷預(yù)測可分為：超短期、短期、中期、長期負荷預(yù)測。8微增率：輸入耗量微增量與輸出功率微增量的比值
9scada采集的數(shù)據(jù)的缺點：數(shù)據(jù)不齊全、數(shù)據(jù)不精確、受干擾時回出現(xiàn)不良數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)不和諧
第六章
1能連管理系統(tǒng)（ems）是以計算機為基礎(chǔ)的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的綜合自動化系統(tǒng)，主要針對發(fā)電和輸電系統(tǒng)，用于大區(qū)級電網(wǎng)的調(diào)度中心。根據(jù)能量管理系統(tǒng)發(fā)展的配電管理系統(tǒng)（dms）主要針對配電和用戶系統(tǒng)，用于10kv以下的電網(wǎng)。
2配電管理系統(tǒng)dms的通信方案：①主站與主站之間使用單模光纖 ②子站與ftu之間，使用多模光纖
③ttu與電量集抄系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
3配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端有：①饋線遠方終端 ②配電變壓器遠方終端 ③變電所內(nèi)的遠方終端。4遠程自動抄表系統(tǒng)構(gòu)成：具有自動抄表功能的電能表、抄表集中器、抄表交換機、中央信息處理機。5遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案：①總線式抄表系統(tǒng) ②三級網(wǎng)絡(luò)的遠程自動抄表系統(tǒng)③采用無線電臺的遠程自動抄表系統(tǒng)
第七章
1變電所綜合自動化系統(tǒng)的基本功能：①監(jiān)控子系統(tǒng) ②微機保護子系統(tǒng) ③電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)
④低頻減負荷及備用電源自投控制子系統(tǒng) ⑤通信子系統(tǒng)。
2變電所綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式：集中式、分散集中式、分散與集中相結(jié)合式、全分散式
電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)概況 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概述論文篇二
分析電力系統(tǒng)自動化技術(shù)
摘 要: 隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)溝迅猛發(fā)展,原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經(jīng)不能充分概抓現(xiàn)代生產(chǎn)自動化系流中承擔(dān)第一線任務(wù)的全部控制設(shè)備。而且,電力拖動控制已經(jīng)走出工廠,在交通、農(nóng)場、辦公室以及家用電器等領(lǐng)域獲得了廣泛運用。它的研究對象已經(jīng)發(fā)展為運動控制系統(tǒng),下面僅對有關(guān)電氣自動化技術(shù)的新發(fā)展作一些介紹。關(guān)鍵詞:電力自動化;現(xiàn)場總線;無線通訊技術(shù);變頻器
1.引言
現(xiàn)今,創(chuàng)新的自動化系統(tǒng)控制著復(fù)雜的工藝流程,并確保過程運行的可靠及安全,為先進的維護策略打造了相應(yīng)的基礎(chǔ)。
電力過程自動化技術(shù)的日新月異和控制水平的不斷提高搜企網(wǎng)版權(quán)所有,為電力工業(yè)解決能源資源和環(huán)境約束的矛盾創(chuàng)造了條件。隨著社會及電力工業(yè)的發(fā)展,電力自動化的重要性與日劇增。傳統(tǒng)的信息、通信和自動化技術(shù)之間的障礙正在逐漸消失。最新的技術(shù),包括無線網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線、變頻器及人機界面、控制軟件等,大大提升了過程系統(tǒng)的效率和安全性能。
2.電力自動化的發(fā)展
我國是從20世紀60年代開始研制變電站自動化技術(shù)。變電站自動化技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已經(jīng)達到一定的水平,在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動化技術(shù)實現(xiàn)無人值班,而且在220kv及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動化新技術(shù),從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平,增強了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性,降低了變電站建設(shè)的總造價,這已經(jīng)成為不爭的事實。然而,技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的,隨著智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟,以及計算機高速網(wǎng)絡(luò)在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用,勢必對已有的變電站自動化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響,全數(shù)字化的變電站自動化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。
3.電力自動化的實現(xiàn)技術(shù)
現(xiàn)場總線(fieldbus)被譽為自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。信息技術(shù)的飛速發(fā)展,引起了自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革,隨著工業(yè)電網(wǎng)的日益復(fù)雜工業(yè)自動化網(wǎng)版權(quán)所有,人們對電網(wǎng)的安全要求也越來越高,現(xiàn)場總線控制技術(shù)作為一門新興的控制技術(shù)必將取代過去的控制方式而應(yīng)用在電力自動化中。
4.無線技術(shù)
無線通訊技術(shù)因其不必在廠區(qū)范圍內(nèi)進行繁雜、昂貴的布線,因而有著誘人的特質(zhì)。位于現(xiàn)場的巡視和檢修維護人員借此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯(lián)系,并實現(xiàn)信息共享。此外,無線技術(shù)還具有高度靈活性、易于使用、通過遠程鏈接可實現(xiàn)遠方設(shè)備或系統(tǒng)的可視化、參數(shù)調(diào)整和診斷等獨特功能。無線技術(shù)的出現(xiàn)及快速進步,正在賦予電力工業(yè)領(lǐng)域以一種嶄新的視角來觀察問題,并由此在電力流程工業(yè)領(lǐng)域及資產(chǎn)管理領(lǐng)域,開創(chuàng)一個激動人心的新紀元。
盡管目前存在多種無線技術(shù)漢陽科技,但僅有幾種特別適用于電力流程工業(yè)。這是因為無線信號通過空間傳播的過程、搭載的數(shù)據(jù)容量(帶寬)、抗rfi(射頻干擾)/emi(電磁干擾)干擾性、對物理屏障的易感性、可伸縮性、可靠性,還有成本,都因無線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的不同而不同。因此,很多用戶都傾向于“依據(jù)具體的應(yīng)用場合,來選定合適的無線技術(shù)”。控制用的無線技術(shù)主要有g(shù)sm/gprs(蜂窩)、9oomhzradios、wi-fi(/b/g)、wimax(802.16)、zigbee(802.15.4)、自組織網(wǎng)絡(luò)等,其中尤以wi-fi和wimax應(yīng)用增長速度最快,這是因為其在帶寬和安全性能方面較優(yōu)、在數(shù)據(jù)集中和網(wǎng)絡(luò)化方面具備卓越的安全框架、具有主機數(shù)據(jù)集成的高度靈活性、高的魯棒性及低的成本。
5.信息化技術(shù)
電力信息化包括電力生產(chǎn)、調(diào)度自動化和管理信息化兩部分。廠站自動化歷來是電力信息化的重點,大部分水電廠、火力發(fā)電廠以及變電站配備了計算機監(jiān)控系統(tǒng);相當(dāng)一部分水電廠在進行改造后還實現(xiàn)了無人值班、少人值守。發(fā)電生產(chǎn)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)過程自動化水平。電力調(diào)度的自動化水平更是國際領(lǐng)先,目前電力調(diào)度自動化的各種系統(tǒng),如scada、agc以及ems等已建成,省電力調(diào)度機構(gòu)全部建立了scada系統(tǒng),電
網(wǎng)的三級調(diào)度100%實現(xiàn)了自動化。華北電力調(diào)度局自動化處處長郭子明說,早在20世紀70年代華北電力調(diào)度局就用晶體管計算機調(diào)度電力,從國產(chǎn)1 2 1機到1 7 6機,再到176雙機,華北電力調(diào)度局全用過,到1978年已經(jīng)基本實現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度自動化。
6.安全技術(shù)
電力是社會的命脈之一,當(dāng)今人類社會對電力系統(tǒng)的依賴已到了難以想象的程度。電力系統(tǒng)發(fā)生大災(zāi)變對于社會的影響是不可估量的,因此電力系統(tǒng)最重要的是運行的安全性,但這個問題在全世界均未得到很好解決,電力系統(tǒng)發(fā)生大災(zāi)變的概率小但后果極其嚴重,我國電力系統(tǒng)也出現(xiàn)過穩(wěn)定破壞的重大事故。由于我國經(jīng)濟快速發(fā)展的需求,電力工業(yè)將會繼續(xù)以空前的速度和規(guī)模發(fā)展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國聯(lián)網(wǎng)等重大工程的實施,我國必將出現(xiàn)世界上最大規(guī)模的電力系統(tǒng)。
7.傳動技術(shù)
實現(xiàn)變頻調(diào)速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動電路、保護電路以及控制器(mcu/dsp)等部分組成。變頻器作為節(jié)能降耗減排的利器之一,在電力設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)極為廣泛而成熟。對于變頻器廠商而言,在未來三十年,變頻器,尤其是高壓變頻器在電力節(jié)能降耗中的作用極為明顯,變頻器也成為越來越多電力行業(yè)改造技術(shù)的首選。
在業(yè)內(nèi),以abb為首的電力自動化技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)廠商,abb建立了全球最大的變壓器生產(chǎn)基地及絕緣體制造中心。自1998年成立以來,公司多次參與國家重點電力建設(shè)項目,憑借安全可靠、高效節(jié)能的產(chǎn)品性能而獲得國內(nèi)外用戶的好評。其公司多種產(chǎn)品,包括:plc、變流器、儀器儀表、機器人等產(chǎn)品都在電力行業(yè)中得到很好的應(yīng)用。
8.人機界面
發(fā)電站、變電站、直流電源屏是十分重要的設(shè)備,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,搜企網(wǎng),單片機技術(shù)的日趨完善,電力行業(yè)中對發(fā)電站、變電站設(shè)備提出了更高精密、更高質(zhì)量的要求,直流電源屏是發(fā)電站、變電站二次設(shè)備中非常重要的設(shè)備,直流電源屏承擔(dān)著向發(fā)電站、變電站提供直流控制保護電源的作用,同時提供給高壓開關(guān)及斷路器的操作電源,因此直流電源
屏的可靠性將直接關(guān)系到發(fā)電站的安全運行,直流電源屏的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了很長的時間,從早期的直流發(fā)電機、磁飽和直流充電機到集成電路可控硅控制直流充電機、單片機控制可控硅充電機、高頻開關(guān)電源充電機等,至目前直流電源屏已很成熟。直流電源屏整流充電部分仍然采用目前國際最流行的軟開關(guān)技術(shù),將工頻交流經(jīng)過多級變換,最后形成穩(wěn)定的直流輸出,直流電源屏系統(tǒng)控制的核心部件是v80系列可編程控制器plc,它將系統(tǒng)采集的輸入輸出模擬量以及開關(guān)量經(jīng)過運算處理,最終控制高頻開關(guān)電源模塊使其按電池曲線及有人為設(shè)置的工作要求更可靠地工作。
9.結(jié)束語
電氣自動化技術(shù)是當(dāng)今世界最活躍、最充滿生機、最富有開發(fā)前景的綜合性學(xué)科與眾多高新技術(shù)的合成。其應(yīng)用范圍十分廣泛,幾乎滲透到國民經(jīng)濟各個部門,隨著我國科技技術(shù)的發(fā)展,電氣自動化技術(shù)也隨之提高。
電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)概況 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概述論文篇三
電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案
（學(xué)科專業(yè)代碼：080802）
一、主要研究方向及其學(xué)術(shù)隊伍 研究方向一：風(fēng)電控制與繼電保護技術(shù)
本研究方向的主要研究內(nèi)容、特色和意義
風(fēng)能的利用，關(guān)鍵在風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備—風(fēng)力機制造技術(shù)，而風(fēng)力機的檢測與控制技術(shù)是風(fēng)力機制造及風(fēng)力機有效運行的基本保證。
風(fēng)力機的檢測技術(shù)與自動化裝置是以風(fēng)能領(lǐng)域內(nèi)的檢測和控制系統(tǒng)為主要研究對象，采用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計算機技術(shù)、電子與通訊技術(shù)、測量技術(shù)等來研究系統(tǒng)的檢測、控制、設(shè)計和實現(xiàn)的理論、方法和技術(shù)。在實際應(yīng)用中，尤其是風(fēng)力機制造及風(fēng)力機有效運行中，由于檢測及被控對象的嚴重非線性、數(shù)學(xué)模型不確定、系統(tǒng)的工作點變化劇烈等因素，以使傳統(tǒng)的檢測和控制方法難以滿足要求。由于傳統(tǒng)檢測和控制往往只考慮控制系統(tǒng)和受控對象所組成的“獨立”體系，而忽略了環(huán)境所施加的影響，而現(xiàn)代大型風(fēng)力機復(fù)雜的檢測、控制和決策問題，必然把外界環(huán)境和對象以及檢測、控制系統(tǒng)作為一個整體來進行分析和設(shè)計。另外對于控制任務(wù)或控制目標，傳統(tǒng)控制只著眼于用數(shù)學(xué)語言進行描述。實際上檢測與控制任務(wù)或目標有多重性和時變性，而且還包括任務(wù)所含信息的處理過程，即任務(wù)的集合處理。面對復(fù)雜的對象、復(fù)雜的環(huán)境和復(fù)雜的任務(wù)，用傳統(tǒng)的檢測與控制理論和方法去解決是不可能的，為使我國的風(fēng)能利用及風(fēng)力機制造技術(shù)朝著大型化、高度智能化方向發(fā)展，就必須研究和使用新的檢測和控制手段。
電力系統(tǒng)繼電保護裝置是保護電力網(wǎng)用電設(shè)備安全的重要設(shè)施，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展, 電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,輸電線路的故障如不能快速準確地切除而引起故障擴大甚至系統(tǒng)失穩(wěn)所帶來的經(jīng)濟損失和社會影響是難以估量的。因此對繼電保護裝置的性能要求越來越高。為了提高保護的可靠性, 對繼電保護在線路故障時的動作特性進行預(yù)先分析仿真、研究, 以及事故后進行準確的校驗、分析都是十分必要的。
研究方向二： 電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制與保護
本研究方向的主要研究內(nèi)容、特色和意義
首先，本研究方向主要研究電力系統(tǒng)自動化技術(shù)，提高電網(wǎng)運行的自動化水平，重點研究適合于互聯(lián)電網(wǎng)和電力市場環(huán)境下的調(diào)度自動化技術(shù)和配電自動化系統(tǒng)以及先進的變電站自動化系統(tǒng)；完善高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，基本建成電力系統(tǒng)的信息安全體系，研究發(fā)電廠監(jiān)控和優(yōu)化運行技術(shù)，狀態(tài)檢修技術(shù)，提高電廠的生產(chǎn)自動化水平和現(xiàn)代化管理水平，在吸收國內(nèi)外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究具有新疆特色的科學(xué)、實用、先進的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、電力調(diào)度自動化、配電網(wǎng)綜合自動化、繼電保護與運行自動化、電力系統(tǒng)綜合自動化、無人值班變電站自動化、電力系統(tǒng)安全運行自動化。
再則，風(fēng)能以其無污染，可再生，蘊量豐富的優(yōu)勢，在電力行業(yè)得到了廣泛的重視，無論國外還是國內(nèi)，都在對風(fēng)力發(fā)電進行探索、研究。隨著風(fēng)機容量的不斷增加，風(fēng)力發(fā)電場也由陸地拓向了海洋。這使得傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析的方法需要一定的修改。風(fēng)力發(fā)電機大部分采用多種形式的發(fā)電機，風(fēng)能具有隨機性、受季節(jié)影響的特點。風(fēng)力發(fā)電對所接入的電網(wǎng)沖擊如何，影響有多大，是否會導(dǎo)致電力系統(tǒng)不穩(wěn)定等因素都是必須考慮的。因此，含風(fēng)力發(fā)電的自動化系統(tǒng)研究也勢在必行。
新疆風(fēng)能資源豐富，風(fēng)電裝機容量也位于全國之首，就風(fēng)電系統(tǒng)穩(wěn)定性而言，風(fēng)力發(fā)電的原動力是
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風(fēng)。風(fēng)機由于其自身機械強度的限制，若風(fēng)速在其允許范圍內(nèi)，風(fēng)機則可以投入電網(wǎng)進行發(fā)電，若風(fēng)速超出其限制，則要停止風(fēng)機運行，這種風(fēng)機的投切對電網(wǎng)是一種干擾，當(dāng)風(fēng)機的容量達到相當(dāng)規(guī)模時，這種干擾則比較嚴重，同樣風(fēng)機故障也會對電網(wǎng)造成影響，因此迫切需要對風(fēng)機的投切和風(fēng)機的故障對電網(wǎng)造成的影響進行分析研究，以便找到風(fēng)電在電網(wǎng)中的最佳配置容量及改造風(fēng)電控制設(shè)備和配置相應(yīng)的繼電保護，以使對電網(wǎng)干擾達到最小，為風(fēng)電場規(guī)劃和風(fēng)電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供依據(jù)和指導(dǎo)。
研究方向三：電力系統(tǒng)優(yōu)化與仿真
本研究方向的主要研究內(nèi)容、特色和意義
隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展, 電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,如何有效降低網(wǎng)損，減少無功設(shè)備投資，降低燃煤耗量，電網(wǎng)經(jīng)濟運行越來越重要，但是電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)備眾多,覆蓋面廣,必須針對現(xiàn)場實際特點找到有效的優(yōu)化控制方案,首先進行計算機分析計算仿真，再應(yīng)用于實際電網(wǎng).因電網(wǎng)覆蓋面大，必須全網(wǎng)綜合考慮，不能盲目投資和改造設(shè)備，為此進行電力系統(tǒng)理論推導(dǎo)和優(yōu)化計算、分析仿真，可以節(jié)約資金，避免浪費和無謂的投入。同時也可盡快縮短與國內(nèi)外技術(shù)水平的差距，盡快實現(xiàn)新疆電網(wǎng)高質(zhì)量高水平的安全穩(wěn)定經(jīng)濟的運行。
主要應(yīng)用國內(nèi)外大型軟件或編制軟件進行優(yōu)化仿真計算，根據(jù)潮流計算、靈敏度分析的結(jié)果進行優(yōu)化控制方案制定。同時將供熱系統(tǒng)在運行過程中，如何實現(xiàn)按需供熱，并使熱量按需分配運用電力系統(tǒng)優(yōu)化理論和潮流優(yōu)化算法軟件進行模擬類比仿真。
二、培養(yǎng)目標
1.培養(yǎng)目標
為適應(yīng)我國國民經(jīng)濟發(fā)展和社會主義建設(shè)的需要，培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的電氣工程學(xué)科高層次專門技術(shù)人才，本學(xué)科培養(yǎng)的碩士研究生應(yīng)滿足以下要求：
（1）努力學(xué)習(xí)和掌握馬列主義和毛澤東思想的基本原理，掌握科學(xué)的方法論；堅持四項基本原則，熱愛祖國，品行端正，遵紀守法；積極為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。
（2）在電氣工程學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)掌握堅實寬廣的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)深入的專門知識；熟悉所從事研究方向及相近研究方向的科學(xué)技術(shù)發(fā)展動向。
（3）在電氣工程學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)具有獨立從事科學(xué)研究工作的能力；具有實事求是、科學(xué)嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。
（4）第一外國語要求熟練地閱讀本專業(yè)的外文資料，并具有一定的寫作能力和聽說能力。（5）積極參加體育鍛煉，身體健康。2.培養(yǎng)方式
（1）結(jié)合碩士研究生的特點進行政治思想教育和黨的方針政策教育，進行愛國主義、革命傳統(tǒng)和道德的教育，進行社會主義與法制教育。
（2）采用理論學(xué)習(xí)和科學(xué)研究相結(jié)合的方法，使碩士研究生在電氣工程學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)掌握堅實而寬廣的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)深入的專門知識，在本學(xué)科范圍內(nèi)具有獨立從事科學(xué)研究工作的能力。
（3）碩士生的課程學(xué)習(xí)在碩士生培養(yǎng)工作中占有重要地位。碩士生應(yīng)通過課程學(xué)習(xí)加深理論基礎(chǔ)，擴大知識面。碩士生的課程學(xué)習(xí)一般應(yīng)以授課和自學(xué)相結(jié)合。
（4）碩士學(xué)位論文工作是碩士生培養(yǎng)的關(guān)鍵和核心。碩士學(xué)位論文要由碩士生獨立完成，導(dǎo)師的作用在于指導(dǎo)研究方向，啟發(fā)碩士生深入思考、正確分析與判斷，充分發(fā)揮碩士生的創(chuàng)
造能力和開拓進取精神。
（5）在指導(dǎo)上采取以指導(dǎo)教師為主、導(dǎo)師負責(zé)和碩士點集體培養(yǎng)相結(jié)合的方法。也可和其他高校、研究單位或工廠企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)，吸收具有高級職稱的人員參加指導(dǎo)。
（6）導(dǎo)師應(yīng)以高度的責(zé)任心，全面關(guān)心研究生的成長，對研究生嚴格要求，嚴格管理，既要教書又要育人。導(dǎo)師應(yīng)根據(jù)本方案的要求并結(jié)合研究生的特點，認真制定培養(yǎng)計劃，檢查并督促研究生的課程學(xué)習(xí)，并指導(dǎo)研究生論文選題、文獻查閱、調(diào)研、科研工作、學(xué)位論文撰寫和答辯。導(dǎo)師應(yīng)注意在各個環(huán)節(jié)上培養(yǎng)研究生嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，實事求是的工作作風(fēng)。
（7）導(dǎo)師所在碩士點在研究生培養(yǎng)計劃的制定、碩士學(xué)位論文選題、論文工作及論文撰寫、答辯等各個環(huán)節(jié)上應(yīng)積極發(fā)揮集體培養(yǎng)的優(yōu)勢并起到質(zhì)量監(jiān)控的作用，以提高研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。電氣工程學(xué)院學(xué)位分委員會應(yīng)充分發(fā)揮對研究生質(zhì)量把關(guān)的作用。
3.學(xué)習(xí)年限：
一般為三年（在職人員為三至四年）。
三、本專業(yè)碩士研究生課程學(xué)習(xí)及學(xué)分的基本要求
總學(xué)分：38學(xué)分其中： 公共學(xué)位課
專業(yè)外語 基礎(chǔ)學(xué)位課 專業(yè)學(xué)位課
須修 3門； 8學(xué)分 須修 1門； 1學(xué)分 須修 4門； 9 學(xué)分 須修 3門； 6學(xué)分
前沿講座(含討論班)須參加12次；2學(xué)分 教學(xué)實踐或社會調(diào)查（學(xué)術(shù)活動）2學(xué)分 跨一級學(xué)科課程 專業(yè)選修課程
須修 1門； 2學(xué)分 須修 4門； 8學(xué)分
四 — 1本專業(yè)碩士研究生課程設(shè)置
四 — 2碩士研究生前沿講座課(含討論班)的基本要求
1.講座課或討論班的基本范圍或基本形式
（1）學(xué)院組織的由在讀研究生公開發(fā)表的論文和研究成果為主的學(xué)術(shù)報告和討論會（2）聘請國內(nèi)外名校專家和教授舉行的科技講座。2.次數(shù)、考核方式及基本要求
碩士生在校期間除了必要的課程學(xué)習(xí)，還須完成講座選聽必修環(huán)節(jié)2學(xué)分，要求碩士生應(yīng)選聽12次以上學(xué)術(shù)講座（含討論班）并提交心得體會，學(xué)位論文選題報告1次，要求碩士生應(yīng)在2年內(nèi)完成選題報告，并按規(guī)定填寫選題報告表。
五、本專業(yè)碩士研究生文獻閱讀的主要經(jīng)典著作、專業(yè)學(xué)術(shù)期刊目錄
六、學(xué)位論文的基本標準
1.碩士學(xué)位論文工作是碩士生在校期間的主要工作之一。碩士論文的質(zhì)量反映了碩士生是否掌握堅實而寬廣的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)深入的專門知識，是否具有獨立從事科學(xué)研究工作的能力，是碩士生能否被授予碩士學(xué)位的關(guān)鍵。
2.碩士學(xué)位論文應(yīng)在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由碩士生本人獨立完成。論文應(yīng)有較強的系統(tǒng)性和完整性，應(yīng)在電力科學(xué)或電力專門技術(shù)上作出具有一定創(chuàng)新的研究成果，并在理論上或?qū)嶋H上對電力學(xué)科的發(fā)展和社會主義建設(shè)有較大的意義。為保證論文質(zhì)量，論文工作必須有一定工作量，用于論文工作的實際時間一般應(yīng)不得少于一學(xué)年。
3.學(xué)位論文工作一般包括文獻閱讀、科研調(diào)查、選題報告、理論分析、軟件設(shè)計、實驗工作、論文撰寫、論文答辯等環(huán)節(jié)。選題的準備工作在第2學(xué)期課程學(xué)習(xí)的同時就應(yīng)著手進行。力爭在第3學(xué)期末，最遲在第4學(xué)期應(yīng)正式做選題報告并提交論文工作計劃。碩士生所在碩士點應(yīng)組織開題答辯并對選題進
行審查和把關(guān)，碩士論文基本完成后，修改并正式提交論文，方可報學(xué)院批準進行論文評閱和學(xué)位論文答辯。
七、本專業(yè)碩士研究生須具備的科研能力與水平的基本要求
1．碩士生應(yīng)參與本學(xué)科的某一研究方向提出的對電工科學(xué)技術(shù)的發(fā)展或國民經(jīng)濟具有較大理論意義或?qū)嵱脙r值的課題，或者是高水平的橫向課題。培養(yǎng)科研能力。
2.碩士生在正式撰寫碩士學(xué)位論文前，在進行學(xué)位論文的研究工作期間應(yīng)盡可能多地在國內(nèi)外期刊上發(fā)表論文，或者積極參加科研項目。碩士學(xué)位論文應(yīng)是在碩士生已發(fā)表的有關(guān)論文和待發(fā)表的有關(guān)論文或已取得的科研成果的基礎(chǔ)上進行的匯總、概括、深化和提高，論文或成果應(yīng)達到學(xué)校規(guī)定的條件。
八、本專業(yè)碩士研究生實踐能力培養(yǎng)的基本要求
實踐能力培養(yǎng)應(yīng)在第2學(xué)期開始課程學(xué)習(xí)的同時就應(yīng)著手進行。由碩士點負責(zé)助教實踐安排和助崗實踐安排，由導(dǎo)師負責(zé)科研培訓(xùn)并安排工作計劃。第4學(xué)期末提交實踐及科研培訓(xùn)報告。
第5學(xué)期開始到電力現(xiàn)場和內(nèi)地高校及研究所調(diào)研并進行科學(xué)研究和碩士論文的撰寫。
電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)概況 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概述論文篇四
電力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)自動化
電力工業(yè)是具有公用事業(yè)性質(zhì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，電力行業(yè)是具有明顯的社會公益性的行業(yè)，是國民經(jīng)濟的大動脈，電力供應(yīng)的可靠性對現(xiàn)代社會具有極其重大的影響。我國經(jīng)濟在穩(wěn)步快速的發(fā)展，需要我國電力工業(yè)發(fā)展的支持，也給電力系統(tǒng)自動化產(chǎn)業(yè)提供了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。我國電力系統(tǒng)發(fā)展和現(xiàn)狀
1.1 體制變遷
? 97年前：電力工業(yè)部 ? 97年8月：國家電力公司
? 02年3月：國務(wù)院正式批準了以“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)，打破壟斷，引入競爭”為宗旨的《電力體制改革方案》(即：國務(wù)院5號文件)。
? 02年10月：成立國家電力監(jiān)管委員會（電監(jiān)會）
? 02年12月29日，在原國家電力公司的基礎(chǔ)上，中國電力新組建(改組)的11家公司宣告成立，包括兩家電網(wǎng)公司、五家發(fā)電集團公司和四家輔業(yè)集團公司分別經(jīng)營電網(wǎng)、電源及輔業(yè)資產(chǎn)。
電網(wǎng)公司：
? 國家電網(wǎng)公司 ? 南方電網(wǎng)公司
發(fā)電公司
? 華能集團公司 ? 大唐集團公司 ? 華電集團公司 ? 國電集團公司 ? 電力投資集團
輔業(yè)集團
? 中國電力工程顧問集團公司 ? 中國水電工程顧問集團公司 ? 中國水利水電建設(shè)集團公司 ? 中國葛洲壩集團公司
? 電力產(chǎn)業(yè)總資產(chǎn)（2000年底）：
2.5萬億元，其中原國電總資產(chǎn)1.8萬億元
1.2近期發(fā)展狀況
? 發(fā)電裝機容量：
1980：6587萬kw（65869mw）1987：10289.7萬kw 1993：20000萬kw 1996：23654萬kw 2003：38900萬kw 2004：44000萬kw，用電21735億千瓦時
2005年底：50841萬kw，用電24220億千瓦時 未來十年，預(yù)計還要增加50000萬kw ? 變電站數(shù)量：
1996年統(tǒng)計數(shù)據(jù)（注）： 500kv：47 330kv：25 220kv：1003 154kv：2 110kv：5496 66kv： 2729 35kv： 20921 目前每年新增變電站約4000個，改造老變電站約2000個。2003年末數(shù)據(jù)（網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，供參考）：
500kv：近100個 220kv：1800多個 110kv：5900個
66kv/35kv變電站有5700多個
另有數(shù)據(jù)顯示，全國110kv以下、35kv以上的終端變電站有18000余座，35kv等級以下的各類配電變電站數(shù)量更多
近幾年，每年新增變電站約4000個，改造老變電站約2000個。電力系統(tǒng)概述
2.1 電力系統(tǒng)的特點
（1）平衡性：電能不能儲存，電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用同時完成。（2）瞬時性：暫態(tài)過程非常迅速，電能以電磁波的形式傳播，真空中傳播速度為300km/ms。（3）和國民經(jīng)濟各部門間的關(guān)系密切。
2.2 電力系統(tǒng)的組成
電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠的發(fā)電機、升壓及降壓變電設(shè)備、電力網(wǎng)及電能用戶（用電設(shè)備）組成的系統(tǒng)。
發(fā)電，輸變電，配電，用電
動力系統(tǒng)化學(xué)能煤石油鍋爐天然氣核能電力系統(tǒng)熱能汽輪機機械能電力網(wǎng)發(fā)電機電能鈾水 反應(yīng)堆水能升壓變壓器輸電線路降壓變壓器用電設(shè)備水輪機（1）發(fā)電部分(generation)：
發(fā)電廠，將化學(xué)能（煤炭，燃油），水能，核能，風(fēng)能等轉(zhuǎn)化為電能。? ? ? ? ? ? 火電廠：煤、油（不可再生），空氣，水 水電廠：水的勢能（可再生能源），受氣象影響大。核電站：核燃料（比較貴），水
抽水蓄能電站：吸發(fā)兼?zhèn)?，峰谷調(diào)節(jié)，快速備用
化學(xué)能電源：各種電池，燃料電池等，效率高，比較貴
綠色能源：風(fēng)能、太陽能、潮汐發(fā)電，地?zé)犭娬?，比較貴，易受自然條件影響。
（2）輸配電部分(power transmission grid)：輸電網(wǎng)絡(luò)，通過高壓輸電網(wǎng)絡(luò)將電能由發(fā)電廠輸送到負荷中心
? 變電站
? 一次設(shè)備
變壓器
斷路器（開關(guān)）隔離開關(guān)（刀閘）限流電抗器（電感）
載流導(dǎo)體（母線/輸電線）
ct/pt（current transformer/ potential transformer）絕緣子 接地裝置
補償裝置（調(diào)相機/電容/靜補裝置）中性點設(shè)備 避雷設(shè)備 ? 二次設(shè)備
控制系統(tǒng)：直流電壓，控制短路器開合
信號系統(tǒng)：警報音響，位置信號（斷路器開合）測量系統(tǒng)：測量表計
同步系統(tǒng)：保證同期操作（同壓，同頻，同相）用的設(shè)備 測量設(shè)備 保護設(shè)備 控制設(shè)備
監(jiān)視設(shè)備（包括故障錄波）常規(guī)變送器和微機變送器
? 輸電線路
架空線路：鋼芯鋁導(dǎo)線，分裂導(dǎo)線；裸導(dǎo)線，絕緣導(dǎo)線 電纜：單相，三相
交流線路：潮流不可控，遠距離輸電穩(wěn)定性問題較大 直流線路：潮流可控，超遠距離輸電無穩(wěn)定性問題。交直流混合輸電網(wǎng)絡(luò)（整流站，換流站，直流線路），不同頻電網(wǎng)互聯(lián) ? 用電部分
用電設(shè)備消耗電能
高壓用戶額定電壓在1kv以上，低壓用戶額定電壓在1kv以下。
2.3 對電力系統(tǒng)的基本要求
（1）保證供電可靠性（2）保證電能質(zhì)量
（3）提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性（4）其它：如環(huán)境保護問題
2.4 衡量電能質(zhì)量的指標
（1）電壓偏差
電壓偏差指當(dāng)供配電系統(tǒng)改變運行方式或負荷緩慢地變化使供配電系統(tǒng)各點的電壓也隨之改變，各點的實際電壓與系統(tǒng)額定電壓之差，通常用與系統(tǒng)額定電壓的百分比值數(shù)表示。
（2）電壓波動
電壓連續(xù)變動或電壓包絡(luò)線的周期性變動，電壓的最大值與最小值之差與系統(tǒng)額定電壓的比值以百分數(shù)表示，其變化速度等于或大于每秒0.2％時稱為電壓波動。
（3）頻率偏差
頻率偏差是指供電的實際頻率與電網(wǎng)的額定頻率的差值。
我國電網(wǎng)的標準頻率為50hz，又叫工頻。頻率偏差一般不超過±0.25hz，當(dāng)電網(wǎng)容量大于3000mw時，頻率偏差不超過±0.2hz。
調(diào)整頻率的辦法是增大或減小電力系統(tǒng)發(fā)電機有功功率。（4）供電可靠性
供電可靠性指標是根據(jù)用電負荷的等級要求制定的。
衡量供電可靠性的指標，用全年平均供電時間占全年時間百分數(shù)表示。（5）其它
? 電壓閃變
負荷急劇的波動造成供配電系統(tǒng)瞬時電壓升高，照度隨之急劇變化，使人眼對燈閃感到不適，這種現(xiàn)象稱為電壓閃變。
? 不對稱度
不對稱度是衡量多相負荷平衡狀態(tài)的指標，多相系統(tǒng)的電壓負序分量與電壓正序分量之比值稱為電壓的不對稱度，電流負序分量與電流正序分量之比值稱為電流的不對稱度，均以百分數(shù)表示。
? 正弦波形畸變率
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電壓波形中出現(xiàn)諧波（有時為非諧波）時網(wǎng)絡(luò)電壓波形就要發(fā)生畸變。諧波干擾是由于非線性系統(tǒng)引起的。它產(chǎn)生出不同于網(wǎng)絡(luò)頻率的電壓波，或者具有非正弦形的電流波。包括n次諧波電壓、電流含有率，電壓、電流總諧波畸變率，諧波電壓的總平均畸變系數(shù)。
2.5 常用概念
（1）基本量綱
電壓：伏特（v），千伏（kv），萬伏（慣用）電流：安培（a）
有功功率：瓦特（w），千瓦（kw），兆瓦（mw），萬千瓦（慣用）無功功率：乏（var），千乏（kvar）電量：度（kwh – kilowatt-hour）（1）電壓等級
國家規(guī)定的等級：3，6，10，35，（66），110，（154），220，330，500kv 其中：
500，330，220kv 用于大電力系統(tǒng)主干線
110kv 用于中小電力系統(tǒng)主干線，和大電力系統(tǒng)的二次網(wǎng)絡(luò) 35kv 用于大城市或大工業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，以及農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)
10kv 為最常用的更低一級配電網(wǎng)絡(luò)，只有負荷中高壓電動機比重很大時才用6kv電壓
3kv 用于工況企業(yè)內(nèi)部（2）調(diào)度等級
五級調(diào)度（國，網(wǎng)，省，地，縣）（3）調(diào)度部門組成和作用
調(diào)度部門的一般包括：調(diào)度，方式，保護，通信，遠動（自動化）電力信息化
電力信息化大致分為兩部分：
? 電力系統(tǒng)自動化：保障電能安全可靠地在電網(wǎng)上傳輸；
? 電力營銷和通用信息化：保證電能銷售和電網(wǎng)資產(chǎn)科學(xué)有效管理。由于電力生產(chǎn)安全性與穩(wěn)定性的要求，電網(wǎng)企業(yè)對生產(chǎn)過程控制的信息技術(shù)應(yīng)用一向比較重視，而對業(yè)務(wù)及管理的信息化重視卻相對不足，生產(chǎn)自動化與管理信息化的發(fā)展處于不平衡狀態(tài)。兩者的投資比重大致為80：20。電力系統(tǒng)自動化的基本概念
電力系統(tǒng)自動化（electric power system automation）是電力信息化最重要的部分。
電力系統(tǒng)自動化是應(yīng)用各種具有自動檢測、反饋、決策和控制功能的裝置并通過信號、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、協(xié)調(diào)、調(diào)節(jié)和控制，目的是保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和安全經(jīng)濟運行。
電能的供應(yīng)和使用與社會經(jīng)濟和人民日常生活密切相關(guān)。電力系統(tǒng)包括生產(chǎn)、傳輸、分配、消費電能的各個環(huán)節(jié)，是一個復(fù)雜的連續(xù)生產(chǎn)和消費過程，在地域上分布遼闊而在電氣上卻是聯(lián)成一體的。電能質(zhì)量不合格將引起產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的下降以及人民生活的不便，突然停電和長期頻率或電壓下降的情況下還回造成人身傷亡和設(shè)備損壞事故。電力系統(tǒng)中任何一個元件的參數(shù)和運行狀態(tài)的變化都會迅速地影響到系統(tǒng)中其他元件的正常工作，所以在電力系統(tǒng)中任何一處發(fā)生故障，應(yīng)及時而正確地處理，否則將使事故擴大，并波及電力系統(tǒng)其他運行部分，以至造成大面積停電。一次能源調(diào)度、發(fā)電機起停和負荷分配、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和潮流分布、負荷控制和管理的合理與否，都涉及電力系統(tǒng)運行中能量的節(jié)約和所發(fā)揮的經(jīng)濟效益。
由于電力系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運行方式日益復(fù)雜，單純依靠人力來監(jiān)視電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，正確而及時地進行各項操作，迅速地處理事故，已經(jīng)是不可能了。必須應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、圖象顯示技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的最新成就來實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化。
電力系統(tǒng)自動化的基本要求如下：
（1）迅速而正確地收集、檢測和處理電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)的運行參數(shù)。（2）根據(jù)電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟和安全要求為運行人員提供調(diào)節(jié)和控制的決策，或者直接對各元件進行調(diào)節(jié)和控制。（3）實現(xiàn)全系統(tǒng)各層次、各局部系統(tǒng)和各元件間的綜合協(xié)調(diào)，尋求電力系統(tǒng)電能質(zhì)量合格和安全經(jīng)濟運行。（4）提高供電可靠性，減少電力系統(tǒng)事故、延長設(shè)備壽命，提高運行水平，節(jié)省人力，減輕勞動強度。
4.1 電力系統(tǒng)自動化發(fā)展過程
電力系統(tǒng)自動化是在應(yīng)用各種自動裝置逐步取代人工操作的過程中發(fā)展起來的。最先，運行人員在發(fā)電機組、開關(guān)設(shè)備等電力系統(tǒng)元件的近旁直接監(jiān)視 設(shè)備狀態(tài)并進行手工操作和調(diào)節(jié)，例如人工操作開關(guān)、調(diào)節(jié)發(fā)電機的出力和電壓等。這種工作方式的效果與運行人員的素質(zhì)和精神狀態(tài)有關(guān)，也與監(jiān)視儀表和調(diào)節(jié)操作裝置的完善性有密切關(guān)系，往往不能及時而正確地對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)和控制，特別在發(fā)生事故時，由于來不及反應(yīng)事故的發(fā)生和發(fā)展，而使事故擴大。
隨著單個設(shè)備或單個過程自動裝置（或調(diào)節(jié)器）的應(yīng)用，直接以運行參數(shù)的變化作為控制裝置的輸入信號，來起動設(shè)備的操作和控制，如利用各種繼電器來反應(yīng)系統(tǒng)故障情況下的電流和電壓的變化，使斷路器開斷故障線路；根據(jù)發(fā)電機端電壓變化的信號來調(diào)節(jié)勵磁電流，以實現(xiàn)電壓和無功功率的調(diào)節(jié)和控制；根據(jù)系統(tǒng)頻率的變化信號來調(diào)節(jié)原動機的出力，以實現(xiàn)頻率和有功功率的調(diào)節(jié)和控制以及水輪機組的程序起動等。這種單參數(shù)、單回路的調(diào)節(jié)和控制裝置的應(yīng)用，節(jié)省了人力，并能比較正確而及時地控制運行狀態(tài)。隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，自動裝置的組成元件也由最初的電磁型的發(fā)展成由晶體管、集成電路構(gòu)成的無觸點型的并進一步采用以微型計算機（或微處理器）為基礎(chǔ)的可編程序控制器等先進設(shè)備。
由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，發(fā)電廠（發(fā)電機）及電力系統(tǒng)其他元件數(shù)量的增加，運行工況的復(fù)雜，使得協(xié)調(diào)各元件間的控制成為必要。所以，在一個發(fā)電廠、局部電力系統(tǒng)以至整個電力系統(tǒng)開始應(yīng)用先進的計算機和通信設(shè)備來完成數(shù)據(jù)收集和處理，并且利用計算機的高速運算能力、大容量內(nèi)存和高度的邏輯判斷能力，實現(xiàn)一個發(fā)電廠、局部電力系統(tǒng)以至整個電力系統(tǒng)的集中監(jiān)視、決策和控制。
隨著電力系統(tǒng)各元件及發(fā)電廠組成的日益復(fù)雜，以及對控制的要求日益嚴格，進一步用計算機進行集中控制越來越困難，這是因為信息量龐大，通道擁擠，計算機的容量增大，響應(yīng)不快，運行復(fù)雜。利用計算機性能價格比日益提高的趨勢，對被控對象多、每個對象需要監(jiān)控的參數(shù)較多、各個對象在地理上比較分散的系統(tǒng)，控制方式從集中控制發(fā)展為分層控制，如中心調(diào)度所、地區(qū)調(diào)度所、發(fā)電廠（變電所）控制中心等形式的分層控制。分層控制的最低層可以在獲取數(shù)據(jù)的地方由就近設(shè)置的計算機處理數(shù)據(jù)，并進行控制。這樣可以避免大量信息可來回傳送，減輕上層計算機的負擔(dān)，提高信息處理的實時性。只有涉及全系統(tǒng)的綜合信息，才由下一層轉(zhuǎn)送給上一層進行處理和控制，在上層作出決策后向下層發(fā)送控制信息。
4.2 電力系統(tǒng)自動化的主要內(nèi)容和現(xiàn)狀
? 火電廠自動化
現(xiàn)代火電廠的發(fā)展趨勢是采用高溫、高壓、中間再熱的大型單元式發(fā)電機組，機組的單機容量大而熱力系統(tǒng)復(fù)雜，其運行工況多變，操作頻繁而復(fù)雜，控制的對象和參數(shù)多，所以對火電廠的自動化程度提出了很高的要求，傳統(tǒng)的監(jiān)控儀表和運行方式已滿足不了火電廠經(jīng)濟安全運行的要求。近十幾年來已經(jīng)應(yīng)用計算機來代替常規(guī)調(diào)節(jié)儀表對單項參數(shù)的控制或用一些相對獨立的自動控制系統(tǒng)來完成局部設(shè)備的控制（如鍋爐自動控制，噴燃器自動控制，汽輪機自動起動和發(fā)電機自動同步等），或者在傳統(tǒng)的儀表和控制器的基礎(chǔ)上增加電子計算機的協(xié)調(diào)和控制。其主要的功能有下列幾方面。
7（1）安全監(jiān)視。利用計算機對發(fā)電機組的各種參數(shù)和各類設(shè)備的運行狀態(tài)進行巡回和周期性的測量和檢查。對于不同的運行工況（如正常、異常、起停過程、事故）。檢測的內(nèi)容和周期是不同的。采取數(shù)據(jù)后還要進行必要的處理，例如判斷數(shù)據(jù)的正確性，對某些參數(shù)的修正，進行參數(shù)濾波等。同時，可對收集到的信息進一步校驗是否越限，并通過聲光顯示或打印輸出向運行人員報告。還可以根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)進行計算，得出如功率總加、鍋爐效率、廠用電率等性能指標值。（2）正常調(diào)節(jié)。在正常運行時，對鍋爐、汽輪機、發(fā)電機等主輔設(shè)備進行直接或間接控制。在運行中，因不斷受到內(nèi)外部條件及干擾影響，一些被調(diào)參數(shù)（如汽壓、汽溫、水位、流量、風(fēng)量等）經(jīng)常發(fā)生變化，這就要利用自動調(diào)節(jié)器，根據(jù)被調(diào)量的偏差值，按規(guī)定的調(diào)節(jié)規(guī)律進行調(diào)節(jié)。最簡單的是單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。利用計算機可以同時控制若干回路，并考慮各參數(shù)的相關(guān)因素。（3）機組起停。高參數(shù)和大容量機組的汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)十分復(fù)雜，使機組起停時的控制十分困難。在從冷態(tài)起動到帶滿負荷（幾小時到十幾小時）的過程中，包括鍋爐點火、升溫升壓、汽輪機升速、初負荷保持、升負荷等幾個階段，工況不斷變化。為了保證起動設(shè)備的安全，減輕運行人員的勞動強度，要對各種參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)視、判斷和計算，然后對各調(diào)節(jié)器和程序控制回路發(fā)出指令，或者直接去調(diào)節(jié)和操作發(fā)電機組。（4）事故處理。對生產(chǎn)過程進行趨勢預(yù)報和報警分析。事故發(fā)生后，首先通過事故識別程序查明事故性質(zhì)及原因，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的事故處理程序。如果事故繼續(xù)發(fā)展，以致危及機組及系統(tǒng)安全時，則應(yīng)采取緊急措施（如減負荷、停機）。在事故處理過程中，要監(jiān)視和記錄設(shè)備的狀態(tài)及主要參數(shù)，以供運行人員進行事故后的分析。? 水電廠自動化
水電廠除了按計劃發(fā)電外，還在電力系統(tǒng)中起著調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的作用，所以機組啟動頻繁，工況多變（如調(diào)相改發(fā)電，抽水蓄能發(fā)電廠的抽水改發(fā)電等）；水電廠一般要通過遠距離輸電線將電能送到負荷中心，易出現(xiàn)穩(wěn)定問題；同時水電廠還應(yīng)考慮水力資源的綜合利用。所以，水電廠的自動化要能適應(yīng)這些要求。
水電廠自動化也是從單機自動化開始。首先實現(xiàn)機旁的儀表監(jiān)視和報警，就地操作和單個元件的自動化，例如電氣液壓型的調(diào)速器，復(fù)式勵磁電壓教正器等。
隨著水電廠機組數(shù)量的增多和單機容量的增大，以及水電的梯級開發(fā)和逐步實現(xiàn)水電廠、梯級水電廠的集中控制，采用對全廠和梯級水電廠運行狀態(tài)的巡回檢測，全廠主輔機的集中起停，自動調(diào)頻和有功幾無功功率的成組調(diào)節(jié)，機組的優(yōu)化運行，穩(wěn)定的監(jiān)視和控制（如切機、電氣制動、低頻自動啟動機組等）等。
近幾十年來，在水電廠自動化中廣泛應(yīng)用計算機技術(shù)和微處理機。機組的基礎(chǔ)自動化裝置實現(xiàn)微機化，例如微機化的調(diào)速裝置、勵磁調(diào)節(jié)器、同步系統(tǒng)等，8 給水電廠的基礎(chǔ)自動化帶來了極大的方便。多微機的分布式計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使水電廠進入全廠計算機監(jiān)控和綜合自動化，實現(xiàn)全廠的安全監(jiān)視、自動發(fā)電控制和經(jīng)濟運行、事故順序記錄和水庫經(jīng)濟調(diào)度等綜合功能。在梯級開發(fā)的水系，還可以進行全梯級水電廠的集中調(diào)度和控制。
隨著自動化水平的提高，在一些中、小型水電廠可以實現(xiàn)無人值班和控制中心的遠方監(jiān)控。
水電廠除了本身機組和電器設(shè)備監(jiān)視和控制外。還要考慮水力系統(tǒng)（上、下游，以至跨流域）對水電廠的約束，實現(xiàn)水庫長、中、短期的優(yōu)化調(diào)度，以及防洪、灌溉、航運、供水、養(yǎng)殖的綜合利用。所以，廣義的水電廠自動化還包括對水庫的調(diào)節(jié)和管理，以及大壩的自動監(jiān)視和管理。目前，已采用先進的無線電通信手段和以微型計算機為基礎(chǔ)的水庫流域水情測報幾防洪調(diào)度自動化系統(tǒng)，定時收集全流域的氣象和水文（包括降雨，上、下游用水情況等）實時數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后可以得到未來時段水庫的入水流量變化過程幾洪水預(yù)報。也應(yīng)用自動測量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)觀察大壩各項變量（如溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、壩縫開度、滲透壓力等）。? 電力調(diào)度自動化
? 電力調(diào)度的作用：安全、質(zhì)量、經(jīng)濟、市場
為了合理監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)日益擴大的電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，及時處理影響整個系統(tǒng)正常運行的事故和異?，F(xiàn)象，在形成電力系統(tǒng)的最早階段，就注意到電力系統(tǒng)的遠方監(jiān)視和控制問題，并提出必須設(shè)立電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心。在開始階段由于通信設(shè)備等技術(shù)裝備的限制（如只有電話），調(diào)度人員需要花費很多時間才能掌握有限的代表電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息，電力系統(tǒng)的很大一部分監(jiān)視和控制功能是由電力系統(tǒng)中所屬發(fā)電廠和變電所的運行人員直接來完成的。
遠動技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，使電力系統(tǒng)的實時信息直接進入調(diào)度控制中心成為可能，調(diào)度人員可根據(jù)這些信息迅速掌握電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和處理發(fā)生的事故。
20世紀60年代開始用數(shù)字式遠動設(shè)備（telecontrol equipment），使信息的收集和傳輸在精度、速度和可靠性上都有很大的提高。電子計算機和圖象顯示技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心的應(yīng)用使自動化程度達到一個新的水平。在開始階段，計算機與相應(yīng)的遠動狀態(tài)的監(jiān)視（包括信息的收集、處理和顯示）、遠距離開關(guān)操作，以及制表、記錄和統(tǒng)計等功能，一般稱為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（supervisory control and data acquisition--scada）。60年代后期國際上出現(xiàn)很多大面積停電事故以后，加強了全系統(tǒng)的安全監(jiān)視、分析和控制。這種控制系統(tǒng)不僅能完整地了解全系統(tǒng)的實時狀態(tài)，而且可在計算機及其外圍設(shè)備的幫助下，能夠在正常和事故情況下及時而正確地作出控制的決策。這種包括scada功能、自動發(fā)電控制及經(jīng)濟運行、安全控制功能以及其他調(diào)度管理和計劃功能的系統(tǒng)稱為能量管理系統(tǒng)（energy management system ems）。利用這種先進的自動化系統(tǒng)，運行人員已從過去以監(jiān)視記錄為主的狀況轉(zhuǎn)變?yōu)檩^多地進行分析、判斷和決策，而日常的記錄事務(wù)則由計算機取代。? 變電站自動化
變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計，對變電站全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是提高變電站安全穩(wěn)定運行水平、降低運行維護成本、提高經(jīng)濟效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。變電站作為整個電網(wǎng)中的一個節(jié)點，擔(dān)負著電能傳輸、分配的監(jiān)測、控制和管理的任務(wù)。變電站繼電保護、監(jiān)控自動化系統(tǒng)是保證上述任務(wù)完成的基礎(chǔ)。在電網(wǎng)統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下，電網(wǎng)各節(jié)點(如變電站、發(fā)電廠)具體實施和保障電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行。因此，變電站自動化是電網(wǎng)自動系統(tǒng)的一個重要組成部分。作為變電站自動化系統(tǒng)，它應(yīng)確保實現(xiàn)以下要求：
（1）檢測電網(wǎng)故障，盡快隔離故障部分。
（2）采集變電站運行實時信息，對變電站運行進行監(jiān)視、計量和控制。（3）采集一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，供維護一次設(shè)備參考。（4）實現(xiàn)當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制。（5）確保通信要求。
因此，要求變電站綜合自動化系統(tǒng)運行高效、實時、可靠，對變電站內(nèi)設(shè)備進行統(tǒng)一監(jiān)測、管理、協(xié)調(diào)和控制。同時，又必須與電網(wǎng)系統(tǒng)進行實時、有效的信息交換、共享，優(yōu)化電網(wǎng)操作，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平，提高經(jīng)濟效益，并為電網(wǎng)自動化的進一步發(fā)展留下空間。
傳統(tǒng)變電站中，其自動化系統(tǒng)存在諸多缺點，難以滿足上述要求。例如：（1）傳統(tǒng)二次設(shè)備、繼電保護、自動和遠動裝置等大多采取電磁型或小規(guī)模集成電路，缺乏自檢和自診斷能力，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低。
（2）二次設(shè)備主要依賴大量電纜，通過觸點、模擬信號來交換信息，信息量小、靈活性差、可靠性低。
（3）由于上述兩個原因，傳統(tǒng)變電站占地面積大、使用電纜多，電壓互感器、電流互感器負擔(dān)重，二次設(shè)備冗余配置多。
（4）遠動功能不夠完善，提供給調(diào)度控制中心的信息量少、精度差，且變電站內(nèi)自動控制和調(diào)節(jié)手段不全，缺乏協(xié)調(diào)和配合力量，難以滿足電網(wǎng)實時監(jiān)測和控制的要求。
（5）電磁型或小規(guī)模集成電路調(diào)試和維護工作量大，自動化程度低，不能遠方修改保護及自動裝置的定值和檢查其工作狀態(tài)。有些設(shè)備易受環(huán)境的影響，如晶體管型二次設(shè)備，其工作點會受到環(huán)境溫度的影響。
傳統(tǒng)的二次系統(tǒng)中，各設(shè)備按設(shè)備功能配置，彼此之間相關(guān)性甚少，相互之問協(xié)調(diào)困難，需要值班人員比較多的干預(yù)，難于適應(yīng)現(xiàn)代化電網(wǎng)的控制要求。另外需要對設(shè)備進行定期的試驗和維修，既便如此，仍然存在設(shè)備故障(異常運 行)不能及時發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，甚至這種定期檢修也可能引起新的問題，發(fā)生和出現(xiàn)由試驗人員過失引起的故障。
發(fā)展變電站綜合自動化的必要性還體現(xiàn)以下幾個方面：一是隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，新增大量的發(fā)電廠和變電站，使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，這樣要求各級電網(wǎng)調(diào)度值班人員掌握、管理、控制的信息也大量增長，電網(wǎng)故障處理和恢復(fù)卻要求更為迅速和準確；二是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)的普遍應(yīng)用，對電網(wǎng)可靠供電提出了更高的要求；三是市場經(jīng)濟的發(fā)展，使得整個社會對環(huán)保要求更高，這樣也對電網(wǎng)的建設(shè)、運行和管理提出許多的要求，如，要求電力企業(yè)參與市場競爭，降低成本，提高經(jīng)濟效益；要求發(fā)電廠、變電站減少占地面積。要解決上述問題，顯然僅依靠各級電網(wǎng)調(diào)度運行值班人員是難以解決的?，F(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)、通信技術(shù)和電力電技術(shù)的進步與發(fā)展，電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，為上述問題提供了解決的方案。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用造就了變電站綜合自動化系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展。? 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程
現(xiàn)有的變電站有三種形式：第一種是傳統(tǒng)的變電站；第二種是部分實現(xiàn)微機管理、具有一定自動化水平的變電站；第三種是全面微機化的綜合自動化變電站。變電站自動化的發(fā)展可以分為以下三個階段。1．由分立元件構(gòu)成的自動裝置階段
20世紀70年代以前，由研究單位和制造廠家生產(chǎn)出的各種功能的自動裝置，要采用模擬電路，由晶體管等分立元件組成，對提高變電站和發(fā)電廠的自動化水平，保證系統(tǒng)安全運行，發(fā)揮了一定的作用。但這些自動裝置，相互之間獨立運行，互不相干，而且缺乏智能，沒有故障自診斷能力，在運行中若自身出現(xiàn)故障，不能提供告警信息，有的甚至?xí)绊戨娋W(wǎng)安全。同時，分立元件的裝置可靠性不高，維護工作量大，裝置本身體積大，不經(jīng)濟。2．以微處理器為核心的智能化自動裝置階段
隨著我國改革開放的發(fā)展，微處理器技術(shù)開始引入我國，并逐步應(yīng)用于各行各業(yè)。在變電站自動化方面，用大規(guī)模集成電路或微處理機代替了原來的繼電器晶體管等分立元件組成的自動裝置，利用微處理器的智能和計算能力，可以發(fā)展和應(yīng)用新的算法，提高了測量的準確度和可靠性；能夠擴充新的功能，尤其是裝置本身的故障自診斷功能，對提高自動裝置自身的可靠性和縮短維修時間是很有意義的；此外，由于采用了數(shù)字式，統(tǒng)一數(shù)字信號電平，縮小了體積等，其優(yōu)越性是明顯的。由于這些微機型的自動裝置，只是硬件結(jié)構(gòu)由微處理器及其接口電路代替，并擴展了一些簡單的功能，雖然提高了變電站自動控制的能力和可靠性，但基本上還是維持著原有的功能和邏輯關(guān)系，在工作方式上多數(shù)仍然是各自獨立運行，不能互相通信，不能共享資源，變電站和發(fā)電廠設(shè)計和運行中存在的問題沒有得到根本的解決。3． 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展階段
我國是從20世紀60年代開始研制變電站自動化技術(shù)。到70年代初，便先后研制出電氣集中控制裝置和集保護、控制、信號為一體的裝置。在80年代中期，國內(nèi)先后研制了35kv和220kv變電站綜合自動化系統(tǒng)。此外，國內(nèi)許多高 11 等校及科研單位也在這方面做了大量的工作，推出一些不同類型、功能各異的自動化系統(tǒng)。為國內(nèi)的變電站自動化技術(shù)的發(fā)展起到了卓有成效的推動作用。進入90年代，變電站綜合自動化已成為熱門話題，出現(xiàn)了更多的研究單位和產(chǎn)品。
? 配電網(wǎng)自動化
配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)生產(chǎn)和供應(yīng)電能的最后一個環(huán)節(jié)，其自動化的主要任務(wù)是保證經(jīng)濟安全供電和負荷供需平衡的控制和管理，使用戶得到一定數(shù)量優(yōu)質(zhì)、廉價的電力供應(yīng)，所以配電網(wǎng)自動化的主要功能為：
（1）對配電網(wǎng)和無人值班變電所的監(jiān)視和自動操作，如通過遠方投切電網(wǎng)中聯(lián)絡(luò)斷路器或分段斷路器，以便切除故障或調(diào)整潮流；（2）在系統(tǒng)頻率下降時切除負荷，在電壓變動時自動投切靜電電容器或者調(diào)整變壓器分接頭；（3）通過對負荷的直接控制來調(diào)節(jié)負荷曲線和保持電能供需平衡。
最初用時間開關(guān)來控制用戶的負荷，定時切換用戶的不同記價電表，用經(jīng)濟的手段來管理負荷。對于工業(yè)用戶可采取控制最大需電量、分時記價、按合同規(guī)定用電時間等方法進行控制。為了使負荷控制直接到每一用戶，可采取工頻、音頻、載波、無線電等控制手段，有配電網(wǎng)調(diào)度所根據(jù)上級調(diào)度所的指令和系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，直接發(fā)出控制信號，對事先分門別類的負荷進行控制，操作被控用戶的短路器。
隨著自動化裝置和被控設(shè)備可靠性的提高，中、小型變電所的控制可由就地操作過度到遠方操作和自動操作。近年來也開始在變電所內(nèi)建立微型計算機為核心的綜合自動化系統(tǒng)，可以實現(xiàn)繼電保護、安全監(jiān)視、電壓和無功綜合控制等功能。一些變電所已實現(xiàn)無人值班或遠方控制的自動化運行體制。電力調(diào)度自動化
電力調(diào)度自動化是電力自動化的重要內(nèi)容之一，是指綜合利用計算機、遠動和遠程通信等技術(shù)手段實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度管理工作的自動化。
電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成，并由調(diào)度控制中心對全系統(tǒng)的運行進行統(tǒng)一管理。為了保證電力系統(tǒng)運行的安全性、經(jīng)濟性以及供電的質(zhì)量，系統(tǒng)的調(diào)度控制中心必須及時而準確地掌握全面的運行情況，隨時進行分析，作出正確的判斷和決策，必要時采取相應(yīng)的措施，及時處理事故和異常情況。
早期的電力調(diào)度以人工方式操作，用打電話的方式收集數(shù)據(jù)，下達調(diào)度命令，速度慢，實時性差。由于電網(wǎng)是一個迅變系統(tǒng)，電能以極快的速度傳送，電網(wǎng)中一個地方出故障，瞬間就會波及到全網(wǎng)，因此手工方式很難滿足電網(wǎng)調(diào)度的要求。特別對于大機組、大電網(wǎng)、高電壓的現(xiàn)代電網(wǎng)，調(diào)度中心需要采集和處理的實時運行參數(shù)和狀態(tài)信號數(shù)量眾多，實時性要求很高，調(diào)度工作只能采用現(xiàn)代化手段進行。因此，調(diào)度自動化系統(tǒng)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)不可缺少的組成部分。調(diào)度自動化系統(tǒng)是一個復(fù)雜的準實時信息系統(tǒng)，由裝在調(diào)度中心的主站系統(tǒng)、裝載發(fā)電廠或變電所的遠動終端以及遠動通道等構(gòu)成。調(diào)度自動化系統(tǒng)的 主要功能是實時采集電力系統(tǒng)運行的參數(shù)和信息，對數(shù)據(jù)進行各種分析和處理，為調(diào)度員提供進行監(jiān)視與控制的操作界面，有效地幫助電力系統(tǒng)調(diào)度員執(zhí)行電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟發(fā)供電任務(wù)。
5.1 調(diào)度自動化的發(fā)展過程
電力生產(chǎn)是發(fā)輸電與用電同時進行的連續(xù)生產(chǎn)過程。電力系統(tǒng)分布地域廣闊，是一個龐大的生產(chǎn)體系，必須嚴格地進行調(diào)度管理才能保證安全發(fā)供電。早期電力系統(tǒng)規(guī)模較小，調(diào)度員利用電話即可了解各發(fā)電廠、變電所的運行狀況。調(diào)度命令也是通過電話下達的。
當(dāng)電力系統(tǒng)日益發(fā)展，廠站數(shù)越來越多時，僅靠電話已經(jīng)無法及時進行調(diào)度控制。特別是在系統(tǒng)發(fā)生故障時，可能會延長事故處理時間，甚至擴大事故。因此必須有自動化的手段支持才能完成調(diào)度工作?，F(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展為調(diào)度自動化系統(tǒng)提供了技術(shù)支持手段。隨著支持技術(shù)的進步，出現(xiàn)了各種調(diào)度自動化設(shè)備，調(diào)度工作逐步脫離了原始手工方式，開始采用各種自動化系統(tǒng)進行操作。
早期的調(diào)度自動化系統(tǒng)稱為“遠動（telecontrol）”系統(tǒng)，主要功能是把遠方廠站的測量量和斷路器信號及時傳送到調(diào)度所，通過模擬屏顯示出電力系統(tǒng)的運行情況，使調(diào)度員能及時了解所發(fā)生的事件。工業(yè)發(fā)達國家在第二次世界大戰(zhàn)后就進入遠動調(diào)度階段，中國20世紀60年代開始在電力調(diào)度中使用遠動技術(shù)。? 調(diào)度自動化系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù)的發(fā)展
從調(diào)度自動化系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù)的發(fā)展看，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)先后采用過分立元件設(shè)計、ic/cpu板級設(shè)計、集中式計算機系統(tǒng)機設(shè)計，發(fā)展到今天的計算機網(wǎng)絡(luò)分布式設(shè)計。
在國內(nèi)，早期的遠動系統(tǒng)大都是建立在分立元件的基礎(chǔ)上的，這些系統(tǒng)和設(shè)備在我國直到80年代中期還有單位在使用。但由于系統(tǒng)完全由硬件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能單一，一般只有數(shù)據(jù)采集功能，支持少量數(shù)據(jù)的模擬屏數(shù)碼管顯示。系統(tǒng)可靠性低，經(jīng)常出故障。
當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)展到數(shù)百萬或上千萬千瓦的容量時，遠動系統(tǒng)收集遠方廠站數(shù)據(jù)可達數(shù)千或上萬個，即使增大模擬屏也無法容納如此眾多的數(shù)碼管和信號燈，調(diào)度員也難以清楚地分辨這些信號，無法判斷電力系統(tǒng)的運行狀況和所發(fā)生的事故。因此國際上從60年代起就出現(xiàn)了基于電子計算機技術(shù)的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)。
隨著微處理器應(yīng)用的普及，70年代至80年代初，國內(nèi)有了基于ic/cpu的以電路板為單元的系統(tǒng)設(shè)計。集成電路，特別是具有“智能”的cpu的使用大大簡化了系統(tǒng)的設(shè)計，增加了系統(tǒng)功能，提高了系統(tǒng)可靠性。但由于沒有操作系統(tǒng)的支持，這種基于ic/cpu系統(tǒng)需要從硬件、底層軟件一直到應(yīng)用軟件的全套設(shè)計，工作量大，系統(tǒng)功能不夠靈活，因而一般用于功能較為固定的設(shè)備，如rtu等。
80年代初，國內(nèi)開始普及基于計算機系統(tǒng)機的調(diào)度自動化系統(tǒng)設(shè)計。計算機系統(tǒng)有豐富的軟硬件資源，能將所收集的數(shù)據(jù)進行加工處理，通過屏幕顯示 器以多幅畫面的形式提供更加直觀的信息顯示，并可由打印機打印出統(tǒng)計報表和記錄，節(jié)省了調(diào)度員許多繁瑣的工作，使調(diào)度效果得到明顯提高。由于有完善的操作系統(tǒng)和計算機標準總線的支持，也極大地方便了系統(tǒng)設(shè)計，所實現(xiàn)的系統(tǒng)功能也日益靈活復(fù)雜。除了功能簡單，生產(chǎn)批量較大的設(shè)備如rtu等以外，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的設(shè)備大量采用了基于系統(tǒng)機的設(shè)計，主站系統(tǒng)幾乎無例外的都是以計算機系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造的。
80年代廣泛使用的這些調(diào)度自動化系統(tǒng)有時也稱為集中式系統(tǒng)。主要特點是以一臺計算機（小型機或微型計算機）為核心，擔(dān)負各種系統(tǒng)功能。雖然80年代已經(jīng)有了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的技術(shù)，但主要用于不同系統(tǒng)間的互連，并未采用基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分布式系統(tǒng)設(shè)計。80年代我國從國外引進的許多調(diào)度自動化系統(tǒng)也屬于這一類設(shè)計。
隨著對調(diào)度自動化系統(tǒng)功能的要求日益增加，集中式系統(tǒng)越來越暴露出不足之處。由于將數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理、人機會話等幾乎所有功能都集中于一臺機器上，很容易造成計算機負荷過載，因而需要更大、更快的機器，而機器的性能與價格并非簡單的線性關(guān)系，這導(dǎo)致系統(tǒng)造價昂貴。同時，由于許多功能模塊裝在一臺機器上，模塊間耦合緊密，相互影響，如果修改一個功能模塊，其它模塊往往也需要修改，因此系統(tǒng)功能很難擴充。在調(diào)度現(xiàn)場，一般需要多個人機會話席位，這種集中式設(shè)計很難滿足超過4個以上操作臺的要求。隨著接入廠站數(shù)目的增多，信息量的增加，集中式系統(tǒng)也無法滿足不斷擴充的容量要求。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，國內(nèi)從90年代開始出現(xiàn)基于局域網(wǎng)的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)。由于結(jié)構(gòu)靈活，功能強大，擴充性好，性能價格比高，很快成為調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的主流技術(shù)。這類系統(tǒng)也稱為網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)。同樣是網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)，由于軟件體系結(jié)構(gòu)的不斷進步，又從對等式系統(tǒng)發(fā)展到客戶/服務(wù)器方式的系統(tǒng)，然后又逐步轉(zhuǎn)向向intranet模式。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機軟硬件技術(shù)的進步為調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，使調(diào)度自動化系統(tǒng)的構(gòu)成越來越復(fù)雜，功能也越來越強大。近年來調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)了一種綜合趨勢。傳統(tǒng)方式是一種功能一套系統(tǒng)，多個系統(tǒng)再通過網(wǎng)絡(luò)互連。這種分散模式導(dǎo)致系統(tǒng)共享資源困難，管理復(fù)雜。目前的趨勢是在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上首先構(gòu)筑一個支持平臺，或稱為環(huán)境，用于支持所有調(diào)度自動化應(yīng)用軟件。各種應(yīng)用子系統(tǒng)作為系統(tǒng)部件安裝在環(huán)境中，在統(tǒng)一支持環(huán)境的協(xié)調(diào)下相互通信，配合工作。這種系統(tǒng)已經(jīng)超出一般調(diào)度自動化的范圍，不但包括scada、ems功能，還可以包括調(diào)度管理子系統(tǒng)，電力市場支持子系統(tǒng)，以及可能出現(xiàn)的與調(diào)度工作有關(guān)的其他信息子系統(tǒng)。? 調(diào)度自動化系統(tǒng)功能的發(fā)展
采用計算機為基礎(chǔ)的調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能主要是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制，實現(xiàn)遠程測量、遠程信號、遠程控制和遠程調(diào)節(jié)，即所謂的“四遙”功能。具備這種功能的系統(tǒng)也稱為“scada系統(tǒng)”。scada功能是電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)。有時也將自動發(fā)電控制（agc – automatic generation control）功能歸入scada的范疇，但地區(qū)及以下級別的調(diào)度一般不直接對電廠，特別是大電廠進行操作，因此一般沒有agc功能。
60年代以來國際上出現(xiàn)了多次大面積停電事故，特別是1965年11月9日和1977年7月13日兩次紐約大停電事故，以及1978年12月19日法國大停電 事故后，人們總結(jié)了教訓(xùn)。除了要解決電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、保護和安全自動裝置等問題外，還需要加強對電網(wǎng)的分析、計算和模擬，應(yīng)使調(diào)度員的工作從經(jīng)驗型調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)榉治鲂驼{(diào)度。隨著計算機軟、硬件能力的增強，進一步開發(fā)了功能更強的應(yīng)用軟件包，如狀態(tài)估計、在線潮流計算、安全分析、事故模擬等，使調(diào)度自動化系統(tǒng)在原有的安全監(jiān)視功能基礎(chǔ)上增加了安全分析輔助決策的功能。系統(tǒng)正常運行時，使調(diào)度員能預(yù)測系統(tǒng)可能的變化后果。系統(tǒng)處于緊急狀態(tài)時，能幫助調(diào)度員迅速處理事故，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常狀態(tài)。這些應(yīng)用功能都屬于能量管理系統(tǒng)（ems）的范疇。
目前，自動化系統(tǒng)有一種綜合趨勢，1.3節(jié)所述的電力系統(tǒng)自動化所包含的各項內(nèi)容已經(jīng)不再是相互獨立系統(tǒng)。調(diào)度自動化系統(tǒng)不僅可以包括scada和ems系統(tǒng)，還可以包括配電自動化系統(tǒng)中的許多功能，以至調(diào)度管理和電力市場支持系統(tǒng)等內(nèi)容。不同的電力自動化系統(tǒng)相互融合，并與其他系統(tǒng)互聯(lián)，構(gòu)成面向電力系統(tǒng)綜合應(yīng)用的大規(guī)模信息系統(tǒng)。
5.2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的一般構(gòu)成
調(diào)度自動化系統(tǒng)的一般構(gòu)成包括安裝在調(diào)度中心的主站系統(tǒng)，安裝在各發(fā)電廠和變電所的遠動終端，兩者經(jīng)過通信系統(tǒng)互聯(lián)信息，完成數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制和其它功能。
主站以數(shù)據(jù)通信方式接收從下層主站轉(zhuǎn)發(fā)來的信息，又向上層主站轉(zhuǎn)發(fā)本站的信息。由各級調(diào)度所的計算機根據(jù)功能要求分別進行相應(yīng)的處理。
按功能劃分，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)由下列4個子系統(tǒng)所組成。
（1）信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)。在各發(fā)電廠、變電所收集各種信息，向調(diào)度控制中心發(fā)送。如果在一些廠（所）設(shè)有微型計算機為核心的遠方終端（remote terminal unit，rtu），則所傳送的信息將是已經(jīng)處理和加工過的。這個子系統(tǒng)同時接受上級控制中心發(fā)來的操作、調(diào)節(jié)或控制命令，例如開關(guān)操作，起停機組，調(diào)節(jié)功率等。在接到命令后，或者直接作用于控制機構(gòu)，或者按一定的規(guī)律將命令轉(zhuǎn)發(fā)給各被控設(shè)備。（2）信息傳輸子系統(tǒng)。將收集到的信息通過傳輸媒介送到調(diào)度控制中心，傳輸媒介有電力載波、微波、光纖、同軸電纜、公共話路等。（3）信息處理子系統(tǒng)。以電子計算機為核心的主要組成部分，對收集到的信息進行處理、加工，為監(jiān)視和分析計算電力系統(tǒng)運行狀態(tài)提供正確的數(shù)據(jù)。分析計算的結(jié)果為運行人員提供控制決策的依據(jù)、或者直接實現(xiàn)自動控制。這種分析計算主要有：
? 為調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率和電壓的電能質(zhì)量計算； ? 經(jīng)濟調(diào)度計算；
? 安全監(jiān)視和安全分析計算。計算機還可用于完成日發(fā)電計劃編制、檢修計劃編制、統(tǒng)計計算等工作。（4）人機聯(lián)系子系統(tǒng)。用以向運行人員顯示和輸出信息，同時也輸入運行人員的控制和操作命令。通過這一子系統(tǒng)使運行人員與電力系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)構(gòu)成一個整體。人機聯(lián)系設(shè)備包括圖形顯示器及其控制臺和 15 鍵盤、模擬盤、制表或圖形打印機、記錄器（儀）等。
電力系統(tǒng)隨著發(fā)展變得日益龐大而復(fù)雜，若把各廠站的調(diào)度信息集中到一個調(diào)度中心，則不但調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)負擔(dān)過重，通信信道擁擠，調(diào)度人員也很難處理如此大量的信息。因此，將這種集中控制方式改變?yōu)榉謱涌刂品绞剑瑫舆m應(yīng)調(diào)度組織分級管理的實際情況，可使各種問題得到合理解決。發(fā)電廠和變電所裝有遠動終端或計算機控制系統(tǒng)直接采集實時信息并控制當(dāng)?shù)卦O(shè)備。只有涉及全網(wǎng)性信息才向調(diào)度中心傳送。上層作出決策后再向下發(fā)送控制命令。調(diào)度中心集中信息后作適當(dāng)處理、編輯后向更高層次調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)。這種分層采集信息和分層控制使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，通道需要量減少，信息量減少，實時性明顯提高。
主站和遠動終端之間交互的信息分為上行信息和下行信息：各發(fā)電廠、變電所通過其遠動終端收集運行參數(shù)向主站發(fā)送，參數(shù)有：電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電量、無功電量、頻率、水位、斷路器位置信號、繼電保護信號等，一般稱上行信息。主站計算機系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度員輸入命令或程序計算結(jié)果向各廠站或下層主站下達遙控斷路器命令或遙調(diào)及自動發(fā)電控制（agc）命令，稱下行信息。此外，在分層控制的大系統(tǒng)，還有存在于各級調(diào)度自動化主站之間的上行或下行信息。? 遠動終端簡介
遠動終端實際是變電站自動化系統(tǒng)（sas）的一部分，包括sas中需要與上級調(diào)度部門交互的組成部分。遠動終端定時采集包括模擬量、脈沖量以及開關(guān)量等實時數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理，按遠動傳輸規(guī)約發(fā)給主站。從主站下達的命令通過遠動終端接收識別后輸出至執(zhí)行機構(gòu)或調(diào)節(jié)器。有的廠、站遠動終端還可向本站值班人員提供一般控制屏上所沒有的監(jiān)測信息，如功率總加、越限告警等，稱當(dāng)?shù)毓δ?。大型火電廠、水電站或超高壓變電站裝有當(dāng)?shù)乇O(jiān)控計算機系統(tǒng)，此時，遠東中斷僅需有接口與它連接，但不再重復(fù)提供當(dāng)?shù)毓δ?。遠動終端還裝有同步時鐘。同步時鐘精度越高，斷路器動作事件順序記錄的站間分辨率就越高。
遠動終端的基本功能概括為：遙測、遙信、事件順序記錄、遙控、遙調(diào)以及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。
細節(jié)見“變電站自動化”一節(jié)。? 主站系統(tǒng)簡介
主站系統(tǒng)是一個簡稱，一般是設(shè)置在調(diào)度部門的與電網(wǎng)實時運行直接相關(guān)的系統(tǒng)。根據(jù)功能要求，主站系統(tǒng)可以很簡單，也可以非常復(fù)雜。
主站系統(tǒng)中的通信控制器與各遠動終端通信取得信息，主計算機進行信息加工、計算處理，檢測一些參數(shù)是否越限。斷路器是否有變位等，將結(jié)果通過人機聯(lián)系（屏幕或模擬屏）向調(diào)度員報告。調(diào)度員向計算機輸入控制命令，向各遠動終端發(fā)送斷路器操作命令或調(diào)整發(fā)電機出力等控制命令。
主站還要將經(jīng)過處理的信息向上層調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)，通常通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)進行。
主站的上述功能稱為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（scada）。
主站系統(tǒng)計算機一般是由多臺計算機（工作站，服務(wù)器）通過局域網(wǎng)連接的分布式系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計和功能要求不同，主站系統(tǒng)中計算機的數(shù)量也不同。主站系統(tǒng)的前置接口子系統(tǒng)負責(zé)通過遠動通道采集數(shù)據(jù)，發(fā)送命令，將采集的數(shù)據(jù)進行處理，通過屏幕或其它人機交互設(shè)備展現(xiàn)給信息使用者（如調(diào)度員）。同時，調(diào)度自動化主站系統(tǒng)也可以通過網(wǎng)絡(luò)與其它信息系統(tǒng)互連，交換信息。遠動通道：調(diào)度自動化系統(tǒng)主站與遠動終端之間進行數(shù)據(jù)通信的設(shè)備。遠動通道中所用通信線路由電力專用通信網(wǎng)提供，其主要方式是電力線載波、數(shù)字或模擬微波、有線通信、衛(wèi)星通信、特高頻無線電通信，以及光纖通信等。遠動數(shù)據(jù)傳輸有三種工作方式：全雙工通信，可同時進行雙方向通信，用于點對點遠動通道；單工通信，只能單方向通信，用于循環(huán)傳送遠動系統(tǒng)；半雙工通信，雙方交替進行發(fā)送或接收，用于點對多點或共享遠動通道。
能量管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)：電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)依其功能分為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（supervisory control and data acquisition － scada）系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)（ems）。前者具備調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本功能，俗稱四遙，即遙控（yk）、遙測（yc）、遙信（yx）、遙調(diào)（yt），這是調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本要求；在scada系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加電力系統(tǒng)功能更強的應(yīng)用軟件便構(gòu)成ems系統(tǒng)。
scada系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能使調(diào)度員擺脫了人工打電話收集數(shù)據(jù)，人工填寫報表的方式，大大降低了調(diào)度人員的勞動強度，使他們能將精力集中在電網(wǎng)的運行狀態(tài)上。數(shù)據(jù)可以直觀地在模擬盤或計算機屏幕上顯示，可以自動進行各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作，并生成打印各種報表，還可以在電網(wǎng)發(fā)生異常時及時報警，提高了異常狀況下的反應(yīng)速度，從而提高了電網(wǎng)運行的安全性。
scada系統(tǒng)在很大程度上降低了調(diào)度人員的勞動強度，提高了調(diào)度自動化的水平，但調(diào)度工作仍要依賴于調(diào)度人員的經(jīng)驗，即所謂經(jīng)驗型調(diào)度。? 電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件
電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件又稱ems軟件，當(dāng)前有電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制，電力系統(tǒng)狀態(tài)估計，電力系統(tǒng)安全分析，電力系統(tǒng)安全控制，電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制，電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化，電力系統(tǒng)實時負荷預(yù)測，有功功率與頻率自動控制，無功功率與電壓自動控制，電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度控制，電力系統(tǒng)調(diào)度員培訓(xùn)仿鎮(zhèn)等。
電力系統(tǒng)ems軟件還在發(fā)展之中，人工智能和專家系統(tǒng)等新技術(shù)正在逐步被引入，動態(tài)穩(wěn)定分析還是國際學(xué)術(shù)討論的課題。
ems軟件的應(yīng)用使電力調(diào)度工作從經(jīng)驗型調(diào)度發(fā)展為分析型調(diào)度。
5.3 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的ems功能
電力調(diào)度自動化系統(tǒng)主站的基礎(chǔ)是scada系統(tǒng)。在scada的基礎(chǔ)上，可以支持大量ems應(yīng)用軟件。包括scada和ems在內(nèi)的每個部分都是一個功能子系統(tǒng)。
? 網(wǎng)絡(luò)拓撲分析：
電力網(wǎng)絡(luò)進行實時結(jié)線分析，根據(jù)開關(guān)的實時狀態(tài)，將圖形生成的原始拓撲關(guān)系轉(zhuǎn)換為便于計算模塊使用的數(shù)學(xué)拓撲關(guān)系。拓撲分析模塊是對電力網(wǎng)絡(luò)進行各種分析計算的前提基礎(chǔ)，如狀態(tài)估計，潮流計算，電壓無功優(yōu)化等。? 狀態(tài)估計：
根據(jù)電網(wǎng)絡(luò)冗余的實時量測數(shù)據(jù)和偽量測數(shù)據(jù)（節(jié)點母線電壓幅值、節(jié)點有功/無功注入、線路和變壓器上的有功/無功潮流等）和網(wǎng)絡(luò)方程約束計算出節(jié)點復(fù)數(shù)電壓（網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)）估計值的加權(quán)最小二乘解。? 調(diào)度員潮流：
對電網(wǎng)操作以前，對操作后的潮流、電壓進行計算，檢查是否有越限，甚至事故。? 無功/電壓優(yōu)化：
在潮流分析基礎(chǔ)上，通過改變無功補償裝置或變壓器分接頭狀態(tài)實現(xiàn)保證安全和電壓質(zhì)量條件下網(wǎng)損最小。? 靜態(tài)安全分析：
在給定運行方式下，模擬電網(wǎng)事故（如線路、變壓器、發(fā)電機等），分析事故情況下的電網(wǎng)是否還可以安全運行。? 安全約束調(diào)度：
在以上軟件基礎(chǔ)上，給出當(dāng)電網(wǎng)負荷或電壓越限時，調(diào)度員可以采取的安全對策（如調(diào)節(jié)那些發(fā)電機出力，負荷切除，無功補償?shù)确桨福? 網(wǎng)損計算：
對電網(wǎng)損耗進行在線和離線的計算，為調(diào)整運行方式，改善經(jīng)濟性提供信息。? 短路電流計算：
計算在短路條件下，各支路電流和母線電壓（短路電流和短路電壓），用于核定繼電保護定值，分析保護動作行為等。? 負荷預(yù)報：
超短期：周期為幾分鐘到幾十分鐘，用于安全監(jiān)視和負荷控制，使用的對象是調(diào)度員。
短期：周期為一天到一周，用于發(fā)電計劃和檢修計劃安排，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟運行水平。
中期和長期：長期和中期之間沒有確切的分界線。一般來說，中期預(yù)報是指未來一年之內(nèi)的用電負荷預(yù)測；長期負荷預(yù)測是指未來數(shù)年至數(shù)十年的用電負荷預(yù)測。中、長期負荷預(yù)報的意義在于：新的發(fā)電機組安裝（包括容量大小、型式、地點和時間）與電網(wǎng)的增容和改建，均決定于對未來若干年后的負荷預(yù)報。? 調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)（dts/ots）：
模擬電力系統(tǒng)各種運行狀態(tài)，培訓(xùn)調(diào)度員事故時的處理能力。? 其它 變電站自動化有關(guān)國際標準
? ? ? iec 61970 iec 61850 iec其它標準 公司產(chǎn)品實例
參考后續(xù)講座
電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)概況 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概述論文篇五
一、選擇題：
1、聯(lián)合運行電網(wǎng)中，各區(qū)域電網(wǎng)的agc功能可保證電網(wǎng)____c__的穩(wěn)定。
a.區(qū)域網(wǎng)內(nèi)的頻率b.區(qū)域電網(wǎng)間的交換功率
c.區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)頻率和區(qū)域電網(wǎng)間交換功率
d.區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的電壓和頻率
2、不良數(shù)據(jù)是指__c___。
a.數(shù)據(jù)不確b.數(shù)據(jù)丟失
c.數(shù)據(jù)錯誤d.以上都是
3、隨開關(guān)狀態(tài)變化的電網(wǎng)模型是_c___。
a.節(jié)點模型b.物理模型
c.計算模型d.網(wǎng)絡(luò)模型
4、dms包括下面內(nèi)容___d___。
/fm/都是
5、理想滅磁時轉(zhuǎn)子繞組電流是按__a__衰減。
a直線 b.指數(shù)曲線 c.先直線后指數(shù)曲線 d.先指數(shù)曲線后直線
6、適用于互聯(lián)電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的方法 __c___。
a.主導(dǎo)發(fā)電機法b.積差調(diào)頻法
7．發(fā)電機組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進入______狀態(tài)，其暫態(tài)過程要______，以減小對電力系統(tǒng)的擾動。（c）
a異步運行，短b異步運行，長
c同步運行，短d同步運行，長
8．并列點兩側(cè)僅有電壓幅值差存在時仍會導(dǎo)致主要為______的沖擊電流，其值與電壓差成_____。（b）
a有功電流分量，正比b無功電流分量，正比
c有功電流分量，反比d 無功電流分量反比
9．由于勵磁控制系統(tǒng)具有慣性，在遠距離輸電系統(tǒng)中會引起____。（d）ａ進相運行 ｂ高頻振蕩 ｃ欠勵狀態(tài) ｄ低頻振蕩
10．發(fā)電機并列操作中，當(dāng)相角差較小時，沖擊電流主要為______。（a）
a 有功電流分量b 無功電流分量
c 空載電流分量d 短路電流分量
11．勵磁頂值電壓越_____，允許強勵時間越____，對發(fā)電機運行越有利。（d）
a 低，短b 低，長c 高，短d高，長
二、填空題：
1.__靜止_勵磁系統(tǒng)又稱_發(fā)電機自并勵_系統(tǒng)，系統(tǒng)中發(fā)電機的勵磁電源不用勵磁機。
2.電力系統(tǒng)自動化主要包括_電力系統(tǒng)調(diào)度自動化_、_電廠動力機械自動化_、_變電站自動化_、和_電力系統(tǒng)裝置自動化_等方面。
3.勵磁頂值電壓是勵磁功率單元在_發(fā)電機電壓過低（強勵）_時可能提供的最高輸出電壓值。
4.自動裝置正常工作，除了必須要有硬件外，還需要_軟件_。
5.同步發(fā)電機組并列操作過程中，并列斷路器合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能__小__，其瞬時最大值一般不超過__1~2_倍的額定電流。
6.當(dāng)電網(wǎng)頻率50hz，滑差頻率0.1hz時，則待并列發(fā)電機頻率為_50.1 或 49.9_hz。
7.同步發(fā)電機甩負荷時滅磁的方法有_逆變滅磁_、_串聯(lián)電阻滅磁_、_電弧滅磁_，等
三、改錯題：
1．scada是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)備，它們安裝于各變 電所或發(fā)電廠內(nèi)，是電網(wǎng)調(diào)度自動化啊、系統(tǒng)在基層的耳目和手腳。
“scada”改“rtu”
2．電力線載波通信是利用架空輸電線路的架空地線作為信息傳輸?shù)拿浇椤?/p>
“架空地線”改“三相線路”
3．ug,ux的兩個方波信號接到異或門,當(dāng)兩個方波輸入電平相同時,異或門的輸出為高電平,用于控制可編程定時計數(shù)器的計數(shù)時間.“高電平”改“低電平”
4．scada系統(tǒng)在發(fā)電廠變電所的設(shè)備,又稱為遠方ems。
遠方“ems”改“rtu”
5．為了使信號被采樣后不失真，采樣頻率不小于10倍輸入信號的最高頻率，這是采樣定理的要求。
“10倍”改“2倍”
四、簡答題
1．舉例說明電力系統(tǒng)自動裝置的“自動調(diào)節(jié)”和“自動控制”有什么不同。（p4）
答：自動調(diào)節(jié)：主要有同步發(fā)電機自動勵磁控制和電力系統(tǒng)自動調(diào)頻
自動控制：同步發(fā)電機自動并列裝置、自動解列裝置、電力系統(tǒng)繼電保護裝置、自
動低頻減載裝置、自動重合閘、水輪發(fā)電機地頻自啟動、事故切機、備
用電源自動投入裝置
2．簡述同步發(fā)電機組并列時應(yīng)遵循的原則。（p8）
答：原則：（1）沖擊電流不超多允許值，且盡可能小，不超過1~2倍的額定電流
（2）并列后應(yīng)盡能迅速進去同步運行，暫態(tài)過程要短，以減少對電力系統(tǒng)的擾動
3．簡述同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)兩個組成部分及各部分的作用。（p28）
答：組成部分：勵磁功率單元，自動勵磁調(diào)節(jié)器
作用：勵磁功率單元是產(chǎn)生發(fā)電機勵磁電流
自動勵磁調(diào)節(jié)器是根據(jù)發(fā)電機電壓和電流的變化以及其他輸入信號，按事先
確定的調(diào)節(jié)準則控制勵磁功率單元輸出電流的自動裝置
4．恒定越前時間自動準同期裝置需要整定哪些參數(shù)？如何整定？（p15）
答：（1）越前時間越前時間的大小由并列斷路器的合閘動作時間
控制延時tqf和裝置合閘回路tc決定tyj?tqf?tc
（2）允許電業(yè)偏差并列式允許電壓偏差與待并發(fā)電機及系統(tǒng)承受沖擊的能力有關(guān)。允許電壓偏差一般定為并列點額定電壓的5％~10％
（3）允許滑差角頻率在時間誤差一定的條件下，并列合閘相角差?e與滑差頻率
?成正比。設(shè)已知發(fā)電機組允許合閘相角s?，最大允許滑差角頻率??ey?ey?tqf??tc式中?tqf、?tc為斷路器合閘時間、并列裝置合閘控制時間的誤差
5．論述同步發(fā)電機無刷勵磁系統(tǒng)的主要特點。(p38)
答：特點：（1）解決了巨型機組勵磁電流引入轉(zhuǎn)子繞組的技術(shù)困難，為制造巨型機組提供了技術(shù)保證。
（2）取消了滑環(huán)和碳刷，維護量小，點機的絕緣壽命更長
（3）由勵磁機獨立供電勵磁，勵磁不受電網(wǎng)干擾，且無刷環(huán)磨損之憂，所以可靠性高。
（4）整流器zl的元器件是隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動的，由此英氣了一系列技術(shù)問題：a、無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)子回路直接滅磁；b、無法對勵磁回路進行直接測量（如轉(zhuǎn)子電流、電壓，轉(zhuǎn)子絕緣等）；c、無法對整流元件的工作情況進行直接監(jiān)測；d、要求整流器和快速熔斷器等有良好的力學(xué)能力，能適應(yīng)告訴旋轉(zhuǎn)的離心力。
6．自動發(fā)電控制系統(tǒng)具有哪些基本任務(wù)和目標？
答：（1）使全系統(tǒng)的發(fā)電出力和負荷功率相匹配；（2）將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)節(jié)到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值；（3）控制區(qū)域問聯(lián)絡(luò)線交換功率與計劃值相等，實現(xiàn)各區(qū)域內(nèi)有功功率的平衡；（4）在區(qū)域內(nèi)各發(fā)電長間進行負荷的經(jīng)濟分配。
7．為什么說發(fā)電機組應(yīng)該有一點失靈度？
答：沒有失靈度時，系統(tǒng)的微小波動就會使調(diào)速器動作，造成調(diào)節(jié)閥門頻繁動作，這是不利的8．請畫出發(fā)電機無刷勵磁系統(tǒng)或發(fā)電機自并勵系統(tǒng)原理
答
9.“ace積差”調(diào)節(jié)法的分區(qū)調(diào)頻方程式為∫（ace)dt+△pt=0
即∫（ki△fi+p1-p2)dt+△pi=0，請說明上面兩式中各個變量的含義。
答：ace：區(qū)域控制功率表
?
?
10．有效信息為10010110，對其分別應(yīng)用奇效驗和偶效驗方法，分別給出附加效驗位，合成發(fā)送碼字，并畫出其相位調(diào)制的波形。
答：奇校驗：附加校驗位：“1”，合成發(fā)送碼字為：100101101。
偶校驗：附加偶驗位：“0”，合成發(fā)送碼字為：100101100
11．電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)一般可劃分為哪幾種？并給出各個狀態(tài)的主要特征。
答：（1）正常運行狀態(tài)電力系統(tǒng)能以質(zhì)量合格的電能滿足負荷的用電需求
（2）警戒狀態(tài)電力系統(tǒng)運行的各種等式和不等式約束條件均能滿足，仍能向用戶供應(yīng)質(zhì)量合格的電能。
（3）緊急狀態(tài)某些不等式約束條件遭到破壞，系統(tǒng)電壓或頻率超過或低于允許值等。這事的等式約束條件仍能得到滿足，系統(tǒng)中發(fā)電機仍能繼續(xù)同步運行，可不切除負荷。
（4）系統(tǒng)崩潰 將并聯(lián)運行的電力系統(tǒng)解列成幾個子系統(tǒng)，解列成的各個子系統(tǒng)中等式及不等式約束條件遭到破壞。
（5）恢復(fù)狀態(tài) 待電力系統(tǒng)大體穩(wěn)定下來后，如果仍有部分設(shè)備運行于額定能力范圍之內(nèi)，或者若干設(shè)備已重新啟動，則電力系統(tǒng)可進入恢復(fù)狀態(tài)。
12．什么是電力系統(tǒng)狀態(tài)估計？列出三節(jié)點網(wǎng)絡(luò)功率量狀態(tài)估計的分析步驟。
答：電力系統(tǒng)狀態(tài)估計是電力系統(tǒng)高級估計原理的一個算法模塊，它針對scada實時數(shù)據(jù)的這些缺陷，依據(jù)狀態(tài)估計原理進行分析計算，能夠把不齊全的數(shù)據(jù)填平補充，不精確地數(shù)據(jù)“去粗取精”，同時找出錯誤的數(shù)據(jù)“去偽存真”，使整個數(shù)據(jù)系統(tǒng)和諧嚴密，質(zhì)量和可靠性得到提高。
p：聯(lián)絡(luò)線凈交換功率 ik：頻率偏差因子 iptie.i.a：a區(qū)負荷功率 ptie.i.s：供a區(qū)的發(fā)電功率
