电力系统主动化.doc

电力系统自动化 电力系统自动化(Electric power system automation)，通过各种具有自动检测、反馈、决策和控制功能的仪表和装置，并通过信号、数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视 、协调、调节和控制，以保证电力系统的供电质量和安全经济运行。 一、特点 （1）包括生产、传输、分配、消费电能的各个环节，是一个复杂的连续生产和消费过程，在地域上分布辽阔而在电气上却连成一体； （2）电能质量不合格将引起产品质量和生产率的下降以及人民生活的不便，突然停电和长期频率或电压的下降还会造成人身伤亡和设备损坏事故； （3）电力系统中任何一个元件的参数和运行状态的变化都会迅速地影响到系统中其他元件的正常工作，所以在电力系统中任何一处发生故障，应及时而正确地处理，否则将使事故扩大，并波及电力系统其他运行部分，以至造成大面积停电； （4）一次能源调度、发电机起停和负荷分配、电网结构和潮流分布、负荷控制和管理的合理与否，都会影响电力系统运行的经济效益。 由于电力系统规模和容量的不断扩大，系统结构、运行方式日益复杂，单纯依靠人力来监视电力系统的运行状态，正确而及时地进行各项操作，迅速地处理事故，已经是不可能了。必须应用现代控制理论、电子技术、计算机技术、通信技术、图像显示技术等高新科学技术来实现电力系统的自动化。电力系统自动化的基本要求如下： (1) 迅速而正确地采集、检测和处理电力系统各元件、局部系统或全系统的运行参数。 (2)根据电力系统的实际运行状态和系统各元件的技术、经济和安全要求为运行人员提供调 节和控制的决策，或者直接对各元件进行调节和控制。 (3) 实现全系统各层次、各局部系统和各元件间的综合协调，寻求电力系统电能质量合格和 安全经济运行。 (4)提高供电可靠性，减少电力系统事故，延长设备寿命，提高运行水平，节省人力，减轻劳动强度。 二、主要领域 按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面,并形成一个分层分级的自动化系统(见图)。区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次；中间层次由省(市)调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成，由总调度中心构成最高层次。而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。 （1）电网调度自动化。现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。 （2）火力发电厂自动化。火力发电厂的自动化项目包括： 1）厂内机、炉、电运行设备的安全检测，包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。 2）计算机实时控制，实现由点火至并网的全部自动起动过程。 3）有功负荷的经济分配和自动增减。 4）母线电压控制和无功功率的自动增减。 5）稳定监视和控制。采用的控制方式有两种形式：一种是计算机输出通过外围设备去调整常规模拟式调节器的设定值而实现监督控制；另一种是用计算机输出外围设备直接控制生产过程而实现直接数字控制。 （3）水力发电站综合自动化。需要实施自动化的项目包括大坝监护、水库调度和电站运行三个方面。 1）大坝计算机自动监控系统：包括数据采集、计算分析、越限报警和提供维护方案等。 2）水库水文信息的自动监控系统：包括雨量和水文信息的自动收集、水库调度计划的制订，以及拦洪和蓄洪控制方案的选择等。 3）厂内计算机自动监控系统：包括全厂机电运行设备的安全监测、发电机组的自动控制、优化运行和经济负荷分配、稳定监视和控制等。 （4）电力系统信息自动传输系统。电力系统信息自动传输系统简称远动系统。其功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式。远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。把厂站的模拟量通过变换输送到位于调度中心的接收端并加以显示的过程称为遥测。把厂站的开关量输送到接收端并加以显示的过程称为遥信。把调度端的控制和调节信号输送到位于厂站的接收端实现对调节对象的控制的过程，称为遥控或遥调。远动装置按组成方式可分为布线逻辑式远动装置和存储程序式逻辑装置。前者由硬件逻辑电路以固定接线方式实现其功能，后者是一种计算机化