[信息与通信]第3章-5电力系统自动化.ppt

3.5 电力系统自动化 主要内容 电力系统自动化的基本概念 电力系统自动化的重要性 电力系统自动化的主要内容 电力调度自动化， 发电厂自动化， 变电站自动化 电力系统自动化发展趋势与展望 一、电力系统自动化的基本概念 二、电力系统自动化的重要性 电力系统复杂而庞大，在电力系统中任何一点发生的故障，都会在瞬间影响和波及全系统，往往引起连锁反应，导致事故扩大，造成大面积停电，因此电力系统要求进行快速的自动控制； 被控制的参数很多，包括频率、电压、有功和无功功率、功率平衡等，监视和控制成千上万个运行参数必须依靠自动化； 存在各种干扰，包括系统故障等，系统故障有时会使电力系统失去稳定，造成灾难性后果，因此，如何控制才能保证稳定，或出现不稳定后怎样恢复稳定，已成为电力系统自动化的重大课题之一； 正是由于采用了自动监控和远动控制技术，才使得电力系统的规模能不断扩大； 要保证电力系统安全、优质、经济运行，单靠运行值班人员进行人工监视和操作是无法实现的，必须依靠自动化装置和设备； 安全供电、保证良好的电能质量、经济运营都需要自动化。 三、电力系统自动化的主要内容 按电力系统运行管理，可将电力系统自动化分为调度自动化、发电厂自动化、变电站自动化； 调度自动化又可分为输电调度、配电网调度自动化；发电厂自动化又分为火电、水电、核电等； 从电力系统自动控制的角度，可以将电力系统自动化分为电力系统频率和有功功率自动控制、电力系统电压和无功功率自动控制等。 电力系统的管理网络 1. 电力调度自动化 电力调度的主要任务可以概括为： ① 控制整个电力系统的运行方式，使其在正常状态下能满足安全、优质和经济供电的要求； ② 在缺电状态下做好负荷管理； ③ 在事故状态下能迅速消除故障，恢复供电。 调度自动化是综合利用电子计算机、远动和远程通信技术，实现电力系统调度管理自动化，有效地帮助电力系统调度员完成调度任务。 调度自动化系统的结构 远动终端 RTU：Remote Terminal Unit主站 MS：Main Station 调度自动化系统的工作方式 主站MS安装在调度所，远动终端RTU安装在各发电厂和变电站，MS和RTU之间通过远动通道相互通信，实现数据采集、监视和控制。 RTU采集所在厂（站）设备的运行状态和运行参数，如电压、电流、有功和无功功率、有功和无功电量、频率、断路器分合信号、继电保护动作信号等，送至主站，并接收来自主站的调度命令，输出断路器控制信号、功率调节信号或改变设备整定值的信号给其所在厂（站）的自动控制装置，并向主站返回已完成的操作信息。 电力调度中心 2. 发电厂自动化 火力发电原理 水力发电原理 核反应发电原理 火电自动化 火电厂利用化石燃料释放出来的热能发电，以蒸汽动力发电为主，也有少量采用内燃机发电。蒸汽动力发电厂的主要动力设备有锅炉、汽轮机、汽轮发电机及辅助设备。 火电厂自动化是一门综合技术，具有自动检测、自动保护、顺序控制、连续控制、管理和信息处理等功能。 包含各种自动化系统，主要有数据采集及计算机监视系统、锅炉控制系统、汽轮机控制系统、发电机控制系统、机炉协调主控制系统、辅助设备及各种支持系统等。 火电厂的基本构成 火电厂外观 水电自动化 水电厂需要控制水轮机、调速器以及水轮发电机励磁装置等，水电自动化系统可自动地对水电厂进行监视、控制、调节和管理，以提高水电厂运行的安全性、经济性、劳动生产率和供电质量。 水电厂自动化可分为单机自动化（包括水轮发电机组自动控制、水轮机调速和水轮发电机励磁调节的自动控制）、公用设备自动化、全厂综合自动化（包括水电厂自动发电控制、水电厂自动电压控制、水电站计算机监控系统）和梯级水电站综合自动化。 水电厂自动发电控制是在水轮发电机组自动控制的基础上实现全厂自动化的一种方式，它根据水库上游来水量或电力系统的要求，考虑全厂及机组的运行限制条件，以经济运行为原则，确定电站机组运行的台数、运行机组的组合和机组间负荷分配。 随着先进控制理论和计算机数字监控技术在电力系统中的广泛应用，出现了发电机综合自动控制系统，其功能包括发电机组开停顺序控制、励磁控制、调速控制、稳定裕度监视控制等。 水电站的基本构成 三峡水电站外观 三峡电站控制室 三峡电站控制设备 三峡电站水轮机和发电机吊装 3. 变电站自动化 变电站的作用是变换电压、接受和分配电能、控制电力流向等，主要通过变压器将各级电压的电网联系起来。 随着微机监控监测技术开始引入变电站，变电站正在向综合自动化方向发展，我国已实现了变电站的远程监控、远动和继电保护微机化，同时大力推广