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电力系统自动化 电气与电子工程学院电力工程系 谢荣军 授课 第二章 电力系统调度自动化 电力系统调度自动化如何实现？ 一、采集电力系统的运行工况； 二、将各发电厂和变电站的信息传送到 调度中心； 三、对信息进行实时处理（状态估计） 四、作出调度决策； 五、将决策送到各发电厂和变电站并执 行。 一、电力系统运行工况的采集 电力系统的运行工况包括： 电气模拟量：U、I、P、Q、f等等。 开关量（状态量）：开关的分/合位置、 设备的投入/退出状态、继电保护的 动作/未动作状态等等。 数字量：各种数字仪表的输出。 脉冲量：用于电能计量的脉冲信号。 非电量：温度、压力、流量等等。 一、电力系统运行工况的采集 电力系统运行工况的采集是将反映电力系统运行状态的各种量转换成为数字量的过程。 1、模拟量采集 电力自动化系统要采集的模拟量有： 交流稳态量：如交流电压、交流电流有 效值。 交流暂态量：如交流电压、交流电流的 波形记 录（录波）。 直流量：如励磁电压、励磁电流。 非电量：如温度传感器输出的与温度成正比的 电信号。 1、模拟量采集（一般情况） 1、模拟量采集－－直流采样 变送器、传感器输出正比于被测量大小的直流电信号。 运行经验丰富、时间常数大、占地大、需要定期校验，正逐步淘汰。 1、模拟量采集－－顺序采样 适应于直流采样，只有一个采样保持器，A/D实现顺序转换。顺序采样应用于交流采样时会产生相位误差。 1、模拟量采集－－交流采样 互感器输出的交流信号经过变换器成为小交流信号（如峰峰值?5V），经过每周期等间隔多点采样计算出各种量（如电压有效值）。 1、模拟量采集－－同时采样 有多个采样保持器，尽管A/D顺序转换，但不会产生相位误差。 1、模拟量采集——采样过程 1、模拟量采集－－采样过程 1、模拟量采集－－采样定理 “低通信号”的采样定理：一个截止频率为fm的连续信号 f(t)，如果用大于等于2fm 的采样频率进行采样，则 f(t) 完全可由其采样值 fs(t)来代表， 即将fs(t)通过一个截止频率为 fm 的理想低通滤波器， 就能恢复出原来的连续信号f(t) 。（香农采样定理） 采样定理的全过程 1、模拟量采集－－采样定理 可见，采样函数fs(t)的频谱Fs(?)是无穷多个间隔为?s的F(?)相叠加而成，但不能重叠（称为混迭）。 T＝1/2fm是采样的最大间隔，称为Nyquist间隔。 1、模拟量采集－－采样定理 “带通信号”的采样定理：一个频宽为B、截止频率为fm的连续信号 f(t)，如果用不小于2B＋2(fm-nB)/n 的频率进行采样，则 f(t) 完全可由其采样值 fs(t)来代表，其中n为小于或等于fm/B的最大整数，即将fs(t)通过一个带宽为B、截止频率为fm的理想带通滤波器，就能恢复出原来的连续信号f(t)。 1、模拟量采集－－电力系统模拟量 重要的是确定被采样模拟信号的截止频率fm。 例如：如果要利用录波分析11次以内的谐波，则截止频率在550Hz以上，则采样频率应大于 1100Hz。 1、模拟量采集－－电力系统模拟量 电力自动化系统中，还要根据实时性指标的要求确定采样频率。例如：调度自动化系统中要求重要模拟量的刷新周期为3s，则采样频率的确定要看是直流采样还是交流采样。如是交流采样，则采样频率应大于100Hz，实际中常常采用600HZ的采样频率。 1、模拟量采集－－均匀量化 利用预先规定的有限个电平来表示模拟采样值的过程称为量化。 若预先规定的有限个电平是等间隔的，则称为均匀量化，否则称为非均匀量化 在均匀量化中，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点。 采样把一个时间连续的信号变换成为时间离散的信号；量化则将取值连续的采样值变成取值离散的采样值。 均匀量化过程示意图 1、模拟量采集－－编码 把量化后的信号变换成代码的过程称为编码 编码用的二进制码型有自然二进制码和折叠二进制码两种 1、模拟量采集－－编码 1、模拟量采集－－交流采样的傅氏算法 傅氏算法是计算基波和谐波有效值的常用方法，以电压为例： 2、开关量采集 2、开关量采集－－去抖 当开关类设备在分/合过程中