电力系统自动化完整版
《电力系统自动化》PPT课件
01
馈线自动化
对配电网中的馈线进行实时监测和控制，实现馈线故障的快速定位和隔
离，恢复非故障区域的供电。
02
配电管理系统（DMS）
对配电网进行实时监测、控制和优化管理，提高配电网的供电可靠性和
经济性。
03
分布式电源接入与微电网技术
应用于分布式电源接入和微电网领域，实现分布式电源的自动控制和优
化运行，提高能源利用效率。
能源互联网
构建基于大数据的能源互联网平台，实现能源的 优化配置和共享。
5G通信技术在电力系统自动化中的应用
实时数据传输
5G通信技术的高带宽和低时延特性，使得电力系统能够实现实时数 据传输和监控。
远程控制与操作
通过5G通信技术，实现对电力设备的远程控制和操作，提高系统的 可靠性和安全性。
智能化电网
结合5G通信技术和人工智能技术，构建智能化电网，实现电力系统的 自适应和自学习。
自动化调度系统可以根据实时数据进行电网优化调度，提高电力输送效率和供电质 量。
自动化管理系统可以实现电力设备的状态监测和预防性维护，避免设备故障对系统 运行的影响。
面临的挑战与问题
电力系统自动化需要高度的技术支持和资金投入，对于一些经济相对落后的地区来说，实现 难度较大。
自动化控制系统的复杂性和安全性问题也需要得到充分考虑和解决，以避免出现系统崩溃或 数据泄露等安全问题。
未来电力系统自动化的展望
完全自动化
未来电力系统将实现完全自动化，从发电、输电 到配电等各个环节都将实现自动化运行和管理。
绿色能源融合
未来电力系统将更加注重绿色能源的融合和利用 ，如风能、太阳能等可再生能源将更多地接入电 力系统。同时，电动汽车等新型负荷也将成为电 力系统的重要组成部分。
第五讲 电力系统自动化
系统崩溃 (切机,切负荷断开线路)
系统解列
警戒状态 (预防性控制)
紧急状态 (紧急控制)
系统保 持原状
安 全
不安 全
危 险
电力市场与最优经济运行
1. 电力市场的概念
p 电力市场是采用经济、法律等手段，本着公平竞争、自愿互 利的原则，对电力系统中发电、输电、供电、用电等各组成 员协调运行的管理机制和执行系统的总和。
• 2、短路故障计算，主要研究电力系统中发生故障（包 括短路、断线和非正常操作）时，故障电流、电压及其 在电力网中的分布。短路电流计算是故障分析的的主要 内容。短路电流计算的目的，是确定短路故障的严重程 度，选择电气设备参数。整定继电保护，分析系统中负 序及零序电流的分布，从而确定其对电气设备和系统的 影响。
p 电价是电力市场的杠杆和核心内容。
2. 电力市场的兴起
我国电力体制改革的三个阶段： p 第一阶段：1985年实施集资办电政策—20世纪90年代初期，
解决缺电问题。 p 第二阶段：20世纪90年代初期—1998年撤销电力工业部前，
提出逐渐实施电力体制改革，方案为：
① 政企分开、厂网分开、输供分离、实施公司化改组；
p安全控制：在电力系统各种运行状态下，为保证系统安全所 进行的各种调节、校正和控制。包括：预防性安全控制、紧急 状态下的安全控制和事故后的恢复控制。
电力系统的三大计算
• 1、潮流计算，研究电力系统稳态运行情况的一种基本 电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件 和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电 压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。 潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
p 电力系统故障主要包括单相接地短路、两相接地短路、两相 短路、三相短路、断线等；
2024年度电力系统自动化课件
促进新能源消纳
接入可再生能源发电设 备，通过自动化技术实 现新能源的优先消纳和
调度。
PART 02
电力系统自动化的核心技 术
REPORTING
2024/3/24
7
自动控制技术
2024/3/24
控制理论
01
掌握经典控制理论、现代控制理论以及鲁棒控制等理论方法，
为电力系统自动化提供理论支撑。
控制器设计
电力大数据应用
通过挖掘和分析电力大 数据，为电力系统的规 划、运行和管理提供决 策支持。
23
多能互补与综合能源系统
2024/3/24
多能互补
整合各种能源资源，如风能、太阳能、水能等，实现多能 互补和优化配置，提高能源利用效率。
综合能源系统
构建涵盖多种能源形式的综合能源系统，实现能源的高效 、清洁和可持续利用。
实现变电站内设备的故障自动检测和隔离，减少停电范围和时间 。
自动化控制系统
实现变电站内设备的远程控制和自动调节，提高运行效率。
14
配网自动化
配网自动化系统
实现配电网的实时监控、故障定位、隔离和恢复 供电等自动化功能。
馈线自动化
通过自动化设备对馈线进行故障定位和隔离，提 高供电可靠性。
配网优化运行
通过优化算法和自动化设备，实现配电网的经济 、高效运行。
分布式能源与微电网
发展分布式能源和微电网技术，提高电力系统的灵活性和 可靠性。
24
电力市场与需求响应
电力市场改革
推动电力市场改革，引入竞争机制，优化资源配置，降低电价。
需求响应机制
建立需求响应机制，引导用户合理用电，减轻电网负荷压力。
2024/3/24
《电力系统自动化》课件(2024)
分布式
分布式能源和微电网的快速发展将推动电力系统自动化向 分布式、去中心化的方向发展，提高电力系统的灵活性和 可靠性。
互联网化
互联网技术的普及和应用将促进电力系统自动化的互联网 化，实现远程监控、数据共享和协同控制等功能。
2024/1/26
绿色化
随着环保意识的提高和新能源技术的发展，电力系统自动 化将更加注重绿色、低碳、可持续发展，推动清洁能源的 广泛应用。
2024/1/26
8
计算机技术
01
02
03
实时数据处理技术
对电力系统实时监测数据 进行高效处理，提取有用 信息，为系统运行和控制 提供决策支持。
2024/1/26
数据库技术
建立电力系统数据库，实 现数据的统一管理和共享 ，提高数据利用效率和系 统可靠性。
网络技术
构建电力系统内部局域网 和外部广域网，实现数据 的远程传输和共享，支持 系统的远程监测和控制。
方面的研究。
2024/1/26
分布式能源与微电网
研究分布式能源和微电网的协 同优化和互补利用技术，提高 电力系统的灵活性和可靠性。
电力电子与储能技术
发展高效、可靠的电力电子和 储能技术，推动清洁能源的广 泛应用和电力系统的绿色化发 展。
网络安全与数据隐私
加强电力系统网络安全和数据 隐私保护技术的研究与应用， 保障电力系统的安全稳定运行
2024/1/26
4
电力系统自动化的重要性
2024/1/26
提高电力系统的安全性和稳定性
01
通过自动检测和调节，及时发现并处理系统中的故障和异常，
避免事故扩大，保障电力系统的安全运行。
提高电力系统的经济性
02
电力系统自动化(2024)
随着新能源的大规模开发和利用，电力系 统需要更加灵活、智能的调度和控制手段 来适应新能源的波动性。
自动化技术是智能电网建设的基础和关键， 推动智能电网的发展有助于提高电力系统的 整体效能和综合效益。
2024/1/29
6
02
电力系统自动化的核心技术
2024/1/29
7
自动控制技术
自动调节技术
通过自动调节装置对电力 系统的参数进行实时监测 和调节，确保系统稳定运 行。
数据管理
加强对自动化系统产生 的数据的管理和分析， 挖掘数据价值，为电力 系统的优化运行和决策 提供支持。
20
加强人才培养和团队建设
2024/1/29
人才引进
积极引进具有电力系统自动化相关经验和技能的人才，为 自动化系统的建设和运行提供人才保障。
培训与提升
对现有电力系统工作人员进行自动化相关知识和技能的培 训，提高其自动化素养和操作能力。
能化。
神经网络
通过训练神经网络模型，实现对 电力系统复杂非线性关系的建模 和预测，提高系技术，对电力系统 的海量数据进行特征提取和模式 识别，挖掘潜在规律和知识，为 系统运行和管理提供有力支持。
2024/1/29
11
03
电力系统自动化的应用领域
2024/1/29
13
输配电自动化
2024/1/29
输电线路监测
实时监测输电线路的运行状态，包括电流、电压、温度等参数， 以确保线路的安全运行。
配电网络自动化
通过自动化设备对配电网络进行实时监控和调度，提高供电可靠 性和电能质量。
故障定位和隔离
在发生故障时，自动定位故障点并隔离故障区域，减少停电范围 和恢复供电时间。
电力系统自动化模板 -回复
电力系统自动化模板-回复电力系统自动化模板及其应用随着科技的不断进步，电力系统自动化在现代社会中扮演着至关重要的角色。
本文将从电力系统自动化的定义、原理和应用等方面，为大家详细介绍这一领域的相关知识。
一、电力系统自动化的定义电力系统自动化是指运用现代计算机技术、通信技术和控制技术，对电力系统的监控、调度、安全与保护、运行和维护等工作进行自动化处理的一种技术及其系统的总称。
其目的是提高电力系统的运行效率和可靠性，减少事故频发。
二、电力系统自动化的原理电力系统自动化借助计算机、通信和控制设备来监控和控制电力系统的运行。
其主要原理包括以下几个方面：1. 数据采集与传输：通过传感器和仪表采集电力系统的各项参数，如电流、电压、频率等。
这些数据经过模拟/数字转换后，通过通信网络传输到监控中心。
2. 远动与控制：监控中心通过计算机或远动终端，对电力系统进行遥控、遥测和远动操作。
例如，可以通过遥控打开或关闭某个开关，实现对电力系统的远程控制。
3. 事故监测与处理：通过对电力系统数据的实时监测和分析，可以检测出系统中可能存在的故障和隐患，并进行快速的故障处理。
例如，可以根据设定的保护逻辑，对故障电路进行断电保护操作。
4. 数据管理与分析：通过对电力系统数据的存储和处理，可以实现对系统运行情况的分析和综合评估。
例如，可以通过数据统计和分析，找出系统中的潜在问题，并采取相应的措施进行优化和改进。
三、电力系统自动化的应用电力系统自动化在电力行业中应用广泛，其主要应用领域包括：1. 电力系统监控与调度：通过对电力系统运行数据的实时监测和分析，可以实现对电力系统的监控和调度。
监控中心根据实时数据，对电力系统进行运行状态评估和优化调度，以确保电力系统的安全、稳定和高效运行。
2. 电力系统安全与保护：自动化系统可以实现对电力系统的故障检测、故障处理、故障隔离和故障恢复等操作，提高电力系统的安全性和可靠性，并减少故障对系统运行的影响。
电力系统自动化
电力系统自动化1. 概述电力系统自动化是指利用先进的信息技术和通信技术，对电力系统进行监测、控制、保护和管理的一种系统。
它通过自动化设备和软件系统，实现对电力系统的实时监测、故障检测与隔离、设备保护、负荷调度等功能，提高电力系统的可靠性、稳定性和经济性。
2. 自动化设备2.1 变电站自动化设备变电站自动化设备是电力系统自动化的重要组成部分，主要包括自动化终端设备、自动化控制设备和自动化保护设备。
自动化终端设备用于采集和传输变电站各种参数和状态信息，如电流、电压、温度等；自动化控制设备用于实现对变电站设备的远程控制和操作；自动化保护设备用于实现对变电站设备的故障检测和隔离。
2.2 发电厂自动化设备发电厂自动化设备主要包括自动化控制系统、自动化保护系统和自动化监测系统。
自动化控制系统用于实现对发电机组的启停、负荷调节和运行控制；自动化保护系统用于实现对发电机组设备的故障检测和隔离；自动化监测系统用于实时监测发电机组的运行状态和参数。
2.3 输电线路自动化设备输电线路自动化设备主要包括自动化监测设备、自动化保护设备和自动化控制设备。
自动化监测设备用于实时监测输电线路的电流、电压、温度等参数；自动化保护设备用于实现对输电线路设备的故障检测和隔离；自动化控制设备用于实现对输电线路的远程控制和操作。
3. 软件系统3.1 SCADA系统SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统是电力系统自动化中常用的软件系统，用于实现对电力系统的实时监测和控制。
SCADA系统通过采集和处理各种传感器和终端设备的数据，提供实时的数据显示、报警和控制功能，帮助运行人员及时发现和处理电力系统的异常情况。
3.2 EMS系统EMS（Energy Management System）系统是电力系统自动化中的关键软件系统，用于实现对电力系统的能量管理和调度。
EMS系统通过对电力系统的实时监测和分析，提供电力负荷预测、电力市场调度、电力供需平衡等功能，帮助运行人员合理安排电力资源，提高电力系统的经济性和可靠性。
电力系统自动化完整版
1.同步发电机组并列时遵循的原则：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过1~2倍的额定电流（2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。
2.同步发电机的并列方法：准同期并列，自同期并列。
设待并发电机组G已经加上了励磁电流，其端电压为UG，调节待并发电机组UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作，成为准同期并列。
3.发电机并列的理想条件：并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。
4.自同期并列：未加励磁电流的发电机组5.脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息，即电压幅值差、频率差和合闸相角差。
但是，在实际装置中却不能利用它检测并列条件，原因是它的幅值与发电机电压及系统电压有关。
6.励磁自动控制系统是由励磁调节器，励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。
7.同步发电机励磁控制系统的任务：（1）电压控制（2）控制无功功率的分配（3）提高同步发电机并联运行的稳定性。
8.为了便于研究，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。
静态稳定是指电力系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。
暂态稳定是指电力系统在某一正常运行方式下突然遭受大扰动后，能否过渡到一个新的稳定运行状态或者恢复到原来运行状态的能力。
9.对励磁系统的基本要求：（一）对励磁调节器的要求：○1具有较小的时间常数，能迅速响应输入信息的变化；○2系统正常运行时，励磁调节器应能反应发电机电压高低，以维持发电机电压在给定水平；○3励磁调节器应能合理分配机组的无功功率；○4对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器没有失灵区；○5励磁调节器应能迅速反应系统故障，具备强行励磁控制功能，以提高暂态稳定和改善系统运行条件。
（二）对励磁功率单元要求：○1要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量；○2具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。
电力系统自动化概述
电力系统自动化概述•电力系统自动化基本概念•电力系统自动化核心技术•电力系统自动化主要应用领域•电力系统自动化发展趋势与挑战目•国内外典型案例分析•总结与展望录01电力系统自动化基本概念自动化定义及发展历程自动化定义自动化是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。
发展历程自动化技术经历了从机械化、电气化、自动化到智能化的发展历程，不断推动着工业生产的变革和进步。
电力系统组成与功能电力系统组成电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。
电力系统功能电力系统的功能是满足用户对电能的需求，确保电能的安全、可靠、经济、优质供应。
同时，电力系统还承担着调峰、调频、调压等任务，以维护电力系统的稳定运行。
自动化技术在电力系统中的应用自动化技术在电力系统中的应用主要包括以下几个方面自动检测与测量、自动控制与调节、自动保护与联锁、自动信息处理与显示等。
这些应用旨在提高电力系统的运行效率、稳定性和安全性。
具体应用举例在发电环节，自动化技术可以实现发电机组的自动启停、自动并网与解列等功能；在输电环节，自动化技术可以实现输电线路的自动巡检、故障定位与隔离等功能；在变电环节，自动化技术可以实现变电站的无人值守、自动电压控制等功能；在配电环节，自动化技术可以实现配电网的自动重构、故障自愈等功能。
02电力系统自动化核心技术用于实时监测电力系统的各种参数，如电压、电流、功率因数等，将物理量转换为可处理的电信号。
传感器技术信号处理技术检测算法对传感器采集的信号进行预处理、滤波、放大等操作，提取有用的特征信息。
基于特定的算法对处理后的信号进行分析和判断，实现故障检测、状态评估等功能。
电力系统自动化
电力系统自动化标题：电力系统自动化引言概述：电力系统自动化是指通过先进的信息技术和智能控制技术，实现对电力系统的监测、控制、保护和管理的自动化过程。
随着科技的不断发展，电力系统自动化在电力行业中扮演着越来越重要的角色，为电力系统的安全稳定运行提供了有力支持。
一、监测功能1.1 实时监测电网运行状态：电力系统自动化可以实时监测电网的电压、电流、频率等参数，及时发现电网运行异常。
1.2 数据采集和处理：自动化系统可以自动采集电力系统的运行数据，并进行数据处理，为系统运行提供准确的数据支持。
1.3 远程监控：通过远程监控功能，可以实现对电力系统的远程监控，及时发现和处理问题。
二、控制功能2.1 自动调节电网参数：自动化系统可以根据电网运行情况，自动调节电网参数，保持电网稳定运行。
2.2 智能负荷调度：自动化系统可以根据负荷情况，智能地进行负荷调度，提高电网的效率和可靠性。
2.3 遥控开关操作：自动化系统可以实现对电力设备的遥控操作，提高操作的便利性和安全性。
三、保护功能3.1 故障检测和定位：自动化系统可以实时检测电力系统的故障，并快速定位故障点，减少故障对电网的影响。
3.2 自动切除故障：自动化系统可以根据预设的保护逻辑，自动切除故障设备，防止故障扩大。
3.3 智能故障处理：自动化系统可以根据故障情况，智能地进行故障处理，提高系统的可靠性和安全性。
四、管理功能4.1 数据分析和预测：自动化系统可以对电力系统的历史数据进行分析和预测，为系统运行提供科学依据。
4.2 资源调度和优化：自动化系统可以根据电力系统的运行情况，进行资源调度和优化，提高电网的效率和经济性。
4.3 运行记录和报告：自动化系统可以自动生成电力系统的运行记录和报告，为管理决策提供依据。
五、发展趋势5.1 智能化：未来电力系统自动化将更加智能化，通过人工智能等技术实现更高效的运行管理。
5.2 互联网化：电力系统自动化将与互联网技术深度融合，实现更加便捷的远程监控和管理。
电力系统自动化
电力系统自动化引言概述：电力系统自动化是指利用先进的通信、计算机、控制和信息处理技术，对电力系统进行监测、控制和管理的一种技术手段。
它可以提高电力系统的可靠性、经济性和安全性，实现电力系统的自动化运行和管理。
本文将从五个方面详细阐述电力系统自动化的内容。
一、监测系统的自动化1.1 传感器技术的应用：利用传感器技术，实时监测电力系统的各项参数，如电压、电流、频率等，以及设备的运行状态，如温度、湿度等。
1.2 数据采集与处理：通过自动化的数据采集与处理系统，将传感器采集到的数据进行采集、存储和分析，实现对电力系统运行状态的监测和分析。
1.3 远程监控与管理：利用通信技术，将监测到的数据传输到远程监控中心，实现对电力系统的远程监控与管理，及时发现和解决问题，提高系统的可靠性和安全性。
二、控制系统的自动化2.1 自动化设备的应用：引入自动化设备，如自动开关、自动调节装置等，实现对电力系统的自动控制，提高电力系统的稳定性和可靠性。
2.2 智能化控制算法：利用先进的控制算法，对电力系统进行智能化控制，通过实时的数据分析和决策，实现对电力系统的优化运行。
2.3 自动化控制策略：制定合理的自动化控制策略，如负荷调度、电网调节等，实现对电力系统的自动化调控，提高电力系统的经济性和运行效率。
三、保护系统的自动化3.1 故障检测与定位：利用自动化保护装置，对电力系统中的故障进行检测和定位，及时隔离故障区域，保护电力系统的安全运行。
3.2 自动化保护动作：在故障发生时，自动化保护装置能够迅速做出保护动作，如断路器的自动跳闸等，防止故障扩大，保护电力设备的安全。
3.3 故障诊断与恢复：通过自动化系统对故障进行诊断和恢复，提高故障处理的速度和准确性，缩短电力系统的停电时间，提高供电可靠性。
四、调度与管理系统的自动化4.1 负荷预测与调度：利用自动化调度系统，对电力系统的负荷进行预测和调度，合理安排电力资源，提高电力系统的供需平衡。
电力系统自动化
第1章 发电机的自动并列1什么叫并列操作，简述同步发电机并列时应遵循的两条基本原则。
将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称并列操作。
对并列操作的基本要求：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值不宜超过1~2倍的额定电流。
（2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，进入同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。
2、并列操作有哪两种方式它们是如何实现的并列操作的两种方式：准同期并列（一般采用）自同期并列（很少采用）3、什么是准同期的恒定越前时间它的整定值与哪些因素有关，应当如何整定（－）准同期并列的条件：①频率 fG=fX ②幅值 UG=UX ③相角差 δe ≠ 04、自动准同期装置由哪三个控制单元组成它们各自的主要任务是什么自动准同期装置的组成:1. 频差控制单元检测 UG 与UX 间的滑差角频率，且调节发电机转速，使发电机电压的频率接近于系统频率2. 电压差控制单元检测 UG 与UX 间的电压差，且调节发电机电压UG ，使它与UX 间的电压差小于规定值。
3. 合闸信号控制单元 检测并列条件，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时，控制单元就选择合适的时间(恒定越前时间）发出合闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差为零。
3、什么是准同期的恒定越前时间它的整定值与哪些因素有关，应当如何整定恒定越前时间 由于越前时间只需按断路器的合闸时间(准同期装置的动作时间可忽略)进行整定，整定值和滑差及压差无关，故称其为“恒定越前时间”。
5、何谓滑差、滑差周期与相角差δ有什么关系频差fS ： fS ＝fG-fX滑差ωs:电角速度之差称为滑差角速度S S G X G 2)(2f f f s ππωωω=-=-= 滑差周期：S 12f T s s ==ωπ计算：第2章 同步发电机励磁自动控制系统1、同步发电机励磁控制系统的主要任务有哪些电压控制 控制无功功率的分配 提高发电机并联运行的稳定性提高电力系统的运行条件 水轮发电机组要求强行减磁2、叙述同步发电机励磁控制系统的组成及各组成部分的作用。
电力系统自动化完整课件
电力企业的市场竞争力，满足用户对电能质量和供电可靠性的要求。
电力系统自动化的基本原理
闭环控制原理
通过采集电力系统的实时信息，与设定值进行比较，产生 控制指令对电力系统进行调节，使电力系统的运行状态符 合预期要求。
分层分布式结构原理
将电力系统划分为不同的层次和区域，每个层次和区域都 有相应的自动化装置进行监测和控制，实现分层分布式的 自动化管理。
03
机遇
电力系统自动化的发展也带来了诸多机遇，如提高能源利 用效率、降低运行成本、推动能源转型等。需要积极把握 机遇，推动电力系统自动化的深入发展。
06 电力系统自动化课程总 结与展望
课程重点内容回顾
电力系统自动化的基本概念和原理
包括电力系统的组成、运行方式、控制策略等。
电力系统稳态分析和暂态分析
涉及电力系统的潮流计算、稳定分析、故障处理等。
电力系统自动化装置与系统
包括自动发电控制、自动电压控制、自动频率控制等。
电力系统优化运行与调度
探讨电力系统的经济调度、优化运行等问题。
课程学习成果展示
掌握了电力系统自动化的基本理论和知识，能够理解和 分析电力系统的运行和控制问题。
了解了电力系统自动化装置与系统的原理和应用，能够 参与相关系统的设计和开发工作。
对配电网进行监视、控制和管理的系统，包括数 据采集、处理、显示、报警、控制等功能。
馈线自动化系统（FA）
对配电网馈线进行故障检测、定位、隔离和恢复 的系统，提高供电可靠性和供电质量。
3
配电自动化终端
安装在配电网中的各种终端设备，如馈线终端（ FTU）、配变终端（TTU）等，负责采集数据和 执行控制命令。
新能源并网技术
新能源并网技术是实现新能源接入电力系统的关键。电力系统自动化需要研究和发展先进的并网控制技术，以提高新 能源的利用率和系统的稳定性。
电力系统自动化.ppt
交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间 的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小 和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通 过引出线，即可提供交流电源。
第三章 同步发动机励磁自动控制系统
第一节 励磁自动控制系统
========基本知识点======== 一、同步发电机励磁自动控制系统的组成 二、励磁控制系统的基本任务 三、励磁系统的任务与要求
6、信息就地处理的自动化系统的特点 对电力系统运行的情况作出快速反应，
但由于信息的有限性，不能以全局的角度处 理问题。
一般只能作“事后”处理，而不能做 “事先”处理。 7、信息集中处理的自动化系统（即电网调度 自动化系统）的作用 （2）可以通过设在发电厂、变电站的远方终 端采集电网运行的实时信息，通过信道传输 到设置在调度中心的主站，主站根据收到的 全网信息，对电网的状态进行安全分析、
电力系统自动化
第一章概述 第二章同步发电机的同步并列 第三章同步发动机励磁自动控制系统
第一章 概述
电力系统运行与调度自动化
1、电力系统的构成 由发电厂、输电线路、配电系统及符合组
成，并由调度中心对全系统运行进行统一管理。 2、电力系统调度的基本任务
为保证供电质量和电力系统的可靠性和经 济性，系统的调度控制中心必须及时而准确地 掌握全面的运行情况，随时进行分析，做出正 确的判断和决策，必要时采取相应的措施，及 时处理事故和运行情况，以保证电力系统安全、 经济、可靠运行。
主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流， 建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率 绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入 机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转 并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体 反向切割励磁磁场）
电力系统自动化
电力系统自动化一、任务背景电力系统是现代社会的重要基础设施之一，为了提高电力系统的安全性、可靠性和经济性，电力系统自动化技术应运而生。
电力系统自动化是指利用先进的控制、通信和信息技术，对电力系统进行监测、控制和管理，实现电力系统的自动化运行和优化调度。
二、任务目的本任务旨在详细介绍电力系统自动化的基本概念、技术原理和应用领域，以及相关的标准和规范。
三、任务内容1. 电力系统自动化的基本概念电力系统自动化是指利用计算机、通信和信息技术，对电力系统进行监测、控制和管理的一种技术手段。
它包括以下几个方面的内容：- 监测：通过传感器和测量装置，实时采集电力系统的运行状态和参数数据，如电压、电流、功率等。
- 控制：根据监测到的数据，通过控制器和执行机构，对电力系统进行自动调节和控制，以实现稳定的供电。
- 管理：利用计算机和数据库技术，对电力系统的数据进行存储、处理和分析，提供决策支持和运行管理。
2. 电力系统自动化的技术原理电力系统自动化技术主要依靠以下几个关键技术：- 传感器技术：通过安装在电力系统各个部位的传感器，实时采集电力系统的运行状态和参数数据。
- 控制器技术：根据传感器采集到的数据，通过控制器对电力系统进行自动调节和控制。
- 通信技术：利用现代通信网络，实现电力系统各个部件之间的数据传输和信息交换。
- 数据处理技术：利用计算机和数据库技术，对电力系统的数据进行存储、处理和分析，提供决策支持和运行管理。
3. 电力系统自动化的应用领域电力系统自动化技术广泛应用于以下几个领域：- 发电调度与控制：通过自动化技术实现发电机组的调度和控制，提高发电效率和运行灵活性。
- 输电线路监测与故障检测：利用自动化技术对输电线路进行实时监测和故障检测，提高电网的可靠性和安全性。
- 配电网自动化：通过自动化技术实现配电网的监测、控制和管理，提高供电质量和供电可靠性。
- 智能电网建设：将自动化技术与信息技术、通信技术和新能源技术相结合，实现智能电网的建设和运行。
电力系统自动化基本内容电力系统自动化基本内容
一层调度中心的命令，结合本层电力系统的实际情
况完成本层次的调度控制任务，同时向上层调度中
心传递所需信息。
电力系统分层调度控制示意图
由此可见，分层控制有如下优点：
➢从电力系统调度控制的角度来看，信息可以分 层采集，只需把一些必要的信息转发给上一级调 度部门，如地区调度控制中心可以采集本地区的 出力和负荷，并把地区出力和负荷总和后送到上 一级调度部门。对出力和负荷的控制也同样，上 一级调度只对下一级调度发出出力和负荷的总指 标，由下一级调度进行控制。这样既减轻了上一 级的负担，又加速了控制过程，同时减少了不必 要的信息流量因而减少了对通信系统的投资。
1.2.2 发电厂自动化
发电厂自动化系统主要包括动力机械自动 控制系统、自动发电控制(AGC)系统和自动电 压控制(AVC)系统。火电厂需要控制锅炉汽轮 机等热力设备，其自动控制系统主要有计算机监 视和数据采集系统、机炉协调主控系统和锅炉自 动控制系统。水电厂则需要控制的是水轮机、调 速器以及水轮发电机励磁控控制系统等。一般而 言，水电厂的自动化程度比火电厂要高。
3) 省级电网调度中心的功能 ➢实现电网的数据收集、安全监控、安全分析和优 ➢ 化调度； ➢实现自动稳定控制、自动发电控制和自动电压控 ➢ 制功能； ➢实时或按周期地对电网频率、电压、联络线功率 ➢ 控制质量(合格率)进行统计、分析和提供考核 依 ➢ 据； ➢辅助调度员对所辖电网进行运行调整、操作和事 ➢ 故处理； ➢与上级调度中心和地区调度中心实现计算机数据
➢自动发电控制（AGC)
发电机组在规定的出力调整范围内，按照一 定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统 频率和联络线功率控制要求的服务。
➢ 对电网运行实现经济调度控制（EDC） 电网经济调度的任务是在满足运行安全和供
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1.同步发电机组并列时遵循的原则：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过1~2倍的额定电流（2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。
2.同步发电机的并列方法：准同期并列，自同期并列。
设待并发电机组G已经加上了励磁电流，其端电压为UG，调节待并发电机组UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作，成为准同期并列。
3.发电机并列的理想条件：并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。
4.自同期并列：未加励磁电流的发电机组5.脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息，即电压幅值差、频率差和合闸相角差。
但是，在实际装置中却不能利用它检测并列条件，原因是它的幅值与发电机电压及系统电压有关。
6.励磁自动控制系统是由励磁调节器，励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。
7.同步发电机励磁控制系统的任务：（1）电压控制（2）控制无功功率的分配（3）提高同步发电机并联运行的稳定性。
8.为了便于研究，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。
静态稳定是指电力系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。
暂态稳定是指电力系统在某一正常运行方式下突然遭受大扰动后，能否过渡到一个新的稳定运行状态或者恢复到原来运行状态的能力。
9.对励磁系统的基本要求：（一）对励磁调节器的要求：○1具有较小的时间常数，能迅速响应输入信息的变化；○2系统正常运行时，励磁调节器应能反应发电机电压高低，以维持发电机电压在给定水平；○3励磁调节器应能合理分配机组的无功功率；○4对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器没有失灵区；○5励磁调节器应能迅速反应系统故障，具备强行励磁控制功能，以提高暂态稳定和改善系统运行条件。
（二）对励磁功率单元要求：○1要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量；○2具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。
10.同步发电机励磁系统分类：直流励磁机励磁系统：①自励②他励；交流励磁机励磁系统①他励交流励磁机励磁系统②无刷励磁系统；静止励磁系统11.励磁调节器的主要功能有二：①保持发电机的端电压不变；②保持并联机组间无功电流的合理分配。
12.励磁调节器的型式很多，但自动控制系统核心部分相似。
基本控制由测量比较、综合放大、移相触发单元组成。
测量比较单元的作用是测量发电机电压并变换为直流电压，与给定的基准电压相比较，得出电压的偏差信号。
综合放大单元是沟通测量比较单元及调差单元与移相触发单元的一个中间单元，来自测量比较单元及调差单元的电压信号在综合放大单元与励磁限制、稳定控制及反馈补偿等其他辅助调节信号加以综合放大，用来得到满足移相触发单元相位控制所需的控制电压。
移相触发单元是励磁调节器的输出单元，根据综合放大单元送来的综合控制信号U的变化，产生触发脉冲，用以触发SM功率整流单元的晶闸管，从而改变可控整流框的输出，达到调节发电机励磁的目的。
13.发电机欠励磁运行时，发电机吸收系统的无功功率，这种运行状态称为进相运行。
14.调频的目的是调整系统频率为额定值。
15.电力系统中实现频率和有功功率自动调节的方法有：（1）有差调频法（2）主导发电机法（3）积差调频法（4）改进积差调频法（5）分区调频法。
有差调频优缺点：①各调频机组同时参加调频，没有先后之分；②计划外负荷在调频机组间是按一定的比例分配的；③频率稳定值的偏差较大。
主导发电机法优缺点：、、、积差调频法优缺点：优点是能使系统频率维持额定，计划外的负荷能在所有参加调频的机组间按一定的比例进行分配，其缺点是频率积差信号滞后于频率瞬时值的变化，因此调节过程缓慢。
16.分区调频法（重点）当多个省级或区域电网联合成一个大的电力系统时，为了配合分区调度的管理制度，也为了避免集中调频的范围过大而产生的技术困难，在联合系统中一般均采用分区调频的方法。
分区调频法的特点是区内负荷的非计划负荷变动主要由本区内的调频厂来负担，其他区的调频厂不参与调频，因此区域间联络线上的功率应该维持计划值不变。
17.电力系统电压调整的措施：①发电机控制调压，②控制变压器变比调压，③利用无功功率补偿设备调压，④利用串联电容器控制电压18.电力系统的无功功率电源：同步发电机、同步调相机及同步电动机、并联电容器、静止无功功率补偿器（SVC）19.电力系统调度的主要任务：①保证供电的质量优良；②保证系统运行的经济性；③保证较高的安全水平（选用具有足够的承受事故冲击能力的运行方式）；④保证提供强有力的事故处理措施。
20.远动技术的主要内容是“四遥”：遥测（YC）、遥信（YX）、遥控（YK）、遥调（YT）21.SCADA子系统包括数据采集、数据传输及处理、计算与控制、人机界面及告警处理等。
22.远方终端RTU的任务：(1)数据采集：(2)数据通信；(3)执行命令；(4)其他功能：①当地功能：对有人值班的较大站点，配有CRT、打印机等，可完成显示、打印功能；越限告警功能；事件顺序记录功能；②自诊断功能：程序出现死机时自行恢复功能；自主监视主、备通信信道及切换功能；个别插件损坏诊断报告等功能。
23.数据通信系统的工作方式：单工、半双工、全双工24.循环式规约（CDT）和问答式规约（Polling)（一）通信规约：在通信网中为了保证通信双方能正确、有效、可靠地进行数据传输，在通信的发送和接受过程中有一系列的规定，以约束双方进行正确、协调的工作，这些规定称为数据传输控制规程，简称为通信规约。
通信规约明确规范的问题：①要有共同的语言；②要有一致的操作步骤，即控制步骤；③要规定检查错误以及出现异常情况时计算机的应付方法。
一个通信规约包括的主要内容有：代码（数据编码）、传输控制字符、传输报告格式、呼叫和应答方式、差错控制步骤、通信方式（指单工、半双工、全双工通信方式）、同步方式、传输速率。
（二）循环式通信规约：按循环方式工作时，厂、所RTU享有发送信息的主动权。
每个RTU都要独占一条到调度中心的信道（称点对点方式），调度中心与各RTU皆由放射式线路相连。
发送端与接收端保持严格的同步，信息按事先约定的先后次序排列，并一次次循环发送。
由调度中心发给RTU的各种遥控、遥调或其他命令，由下行通道随时传送（全双工通道上、下行通信可同时进行），不是循环的。
（三）问答式通信规约：问答通信方式由主站掌控遥测、遥信通信的主动权。
主站轮流询问各RTU。
各RTU只有在接到主站询问后才可以回答。
平时各RTU 也与循环通信方式一样采集各项数据。
不同之处在于这些数据不马上发送，而是存储起来，当主站轮询到本站时才组装发送出去。
至于遥控、遥调，无论循环方式还是问答方式，都是由主站掌握通信的主动权。
为了提高效率，通常遥信采用变位传送，遥测采用越死区传送，因此对遥测量需要规定其死区范围。
遥测量配有数字滤波，因而还要规定滤波系数。
问答式规约中主站与子站的通信项目可按功能来划分。
主站向子站发送的命令大致可分为如下几个方面：①初始化设置参数类，有设置扫描周期、设置死区数值及滤波系数等；②查询类，询问各种类别的远动数据情况；③管理控制类，控制RTU的投入或退出工作；④电源合闸确认，以及遥控、诊断报文。
子站对主站的响应有两类：一类是对主站命令的简短响应，即肯定性确认或否定性确认；另一类是遵照主站命令回答相应的具体数据。
应答式规约的特点：①RTU有问必答，当RTU收到主机查询命令后，必须在规定的时间内应答，否则视为本次通信失败；②RTU无问不答，当RTU未收到主机查询命令时，绝对不允许主动上报信息。
应答式规约的优点：①应答式规约允许多台RTU以共线的方式共用一个通道；②应答式规约采用变化信息传送策略，从而大大压缩了数据块的长度，提高了数据传送速度；③应答式规约既可以采用全双工通道，也可以采用半双工通道，即可以采用点对点方式，又可以采用一点多址或环形结构，因此通道适应性强。
25. 通信信道：①电力载波通信；②光纤通信；③微波中继通信与卫星通信26. 前置机系统担负着与厂所RTU和各分局的数据通信及通信规约解释等任务，是SCADA/EMS系统的桥梁基础。
27. 前置主机为双机配置，一台为主机，另一台为备用机。
28. 值班前置主机担负以下任务：①与系统服务器及SCADA工作站通信；②与各RTU通信及通信规约处理；③控制切换装置的切换动作；④设置各终端服务器的参数。
29. 备用前置机可能担负的任务：①监听前置主机的工作情况，一旦前置主机发生故障，立即自动升格为主机，担负起主机的全部工作；②监听次要通道的信息，确定该通道的运行情况。
30. 调度中心SCADA/EMS前置机系统：前置机、终端服务器、切换装置、通道设备31. AGC的基本功能：①使发电自动跟踪电力系统负荷变化；②响应负荷和发电的随机变化，维持电力系统频率为额定值；③在各区域间分配系统发电功率，维持区域间净交换功率为计划值；④对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率；⑤监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求。
32.发电计划是EMS中发电级的核心应用软件，它向AGC提供基点功率值，对电力系统经济调度起着关键作用。
33.发电计划定义：也称火电系统经济调度（EDC），即在已知系统负荷、机组组合、水电计划、交换计划、备用监视计划、机组经济特性、网络损失特性和运行限制等条件下，按照等耗微增率准则，编制火电机组发电计划，使整个系统的发点费用最低。
34.发电计划有两种：①编制次日（或周）24h（或168h）的发电计划；②编制指定时刻的发电计划35.交换计划可以通过以下三种不同的方式进行协调：①自协调方式；②电力交易市场模式协商调度模式36.检修计划即预先安排检修时间、任务、人力、资源等，使电力系统预防性检修的效果最优。
机组检修的目的，从技术方面考虑，是为了使发电设备及各种组成部件的工作特性保持在允许的极限范围内，增加设备的可靠性；从社会经济效益来看，是满足用户对供电可靠性的要求，使电能的生产成本最小，推迟新建电厂的投资。
37.电力系统负荷预测的分类：系统的负荷预测、母线的负荷预测38.按照系统负荷预测周期来分，电力系统的负荷预测可分为：超短期负荷预测、短期负荷预测、中期负荷预测和长期负荷预测39.电力系统的运行状态：正常运行状态、警戒状态、紧急状态、恢复状态。
正常运行状态特点：系统满足所有的约束条件，即有功功率和无功功率都保持平衡，给所有负荷正常供电，电压、频率均在正常的范围内，各种电力设备都在规定的限额内运行，同时有足够的备用裕度，可以承受各种预计的扰动，而不产生任何有害的后果。
警戒状态：各种约束条件也能满足，但随时都有可能由于一个偶然故障或渐进性的负荷增加，使某些不等约束条件被破坏，而校正越限时会导致丢失负荷。