第三章电力系统及其自动化技术
电力系统自动化---第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节
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备用容量的分类
按作用分： (1)负荷备用：满足负荷波动、 计划外的负荷增量 2%~5% (2)事故备用：发电机因故退 出运行而预留的容量 5%~10% (3)检修备用：发电机计划检 修4%~5% (4)国民经济备用：满足工农 业超计划增长3%~5% 按其存在形式分：
(1)热备用
(2)冷备用
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二、电力系统的频率特性
PG K G f
PD ( f )
f f1 f2 A B
PG
PD 0
( f ) PD
C
PD
PD K D f
负荷功率的实际增量：
PD0 PD PD0 K D f
它同发电机功率增量平衡：
P1 P2
P
PD0 PD PG
PD0 PG PD ( K G K D )f Kf
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一、 各类发电厂的运行特点
2 水电厂
（1）不需燃料费，但一次投资大
（2）出力调节范围比火电机组大
（3）启停费用低，且操作简单
（4）出力受水头影响 （5）抽水蓄能 （6）必须释放水量－－强迫功率
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一、 各类发电厂的运行特点 3 核电厂
（1）最小技术负荷小，为额定负荷10～15％。
（2）启停费用高；负荷急剧变化时，调节费
二、目标函数和约束条件
• 有功负荷最优分配的目的：在满足对一定量负荷持续 供电的前提下，使发电设备在生产电能的过程中单位 时间内所消耗的能源最少。 • 满足条件：
等式约束 f(x、u、d)=0 不等式约束 g(x、u、d)≤0
使
目标函数
F=F(x、u、d) 最优
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1 目标函数 • 系统单位时间内消耗的燃料（火电机组）
电力系统及自动化技术应用
电力系统及自动化技术应用电力系统是一个能够产生、传输、分配和使用电能的电气设施的集合体。
电力系统包含发电厂、输电线路、变电站和配电网等设施。
自动化技术在电力系统中的应用，可以提高电力系统的稳定性、安全性和经济性。
本文将介绍电力系统及自动化技术在其中的应用。
一、电力系统的基本结构电力系统一般由三部分组成：发电系统、输电系统和配电系统。
1.发电系统电力系统的发电系统是电力系统的起点，是电力系统的基础。
发电系统包括各种不同类型的发电机组，例如火力发电、水力发电、风力发电等。
发电系统负责将机械能转化为电能，并将其输送到电网中。
输电系统是负责将电能从发电站输送到其他电源或负载的电路组成。
输电系统包括高压输电线路、变电站等设施。
输电系统的重要性在于，它决定了电力系统的输电效率、能源损失以及电力传输能力。
配电系统是负责电力从输电系统到达最终用户的路径。
配电系统是由各种中压和低压输电线路和变电站、变压器、开关设备等构成。
配电系统的重要性在于，它可以实现电力用户的不同需求和用电方式的供应，同时也确保了整个电力系统的可靠性和持续性。
电力系统的自动化技术应用可以提高电力系统的稳定性、安全性和经济性。
1. 智能电网技术智能电网是一种基于信息技术和通信技术的新型电力系统。
该技术可以实现对电力系统的实时监测、数据采集、用户负荷预测和能量分配等工作。
智能电网技术可以提高电力系统的响应速度和管理效率，减少供电中断和能源浪费，推动电力系统的可持续发展。
2. 设备监测技术设备监测技术是指通过传感器、控制器等设备实现对电力系统设备运行情况的实时监测和预测。
通过实时监测，及时发现设备故障，减少设备损坏和电力供应中断。
通过设备监测技术，可以提高设备的可靠性和维护效率，提高电力系统的稳定性和安全性。
3. 自动调节技术自动调节技术是指通过集中控制系统对电网电压、频率和功率的自动调节。
自动调节技术可以实现电力系统的优化调度，避免供电中断和能源浪费。
电力系统及自动化控制技术
电力系统及自动化控制技术1. 引言1.1 电力系统概述电力系统是指由发电厂、输电线路、变电站和配电网等组成的系统，其功能是将发电厂产生的电能传输至用户终端。
电力系统是现代社会正常运行的基础设施之一，也是支撑工业、商业和家庭用电需求的重要保障。
电力系统主要由三个部分组成：发电系统、输电系统和配电系统。
发电系统负责将各种能源（如煤炭、水力、风能等）转化为电能；输电系统负责将发电厂产生的电能通过高压输电线路传输至各个地方；配电系统负责将输电系统输送来的电能分配给不同的用户。
电力系统的运行原理是基于电力的生产、输送和分配过程中的物理法则和电工学原理。
通过合理地设计和运行电力系统，可以最大程度地提高能源利用效率，保障电力供应的稳定性和安全性。
电力系统的发展和运行对于社会生产和生活具有重要意义，因此在电力系统的建设和运行中，需要不断引入新技术，提高系统的智能化水平，以适应社会经济的发展需求。
【字数：226】1.2 自动化控制技术概述自动化控制技术是一种通过使用各种自动化设备和系统来实现对电力系统的监控、调节和管理的技术。
随着科技的不断发展和进步，自动化控制技术在电力系统中的应用越来越广泛。
通过自动化控制技术，可以实现电力系统的智能化运行，提高系统的效率和可靠性。
自动化控制技术包括传感器、执行器、控制器等设备的使用，通过这些设备可以对电力系统中的各种参数进行监测和控制。
控制器是核心部件，它可以根据预先设定的规则和算法来实现系统的自动调节和控制。
自动化控制技术对于电力系统的发展至关重要，它可以提高系统的运行效率，增强系统的智能化水平，为电力系统的持续发展提供了强有力的支持。
随着技术的不断更新和完善，相信自动化控制技术在未来的发展中会发挥更加重要的作用。
2. 正文2.1 电力系统组成电力系统是由各种电气设备和元件组成的复杂系统，主要包括发电厂、变电站、输电线路、配电网和用户负荷等组成部分。
1. 发电厂：发电厂是电力系统的起源，通过燃煤、火力、水力、核能、风能等能源产生电能。
电气工程概论+第三章+电力系统及其自化技术-PPT精品文档
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新能源发电
新能源发电是利用太阳能、风能、地热、潮汐、 海浪、海洋温差、沼气、垃圾、燃料电池等能源生产 电能的发电厂。
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太阳能发电
利用太阳光能和热能来生产电能就是太阳能发电。
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也 是清洁能源，不产生任何的环境污染。
潮汐发电与水力发电的原理相似，潮汐发电是利用潮 差来推动水轮机转动，再由水轮机带动发电机发电；
潮汐发电必须选择有利的海岸地形，修建潮汐水库， 涨潮时蓄水，落潮时利用其势能发电；
①单库单向型，只能在落潮时发电。②单库双向型： 在涨、落潮时都能发电。③双库双向型：可以连续发 电，但经济上不合算，未见实际应用。
1994年建成大亚湾核电站； 2019年开始，中国自主设计建设了秦山二期核
电站；与国外合作建设了岭澳核电站、秦山三 期核电站和田湾核电站。 截至2019年7月，共有9台核电机组投入生产， 总功率701万千瓦。
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广东大亚湾核电站
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中国自主设计建设的第一座核电站—秦山核电站
现在大量应用的地热发电系统主要有两大类：地热 蒸汽发电系统和双循环发电系统。
另外，在研究的地热发电系统还有全流发电系统和 干热岩发电系统。
目前世界地热发电中多数为地热蒸汽发电，因为它 技术成熟，运行安全可靠。
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地热发电厂
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西藏羊八井地热发电厂
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浙江温岭江厦潮汐发电站
电力系统及其自动化
电力系统及其自动化1. 介绍电力系统是一种将电能从发电厂输送到用户的网络，是现代城市和工业生产不可或缺的重要基础设施。
电力系统的运行和管理需要大量的自动化技术来确保其安全稳定地运行。
本文将介绍电力系统及其自动化技术的基本原理和应用。
2. 电力系统组成电力系统由发电厂、输电网和配电网组成。
2.1 发电厂发电厂是电力系统的起点，负责将各种能源（如化石燃料、水力、风能等）转化为电能。
发电厂通常包括发电机、锅炉、涡轮机和发电变压器等设备。
发电厂的自动化控制系统可以实时监测和调节发电厂的运行状态，以保证发电效率和安全性。
2.2 输电网输电网负责将发电厂产生的高压电能输送至不同地区的变电站，然后经由配电网分配给用户。
输电网主要由输电线路、变电站和开关设备组成。
输电网的自动化系统可以监控输电线路的负荷、电压和频率等参数，并迅速响应故障事件，保证电力系统的稳定运行。
2.3 配电网配电网负责将输电网供应的电力分配给终端用户。
配电网通常包括变电站、配电线路和配电变压器等设备。
配电网的自动化系统可以实现对用户用电的监测和控制，提高电力供应的可靠性和效率。
3. 电力系统自动化技术电力系统的自动化技术包括监测、控制和保护等方面的应用。
3.1 监测系统监测系统通过安装在发电厂、输电线路和配电线路等关键位置的传感器，实时获取电力系统的各项参数。
常见的监测参数包括电压、电流、功率因数、频率和温度等。
监测系统可以帮助运维人员及时发现电力系统的异常情况，并进行必要的调整和维护。
3.2 控制系统控制系统负责根据监测系统反馈的信息，对电力系统进行自动调节和控制。
控制系统通常由PLC（可编程逻辑控制器）或DCS（分布式控制系统）等设备组成。
它们可以根据需求对发电量、输电量和配电量进行调整，以实现电力系统的优化运行。
3.3 保护系统保护系统是电力系统中的重要组成部分，它负责监测和保护电力设备免受故障和过载等异常情况的影响。
保护系统可以及时检测并隔离导致电力设备损坏的故障，以保证系统的连续供电和安全运行。
解析电力系统及其自动化技术
解析电力系统及其自动化技术电力系统是一个由发电厂、输电线路、变电站、配电设备和用户组成的复杂系统。
它的主要任务是将电能从发电厂输送到用户，并维持整个系统的稳定运行。
电力系统的主要组成部分是发电厂。
发电厂是以燃煤、天然气、核能、水、风等为原料，通过各种方式将这些能源转换为电能。
电能在发电厂内经过变压器升压，然后通过输电线路输送到变电站。
变电站是电力系统中的重要组成部分，它可以将输送来的电能再次升压，以满足高压电网对电能的需求，并将电能通过配电设备分配给大量的用户。
配电设备包括变压器、开关、保护设备、仪表等。
它们共同组成了一个完整的配电系统，以及一个稳定的电力网络。
电力系统的自动化技术是为了实现电力系统的高效运行与安全管理，依据电力系统的工程实践和电气自动化技术，应用电子计算机、通信、测控技术和控制理论等技术手段，对电力系统进行全面的监控和控制。
电力系统自动化技术主要包括数控技术、智能化技术、信息技术和自适应控制技术。
自动化技术的有效应用可以提高电力系统的稳定性、可靠性和安全性，减少事故发生率，优化系统运行和服务管理的成本和效率。
电力系统的自动化技术还可以提高智能化程度，把电力系统变得更加智能。
智能化技术在电力系统中的应用包括智能配电网、智能保护、智能维护等。
智能配电网可以实现分布式能源管理，智能保护可以提高电力系统的可靠性，智能维护可以提高电力设备的维修效率和维护质量。
电力系统的自适应控制技术是通过复杂的计算方法将连续、非线性的电力系统变得可控。
自适应控制技术可以对电力系统的状态进行监控、分析和反馈，进行动态控制，提高电力系统的可靠性和运行效率。
电力系统及其自动化技术的发展、研究和应用已经成为了能源领域的一大重点。
电力系统对于国家经济发展和社会生产的发展具有极为重要的意义。
同时，随着科技的不断进步和技术的不断更新，电力系统的自动化技术和智能化技术也将不断发展和完善。
我们相信，未来电力系统将会更加智能化和自动化，为社会和人类的发展和进步做出更多的贡献。
第3章-5 电力系统自动化《自动化概论(第2版)》课件
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
电力主要来源于火电、水电和核电，其他如太阳 能、风能、海洋能、生物能等产生的电力目前还 只能是一种补充。
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够不断扩大；
电力系统中存在各种干扰，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；
总而言之，安全供电、保证良好的电能质量、经 济运营等都需要自动化。
发电机组厂房
三峡电站水轮机和发电机正在吊装
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，同时大力推广无 人值班变电站。
电力调度中心
2. 发电厂自动化
无论是火电、水电、核电或其他发电方式，都是 通过某种动力机械驱动发电机发电，因此其自动化 系统也具有很多共同点，既要分别控制动力装置、 发电机及其他辅助设备，又要对各个控制系统进行 协调和统一管理。
核电已成为继火电、 水电之后的第三大能源， 对自动化系统的要求更 为严格和苛刻，特别是 可靠性。
无人值班变电站将会使变电站综合自动化程度推 向一个更高的阶段，其功能包括变电站的远动、继 电保护、远方开关操作、自动测量、故障和事故的 自动记录以及运行参数自动打印等功能。
3-2第三章 电力系统及其自动化技术(续)解析
六、电力市场简介
3. 电力市场的基本原则
基本目标是：打破垄断，引入竞争，提高效率，降低成本， 健全电价机制，优化资源配置，促进电力发展，推进全国联 网，构建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健 康发展的电力市场体系。 电力市场最基本的原则是公平。
2018年11月13日 12时38分
电气工程专业导论
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七、电力新技术和发展趋势 1 高压交流输电技术
三相高压交流输电技术
常规的三相交流输电在远距离输电工程中占主 导地位，在未来相当长的时间内仍然是输电和联 网的主要方式； 前苏联建成了900km的1150kV特高压输电线路并 经过了试运行，后因无电可送等原因而降压为 500kV运行； 未来交流输电发展的重点将是采用新技术充分 利用线路走廊输送更多的电力。
制定电价的基本原则为：成本为主，合理利润，公平负担， 促进用户合理用电。 我国电力市场两种可能的运行模式： 统一市场：以个发电厂、供电公司为单位统一在网级电力市 场中竞争，为了适应现状，各省设结算中心和调度中心； 联合市场：以省为单位参加竞争（分层模式），保留现有的 省级电力市场的所有职能（交易中心、调度中心、报价系 统），省级电力市场的交易仍然由省网交易中心控制；网级 电力市场进行网控发电公司/发电厂、网控负荷和各省网之间 的市场竞争。
调度管理的内容
电力系统分层调度管理：国调、网调、省调、地调、县调。
2018年11月13日 12时38分 电气工程专业导论 13
四、电力网 —某电力系统地区调度室
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电气工程专业导论
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四、电力网
6. 电网的安全稳定控制
电力系统及自动化技术应用
电力系统及自动化技术应用电力系统及自动化技术是现代电力工程中一种重要的应用技术。
它将电力系统与自动控制技术相结合，实现了电力系统的自动化运行和管理，提高了电力系统的稳定性和可靠性。
电力系统是由发电厂、输电线路和配电设备组成的，它起着将发电的电能送达用户的作用。
电力系统的运行稳定性和可靠性是确保供电质量的关键，而自动化技术的应用可以实现电力系统的自动检测、故障监测和故障恢复，提高了电力系统的运行效率和可靠性。
1. 监控与调度系统：监控与调度系统是电力系统运行管理的核心。
通过监测发电机组、变电站、输电线路和用户用电情况，实时监测电力系统的运行状况，并采取相应的控制策略。
监控与调度系统基于电力系统的自动化技术，在电力系统各个环节都会进行实时监测与控制，保证电力系统的稳定运行。
2. 自动化装置及设备：电力系统中的各个环节都涉及到自动化装置及设备的应用。
发电厂的自动化设备包括发电机的自动启停、调速装置和自动控制系统；变电站的自动化设备包括电力负荷的分配、变电设备的自动切换和电力系统的故障处理；输电线路的自动化设备包括线路的自动开关、保护和故障隔离等。
这些自动化装置及设备的应用，能够提高电力系统的可靠性和运行效率。
3. 智能电力仪表：智能电力仪表是现代电力系统中的重要组成部分，它具有电能计量、电能质量分析、电力参数监测等功能。
智能电力仪表通过采集和分析电力系统的数据信息，可以准确地测量和评估电力系统的运行情况，为电力系统的监测和管理提供重要参考和依据。
4. 自动故障检测与恢复：电力系统中的故障是不可避免的，如电力线路的短路、设备的故障等。
自动故障检测与恢复技术可以自动检测故障并及时采取相应措施，从而最大限度地减少故障对电力系统的影响，提高电力系统的可靠性和稳定性。
电力系统及其自动化技术的应用
电力系统及其自动化技术的应用随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步，电力系统及其自动化技术已经成为现代社会不可或缺的一部分。
电力系统是指由发电厂、输电网、变电站和配电网等组成的系统，它是现代工业生产和生活运转的基础设施。
而自动化技术则是在电力系统运行中起到关键作用的技术手段，它可以提高电力系统运行的稳定性和安全性，实现电网的智能化管理和运行。
本文将重点介绍电力系统及其自动化技术的应用。
一、电力系统的组成和运行原理电力系统是一个复杂的系统，它由发电厂、输电网、变电站和配电网等多个部分组成。
发电厂是电力系统的起源，它将各种能源（如火力、水力、风力、太阳能等）转化为电能，再通过输电网将电能输送到各个地方。
输电网由超高压输电线路、变电站和相关设备组成，它承担着将发电厂产生的电能输送到远处地方的重要任务。
变电站是连接输电网和配电网的重要节点，它将输电网中的高压电能通过变压器降压后分配到不同的配电网。
配电网则是向用户提供电能的网格系统，它将变电站中的低压电能输送到不同的用电设备。
电力系统的运行原理是通过发电厂生产电能，然后通过输电网将电能输送到各个地方，最终交给用户使用。
在这个过程中，需要对电能进行调度、分配和保护等操作，确保电能的安全、稳定和高效运行。
随着科学技术的不断发展和电力系统的不断完善，自动化技术已经成为电力系统中不可或缺的一部分。
电力系统自动化技术主要包括远动、自动化控制、智能化监测等多个方面，它可以帮助电力系统实现集中控制、智能化管理和高效运行。
1.远动技术远动技术是电力系统自动化技术中的一个重要方面，它通过通讯、控制和保护等手段实现对电力系统的远程监控和控制。
远动技术可以将发电厂、输电网、变电站和配电网等部分连接起来，形成一个完整的远程监控和控制系统。
通过远动技术，可以实现对电力系统各个部分的状态监测、数据采集、运行控制等操作，从而提高电力系统的运行效率和安全性。
2.自动化控制技术自动化控制技术是电力系统自动化技术中的另一个重要方面，它主要包括电力系统的自动化调度、自动化保护和自动化故障处理等。
简述电力系统及其自动化技术
简述电力系统及其自动化技术摘要：本文主要说明了电力体系的一些现代化技术，其中包含：实际工作的总线控制配置、光传输并运用两种以上的处理的计算方式技术、不同于传统对象数据库的被动形式而产生的主动式技术，在这里都做了一一的说明;之后对于电力体系现代化的一些相关技术的运用进行了深刻的叙述，以此希望能给相关人士一些有利的参照。
关键词：电力体系;自动化;电力系统引言目前电力在现实中的运用可以说越来越现代化、条理化，对于我们日常生活来说，对电力的依赖越来越多，而电力技术的使用可以说同社会的进步是紧紧相连的。
所以，要为电力体系和一些现代化技术提一个定义的话。
可以将电力体系定义为：由对电的引发、变化、传输、配置、使用等等的一些有关模式构成，并运用产生电力的设备，将大自然中的天然资源变成电力资源，然后运用变化和配置电力的系统将电能运送到负荷中心，再将其投入到一些相关的设施上，转变成生活能源，并为人们的日常生活供应方便。
一、电力体系和现代化技术说明1.1、实际工作中的总线掌控系统对于工作中的总线的掌控系统指的就是在装配的时候，将一些自动化配置，如：自动仪表，将其同相关的控制设施进行相连，并产生一种非单向的网络数据化。
一般来说实际工作中的总线技术会拥有运算及通讯功用，且采用掌控仪表相互之间产生的脉络体系，并对工作中的相关数据内容进行控制，其通过工作本身的需求对于讯息和相关内容实施现代化掌控。
工作中的总线控制技术可以说是一种敞开且分散的控制体系，它使用了网络化的控制体系，且完成了对于系数、控制、预警、实际呈现的全方位现代化功用。
就现在来看，在国内使用的最多的就是分散式的控制体系。
1.2、主动的对象数据库技术主动的对象数据库技术广泛应用于电力系统的监视与控制过程中，对于系统的开发与设计也有着直接的影响。
，目前就电力体系在监控的时候应用得最为广泛，并对相关的体系的研究创新及新理念的产生也有着一定作用。
这种技术方式同传统技术比较可以说更具有主动性及相关的技术性，该技术能够将系统内部相关数据进行评判以及思考，并对其存储库中的对应数值进行掌控，并让数据本身的统一平稳有所增强。
电力系统及其自动化技术
电力系统及其自动化技术摘要：电力系统及其自动化是一门以电能为研究对象，研究电能的产生、输送、分配、使用等方面的技术的学科。
电力系统是指由发电系统、输电系统、配电系统和用电系统组成的多功能综合性的有机整体。
它不仅是一种能量转换装置，同时也是一个信息转换和处理系统。
其中，发电是电力的来源，输电是将电能通过高压电传输到用户，配电是用电的终端，主要功能是分配电能。
关键词：电力系统；自动化技术；自动化方案引言：电力系统的自动化技术包括调度自动化技术和调度管理自动化技术。
调度自动化技术包括远方集中控制、遥控、遥测与遥信等功能；调度管理自动化技术包括日常管理、计划调度、统计分析与决策支持等功能。
调度自动化技术能在线检测和监视电网运行情况，实现对电网运行状态的快速判断和准确控制，提高电网运行可靠性和经济性，促进电网安全稳定运行。
一、电力系统及其自动化技术电力系统自动化技术是指将计算机、网络和通信等技术结合起来，实现对电力系统的控制，使其能够满足不同的用电需求，从而达到提高供电质量的目的。
在实际的应用中，主要包括以下几个方面： (1)自动监测。
在进行电力系统的运行时，需要对整个电力供应过程的实时状态和参数等信息及时地掌握，并通过模拟量的方式来判断出故障的位置，进而采取相应的措施，降低事故的发生概率，保证电网的安全稳定。
(2)远程监控。
由于我国的智能化水平较低，因此，就必须要利用先进的通信技术，使其与其他设备之间的数据传输更加的便捷，同时还可以将采集的信息传送到控制中心，以便于管理人员随时地查看各部门的工作情况，方便调度工作人员的决策。
(3)集中控制系统在电力行业中，分布式的管理系统已经成为主流，而这种系统的出现，也使得我们的生产效率得到了很大的提升，也为人们的生活带来了很多的便利。
2，2电力系统自动化的主要方法集中式的控制在电力系统中，可以实现对整个电网的统一调度，同时也能对不同的设备进行有效的监控，从而保证了电力系统的安全稳定运行。
《电气工程概论》第三章 电力系统及其自动化技术(第1节)课堂笔记及练习题
《电气工程概论》第三章电力系统及其自动化技术（第1节）课堂笔记及练习题主题：第三章电力系统及其自动化技术（第1节）学习时间：2015年12月7日--12月13日内容：我们这周主要学习第三章电力系统及其自动化技术的第一节，主要学习电力系统的组成,发电厂以及输配电系统等相关知识。
第三章电路系统及其自动化技术第一节电力系统的基本概念1.电力系统的组成发电机把机械能转变为电能，电能经变压器和电力线路传送并分配到用户，在那里经电动机、电炉、电灯等用电设备又将电能转变为机械能、热能、光能等。
由这些生产、变换、传送、分配、消耗电能的电气设备(发电机、变压器、电力线路及各种用电设备等)联系在一起组成的统一整体就是电力系统，如图1所示。
与“电力系统”一词相关的还有“电力网”和“动力系统”。
前者指电力系统中除去发电机和用电设备外的部分；后者指电力系统和发电厂动力部分的总和。
2.发电厂发电厂是生产电能的核心，担负着把不同种类的一次能源转换成电能的任务。
依据使用的一次能源不同，发电厂可分为许多类型。
例如：燃烧煤、石油、天然气发电的火力发电厂；利用水力能发电的水力发电厂；利用核能发电的核动力发电厂。
（1）火力发电厂火电厂的主要发电设备包括锅炉、汽轮机和发电机，其辅助设备有冷凝器、给水加热器、各种水泵、磨煤机、除氧器、烟囱及各种量测与控制设备。
原煤从煤矿运到电厂后，先存入原煤仓，随后由输煤皮带运进原煤斗，从原煤斗落入球磨机中被磨成很细的煤粉，再由排粉机抽出，随同热空气送入锅炉的燃烧室进行燃烧。
燃烧放出的热量一部分被燃烧室四周的水冷壁吸收，一部分加热燃烧室顶部和烟道入口处的过热器中的蒸汽，余下的热量则被烟气携带穿过省煤器、空气预热器传递给这两个设备内的水和空气。
烟气经过除尘器净化处理，由吸风机导入烟囱，被排入大气。
燃烧时生成的灰渣和由除尘器收集下来的细灰，用水冲进冲灰沟排出厂外。
燃烧用的助燃空气，经送风机进入空气预热器中加热，加热后，一部分被送往磨煤机作为干燥和运送煤粉的介质，大部分送入燃烧室参与助燃。
电力系统及其自动化
(三)已将GPRS系统应用于自动化电力系统之中
为了对电力的应用状况进行监控，电力公司已建立了相对完善的电力监控系统，而GPRS系 统也算是电力监控系统的核心中枢
在电力监控系统最初建立之时，电力公司通常会使用录波仪等仪器对电力系统进行动态分 析，倘若电磁暂态产生故障，而通信系统又不存在故障、电力系统也相对稳定，录波仪便 可收集部分数据，进而对数据进行分析
统整体
而随着电力系统逐步向自动 化发展，电力系统中渐渐出 现了变电站，通过变电站的 变电系统，电力公司可对电 力进行控制，在满足电力系 统正常、不超负荷运作的情 况下，尽可能地替身控制、
变电效率
而电力系统的自动化主要也 是对变电站的变电系统进行 改造，通过在变电系统中加 入现代的互联网技术，使电 力系统更加安全可靠，由于 系统的自动化特征，"无人 电站"已非纸上谈兵，此举 不仅大大节省人力，还令电 力公司获得快速排除电力故
然而这其中显有弊端存在，倘若电力于运输过程中发生故障，那么电力 系统势必不复稳定，那么录波仪便无法收集有效数据，且此等系统运作 方式十分复杂，记录数据的时间也远远不够，电力公司方面当即认识到 了该系统的不足之处
为了更加完善电力监控系统，由GPS技术为基础的新型智能监控技术随 之显现出其超凡威能，它主要由三个大系统组成，这三个系统分别为 中央信号处理系统、广泛意义上的通信系统以及同步定时系统
5 在电力系统运作之时，配电网是数据的主要来源，通过配电网产生的数据，自动化电力系统会对数据
状况尽行全面分析，继而归纳出调解方案，更高程度地满足电力用户的需求
3
1 (一)将电子设备、电子技术完美融入自动化电力系统之中
1
当今社会已处于信息化时代，科技日新月异，电子设备的发展已步入超高速阶段，智能化、合理化成 为了电子设备未来新的发展趋势
电气工程概论电力系统及其自动化技术课件
03
发电系统的运行与控制
发电系统的运行与控制涉及多个环节，包括机组的启停控制、负荷分配控制和运行状态监测等。
01
发电方式分类
发电方式包括火力发电、水力发电、核能发电、风力发电和太阳能发电等。
02
发电厂类型
发电厂类型包括燃煤电厂、燃气电厂、核电站、风电场和光伏电站等。
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输电系统的主要任务是将电能从发电厂输送至负荷中心，输电电压等级包括高压、超高压和特高压。
提高电力从业人员的专业素质和安全意识，加强人员管理和培训，确保人员的操作准确无误。
案例分析
06
规划原则与目标：该案例遵循了可持续发展的理念，旨在建设一个安全、可靠、经济、高效的电力系统，满足该地区日益增长的电力需求，同时保障电力系统的环保性能。
自动化系统介绍：该案例涉及的发电厂采用了分散控制系统（DCS），实现了对电厂生产过程的全面监控和管理。DCS具有高可靠性、开放性、灵活性等特点，能够满足发电厂各种复杂控制的需求。
重要性
从19世纪末到20世纪初，电气工程开始起步，主要涉及直流电的研究和应用。
早期阶段
从20世纪初到20世纪中叶，交流电的研究和应用逐渐成为主流，电力系统得到迅速发展。
中期阶段
从20世纪中叶至今，电气工程领域不断扩大，涉及到新能源、智能电网、电力电子等多个方向。
现代阶段
发电、输电、配电和用电等环节的设计、运行和管理。
电力系统
电机驱动、控制系统和电力电子转换器的设计、制造和应用。
电机与电力电子
自动化生产线、工业机器人和智能控制系统的研发和应用。
控制与自动化
太阳能、风能等新能源的开发利用，以及节能减排技术的研发和应用。
新能源与环保
电力系统及其自动化技术的应用分析
电力系统及其自动化技术的应用分析电力系统及其自动化技术是现代化社会中不可或缺的基础设施。
随着工业化和城市化的进展，电力系统的供电负荷越来越大，对电力系统的稳定性、可靠性和运行效率提出了更高的要求。
电力系统的自动化技术的应用变得尤为重要。
电力系统的自动化技术包括监控、控制和保护系统。
监控系统通过实时监测电力系统的运行状态，包括线路电流、电压和频率等参数，以及设备的工作状态，如变压器、发电机和开关等。
监控系统可以将这些数据传输到中央控制室，以便运维人员及时了解电力系统的运行状况，并做出相应的决策。
而自动化监控系统可以实现数据的自动采集和处理，提高监控效率，减少人为错误。
控制系统通过对电力系统的设备进行控制，确保电力系统的稳定运行。
当电力系统的电压发生异常时，控制系统可以自动调节发电机的励磁电流，使电压恢复正常。
当负荷增加时，控制系统可以自动调节发电机的输出功率，保证电力系统的供电能力。
通过自动化控制系统的应用，可以提高电力系统的响应速度和控制精度，提高电力系统的可靠性和稳定性。
保护系统是电力系统自动化技术的重要组成部分。
它负责监测电力系统中的故障和异常情况，并采取相应的措施，以保护电力系统的设备和运行。
保护系统可以自动检测线路的短路和过载情况，并对电力系统进行断电保护，以防止设备的损坏和电力系统的局部或全局故障。
保护系统还可以实现对电力系统的设备进行检修和维护，避免设备的过度磨损和损坏。
电力系统的自动化技术还可以实现电力系统的远程控制和监控。
通过远程控制和监控技术，运维人员可以在不同的地理位置对电力系统进行操作和监视，提高运维效率，减少人力资源和运输成本。
自动化技术还可以通过对电力系统的数据进行分析和处理，实现对电力系统的故障诊断和预测，提前采取相应的措施，避免电力系统的损坏和停运。
电气工程及其自动化专业导论-第3章 电力系统及其自动化
电气工程及其自动化专业导论-第3章电力系统及其自动化
第三章电力系统及其自动化
电力系统是一个同时利用发电站、输电线路和配电变电站等设施，以及自动监控设备
以及自动控制系统的电力传输、输送和配电的系统。
它是一个交相联系的复杂系统，其自
动控制系统是必不可少的组成部分，其功能是对电力系统进行实时监测，调节，调度和保护，实现系统平稳，可靠性更加优越的运行。
这就要求电力系统自动控制系统有力，可靠，灵活，要求以不断的技术的升级，然后利用计算机和高科技技术如数字化，自动化，现代
化通信和信息技术来控制和管理电力系统，实现自动控制运行。
POMS是一种广泛的信息系统，用来管理电力系统的运行状况和设备状态，有效地监控电力系统的运行状态，实现电力系统的可靠运行和安全稳定的运行。
它有效地将各种测量，控制设备及其保护装置，通讯技术与计算机相结合，结合数据及多重报警实行自动化运行，利用当前计算机技术来实现数据正确性，实时性和安全性的控制要求，实现信息采集，处
理和综合管理电力系统。
POMS系统能提供当前和历史状态数据，可以根据数据库及用户定义的信息进行分类，并将报警系统和安全系统集成到一起，以确保用户的实时反馈和准确
的控制。
电力系统自动化发挥着现代电力系统运行管理的重要作用，是实现可靠，安全，经济
的发电，输电，配电的操作和管理的有效手段。
1电力系统自动控制系统及其应用在电力
传输，供配电和电力运行中，能够实现对电力系统参数的实时监测，调度调整，安全保护，智能控制等，可以大大提高电力传输和供配电的可靠性、稳定性和经济性，关乎国家的经
济社会的可持续发展。
《电气工程概论》第三章 电力系统及其自动化技术(第3、4节)课堂笔记及练习题
《电气工程概论》第三章电力系统及其自动化技术（第3、4节）课堂笔记及练习题主题：第三章电力系统及其自动化技术（第3、4节）学习时间：2015年12月21日--12月27日内容：我们在这周主要学习第三章电力系统及其自动化技术的第三节电力系统继电保护与安全自动化和第四节电力系统自动化技术，学习继电保护的概念、基本内容、性能要求、基本原理及电力系统安全自动装置，还要学习电力系统自动化概念、特点、要求及主要内容。
第三章电力系统及其自动化技术第三节电力系统继电保护与安全自动化电力系统继电保护是指当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障或发生危及其安全运行的事件时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。
实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力元件的装置，一般通称为继电保护装置；而用于保护电力系统的则通称为电力系统安全自动装置。
继电保护装置是保证电力元件安全运行的基本装备，任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行，电力系统安全自动装置则用以快速恢复电力系统的完整性，防止发生和中止已开始发生的足以引起电力系统长期大面积停电的重大系统事故，如失去电力系统稳定、频率崩溃或电压崩溃等。
1.继电保护的基本内容对被保护对象实现继电保护，包括软件和硬件两方面的内容：1）确定被保护对象在正常运行状态和拟进行保护的异常或故障状态下，有哪些物理量发生了可供进行状态判别的量、质或量与质的重要变化。
这些用来进行状态判别的物理量，是最简单也是最基本的例如通过被保护电力元件的电流大小等，称为故障量或启动量。
用于继电保护状态判别的故障量，随被保护对象而异，也随所处电力系统的周围条件而异。
最为普遍的是工频电气量，而最基本的是通过电力元件的电流和所在母线的电压，和由这些量演绎出来的如功率、相序量、阻抗、频率等，从而构成电流保护、电压保护、阻抗保护、频率保护等。
3 电气工程概论_第三章_电力系统及其自动化技术.ppt
➢减小损耗的最合理的途径就是提高电压。 ➢输电技术全部发展史的特征便是不断提高线路电压。
电气工程概论
7
中国电力工业发展史
1. 新中国成立前的我国电力工业
中国的电力工业始于1882年，至今年已有 124年的历史；
新中国成立前，全国发电装机容量仅为 184.86万千瓦，年发电量只有43.1亿kWh， 分别居当时世界第21位和第25位；
1894年 建成利亚加拉大瀑布水电站。1896年采用三相交流输电送 至35km外的布法罗。结束了1880年来交、直流电优越性 的争论。
1903年 威斯汀豪斯电气公司装设了第一台5000kW汽轮发电机组 ，标志着通用汽轮机组的开始。
电气工程概论
5
欧美电力发展史（续）
1916年 1922年 二战后
1954年
第3章 电力系统及其自动化技术
电气工程概论
1
3.1 电力系统发展简史
一次能源：植物能源（柴草等）、矿物能源（煤、油、 天然气等）、可再生能源（水、风、潮汐、地热、太阳 能等）及核能（核裂变、核聚变）。
二次能源：由一种或多种一次能源经过转换或加工得 到的能源产品，二次能源更具优越性,其利用效率高、清 洁、方便。
前苏联建成第一座核电站，1973年法国制成120万kW 核反应堆
美国建成第一条500kV交流输电线路
加拿大建成第一条765kV交流输电线路
电气工程概论
6
欧美电力发展史（续）
1965年 1970年 1989年
苏联建成第一条±400kV的470km直流输电线路，送电 75万千瓦
美国建成±400kV的1330km直流输电线路，送电144万 千瓦
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应用: ➢ 工业领域：冶炼、热处理、焊接等 ➢ 农业领域：温室培育等 ➢ 家庭生活：烹饪、取暖等
保证电网经济、安全可靠运行，提供合格的电能质量。 调度管理的内容 电力系统分层调度管理：国调、网调、省调、地调、县调。
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网 —某电力系统地区调度室
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
6. 电网的安全稳定控制
电力系统安全控制的主要内容包括对电力系统进行安全监视 和安全分析，提出安全控制对策并予以实施。 安全监视：利用数据采集和传输系统获得电力系统实时信息， 供运行人员及时处理。 安全分析：在安全分析的基础上，对预想事故的影响进行估 算。分为静态安全分析和动态安全分析。 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。
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
2. 电力线路
电缆是将导电芯线用绝缘层及防护层 包裹，敷设于地下、水中、沟槽等处的 电力线路。 特点：
➢ 造价高，故障定位和检修困难； ➢占地面积少，供电可靠； ➢不影响城市环境。
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
第三章电力系统及其自 动化技术
2020/12/7
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
•30000MW
•20000MW
•10000MW
•40000MW
•30000MW •10000MW
•40000MW
•10000MW
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
➢ 1kV以下低压配电； ➢1～35kV中压配电； ➢35～110kV高压配电。
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
5. 电网调度和运行
电能特点： ➢ 电能目前不能大量存储； ➢暂态过程非常迅速，以10-3～10-6s计； ➢意外供电中断，给国民经济造成重大损失； ➢电能质量要求十分严格。
电力系统调度管理是指对电力系统全局安全经济运行和事故 处理的问题进行计划、指挥、控制、协调等工作的总称。 调度管理的任务
第三章电力系统及其自动化技术
•六、电力市场简介
5. 电力市场下的电力系统
电力市场给电力系统的科学研究、发展建设和运营管理等方 方面面带来机遇和挑战。
主要技术问题： ① 如何灵活控制潮流？ ② 最优输送？ ③ 电网的安全、稳定运行？ ④ 如何实现统一调度？
第三章电力系统及其自动化技术
•七、电力新技术和发展趋势
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网—电网的安全稳定控制
电力系统非正常运行状态主要包括过负荷、过电压、非全相 运行、振荡（非同步运行）、次同步谐振、同步发电机短时 失磁异步运行等。
故障和非正常运行都能引起系统事故（如电压崩溃事故、频 率崩溃事故）。
事故是指系统的全部或部分的正常运行遭受破坏，造成对用 户停止供电、少送电或电能质量下降，甚至造成人身伤亡、 设备损坏等。
我国发展能源的指导方针是：大力（优先）发展水电，继续 发展火电，适当发展核电，积极发展新能源发电，同步发展 电网，促进全国联网。
电力技术属于传统技术的范畴，技术创新和出现重大突破的 机会要比信息科学、生命科学、材料科学等新兴学科少得多。 但是，应该看到，电力技术与其他学科的相互交叉和渗透的 趋势越来越明显。电力研究的一些前沿课题反映了这种趋势。
➢ 未来交流输电发展的重点将是采用新技术充分利用 线路走廊输送更多的电力。
第三章电力系统及其自动化技术
•七、电力新技术和发展趋势
多相交流输电
➢ 多相交流输电以多相（相数大于3）交流电形式实现 电能输送；
➢ 特点：相同的线路走廊和占地面积，多相输电可提 高由线路发热条件决定的负荷容量，可设计得更“紧 凑”适合线路路径受限制的地区，可以接入三相交流 输电系统，不需经过多相交流变电所；
第三章电力系统及其自动化技术
•六、电力市场简介
2. 电力市场的兴起
我国电力体制改革的三个阶段： 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。 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； ② 统一开放、竞价上网、建立电力交易市场； ③ 依法管理、竞争有序，建立健全电力市场法规体系和监
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网—电网的安全稳定控制
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；
故障可能引起的后果： ① 短路故障点强大的短路电流及燃起的电弧，可能损毁设 备； ② 部分区域电能质量下降； ③ 短路电流的热效应和电动力效应会损坏设备或缩短设备 寿命； ④ 电力系统稳定性遭到破坏，产生振荡，甚至引起系统瓦 解。
第三章电力系统及其自动化技术
以电动机作为原动机拖动生产机械运动的一种 拖动方式，又称电气传动或电力传动。
•电源
•功率 •开关
•控 制
•器
件
•电 连接
•电动 机
•传递 •机构
•工 作
•机
械
•机械 连接
电力拖动的应用领域极其宽广，从一般的家用电器到工业 机床设备、电动交通工具等，在国防、国民经济和人民生 活的方方面面都有应用，是电能最主要的应用方式之一。
2. 电力线路
电力线路分为架空线路和电缆线路。 架空线路主要由导线、避雷线（又称 架空地线）、杆塔、绝缘子串合金具等 部分组成。 导线用来传导电流，输送电能； 避雷线用来将雷电流引入大地，保护 线路免遭直击雷的破坏； 杆塔用来支撑导线和避雷线； 绝缘子用来使导线与导线、导线与杆 塔之间保持绝缘状态； 金具用来固定、悬挂、连接和保护架 空线路各主要元件的金属器件的总称。
第三章电力系统及其自动化技术
•五、电力应用
1. 照明
照明大致分为 两种：
① 一是由电能转 化成热能，然 后再转化成光 能的光源，如 白炽灯等。
② 另一种是利用
放电而转化成
光能的光源，
如荧光灯、高
•氩原子
压汞灯、霓虹
灯等。
•铝蒸镀面
•(a)
• (b)
•(c)
•（ a ） •钼箔
•（ b ）
•灯丝支架 •钨灯丝
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。
电力市场的基本特征：开放性、竞争性、计划性和协调性。 电力市场首先是一种管理机制，同时还是体现这种管理机制
的执行系统。包括贸易场所、计量系统、计算机系统、通信 系统等。 电价是电力市场的杠杆和核心内容。 转运业务是电力市场重要的贸易形式。
电力市场的基本特征：开放性、竞争性、计划性和协调性。 电力市场首先是一种管理机制，同时还是体现这种管理机制
的执行系统。包括贸易场所、计量系统、计算机系统、通信 系统等。 电价是电力市场的杠杆和核心内容。 转运业务是电力市场重要的贸易形式。
第三章电力系统及其自动化技术
•六、电力市场简介
1. 电力市场的概念
电力市场最基本的原则是公平。 为保证电力市场公平竞争的原则，必须做到：
① 电力市场要有公开性（包括成本、定价、计量、计划 等），以便监督；
② 扩大自由选择权力，保证电网的开放； ③ 必须建立有关法律法规、标准、规约，使竞争规范化。
第三章电力系统及其自动化技术
•六、电力市场简介
4. 电价和电力市场运行模式
为现实。
➢ 灵活交流输电技术的核心就是利用电力电子器件可 以按照控制系统的要求，应用现代换流技术和控制 技术，实现电压、阻抗或相位大幅度灵活控制。
第三章电力系统及其自动化技术
•七、电力新技术和发展趋势
2 高压直流输电技术
端对端直流输电
➢ 该技术是一项成熟的远距离输电技术，预计端对端直流输电 在未来仍是远距离输电和联网的重要方式。
• 以下将对若干电力前沿技术的现状和未来发展前景进行简介:
第三章电力系统及其自动化技术
•七、电力新技术和发展趋势
1 高压交流输电技术
三相高压交流输电技术
➢ 常规的三相交流输电在远距离输电工程中占主导地 位，在未来相当长的时间内仍然是输电和联网的主要 方式；
➢ 前苏联建成了900km的1150kV特高压输电线路并 经过了试运行，后因无电可送等原因而降压为500kV 运行；
制定电价的基本原则为：成本为主，合理利润，公平负担， 促进用户合理用电。
我国电力市场两种可能的运行模式： ➢ 统一市场：以个发电厂、供电公司为单位统一在网级电力市
场中竞争，为了适应现状，各省设结算中心和调度中心； ➢ 联合市场：以省为单位参加竞争（分层模式），保留现有的
省级电力市场的所有职能（交易中心、调度中心、报价系 统），省级电力市场的交易仍然由省网交易中心控制；网级 电力市场进行网控发电公司/发电厂、网控负荷和各省网之间 的市场竞争。
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网-变电站
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网-变电站
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网 —学生到变电站实习参观
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网 —变压器
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网