电力系统自动化PPT课件
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安西
张掖
Northwest 永登 白银
西宁
拉西瓦
官亭 兰州东
Biblioteka Baidu
雅江水电
川西水电
川西水电 雅龙江梯级
雅安 150
乐山
金沙江I期 金沙江II期
Yunnan
锡盟煤电I 锡盟煤电II
Northeast
North锡盟
China 蒙西煤电IV
480 480
蒙西煤电III 蒙西
450 北京东 150
唐山 沿海电源
沈阳
电力系统自动化技术 及其发展概况
1
中国的能源情况
经济发展区域不平衡，能源分布东西不平衡，中西 部能源丰富，东部经济发达，进入工业化中后期 。
2
2020年全国联网示意图
中国的能源情况。特高压，直流输电建设改变能源 分布不均给经济发展带来的障碍。
远东（俄）
呼盟煤电
Tibet
乌鲁木齐主网
哈密电厂 × 哈密二、三厂
徐州煤电 450
东南郊
400 南阳
140
淮南煤电
470
300
300
260
徐州
沿海核电
160 连云港
270 270
滁1州70 泰州
70 南京
170
100
1无30锡150上海西北 170 上海西南
Central China 300 重庆360
恩施 300 荆州
220
武汉 440
芜湖 290
杭北 240
金华
系统频率下降引起事故和事故扩大 电源与负荷不能平衡，同时又无旋转备用容 量或低频切负荷措施时，系统频率就会下降， 可能导致恶性循环，出现频率崩溃。 系统电压下降引起的事故 电力系统的电压水平是依靠系统无功功率 电源来维持的。电力系统中无功电源短缺时， 电网电压就会下降。当系统电压下降到某一程 度，某些枢纽变电站的母线电压遇到一定扰动
正常运行状态 （满足负荷要求，有一定的安全储备）
安全
恢复状态 （重新并列） 恢复对用户供电
系统崩溃 （切机、切负荷
断开线路）
储备系统减小或 干扰概率增大
警戒状态 （预防性控制）
不安全
由于外界干扰 使电压、频率、潮流越限
解列
紧急状态 （紧急控制）
危险
系统解列
系统保持原状
4
电力系统运行状态
三、 电力系统的运行状态与事故
17
四、 电力系统自动化技术
电力系统状态估计SE（State Estimator）功能 网络接线分析（网络拓扑） 潮流计算 状态估计 负荷预测 短路电流计算 电压/无功优化
蒙西煤电II
蒙西煤电I
100
420
280
蒙西煤电V 宁夏煤电
陕北
银川东
陕北煤电220
300
石家庄 晋中煤电
240
120 天津
300
250
沿海核电
宁东260 靖边
460 晋中300 晋东南煤电 100
340 豫北
济南
青岛 280
300
平凉
400
晋东南
360
乾县 渭北
晋东南煤电II
300
×西安东 330 驻马店
可以通过设置在发电厂和变电站的远动 终端（RTU）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上，主 站根据收集到的全局信息，对电网的运行状 态进行：
安全性分析
负荷预测
自动发电控制
经济调度
11
四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统 当系统发生故障，调度自动化系统根据保护
及断路器动作信息，分析事故原因，并采取相 应的措施使电网恢复供电。
12
2019/12/31
13
四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统由三个子部分 组成：
调度端 SCADA/EMS系统
信息传输系统
厂、站基础自动化系统
14
四、 电力系统自动化技术
调度端能量管理系统（EMS） 数据采集与控制（SCADA） 自动发电与经济调度（AGC、AVC、EDC） 系统状态估计与安全分析（SE/SA） 调度模拟培训（DTS）
9
四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统 控制整个电力系统的运行方式，使整个电
力系统在正常状态下能满足安全优质和经济地 向用户供电，在事故状态下能迅速消除故障的 影响和恢复正常供电。由三部分组成：
调度端控制决策系统； 信息传输系统； 厂、站基础自动化系统。
10
四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统
5
三、 电力系统的运行状态与事故
将会引起静态稳定的破坏，即所谓的电压崩溃。 系统稳定破坏引起的事故 电力系统振荡时，电力设备经受周期性的冲
击。负荷得受到严重影响，特别是振荡中心附近。 可能发展成大的系统事故―――解列为功率不平 衡的局域网。
电力设备过负荷引起事故
6
三、 电力系统的运行状态与事故
防止系统性事故的“三道防线” 第一道防线的技术措施主要是继电保护（包括重合 闸，电气制动等） 第二道防线主要是按稳定判据决定的切机，切负荷， 以及连动切机，切负荷等，在第一道防线的技术措 施外，必须丢掉部分负荷 第三道防线主要是低频，低压减负荷，振荡解列等。 当系统已经失去稳定，为使系统不演变为大面积停 电和系统崩溃而采取的措施。振荡解列应考虑功率 自身平衡的“孤岛”
沿海核电
South
East 三峡地下电站 270 280
400
450
长沙300 380
南昌 360
200
280 福州
沿海核电 温州
170
China 赣州
410
沿海核电
泉州
Taiwan
China
Legend
AC 500kV A±C 810000k0VkV
AC 750kV
3
三、 电力系统的运行状态与事故
15
四、 电力系统自动化技术
数据采集和监视（SCADA） SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition） 是EMS的基础，也是其早期的功能。主要有：数 据采集、越限报警、事件记录、事故追忆、远方控 制等功能。
16
四、 电力系统自动化技术
自动发电控制（AGC）和经济调度控制（EDC）
7
三、 电力系统的运行状态与事故
大停电的威胁 2000年后，美国、加拿大、意大利等相 继发生了电网的大停电故障。
8
四、 电力系统自动化技术
电力系统自动化的概念 简单说，就是根据电力系统本身特有的规 律，应用自动控制技术，采用自动控制装置来 自动实现电力生产的安全、可靠运行。 按照电力系统各个组成部分，发、输、配、 用，以及整体性、一体化的特点，可将电力系 统自动化分成以下几个部分：
AGC（Automatic Generation Control）的功能： 独立电网，AGC功能的目标是自动控制网内发 电机组的出力，以保持电网频率为稳定值。 跨区域互联网，除自动控制电网频率为稳定值， 还要对联络线功率进行控制。 EDC（Economic Dispatch Control）通常与AGC 相配合使用。
张掖
Northwest 永登 白银
西宁
拉西瓦
官亭 兰州东
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雅江水电
川西水电
川西水电 雅龙江梯级
雅安 150
乐山
金沙江I期 金沙江II期
Yunnan
锡盟煤电I 锡盟煤电II
Northeast
North锡盟
China 蒙西煤电IV
480 480
蒙西煤电III 蒙西
450 北京东 150
唐山 沿海电源
沈阳
电力系统自动化技术 及其发展概况
1
中国的能源情况
经济发展区域不平衡，能源分布东西不平衡，中西 部能源丰富，东部经济发达，进入工业化中后期 。
2
2020年全国联网示意图
中国的能源情况。特高压，直流输电建设改变能源 分布不均给经济发展带来的障碍。
远东（俄）
呼盟煤电
Tibet
乌鲁木齐主网
哈密电厂 × 哈密二、三厂
徐州煤电 450
东南郊
400 南阳
140
淮南煤电
470
300
300
260
徐州
沿海核电
160 连云港
270 270
滁1州70 泰州
70 南京
170
100
1无30锡150上海西北 170 上海西南
Central China 300 重庆360
恩施 300 荆州
220
武汉 440
芜湖 290
杭北 240
金华
系统频率下降引起事故和事故扩大 电源与负荷不能平衡，同时又无旋转备用容 量或低频切负荷措施时，系统频率就会下降， 可能导致恶性循环，出现频率崩溃。 系统电压下降引起的事故 电力系统的电压水平是依靠系统无功功率 电源来维持的。电力系统中无功电源短缺时， 电网电压就会下降。当系统电压下降到某一程 度，某些枢纽变电站的母线电压遇到一定扰动
正常运行状态 （满足负荷要求，有一定的安全储备）
安全
恢复状态 （重新并列） 恢复对用户供电
系统崩溃 （切机、切负荷
断开线路）
储备系统减小或 干扰概率增大
警戒状态 （预防性控制）
不安全
由于外界干扰 使电压、频率、潮流越限
解列
紧急状态 （紧急控制）
危险
系统解列
系统保持原状
4
电力系统运行状态
三、 电力系统的运行状态与事故
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四、 电力系统自动化技术
电力系统状态估计SE（State Estimator）功能 网络接线分析（网络拓扑） 潮流计算 状态估计 负荷预测 短路电流计算 电压/无功优化
蒙西煤电II
蒙西煤电I
100
420
280
蒙西煤电V 宁夏煤电
陕北
银川东
陕北煤电220
300
石家庄 晋中煤电
240
120 天津
300
250
沿海核电
宁东260 靖边
460 晋中300 晋东南煤电 100
340 豫北
济南
青岛 280
300
平凉
400
晋东南
360
乾县 渭北
晋东南煤电II
300
×西安东 330 驻马店
可以通过设置在发电厂和变电站的远动 终端（RTU）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上，主 站根据收集到的全局信息，对电网的运行状 态进行：
安全性分析
负荷预测
自动发电控制
经济调度
11
四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统 当系统发生故障，调度自动化系统根据保护
及断路器动作信息，分析事故原因，并采取相 应的措施使电网恢复供电。
12
2019/12/31
13
四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统由三个子部分 组成：
调度端 SCADA/EMS系统
信息传输系统
厂、站基础自动化系统
14
四、 电力系统自动化技术
调度端能量管理系统（EMS） 数据采集与控制（SCADA） 自动发电与经济调度（AGC、AVC、EDC） 系统状态估计与安全分析（SE/SA） 调度模拟培训（DTS）
9
四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统 控制整个电力系统的运行方式，使整个电
力系统在正常状态下能满足安全优质和经济地 向用户供电，在事故状态下能迅速消除故障的 影响和恢复正常供电。由三部分组成：
调度端控制决策系统； 信息传输系统； 厂、站基础自动化系统。
10
四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统
5
三、 电力系统的运行状态与事故
将会引起静态稳定的破坏，即所谓的电压崩溃。 系统稳定破坏引起的事故 电力系统振荡时，电力设备经受周期性的冲
击。负荷得受到严重影响，特别是振荡中心附近。 可能发展成大的系统事故―――解列为功率不平 衡的局域网。
电力设备过负荷引起事故
6
三、 电力系统的运行状态与事故
防止系统性事故的“三道防线” 第一道防线的技术措施主要是继电保护（包括重合 闸，电气制动等） 第二道防线主要是按稳定判据决定的切机，切负荷， 以及连动切机，切负荷等，在第一道防线的技术措 施外，必须丢掉部分负荷 第三道防线主要是低频，低压减负荷，振荡解列等。 当系统已经失去稳定，为使系统不演变为大面积停 电和系统崩溃而采取的措施。振荡解列应考虑功率 自身平衡的“孤岛”
沿海核电
South
East 三峡地下电站 270 280
400
450
长沙300 380
南昌 360
200
280 福州
沿海核电 温州
170
China 赣州
410
沿海核电
泉州
Taiwan
China
Legend
AC 500kV A±C 810000k0VkV
AC 750kV
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三、 电力系统的运行状态与事故
15
四、 电力系统自动化技术
数据采集和监视（SCADA） SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition） 是EMS的基础，也是其早期的功能。主要有：数 据采集、越限报警、事件记录、事故追忆、远方控 制等功能。
16
四、 电力系统自动化技术
自动发电控制（AGC）和经济调度控制（EDC）
7
三、 电力系统的运行状态与事故
大停电的威胁 2000年后，美国、加拿大、意大利等相 继发生了电网的大停电故障。
8
四、 电力系统自动化技术
电力系统自动化的概念 简单说，就是根据电力系统本身特有的规 律，应用自动控制技术，采用自动控制装置来 自动实现电力生产的安全、可靠运行。 按照电力系统各个组成部分，发、输、配、 用，以及整体性、一体化的特点，可将电力系 统自动化分成以下几个部分：
AGC（Automatic Generation Control）的功能： 独立电网，AGC功能的目标是自动控制网内发 电机组的出力，以保持电网频率为稳定值。 跨区域互联网，除自动控制电网频率为稳定值， 还要对联络线功率进行控制。 EDC（Economic Dispatch Control）通常与AGC 相配合使用。