电力系统自动化PPT课件
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2024版年度电力系统自动化第三版ppt课件
电力系统自动化第三版ppt课件•电力系统自动化概述•电力系统自动化的基础知识•电力系统自动化的关键技术•电力系统自动化的应用实例•电力系统自动化的挑战与解决方案•电力系统自动化的未来展望目录CONTENT01电力系统自动化概述自动化技术在电力系统中的应用包括自动发电控制（AGC）、经济调度控制（EDC）等，实现发电过程的优化和效率提升。
包括自动电压控制（AVC）、故障定位与隔离等，保障输电系统的安全稳定运行。
包括馈线自动化、配电管理系统（DMS）等，提高配电系统的可靠性和供电质量。
包括需求侧管理、智能家居等，实现用电设备的智能控制和能源管理。
发电自动化输电自动化配电自动化用电自动化发展阶段20世纪50年代至80年代，随着计算机技术和通信技术的发展，电力系统自动化进入快速发展阶段，出现了远动装置、变电站自动化、调度自动化等。
初级阶段20世纪50年代以前，电力系统自动化主要局限于单项自动装置的应用，如自动重合闸、发电机自动调压等。
高级阶段20世纪90年代至今，电力系统自动化向更高层次发展，实现了智能化、信息化和网络化，如智能电网、能源互联网等。
智能化发展信息化提升网络化拓展绿色低碳01020304利用人工智能、机器学习等技术，实现电力系统的智能决策、智能控制和智能管理。
加强电力系统信息化建设，实现信息共享、数据互通和业务协同。
推动电力系统与互联网、物联网等技术的深度融合，构建能源互联网生态系统。
促进可再生能源接入和分布式能源发展，推动电力系统向绿色低碳方向转型。
02电力系统自动化的基础知识03电力系统的发展趋势智能化、自动化、绿色化等。
01电力系统的定义由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体，负责将各种形式的能源转换为电能并输送到用户端。
02电力系统的特点实时性、安全性、经济性、环保性等。
电力系统的基本概念发电环节输电环节配电环节电力用户电力系统的组成与结构包括各种形式的发电厂，如火力发电厂、水力发电厂、风力发电厂等。
《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
电力系统及自动化概述ppt课件
11
目录
1
电力系统的组成结构
2 电力系统运行的特点和要求
3 电力系统的参量量纲
4 电力系统的设备及功能概述
5 电力系统自动化概述
12
电力系统的参量/1
• 总装机容量
– 系统中实际安装发电机组额定有功功率的总和 – 千瓦kW、兆瓦MW、吉瓦GW – 2015年末全国发电装机容量150,828万kW，比2014年末增长10.5%
1
电力系统的组成结构
2 电力系统运行的特点和要求
3 电力系统的参量量纲
4 电力系统的设备及功能概述
5 电力系统自动化概述
7
电力系统运行的特点 运行的特点
平衡性：电能不能存储（抽水蓄能） 瞬时性：以光速传播 随机性：负荷随机变化 与国民经济和人民生活密切相关
8
电力系统运行的要求/1
• 保证供电可靠性
，超标将引起设备损耗增大、过热等异常 – 三相电压不平衡：负序电压不平衡度≤2%，短时≤4% – 此外还有公用电网间谐波、波动和闪变等指标。
10
电力系统运行的要求/3
• 提高电力系统运行的经济性
现状：电能生产的规模越来越大，消耗一次能源（煤、石油、天 然气、水能等）。其中化石能源（不可再生资源）占发电主导地 位。 – 采用高效节能的发电设备，降低发电过程的能源消耗 – 降低电能在输送、分配过程中的损耗，如无功补偿 – 大力发展电力系统的联网运行，合理分配电厂之间的负荷，让经 济性能好的电厂多发电 – 充分利用水电资源，注意水、火电厂之间的合理调配
变电所C：地方 110kV
变电所B ：
中间
35kV
地方电网 变电所D：终端
10 kV
~
~
水力发电厂 火力发电厂
目录
1
电力系统的组成结构
2 电力系统运行的特点和要求
3 电力系统的参量量纲
4 电力系统的设备及功能概述
5 电力系统自动化概述
12
电力系统的参量/1
• 总装机容量
– 系统中实际安装发电机组额定有功功率的总和 – 千瓦kW、兆瓦MW、吉瓦GW – 2015年末全国发电装机容量150,828万kW，比2014年末增长10.5%
1
电力系统的组成结构
2 电力系统运行的特点和要求
3 电力系统的参量量纲
4 电力系统的设备及功能概述
5 电力系统自动化概述
7
电力系统运行的特点 运行的特点
平衡性：电能不能存储（抽水蓄能） 瞬时性：以光速传播 随机性：负荷随机变化 与国民经济和人民生活密切相关
8
电力系统运行的要求/1
• 保证供电可靠性
，超标将引起设备损耗增大、过热等异常 – 三相电压不平衡：负序电压不平衡度≤2%，短时≤4% – 此外还有公用电网间谐波、波动和闪变等指标。
10
电力系统运行的要求/3
• 提高电力系统运行的经济性
现状：电能生产的规模越来越大，消耗一次能源（煤、石油、天 然气、水能等）。其中化石能源（不可再生资源）占发电主导地 位。 – 采用高效节能的发电设备，降低发电过程的能源消耗 – 降低电能在输送、分配过程中的损耗，如无功补偿 – 大力发展电力系统的联网运行，合理分配电厂之间的负荷，让经 济性能好的电厂多发电 – 充分利用水电资源，注意水、火电厂之间的合理调配
变电所C：地方 110kV
变电所B ：
中间
35kV
地方电网 变电所D：终端
10 kV
~
~
水力发电厂 火力发电厂
电力系统自动化电力系统概述PPT
6
7
§1.3 电力网的接线方式及负荷的分类
1、电力网的接线方式 无备用接线 有备用接线
2、负荷的分类 1）一类负荷：因停电造成人身伤亡或造成财产重大损失的。 2）二类负荷：介于一类与三类负荷之间。 3）三类负荷：停电影响较小，一般不会带严重后果。
§1.4 电力线路的结构
1、架空线路：由导线、避雷线、杆塔、绝缘子、金具等元 件组成。
四、 电力系统运行生产的特点 1、电能生产、输送、分配和使用过程的同时性与同一性。 2、与国民经济及人民生活关系密切。 3、机电暂态及电磁暂态迅速，即过渡过程非常短促。 五、 对电力系统的基本要求 1、保证安全可靠地供电。 2、保证合格的电能质量。 3、力求系统运行的经济性。
小结：使学生掌握电力网和电力系统概念；掌握电力系 统运行生产的特点和对电力系统的基本要求。
电力网 电力系统 动力系统
配电变压器
用户
配电线路 M
1）电力网：由各个电压等级的电力线路和电力变压器构成的 网络。 2）电力系统：由发电机、电力网和用户负荷组成的系统。
3
电力网及电力系统示意图
水
锅炉
库 反应堆
锅炉
水 库
锅炉 锅炉
分和电力系统共同组成 的系统。
1）介绍导线、避雷线的型号、材料、作用。 2）介绍用途不同的直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、特
种杆以及导线排列和导线换位等概念。
8
3）了解导线排列方式和导线换位的概念。 4）介绍绝缘子、金具、电缆线路等概念。 学生反馈的问题及解答： (1)由输电线路和枢纽变电所组成称输电网；由配电线路和配
电变压器组成称配电网。它们之间是集中送电与分配电能 的关系。 (2)电压不能作为输配电网定义的界限。
7
§1.3 电力网的接线方式及负荷的分类
1、电力网的接线方式 无备用接线 有备用接线
2、负荷的分类 1）一类负荷：因停电造成人身伤亡或造成财产重大损失的。 2）二类负荷：介于一类与三类负荷之间。 3）三类负荷：停电影响较小，一般不会带严重后果。
§1.4 电力线路的结构
1、架空线路：由导线、避雷线、杆塔、绝缘子、金具等元 件组成。
四、 电力系统运行生产的特点 1、电能生产、输送、分配和使用过程的同时性与同一性。 2、与国民经济及人民生活关系密切。 3、机电暂态及电磁暂态迅速，即过渡过程非常短促。 五、 对电力系统的基本要求 1、保证安全可靠地供电。 2、保证合格的电能质量。 3、力求系统运行的经济性。
小结：使学生掌握电力网和电力系统概念；掌握电力系 统运行生产的特点和对电力系统的基本要求。
电力网 电力系统 动力系统
配电变压器
用户
配电线路 M
1）电力网：由各个电压等级的电力线路和电力变压器构成的 网络。 2）电力系统：由发电机、电力网和用户负荷组成的系统。
3
电力网及电力系统示意图
水
锅炉
库 反应堆
锅炉
水 库
锅炉 锅炉
分和电力系统共同组成 的系统。
1）介绍导线、避雷线的型号、材料、作用。 2）介绍用途不同的直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、特
种杆以及导线排列和导线换位等概念。
8
3）了解导线排列方式和导线换位的概念。 4）介绍绝缘子、金具、电缆线路等概念。 学生反馈的问题及解答： (1)由输电线路和枢纽变电所组成称输电网；由配电线路和配
电变压器组成称配电网。它们之间是集中送电与分配电能 的关系。 (2)电压不能作为输配电网定义的界限。
电力系统自动化PPT课件
黄河上游拉西瓦等水电站，实现与西北联 网 南部电网：红水河、澜沧江、乌江流域、贵州煤炭基地
第4页/共157页
第一节 电力系统的概念和组成
全国联网势在必行
西线：西北与川渝以直流方式相联
北部和中部三纵：
中线：华北与华中以直流背靠背相联
南部和中部：
东线：山东与华东以直流背靠背相联 提高水电利用容量，减少弃水 湖南衡阳到广东韶关500KV交直流输电 三峡到广东的远距离直流输电
第23页/共157页
第四节、电力系统的分层调度控制
集中调度控制就是把电力系统内所有发电厂和变电站的信息 都集中在一个调度控制中心，由一个调度控制中心对整个电 力系统进行调度控制。
分层调度控制就是把全电力系统的监视控制任务分配给属于 不同层次的调度中心，下一层调度完成本层次的调度控制任 务外，还接受上一级调度组织的调度命令并向上层调度传递 所需信息。 分层调度与集中调度相比，它的优点是：便于协调控制；提 高系统可靠性；改善系统响应
按
自
动 控
电力系统中的断路器的自动控制
制
的 角
电力系统电压和无功功率自动控制
度
电力系统安全自动控制
第16页/共157页
第三节、电力系统的运行状态及调度控制
一、电力系统的正常状态和非正常状态 正常时满足等式和不等式约束条件
fmin f fmax Uimin Ui Uimax PGimin PGi PGimax QGimin QGi QGimax Sijmin Sij Sijmax
电力系统自动控制系统工作模式图
第12页/共157页
第二节、电力系统自动化的内容
电力系统由发、输、变、配组成（生产、输送、分配、消费）
第13页/共157页
第4页/共157页
第一节 电力系统的概念和组成
全国联网势在必行
西线：西北与川渝以直流方式相联
北部和中部三纵：
中线：华北与华中以直流背靠背相联
南部和中部：
东线：山东与华东以直流背靠背相联 提高水电利用容量，减少弃水 湖南衡阳到广东韶关500KV交直流输电 三峡到广东的远距离直流输电
第23页/共157页
第四节、电力系统的分层调度控制
集中调度控制就是把电力系统内所有发电厂和变电站的信息 都集中在一个调度控制中心，由一个调度控制中心对整个电 力系统进行调度控制。
分层调度控制就是把全电力系统的监视控制任务分配给属于 不同层次的调度中心，下一层调度完成本层次的调度控制任 务外，还接受上一级调度组织的调度命令并向上层调度传递 所需信息。 分层调度与集中调度相比，它的优点是：便于协调控制；提 高系统可靠性；改善系统响应
按
自
动 控
电力系统中的断路器的自动控制
制
的 角
电力系统电压和无功功率自动控制
度
电力系统安全自动控制
第16页/共157页
第三节、电力系统的运行状态及调度控制
一、电力系统的正常状态和非正常状态 正常时满足等式和不等式约束条件
fmin f fmax Uimin Ui Uimax PGimin PGi PGimax QGimin QGi QGimax Sijmin Sij Sijmax
电力系统自动控制系统工作模式图
第12页/共157页
第二节、电力系统自动化的内容
电力系统由发、输、变、配组成（生产、输送、分配、消费）
第13页/共157页
电力系统自动化课件
硬件技术
实时计算
熟悉计算机硬件组成和原理，掌握嵌 入式系统、DSP等技术在电力系统自 动化中的应用。
了解实时计算系统的原理和实现方法 ，提高电力系统自动化的实时性和准 确性。
软件技术
掌握操作系统、编程语言、数据库等 计算机技术基础知识，具备软件开发 和维护能力。
人工智能技术
机器学习
掌握机器学习算法原理，利用历 史数据训练模型，实现对电力系
行成本。
增强系统稳定性
实时监测电力系统的运 行状态，及时发现并处 理故障，确保系统稳定
运行。
优化资源配置
根据实时数据和预测信 息，合理调度发电、输 电和配电资源，提高资
源利用效率。
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
通过优化算法和自动化设备，实现配电网的经济 、高效运行。
用电管理自动化
用电信息采集系统
实现用户用电信息的自动采集、处理和存储，为用电管理提供数 据支持。
需求侧管理
通过用电管理自动化手段，引导用户合理用电，提高电力资源利用 效率。
智能用电服务
利用互联网、物联网等技术，为用户提供智能、便捷的用电服务。
智能调度与控制
利用人工智能、大数据 等技术，实现电力系统 的智能调度与控制，提 高电力系统的稳定性和 经济性。
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。
多能互补与综合能源系统
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。
电力交易与结算
电力系统综合自动化ppt课件
电力系统综合自动化ppt课件•电力系统概述•电力系统自动化技术•电力系统综合自动化的实现•电力系统综合自动化的应用•电力系统综合自动化的优势与挑战•电力系统综合自动化的实践案例电力系统概述电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体，用于生产、传输、分配和消费电能。
定义消费电能的各类用户，包括工业、商业、居民等。
电力用户将一次能源转换为电能的场所。
发电厂将电能从发电厂传输到负荷中心的网络。
输电网将电能从输电网分配给各个用户的网络。
配电网0201030405电力系统的定义与组成直流电的应用和早期交流电的发展。
早期阶段中期阶段现代阶段大规模交流电力系统的形成和发展，包括大型火力发电厂和水电站的建设。
以智能电网、可再生能源和分布式发电为代表的新技术、新模式的不断涌现和应用。
030201电力系统的发展历程电力系统的重要性社会经济发展的基础电力系统是现代工业、农业、交通和通讯等各个领域的基础，对社会经济发展具有不可替代的作用。
能源转换与利用的关键电力系统是实现能源转换和利用的关键环节，对提高能源利用效率和推动能源转型具有重要意义。
国家安全与稳定的保障电力系统是国家安全和稳定的重要保障，对维护社会秩序和保障人民生产生活具有重要作用。
电力系统自动化技术自动化技术的定义与分类定义自动化技术是一种应用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术。
分类根据应用场景和功能，自动化技术可分为过程自动化、机械制造自动化、管理自动化等。
发电自动化输电自动化变电自动化配电自动化电力系统自动化技术的应用包括自动发电控制（AGC）、自动电压控制（AVC）等，实现发电机组的自动启停、负荷调整等功能。
通过变电站综合自动化系统，实现变电站设备的监控、保护、测量等功能。
包括输电线路的自动重合闸、故障定位、无功补偿等，提高输电线路的传输效率和稳定性。
电力系统自动化电力系统概述ppt课件
云计算技术在电力系统中的应用
电力云服务平台
构建基于云计算的电力云服务平台，实现计算资源、存储资源和网络资源的共享和优化配 置，提高电力系统的运行效率和管理水平。
电力大数据分析
利用云计算强大的计算能力和存储能力，对电力系统中的大数据进行高效处理和分析，挖 掘有价值的信息和知识。
分布式能源管理
通过云计算技术实现分布式能源的集中管理和优化调度，提高分布式能源的利用率和电力 系统的经济性。
国外电力发展现状
发达国家电力工业已经实现了高度自动化和智能化，新能 源和可再生能源在电力结构中的比重逐渐增加。
电力发展趋势
未来电力工业将朝着清洁化、智能化、高效化和市场化的 方向发展，新能源和可再生能源将成为主导能源，智能电 网和微电网等新技术将得到广泛应用。
02 电力系统自动化技术及 应用
自动化技术原理及特点
电力系统自动化电力 系统概述ppt课件
目录
CONTENTS
• 电力系统基本概念与组成 • 电力系统自动化技术及应用 • 智能电网与新能源接入技术 • 电力系统稳定性分析与控制策略 • 电力市场运营与改革方向探讨 • 现代信息技术在电力系统中的应用前景
01 电力系统基本概念与组 成
电力系统定义及功能
配电网自动化
1 2
配电网自动化的概念
是指通过自动化技术实现对配电网的监测、控制 、保护和管理等功能，提高配电网的供电可靠性 和运行效率。
配电网自动化的功能
包括故障定位与隔离、负荷转移与恢复供电、无 功补偿与电压控制、配电网优化运行等。
3
配电网自动化的应用
在电力系统中广泛应用于城市和农村配电网，实 现了对配电网的全面自动化管理，提高了供电可 靠性和电能质量。
电力系统自动化 第一章 自动准同期ppt课件
四、同期条件的检测
3、压差检测 微机：用整流滤波方法，将Us~和Ug~转换成直 流电压，用模-数转换芯片变成数值，送入微 机比较程序。
越前时间、数值角 差、整步电压
四、同期条件的检测
ZZQ-5模拟式自动准同期装置
电压检测
自动准同期装置
第三节 自动准同期装置举例
一、微机自动准同期装置的合闸部分
电力系统自动化 第一章 自动准同期
主要内容
重点：自动准同期的条件 难点：准同期条件的分析，准同期装 置的结构 概述 越前时间、数值角差与整步电压 自动准同期装置举例
概述
第一节 概述
一、并列操作(Parallel Operating) 并列运行：在一个电力系统中，如果各发电机 转子都以相同的电角速度运转，或各发电机转 子间的相对电角度不超过允许值的运行方式。 并列操作：发电机投入系统参加并列运行的操 作。
发电机并列示意图
概述 一、并列操作(Parallel Operating)
同期点(synchronizing point)：在发电厂中， 每一个有可能进行并列操作的断路器都是同期 点。
概述 一、并列操作(Parallel Operating)
同期条件的引出
u U Sin ( t ) m
dt 2 T i 2 k i s i s i
T
i i k
令 i2k 0 得
2 i i k (s ) 3
三、线性整步电压(Linear timing voltage)
越前时间、数值角 差、整步电压
其幅值在一个周期内与角差分段按比例变化 的电压。 （一）线性整步电压的原理
《电力系统自动化》课件
电力系统自动化的优势和挑战
电力系统自动化可以提高系统的可靠性和稳定性，实现快速故障诊断和恢复。 但同时也面临着数据安全和隐私保护的挑战。
电力系统自动化的案例研究
通过国内外的案例研究，我们可以了解到不同地区在电力系统自动化方面的 应用和经验，以及取得的效果。
《电力系统自动化》PPT 课件
电力系统自动化是指应用先进的计算机和电子技术来实现对电力系统的监控、 控制和管理，提高电力系统的稳定性和可靠性。
什么是电力系行监控、控制和管理的一种技术手段。它包括自动化设 备、数据通信和网络技术等方面。
电力系统自动化的重要性和应 用范围
电力系统自动化的重要性在于提高电力系统的稳定性和可靠性，优化能源利 用，减少能源浪费。应用范围包括电力生产、输配电、电力市场等。
电力系统自动化的基础知识
电力系统的组成和结构包括发电厂、变电站、配电网等。电力系统的运行和 控制涉及负荷管理、传输调度、故障诊断等。
电力系统自动化的技术和方法
SCADA系统和远程监控是用于实时监测和控制电力系统的关键技术。自动化设备和传感器用于采集和处理电 力系统的数据。数据通信和网络技术保障了信息的传输和共享。
电力系统自动化ppt1
1.什么是发电机的并列运行？同步发电机的并列操作分为哪两种，各自的定义及适用的情况？进行自动准同期并列应该满足的条件？发电机的并列运行是指在电力系统中，如果发电机转子都已相同的电角速度运转，或各发电机转子间的相对电角度不超过允许值得运行方式。
同步发电机的并列操作分为准同期并列和自同期并列两种。
准同期并列是将待并发电机组加上励磁电流，在符合并列条件时进行并网操作（先励磁，后并网），一般情况下采用准同期的方法将发电机组并入电网。
自同期并列操作是将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值时进行并网操作（先并网，后励磁），应用较少，在事故情况下为迅速投入水轮机组才采用。
准同期满足的条件：a)待并发电机频率与母线频率相等，即滑差（频差）为零，；b)断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与母线的瞬时相角差为零，即角差为零，，；c)待并发电机电压与母线电压幅值相等，即压差为零，。
自动准同期装置的功能a)压差和滑差满足，提前（恒定越前时间）发合闸命令；b)当滑差和压差不合格时，能自动对待并发电机均频、均压。
2．恒定越前时间的含义？数值角差的含义？线性整步电压的定义及物理意义？线性整步电压如何对滑差和压差进行检查？恒定越前时间：同期装置中所取提前量是某一恒定时间信号，即在脉动电压在到达相角差为0之前的时刻发出合闸信号。
数值角差：在有滑差的情况下，母线电压与发电机电压之间的相角差为时间t的函数，即：。
其预报计算方法有：1、微分预报法；2、积分预报法。
线性整步电压：指幅值在一周期内与角差σ分段按比例变化的电压。
物理意义：只反映发电机与母线电压间的相角特性，与发电机电压和系统电压的幅值无关。
形成电路：1、整形电路；2、相敏电路；3、滤波电路。
（3）滤波电路线性整步电压对滑差和压差的检查p15~16 期中内容3．微机自动准同期装置的合闸原理？模拟式自动准同期装置的合闸原理？（了解框图）微机自动准同期装置的合闸原理p17模拟式自动准同期装置的合闸原理p18期中内容4发电机同期操作实验注意事项？解列步骤？对数据的分析。
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。
电力系统配电自动化基础知识PPT(最新版)
13
一次设备/3
14
一次设备/3
15
一次设备/4 这些新技术的应用不是孤立的、单方面的，不仅仅是对传统输配电系统进行简单地改进、提高。
主要包括继电保护与安全自动控制系统、配电网自动化系统、计量系统等。 三、周期长，后续维护工作量大。 包括计算机软硬件技术、软件技术、计算机网络技术、Internet/Intranet技术、通信规约、通信通道、自动化装置等。 一次设备：电能的发、输、变、配、用等环节的电气设备，如发电机、变压器、输配电线路、开关断路器、用电设备。 TCM：客户电话呼叫管理 指供电电压质量，包括电压偏差、频率、电压波动和闪变、谐波及三相不平衡等方面。 7、重视现场出现的小概率故障现象 配电管理系统（DMS） 典型开闭所主接线方式 在自动化业务中，公司直接和间接参与的部门包括：市场、开发、工程、生产、采购、调度等。 五、产品不成熟，版本控制不好，工程经验缺乏，工期过长，各部门之间配合、协调力度不够，职责划分不清楚，个别环节虽有部门 设置但起不到相应的作用或作用不到位，用户配合不利，最终都会导致工程质量下降，利润率下降，甚至赔钱。 工程设计责任重大，直接影响公司利润及工程质量 发达国家： 99. 优点是占地面积小，可以工厂化生产，现场安装施工快，节省了二次部分的接线，所有开关及二次仪表、传感器在厂内连接调试完毕 ，不需再建配电所等土建，投资节约，外形美观且与环境相协调，因此己被广泛采用。 避免陷入无休止的免费升级换代漩涡中去。 基于以下原因，无论是国内还是国外，系统集成类项目均不施行“三包”，软件产品一般不提供免费升级服务。 我们自己生产的产品的功能、特点，已经具备哪些功能，哪些功能可以短时间实现，哪些功能必须作为长远打算； 是智能配电网的主要技术内容 满足当今社会经济发展对电力系统的新要求
一次设备/3
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一次设备/3
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一次设备/4 这些新技术的应用不是孤立的、单方面的，不仅仅是对传统输配电系统进行简单地改进、提高。
主要包括继电保护与安全自动控制系统、配电网自动化系统、计量系统等。 三、周期长，后续维护工作量大。 包括计算机软硬件技术、软件技术、计算机网络技术、Internet/Intranet技术、通信规约、通信通道、自动化装置等。 一次设备：电能的发、输、变、配、用等环节的电气设备，如发电机、变压器、输配电线路、开关断路器、用电设备。 TCM：客户电话呼叫管理 指供电电压质量，包括电压偏差、频率、电压波动和闪变、谐波及三相不平衡等方面。 7、重视现场出现的小概率故障现象 配电管理系统（DMS） 典型开闭所主接线方式 在自动化业务中，公司直接和间接参与的部门包括：市场、开发、工程、生产、采购、调度等。 五、产品不成熟，版本控制不好，工程经验缺乏，工期过长，各部门之间配合、协调力度不够，职责划分不清楚，个别环节虽有部门 设置但起不到相应的作用或作用不到位，用户配合不利，最终都会导致工程质量下降，利润率下降，甚至赔钱。 工程设计责任重大，直接影响公司利润及工程质量 发达国家： 99. 优点是占地面积小，可以工厂化生产，现场安装施工快，节省了二次部分的接线，所有开关及二次仪表、传感器在厂内连接调试完毕 ，不需再建配电所等土建，投资节约，外形美观且与环境相协调，因此己被广泛采用。 避免陷入无休止的免费升级换代漩涡中去。 基于以下原因，无论是国内还是国外，系统集成类项目均不施行“三包”，软件产品一般不提供免费升级服务。 我们自己生产的产品的功能、特点，已经具备哪些功能，哪些功能可以短时间实现，哪些功能必须作为长远打算； 是智能配电网的主要技术内容 满足当今社会经济发展对电力系统的新要求
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）
电力系统综合自动化系统培训课件
优化方法
采用先进的优化算法，如遗传算 法、粒子群算法等，对控制策略 进行优化，提高电力系统的运行 效率和经济性。
控制与保护协同
实现控制系统与保护系统的协同 工作，确保在故障发生时能够及 时切断故障部分，保证电力系统 的安全运行。
2023
PART 03
设备与系统配置方案
REPORTING
主要设备类型及特点
定义与发展历程
定义
电力系统综合自动化系统是一种集成了计算机技术、通信技术、控制技术等先 进技术的系统，用于实现对电力系统的监测、控制、保护、调度等功能的自动 化。
发展历程
从20世纪60年代的单机自动化，到70年代的局部自动化，再到80年代的全局自 动化，直到90年代以来的综合自动化，电力系统自动化经历了不断发展和完善 的过程。
设备配置原则与方法
功能性原则
根据电力系统的实际需求，选 择具备相应功能的设备进行配 置，确保系统能够完成既定的
任务。
可靠性原则
优先选择经过稳定运行验证的 设备，确保设备在投入运行后 能够长期稳定运行，降低系统 故障率。
经济性原则
在满足功能和可靠性要求的前 提下，尽量选择性价比高的设 备进行配置，降低系统建设成 本。
国家能源政策对电力系统的发展方向、能源结构 、节能减排等方面产生深远影响。
电力体制改革对电力系统的影响
电力体制改革将打破传统电力行业的垄断格局， 引入市场竞争机制，对电力系统的运行和管理提 出更高要求。
环保政策对电力系统的影响
环保政策要求电力系统降低污染排放，提高能源 利用效率，推动清洁能源的发展和应用。
力系统的运行效率和稳定性。
物联网技术在电力系统中的应用
02
通过物联网技术实现电力设备的远程监控和管理，提高电力设
电力系统自动化第三版PPT课件
编辑版pppt
15
提高稳定性
系统在扰动后，系统能够恢复到原来的运行状态或者 过渡到另一个新的运行状态，则称系统是稳定的。
通常将电力系统的稳定性问题分为三类：静态稳定 （Steady State Stability）、和暂态稳定（Transient Stability）和动态稳定（Dynamic Stability）。
编辑版pppt
7
一般 G 很小，可近似认为 cosG1，可得简化的运算式为
E qU GIQXd
（2-2）
（2-2）式说明，负荷的无功电流是造成 E q 和 U G 幅值 差的主要原因，发电机的无功电流越大，两者之间的差值也 越大。
由（2-2）式可以看出，同步发电机的外特性必然是下降 的。当励磁电流一定时，发电机端电压随无功负荷增大而下 降。
T e(s)
编辑版pppt
25
PGmax
0.75 0.70
0.65
0.60
Te 0.1s
Te 0.8s
从图2-11的强励倍数与 暂态稳定极限功率之间的 关系中，可以说明当励磁 系统既有快速响应特性又 有高强励倍数时，才对改 善电力系统暂态稳定有明 显的作用。
0.55
0
1
2
3
4
K
图2-11 强励倍数与暂态 稳定极限功率的关系
EqsinK2
•
•
•
A
E q2
Eq
E q1 A'
K2
•
IQ2
B
•
IP
•
IG2
'
•
x jI G2 •
d
UU• GG UU•
•
x j I G1 d
电力系统自动化ppt课件
03
网络分析技术
包括状态估计、潮流计算、安全分析等，为电力系统的规划和运行提供
科学依据。
04 电力系统自动化应用实例分析
CHAPTER
智能电网建设中的自动化技术
自动化调度技术
实现电网运行数据的实时采集、 传输和处理，提高调度决策的准
确性和时效性。
自动化控制技术
通过远程控制和自动化装置，实现 对电网设备的远程操作和自动调节， 提高电网运行的稳定性和安全性。
无线通信技术
利用电磁波进行通信，具有灵活 性高、覆盖面广等优点。
电力线载波通信技术
利用电力线路作为传输介质，实 现数据的传输和通信。
网络通信技术
包括局域网、广域网、互联网等， 实现远程监控和数据共享。
03 电力系统各环节自动化技术
CHAPTER
发电环节自动化技术
自动发电控制（AGC）
通过实时监测电网频率和联络线功率，调整发电机组的出力，维 持系统频率和联络线功率的稳定。
人工智能在电力系统自动化中应用前景
故障诊断与预测
负荷预测与优化调度
基于历史数据和实时数据，利用人工智能技术进行负 荷预测和优化调度，提高电力系统的经济性和稳定性。
利用人工智能技术可以对电力设备进行故障诊 断和预测，提高设备运行可靠性和维护效率。
智能电网建设
将人工智能技术与智能电网相结合，可以实现 电网的自愈、自适应和互动等功能，提高电网 的运行效率和安全性。
自动化监测技术
利用传感器和监测设备，实时监测 电网设备的运行状态和参数，及时 发现并处理潜在故障。
微电网运行中的自动化技术
微电网能量管理技术
通过能量管理系统，实现微电网内部各分布式电源的协调运行和能 量优化分配。
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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
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
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
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
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
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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）
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
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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、 电力系统的运行源自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”
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
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。
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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。
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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：
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
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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。
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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。
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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）
安西
张掖
Northwest 永登 白银
西宁
拉西瓦
官亭 兰州东
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