远动监控技术第二章-监控系统调度端

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配电中心、 市属电厂
县属电厂
第一节 电力系统调度构成
适应调度的分层管理,远动系统也按照分层方式配置 基本原则:统一调度、分级管理、分层控制
网调和省调 对重要厂站 可以直接监 控
厂站也可以 分属两级调 度控制中心 管理
远动信息 分层采集, 逐级传送
第二节 电力系统调度自动化
一、电力系统调度自动化的发展过程
4、其它自动化系统 动态稳定监测预警系统、雷电监测定位系统(LLS)、水 调自动化系统、电能量计量系统(TMS:Tele Metering System)、调度管理系统(DMIS/OMS)
第一节 电力系统调度构成
二、电力系统运行控制目标
1、保证电力系统运行安全 系统本身功能、调度水平
2、保证电能符合质量标准 波形、频率、电压
❖ 自动电压控制(AVC):当无功负荷波动较大时,调节发 电机励磁、变压器抽头、并联电抗器等,使无功潮流尽量 平衡,维持节点电压在给定值上下一定范围内波动。
第二节 电力系统调度自动化
电网管理——安全监视,安全分析,电能管理
➢ 安全监视(状态估计-SE):(RTU送到调度中心的未经核实的) 进行一系列处理,去伪,得到真实的网络结构和数据信息。 ➢ 安全分析(SA):静态分析只考虑开断性故障影响,如分析假设发 生线路、发电机等事故时,电力系统元件是否过负荷,节点电压偏离 是否越限;动态分析计算发生上述假设事故后,电网动态转移过程, 系统是否失去稳定。由此提出消除不安全现象的调整方法,便于事故 前采取预防措施;或在事故发生时,进行校正措施,使系统恢复正常。 ➢ 电能管理:主要对电网进行经济控制,实现经济调度,即将全网总 发电量在网内各发电机之间按总的供电成本(电源消耗率和网损率) 最小的原则进行分配。进行中、短期负荷预测,中、短期水火电发电 计划,水火电联合运行规划以及计算线损,解决最优潮流问题。
回流线
列车
牵引变电所
接触网
电分相
钢轨
第一节 电力系统调度构成
电网调度自动化系统构成
1、静态安全监视和控制系统 SCADA基础上的EMS(Energy Management System)
2、动态安全监视和控制系统 基于PMU的WAMS(Wide Area Measurement System)
3、电网事故分析处理系统 故障信息管理系统(暂态数据)
坚强智能电网
第二节 电力系统调度自动化
坚强智能电网定义: 以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架 为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、 互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、 用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流 、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
DTS系统就是通过对电力系统、控制中心以及通信过程的 模拟,为调度员提供一个与实际运行和调度完全相同的环境, 使他们如同身临其境地进行处理操作。获取的是实际电网的 运行方式数据,可进行:
第二节 电力系统调度自动化
调➢ 电网运行方式的研究和制订。对当前实际电网运行方式合 度理性进行分析,而且可以对特殊情况(如节假日)电网的运 员行方式进行研究和制订。 模➢ 继电保护和安全自动装置整定配置的研究。在DTS上,配 拟有全网的离线故障计算软机以及继电保护和自动装置的仿真 培软件,可以灵活作整定配置试验,并可通过其立即验证。 训➢ 事故分析和反事故措施的研究。重大事故再现其发生及处 系理的全过程,从而对该事故进行分析,制订合理对策。 统➢ 进行概念性培训,使系统维护人员方便地进行维护试验研
远动监控技术
1
电力系统调度构成
2
电力系统调度自动化
百度文库
3
铁路供电调度自动化
4
远动调度端的功能
5
调度端硬件结构
6
调度端软件结构
第一节 电力系统调度构成
一、电网及其调度自动化构成
电力行业结构: 1(电监会)+2(电网公司)+5(发电集团)+4(辅业 集团)
1、厂网分离 发电厂:华能 大唐 华电 国电 中电投 电网公司:国家电网(State Grid) 南方电网(广东.广西.云南.贵州.海南)
第二节 电力系统调度自动化
四、调度的发展趋势
SCADA除应用于电力部门外还广泛应用于石油、煤气、轨 道交通等非电力部门;EMS随着电力经营体制的变革,传 统上的在线运行监控和离线营销管理分离的局面,已不 适应当代电力市场的需要,因此EMS正在走向信息化的能 量信息系统(EIS-Energy Information System),并逐步 组入当代电力企业资源规划(ERP-Enterprise Resource Planning)
全景
分布式
一体化
以应用为导向: 电网运行的各个侧面 电网运行安全性与经济性的统一 监视、分析、控制、计划、管理的不同应用层面 不同专业的需要
第二节 电力系统调度自动化
坚强智能电网的发展目标
第二节 电力系统调度自动化
调度自动化->智能电网调度支持系统: 基础平台、实时监控与预警、调度计划、安全校核和
调度管理 围绕分布式一体化共享的信息支撑、多维协调的安全
防御、精细优化的调度计划和规范的流程化高效管理这四 条主线
实现敏锐的全景化前瞻预警、优化的自适应自动调整 、多维的全局观协调控制、统筹的精细化调度计划和规范 的流程化高效管理。
第一节 电力系统调度构成
3 电力系统的层次结构
枢纽变电 站、换流站
500kV 变电所
220kV 主干变电所
220kV 变电所
110kV、35kV 变电所
国家调度
。。。 。。。
网调
。。。 。。。
省调
。。。 。。。
地调
。。。 。。。
县调
110kV、35、10kV 变电所,农村电网
特大型电厂 大型电厂 中小型电厂
第二节 电力系统调度自动化
2、电网控制和管理 电力系统应用软件PAS(Power Application Software)
➢ 电网控制——自动发电控制,负荷控制,电压控 制; ➢ 电网管理——安全监视,安全分析,电能管理; ➢ 电网仿真——调度员培训,运行规划。
电网控制:主要通过对发电机出力和负荷的调整以及 对发电机的无功输出、变压器抽头和无功补偿元件的 调整,使频率和枢纽点电压保持在允许范围以内。
❖ 监控功能:现场测量、状态信息及控制信号的双向 交换
❖ 协调功能:安全监控、调度管理、计划 具有着两种功能的电力系统调度自动化系统称为
能量管理系统( EMS )
第二节 电力系统调度自动化
我国调度自动化技术的发展
国产应用系统、数据库 四川、国调、华中等 国产多核服务器、安全OS D5000
国网公司统一开发
究、检验电网应用软件的正确性和实际应用效果。
第二节 电力系统调度自动化
3、EMS应用软件之间的关系 基本软件:SCADA 高级应用软件: 自动发电控制(AGC) 经济调度控制(EDC) 电力系统状态估计(SE) 安全分析(SA) 调度员模拟培训系统(DTS) ......
问题:多个厂家的软件如何在一个系统中共享数据,协调 运行?
第二节 电力系统调度自动化
随着电力系统自动化与信息化建设的发展,传统的能量 管理系统(EMS)暴露出了扩展新功能难、不同系统和应用之 间数据交换难、不同厂家的产品协调工作难等许多问题,各 个应用系统之间信息共享和应用集成需求凸现出来。
为了促进不同厂商独立开发的各种EMS应用程序的集成, EMS和其它电力控制中心内外应用系统之间的集成,国际电工 委员会(IEC)推出了IEC 61970 EMS-API系列国际标准,主 要包括基于组件软件的应用集成架构、公共信息模型和组件 接口规范。
新一代能量管理系统将基于IEC 61970标准,为实现不同 系统间的互操作和集成提供可能性。
第二节 电力系统调度自动化
IEC 61970能量管理系统应用程序接口(EMS—API)系列标准 由以下部分组成,对应我国电力行业系列标准(DL890标准)。 第1部分:导则和基本要求; 第2部分:术语; 第301部分:公共信息模型(CD/I)基础: 第302部分:公共信息模型(CIM)财务、能量计划和预定; 第303部分:公共信息模型(CIM)SCADA: 第401部分:组件接口规范(CIS)框架; 第402部分:公共服务; 第403部分:通用数据访问(GDA); 第404部分:高速数据访问(HSDA): 第405部分:通用事件和订阅(GES): 第450部分:信息交换模型; 第451部分:SCADA CIS; 第452部分:CIM模型交换服务: 第501部分:CIM资源描述框架(RDF)模式: 第502部分:CDA CORBA映射; 第503部分:CIM XMI模型交换格式。
第二节 电力系统调度自动化
电网控制——自动发电控制,负荷控制,电压控制
❖ 自动发电控制(AGC):调节汽轮机主汽门开度和水轮机 的叶片角度控制发电机出力,做到发电自动跟踪电力系统 负荷变化,维持频率为额定值、对周期性的负荷变化按发 电计划调整发电功率,对偏离预计值的负荷实现在线经济 负荷分配等。
❖ 自动负荷控制:在负荷突然增大或电源突然断开时,负荷 和发电量之间不能平衡,这时系统必须投入备用容量或切 断部分负荷以恢复平衡,否则会导致频率崩溃,系统瓦解。
国产应用系统 国产机、无OS
华北 SD176
1970
1980
1990
2000
2010
第二节 电力系统调度自动化
三、能量管理系统(EMS)
保障电网的安全稳定运行,是电力系统监视与控制的 硬件和软件的总成 1、数据采集、监控系统(SCADA) ➢ 将表征电力系统运行状态的实时信息采集到调度控制中
心 ➢ 将调度控制中心的命令下发,对设备进行调节和控制
电网调度支持系统特征:广域 全景 分布式 一体化
第二节 电力系统调度自动化
特征-1
广域
全景
分布式
一体化
从空间上将国、网、省三级调度进行有机互联互通和协 调,全面掌握全网信息,实现全局在线分析、在线安全预警和 辅助决策,为实现特大电网安全的智能防御打下坚实基础。
第二节 电力系统调度自动化
特征-2
广域
第二节 电力系统调度自动化
调度员模拟培训系统DTS-Dispatcher Training Simulator 通过对电网的模拟仿真,使调度员得到离线的运行操作培训, 培养调度员处理紧急事件的能力。
电力系统规模向着超高压、大机组、高参数、远距离大 功率输电格局发展,继电保护及自动装置越来越复杂,系统 供电可靠性要求越来越高,但由于各种原因,系统存在各种 故障的可能,调度人员处理不当会造成灾难性的后果。
3、保证电力系统运行的经济性 降低成本、减少网损
4、保证符合环境保护要求 环境指标加入优化运行
第一节 电力系统调度构成
三、电力系统的远动层次结构
1、远动系统分层的原因 规模越来越大 地域越来越广 运行越来越复杂
2、一个调度控制中心存在的问题 需要庞大的信息采集和监控系统 信息量大,信息传输延时增加 对主要设备的可靠性要求高 数据传输易受干扰
国产应用系统 国调、江苏等 通用机、开放OS CC-2000A/OPEN-3000
电科院、南自院
引进应用系统 国调、华中 等 通用机、开放OS RISC/UNIX
西门子、ABB
引进应用系统 四大网 通用机、专用OS VAX/VMS
西屋、ESCA
引进应用系统 国调 H80-E 日立 专用机、专用OS 湖北 ASEA
EDC系统 ❖ 电网高级应用软件(PAS)形成了SCADA/AGC—EDC/PAS
系统,电网调度自动化系统从SCADA系统升级为能量管 理系统(EMS)
第二节 电力系统调度自动化
二、电网调度自动化系统的组成、功能与发展
第二节 电力系统调度自动化
电力系统调度自动化系统的功能
电力系统监控系统 ( SCADA )
❖ 上世纪40年代将数据展现在模拟盘上 ❖ 上世纪50年代自动发电控制(AGC) ❖ 上世纪50年代中期电网调度自动化系统概念的提出 ❖ 上世纪60年代初利用数字计算机实现电力系统经济调
度(EDC) ❖ 上世纪60-70年代SCADA系统 ❖ AGC/EDC软件包和SCADA系统结合,成为SCADA/AGC—
2、电网分区 国家电网组成:华北电网、华东电网、西北电网、华 中电网、东北电网
第一节 电力系统调度构成
电网调度自动化组成
发电
输电
变电
火电厂自动化 水电站自动化
调度自动化
变电站自 动化
集控站监控
配电
用电
配网自动化
调度/配网一体化系统
第一节 电力系统调度构成
特殊的用户--牵引供电系统
牵引变电所
电分相
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