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）
3、对电力系统运行的基本要求 （1）保证安全可靠地供电；（2）要有合格 的电能质量；（3）要有良好的经济性。 4、保证电力系统运行基本要求的措施 （1）提高设备运行的可靠水平 （2）配备足够的备用容量 （3）提高运行人员素质 （4）采用继电保护和自动装置 （5）采用电网调度自动化系统 5、电力系统自动化系统组成 （1）信息就地处理的自动化系统 （2）信息集中处理的自动化系统
4、 20世纪80年代：能量管理系统ENS的出 现使发电和输电系统用于省一级的调度中心。 5、 20世纪90年代：通信技术、计算机及计 算机网络的发展是电力调度高速发展，电力 调度进入网络控制时代。
发展的方向： （1）微机远动：从芯片级向扳级、系统机级、 网络级的方向发展； （2）远动终端：单CPU到多CPU方向发展， 取代模拟变送器、直接交流采样。
（4）监督各电网的计划用电、水电厂水库水 位计划和执行情况
（5）配合有关部门制定年度发用电计划、煤 耗、厂用电、线损等技术指标
（6）全国电网发展规划、系统设计和工程设 计的审查。
2、大区电网调度中心 （1）辖区电网安全稳定运行； （2）制定大区主电网运行方式或核准与主网 相关部分的运行方式；
（3）编制全网月发电计划、省间送电计划、 直调电厂的月发电计划，编制下达日调度计划；
（4）核准省外计划外送电、做好安全调度工 作；
（5）指挥管辖设备的运行操作、系统事故处 理；
（6）领导全网频率调整和主电网电压调整， 并考核
（7）监督省网送受电力、电能计划、省网 发用电计划、并指挥省网调整计划；
（8）参加年度发用电计划和各县有关技术 经济指标，批准管辖区内的各设备的检修
（9）负责全网计划用电和负荷管理 （10）按要求向国调、省调、地调传送实 时信息。
思考题 1、电力系统调度自动化的任务是什么？
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。 2、简述我国调度管理的结构
五级调度管理结构：国家调度控制中心
、大区域电网调度控制中心、省电网调度中 心、地市调度所、县级调度室。
f pn / 60
感应电动势的频率：
f pn / 60
并列的基本概念：
把同步发电机并联至电网的过程。
并网运行的条件: 待并发电机与电网电压应有一致的相序 待并发电机与电网电压的大小应相等 待并发电机与电网电压应有相同的频率 待并发电机与电网电压应有相同的相位 方法： 准同期并列 自同期并列
第一节 励磁自动控制系统
一、同步发电机励磁自动控制系统的组成
同步发电机
励磁系统
励磁调节器 励磁功率单元
励磁功率单元 励磁调节器
同步发电机
系统
二、励磁控制系统的基本任务
– 电压调节：维持发电机端电压在给定值一定时， 当发电机负荷发生变化时，通过调节磁场的强 弱来恒定机端电压
– 提高发电机运行稳定性 – 提高电力系统运行性能 – 在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小
将未加励磁、接近同步转速的发电机投入 系统，随后给发电机加上励磁，在原动机转矩、 同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并 列操作。
优点：并列时间短且操作简单 不足：从系统中吸收无功而造成系统电压下降， 产生冲击电流。
作业
1. 并列的方法有哪两种？如何定义？ 各有何特点？ 2. 准同步并列的条件有哪些？如果不 满足这些条件，会有什么后果？ 3. 自动准同步装置的任务是什么？
（2）负责管辖范围内的设备检修计划 （3）监督本地区和用户的计划用电执行情 况
（4）按规定向省地调传送实时信息。
三、各级调度自动化系统的职责
1、国家调度中心 （1）通过计算机数据通信收集各大区电网和 独立省网的重要信息，监视全国电网的运行 工况；
（2）进行大区互联系统的运行方式及经济调 度计算，下达有关信息；
第二节 同步发电机励磁系统
一、直流励磁机励磁系统
1、励磁：发电机主磁场产生的方式（获得 的励磁电流的方法）。 2、按励磁方式可分为：他励和自励
5、县网调度中心 （1）实现数据收集和安全监控职责； （2）负责断路器的遥控操作及电力电容的 投切；
（3）实现负荷控制； （4）向地调传送必要的实时信息。
电网调度控制的发展与趋势
调度自动化的发展阶段 1、20世纪40年代：数据采集与监控系统， 实施电网上的数据变为可视。 2、 20世纪50年代：自动发电控制系统AGC 和经济调度EDC，将调度员从繁忙的操作中 解放出来。 3、 20世纪60～70年代：数字技术的出现使 数据收集、发电控制和电网分析由计算机完 成。
（2）进行运行方式和经济调度计算，并上 报下传；
（3）监视、统计有关联络线的电力、电量； （4）省调应与大区网调，地区调度间的计 算机数据通信。
4、地网调度中心 （1）实现电网的数据收集和安全监控职责； （2）负责断路器的遥控操作，变压器分接 头的调整电力电容的投切；
（3）负责用电负荷管理； （4）实现与省调和县调之间的数据通信。
故障损失程度
– 根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最 小励磁限制
三、励磁系统的任务与要求
1、励磁调节器：根据输入信号和给定的调节准 则控制励磁功率单元的输出。
任务 迅速响应输入信息变化 准确调节发电机电压 合理分配无功功率 人工稳定区域运行 迅速反映系统故障
要求 时间常数小 自然调差系数精确 电压调差系数范围大 无失灵区 励磁控制功能
发电机准同步并列的实际条件： (1)待并发电机与系统电压幅值接近相等，电压
差不应超过额定电压的5%~10%。 (2)在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统
电压的相位差应接近零，误差不应大于5°。 (3)待并发电机电压与系统电压的频率应接近相
等，频率差不应超过额定频率的0.2%~0.5%
自同步并列：
负荷预测、自动发电控制及经济调度控制。 （2）系统故障时，继电保护动作切出故障线 路后，调度自动化系统便可将继电保护和断 路器的动作状态采集送到调度员的监视屏幕 和调度模拟显示屏上，调度员根据这些信息 可分析故障原因，并采取相应的的措施使电 网恢复供电。
两个系统各有其优缺点，相互补充个不 能替代。
3、省网调度中心 （1）本电网安全稳定运行； （2）参加全网运行方式计算分析，编制本 网运行方式；
（3）编制本网发、供电设备检修计划； （4）根据上级调度下达的联络线出力、电 量计划、和直调厂发电计划或本网发点调度
计划，编制本网和调度管辖的独立核算发电 厂的发电计划；
（5）负责管辖设备的运行、操作、事故处 理和无功、电压调整
2、励磁功率单元：向同步发电机转子提 供励磁电流。
任务
要求
调节系统电压
可靠性、调节容量
较强励磁能力
頂值电压
快速响应能力
电压上升速度
第二节 同步发电机励磁系统
========基本知识点========
• 直流励磁机励磁系统（旋转励磁） • 交流励磁机励磁系统（旋转励磁） • 发电机自并励系统（静止励磁系统）
（3）统计、分析全国电网运行情况； （4）负责或组织网、省级以上调度人员和负 责任岗位培训。
2、大区电网调度中心 （1）实现电网的数据收集，监控，经济调 度以及有实用效益的安全分析；
（2）实现自动控制发电功能； （3）进行运行方式和经济调度计算，并上 报下传。
3、省网调度中心 独立网独立控制区
准同步并列：
将已加励磁的待投运发电机通过调节其原动 机的转速和改变该发电机的励磁，使其和运行中 的发电机的频率差不超过0.1～0.5%。在两机电压 相位差不超过10°的瞬间进行合闸并联，两者即 可自动牵入同步运行。准同步并列的操作可以手 动，也可以借自动装置完成。
优点：是冲击电流小； 不足：并列时间较长且操作复杂
分类：直流发电机、交流发电机、 同步发电机、
异步发电机。
同步发电机：
是一种最常用的交流发电机。在现代电力工
业中，它广泛用于水力发电、火力发电、核能发 电以及柴油机发电。 1、工作原理：
由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。 一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。
主磁场的建立 载流导体 切割运动 交变电势的产生
（1）实现电网的数据收集，监控，经济调度 以及有实用效益的安全分析；
（2）实现自动控制发电功能； （3）进行运行方式和经济调度计算，并上报 下传；
（4）监视同级有关联络线的电力、电量； （5）独立省调应与国家调度，地区调度间的 计算机数据通信。
统一调度的省级调度中心
（1）实现电网的数据收集，监控，经济调 度以及有实用效益的安全分析；
3、简述电网调度自动化的功能？ 数据采集和监控系统的功能就是电网调
度的基本功能，具体如下：
（1）数据采集； （2）信息的显示和记录； （3）命令和控制； （4）越限警告； （5）实时数据库和历史数据库的建立； （6）数据预处理； （7）事故追忆。
第二章
同步发电机的自动并列
一、发电机
将其它形式的能源转换成电能的机械设备。由 水轮机、汽轮机、柴油机或其它动力机械驱动， 将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能 量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为 电能。
电网的分层调度和管理
一、电力系统的分级、分层调度 1、为什么要进行电力系统的分级、分层调度 （1）电力系统分部面广、设备量大、信息参 数多； （2）电能的生产、输送、分配和消费均在一 个系统中进行； （3）电力系统的管理是分层次的，各自有自 己的管辖范围，它受上级电力部门管理，又管 理这下以及电力部门。
（6）监督本网计划用电执行情况 （7）按规定向国调、地调传送实时信息。
4、地网调度中心 （1）负责管辖范围内的运行操作和事故处 理 （2）负责管辖范围内的设备检修计划 （3）负责管辖范围内的无功、电压调整 （4）监督本地区和用户的计划用电执行情 况 （5）按规定向省调、县调传送实时信息。
5、县网调度中心 （1）负责管辖范围内的运行操作和和计划 管理
2、电力系统调度的分级和作用 （1）分级
采用五级分层调度分层管理方法： 国家调度控制中心 大区域电网调度控制中心 省电网调度中心 地市调度所 县级调度室 （2）分级调度的作用
简化网络的拓扑结构、信息传送合理、 节省通信设备、提高系统运行可靠性。
二、各级调度的职责
1、国家调度中心 （1）大地区电网联络线调度管理 （2）掌握、监管和分析全国电网运行状况 （3）审查、协调各电网的月发电、用电计划， 监督其执行情况；