电力系统自动化课程.docx

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电力系统自动化课程

电力系统自动化课程综述

姓名:

学号:

班级：

二O一二年十二月二十一日

摘要

电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要位置，是时间国家现代化战略重点。

电能是一种无形、不能大量储存二次能源。

电能发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成，须随时保持功率平衡。

要满足国民经济发展要求就必须加强电网建设，而变电站建设就是电网建设中重要一环。

本变电所初步设计包括了：

（1）总体方案确定

（2）负荷分析（3）短路电流计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护选择与整定（6）防雷与接地保护等内容。

随着电力技术高新化、复杂化迅速发展，电力系统在从发电到供电所有领域中，通过新技术使用，都在不断发生变化。

变电所作为电力系统中一个关键环节也同样在新技术领域得到了充分发展。

[关键词]变电站、变压器、接线、高压网络、配电系统

电力系统自动化课程综述

电力系统自动化电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求发展方向，它包括：

发电控制自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度自动化（具有在线潮流监视，故障模拟综合程序以及SCADA系统实现了配电网自动化，现今最热门变电站综合自动化即建设综自站，实现更好无人值班。

DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便）,配电自动化（DAS已经实现，尚待发展）.

简介

　　对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。

电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成统一调度和运行复杂大系统。

电力系统自动化领域包括生产过程自动检测、调节和控制,系统和元件自动安全保护,网络信息自动传输，系统生产自动调度，以及企业自动化经济管理等。

电力系统自动化主要目标是保证供电电能质量（频率和电压），保证系统运行安全可靠，提高经济效益和管理效能。

　　发展过程20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右,单机容量不超过10万千瓦,电力系统自动化多限于单项自动装置，且以安全保护和过程自动调节为主。

例如,电网和发电机各种继电保护,汽轮机危急保安器,锅炉安全阀,汽轮机转速和发电机电压自动调节,并网自动同期装置等。

50～60年代,电力系统规模发展到上千万千瓦,单机容量超过20万千瓦,并形成区域联网，在系统稳定、相关设备

经济调度和综合自动化方面提出了新要求。

厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。

系统开始装设模拟式调频装置和以离线计算为基础经济功率分配装置，并广泛采用远动通信技术。

各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。

70～80年代，以计算机为主体配有功能齐全整套软硬件电网实时监控系统（SCADA）开始出现。

20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。

水力发电站水库调度、大坝监测和电厂综合自动化计算机监控开始得到推广。

各种自动调节装置和继电保护装置中广泛采用微型计算机。

主要领域

　　按照电能生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统自动化等7个方面,并形成一个分层分级自动化系统（见图）。

区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次；中间层次由省（市）调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成，由总调度中心构成最高层次。

而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。

电网调度自动化

　　现代电网自动化调度系统是以计算机为核心控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用软件系统。

信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制功能。

在发电厂和变电站收集信息部分称为远动端，位于调度中心部分称为调度端。

软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。

火力发电厂自动化

　　火力发电厂自动化项目包括：

①厂内机、炉、电运行设备安全检测，包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。

②计算机实时控制，实现由点火至并网全部自动起动过程。

③有功负荷经济分配和自动增减。

④母线电压控制和无功功率自动增减。

⑤稳定监视和控制。

采用控制方式有两种形式：

一种是计算机输出通过外围设备去调整常规模拟式调节器设定值而实现监督控制；另一种是用计算机输出外围设备直接控制生产过程而实现直接数字控制。

水力发电站综合自动化

　　需要实施自动化项目包括大坝监护、水库调度和电站运行三个方面。

①大坝计算机自动监控系统：

包括数据采集、计算分析、越限报警和提供维护方案等。

②水库水文信息自动监控系统：

包括雨量和水文信息自动收集、水库调度计划制订，以及拦洪和蓄洪控制方案选择等。

③厂内计算机自动监控系统：

包括全厂机电运行设备安全监测、发电机组自动控制、优化运行和经济负荷分配、稳定监视和控制等。

编辑本段电力系统信息自动传输系统

　　电力系统信息自动传输系统简称远动系统。

其功能是实现调度中心和发电厂变电站间实时信息传输。

自动传输系统由远动装置和远动通道组成。

远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式。

远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。

把厂站模拟量通过变换输送到位于调度中心接收端并加以显示过程称为遥测。

把厂站开关量输送到接收端并加以显示过程称为遥信。

把调度端控制和调节信号输送到位于厂站接收端实现对调节对象控制过程，称为遥控或遥调。

远动装置按组成方式可分为布线逻辑式远动装置和存储程序式逻辑装置。

前者由硬件逻辑电路以固定接线方式实现其功能，后者是一种计算机化远动装置。

电力系统反事故自动装置

　　反事故自动装置功能是防止电力系统事故危及系统和电气设备运行。

在电力系统中装设反事故自动装置有两种基本类型。

①继电保护装置：

其功能是防止系统故障对电气设备损坏，常用来保护线路、母线、发电机、变压器、电动机等电气设备。

按照产生保护作用原理，继电保护装置分为过电流保护、方向保护、差动保护、距离保护和高频保护等类型。

②系统安全保护装置：

用以保证电力系统安全运行，防止出现系统振荡、失步解列、全网性频率崩溃和电压崩溃等灾害性事故。

系统安全保护装置按功能分为4种形式：

一是属于备用设备自动投入,如备用电源自动投入，输电线路自动重合闸等；二是属于控制受电端功率缺额，如低周波自动减负荷装置、低电压自动减负荷装置、机组低频自起动装置等；三是属于控制送电端功率过剩，如快速自动切机装置、快关汽门装置、电气制动装置等；四是属于控制系统振荡失步，如系统振荡自动解列装置、自动并列装置等。

供电系统自动化

　　包括地区调度实时监控、变电站自动化和负荷控制三个方面。

地区调度实时监控系统通常由小型或微型计算机组成，功能与中心调度监控系统相仿，但稍简单。

变电站自动化发展方向是无人值班，其远动装置采用微型机可编程序方式。

供电系统负荷控制常采用工频或声频控制方式。

电力工业管理系统自动化

　　管理系统自动化通过计算机来实现。

主要项目有电力工业计划管理、财务管理、生产管理、人事劳资管理、资料检索以及设计和施工方面等。

同名期刊简介

　　《电力系统自动化》（半月刊）是由国网电力科学研究院主办全国性专业技术期刊,每月10日、25日出版,国内外公开发行。

目前已发行至全国各省、市、自治区和港、澳、台地区,国外发行至北美、欧洲和亚太地区数十个国家,拥有大量国内外读者。

《电力系统自动化》是国际著名科学文献检索数据库——美国《工程索引》（EI）核心期刊，被国内外11种著名文献数据库和文摘期刊收录。

1999年、2003年和2004年蝉联三届我国期刊界最高奖——首届、第二届和第三届“国家期刊奖”。

2001进入“中国期刊方阵”最高层面——双高（高知名度、高学术水平）期刊。

2002年成为国家自然科学基金专项资助30种重点学术期刊之一。

2002年以来，多次被评为“百种中国杰出学术期刊”。

2008年荣获首届“中国精品科技期刊”称号。

2009年荣获“新中国60年有影响力期刊”和“RCCSE中国权威学术期刊”称号。

　　《电力系统自动化》以“立足行业,鼓励创新,面向应用,促进电力工业科技进步”为办刊宗旨,主要面向电力行业从事科研、设计、运行、试验、制造、管理与营销专业技术人员以及相关专业大专院校师生、电力产品用户等,既具有学术性和前瞻性,又注重实用性和导向性,同时也重视和鼓励来自科研、生产第一线经验、改进和革新技术交流。

期刊历史-大事记

　　l1977年创刊,季刊，自办发行。

l1980年改为双月刊，由邮局发行。

　　l1981年由中国国际书店向国外发行。

　　l1982年被确定为水利电力部专业科技期刊；正式组建电力系统自动化杂志社。

　　l1987年被中国科学技术情报所选为中国科技论文统计源。

　　l1990年在国内科技期刊中率先实现使用计算机自行排版。

　　l1991年被《中文核心期刊要目总览》（第一版）列为中文核心期刊。

　　l1993年改为月刊。

　　l1995年被评为第一届江苏省双十佳期刊；杂志社配置彩色平面设计制作系统，自行完成广告设计制作。

　　l1996年改为国际标准开本，平装胶订；被评为电力部优秀期刊；入选《中国科学引文数据库》；在《中文核心期刊要目总览》（第二版）中，列电工技术类第一名。

　　l1997年获第二届华东地区最佳期刊奖；被评为第二届江苏省双十佳期刊；获江苏省期刊印刷质量二等奖；成为《中国科学引文数据库》300个重要核心期刊之一，在被引频次最高中国科技期刊500名表中列第159位。

　　l1998年在长期被英国《科学文摘》（SA-EEA，SA-CCA）和俄罗斯《文摘杂志》收录后，又入选美国《工程索引》（EI）；建立《电力系统自动化》网站。

　　l1999年改为半月刊；荣获首届“国家期刊奖”；成为美国《工程索引》（EI）核心期刊；期刊评价指标进入全国前100名，在被引频次最高中国科技期刊500名表中列第58位,在"电子、通讯与自动控制"类期刊中列第1位；被评为第三届江苏省双十佳期刊；获江苏省期刊印刷质量一等奖。

　　l2000年在《中文核心期刊要目总览》（第三版）中，再次名列电工技术类第一名；新版《电力系统自动化》网站建成开通。

　　l2001年进入“中国期刊方阵”最高层面——双高（高知名度、高学术水平）期刊。

　　l2002年荣获国家自然科学基金重点学术期刊专项资助；荣获“第二届国家期刊奖”；荣获“百种中国杰出学术期刊”称号。

　　l2003年荣获“百种中国杰出学术期刊”称号。

　　l2004年荣获第三届“国家期刊奖”；荣获“百种中国杰出学术期刊”称号；被评为第四届江苏省双十佳期刊。

　　l2005年荣获“百种中国杰出学术期刊”称号。

　　l2006年网站全面升级为集读者、作者、审稿专家和编辑于一体网络化工作平台。

　　l2008年荣获“中国精品科技期刊”称号。

　　2009年荣获“新中国60年有影响力期刊”称号；荣获“百种中国杰出学术期刊”称号；荣获“RCCSE中国权威学术期刊”称号。

专业范围

　　电力系统运行、分析与控制，电力市场，电网调度自动化，配电自动化，电力系统远动、通信、继电保护、信息管理,电力企业管理现代化，火电厂自动化，水电厂自动化，变电站自动化，计算机技术、现代控制理论、IT技术及智能化仪器仪表在电力系统中应用等。

主要栏目

　　学术研究，研制与开发，工程应用，专家论坛，特约专稿，新技术新产品，引进技术与设备，现场经验，讨论园地，信息动态，综述等，以及针对行业技术发展和热点课题组织各种专题研讨和专栏。

参考文献：

[1]戈东方《电力工程电气设计手册》水利电力出版社

[2]毛力夫《发电厂变电站电气设备》中国电力出版社

[3]范锡普《发电厂电气部分》中国电力出版社

[4]谢承鑫、王力昌《工厂电气设备手册》水利电力出版社