调度自动化课程设计报告

电网调度自动化系统体系结构设计报告1/281总则1.1设计依据1调度自动化课程设计任务书；2地区电网调度自动化设计技术规程，DL5002-91；3电力系统调度自动化设计技术规程，DL5003-91；4地区电网调度自动化功能规范，DL/T550-94；5能量管理系统（EMS）应用软件功能及其实施基础条件；6调度员培训模拟系统（DTS）功能规范，调自[1999]164号；7县级电网调度自动化系统实用化要求及验收，DL/T789-2001；8地区电网调度自动化系统应用软件基本功能实用要求及验收细则（试行），调自[2000]7号；9EMS应用软件基本功能实用要求及验收细则（试行），调自[1999]207号；10远动终端通用技术条件，GB/T13729-9211远动设备及系统第5—101部分：传输规约基本远动任务配套标准，DL/T634.5101—200212远动设备及系统第5—104部分：传输规约采用标准传输协议子集的IEC60780—5—101网络访问1.2设计范围1.2.1设计水平年要求达到2013年国内较先进水平。1.2.2设计范围课程设计电网结构，电网结构编号-厂站编号2-2。1.3设计原则设计原则要考虑到电力系统的安全性、经济性、可靠性、易操作性并且5年之内技术能保持国内较高水平。所以应该采用最新的计算机软件、硬件技术，建立一个SCADA/EMS集成化开放式应用环境。其具体原则如下：1稳定性：应用于电网中的调度自动化系统，稳定性是第一位的。落后的系统会增加技术人员掌握的难度，甚至导致系统无法发挥作用；2实用性：坚持人机对话简洁、明了、方便的原则，且能完成调度系统与MIS系统之间的信息共享；3易维护：系统的硬件设计与选择应具有通用性，系统的软件设计应具有远程维护功能；4先进性：采用技术先进、应用广泛的Client/Server主从分布式体系结构。系统选用先进的操作系统和软件平台。5可扩展性：在系统的生命周期中，系统的功能有可能不断的增加。因此，系统的体系结构必须适应这一需要。应用软件采用模块组装式结构，可方便的扩充应用模块。电网调度自动化系统体系结构设计报告2/286伸缩性：可根据实际需要及资金情况灵活组成大、中、小型各类系统，网络可选用10M或100M高速以太网，计算机可选用IBMPC、Alpha工作站等机型，系统规模可随时扩充、软硬件可随时独立升级，充分保护用户投资。7灵活性：灵活方便的图形生成和组态工具—工作轻松快捷组成系统的各功能模块，多数要能做到即装即用；专用的图表生成及组态软件，专用的数据库生成及管理软件，图表生成及组态软件备有专用的电力系统图形元件库，任何复杂的图形、报表、曲线、棒图等均可唾手可得、一笔画就。多窗口、多画面、多层次、动态缩放显示、三维立体图形。全图形界面，易于使用和维护。8安全性：系统硬件采用冗余设计，保证系统的不间断可靠运行；由操作系统、数据库以及应用软件的操作等级三方面来满足严格的安全操作要求。9系统有统一的模块化面向电网描述数据库；10系统必须能够进行高效的实时数据处理：对于系统中实时性要求较高的部分，采用必要的硬件以及运行效率高的编程语言，同时对实时处理软件的时效性严格要求，精心设计。11系统要有友好方便风格统一的人机界面；12系统要有功能强大的电子报表软件，具有灵活的报表处理功能，并能做到图文并茂；13系统对大量的历史数据具有强大的归纳分析和趋势预测功能。电网调度自动化系统体系结构设计报告3/282电网概况和调度管理2.1电网概况设计任务书中的电网结构示意图如下：图2-12#电网结构图图2-2发电厂主接线在2#电网结构图中看出，电网中有一个发电厂，其中有两台发电机组（互为备用）；然后有两个变电站，包括变电站1，变电站2；包含有六个不同电压等级的母线，母线分段之间通过断路器连接。在发电厂主接线图中，发电机G901和G902分别通过断路器与10KV的发电机电压母线I段和II段连接；该电厂的主变B1、B2双绕组变压器（互为备用）担任将I段和II段10KV母线上的剩余电能按照负荷需求配送到110KV系统中，可以保证任一侧故障或检修时，保证可靠供电；然后从110KV侧I段和II段接到变电站或者外部系统大用户。在发电厂系统中，10KV和110KV母线两侧，一共包含14个断路器，包括发电机侧QF901、QF902，10KV联络QF902，主变B1两侧QF911、QF111，主变B2两侧QF912、QF112，110KV联络QF100，变电站或外部系统侧QF101、QF102、QF103、QF104。系统中包含的主要回路一共9个，分别是两个发电机组出线901、902，两个主变B1、B2高压侧111、112，变电站1的101，变电站2的103，外部系统的102、104。2.2调度管理2.2.1调度管理体制和机构设置1三级管理体制第一级：不同电价核算的电力系统之间，由联合调度中心负责系统进行调度。第二级：统一核算电价单位的系统由电网调度中心负责全网主干线和重要的发电厂和变电站运行调度。第三极：区域电网调度所负责该区域输电线路和大容量发电厂的运行调度。（在很多区域，还设有35KV以下电网的地方调度管理）电网调度自动化系统体系结构设计报告4/282县调值班调度员在其当值期间为本系统运行、操作的指挥人，按照批准的调度范围行使指挥权。发电厂、变电所的值班人员在调度关系上受县调值班调度员的指挥，接受县调值班调度员的指令。值班调度员应对其发布的调度指令的正确性负责。3各发电厂、变电所的值班人员在接受县调值班调度员的调度指令后，应复诵指令，核对无误，并立即执行。如受令人认为所接受的指令不正确时，应及时向县调值班调度员提出，当县调值班调度员重复其指令时，受令人应迅速执行。如执行该指令确会威胁人身或设备安全时，值班运行人员应拒绝执行，并将拒绝执行的理由报告给县调值班调度员和本单位的直接领导。如有不执行或拖延执行调度指令者，一切后果均由受令者和允许不执行该指令的领导人负责。决不允许无故拒绝执行调度指令，破坏调度纪律，虚报和隐瞒事实真相的现象发生。如一经发现，调度室负责人应立即组织调查，并将调查结果报请电力行政主管部门和相应的电力监管机构予以严肃处理。4上级领导发布的一切有关调度业务的指令，应通过调度室负责人（或调度组长）转达给值班调度员。如调度室负责人或调度组长均不在时，则值班调度员可直接接受和执行指令，同时尽快报告调度室负责人或调度组长。各发、供电单位领导人向其值班运行人员发布的指令，如涉及县调调度范围的权限时，必须经县调值班调度员的许可才能执行，但在现场事故处理规程内已有规定者除外（现场事故处理规程内容的规定涉及县调调度范围权限时，应在规程制定前先征得县调同意，并报县调备案）。5当发电厂、变电所或系统发生异常运行情况影响县调系统时，发电厂、变电所的值班人员应立即报告县调值班调度员，以便在系统上及时采取预防事故扩大的措施，做好记录并向有关领导汇报。6上级调度在紧急情况下可以直接指挥操作下级调度管辖的设备，但操作后应及时向下级调度说明。运行单位在执行上级调度指令后，应同时报告该设备的所属调度。当一个运行单位同时接到几级调度指令时，应及时汇报最高一级调度的发令人，并由其根据指令的性质和影响，从全局出发确定执行指令的次序。7值班调度员在值班期间，应严肃认真、慎重过细地工作，自觉遵守调度岗位值班制度、交接班制度和录音管理制度。8县调值班调度员应由相当业务知识和现场实际经验，具有职业道德的人员担任。新任调度员在正式上岗之前，应经培训和实习，经考试合格由调度室负责审核后，报局分管局长或总工程师批准，并书面通知有关单位。县调值班调度员分正值、副值、见习调度员三级，副值调度员在领导、监护下发布和接受正常情况下的调度指令。见习调度员不能发布和接受调度指令。9调度应重视技术管理工作，加强调度人员的岗位培训，定期组织下现场熟悉设备和运行情况，开展与兄弟调度之间的经验交流，不断提高调度业务的管理水平，以适应电网日益发展的需要。2.2.2调度职责和调度范围划分2.2.2.1调度职责县调中心运行管理机构的职责：电网调度自动化系统体系结构设计报告5/281负责对县内管辖的自动化系统进行运行维护、调整试验及运行统计分析，并定期上报；2贯彻执行上级颁布的各项规程、标准、导则和下达的工作布置要求等文件，编制县内自动化系统的专用运行规程和检修规程。3参加编制县调自动化系统的规划，参加审核县调自动化系统的规划和设计4编制并上报县内自动化设备的年度定检计划5参加编制县内自动化系统年度更改工程计划6制定并实施管辖范围内自动化系统的年度定检计划或临检7组织县内自动化人员的培训和技术交流工作，提高人员素质8负责管辖范围内新装自动化设备投运前的检查和验收9与有关调度互送信息发电厂、变电站专职人员的职责：10负责厂、站端自动化设备的运行和维修工作，并按计划进行设备的定期检验工作11负责运行统计分析工作并按期上报12执行上级颁布的各项规程、规定和下达的工作布置与要求等文件13编制各类自动化设备的现场运行规程和使用说明，向电气值班人员介绍自动化设备正常使用的业务知识14编报厂、站年度自动化更改工程计划并负责实施，提出设备临检申请并负责实施15负责或参加新安装自动化设备投运前的检查和验收2.2.2.2调度范围县调中心负责所辖区域内所有35KV电网及所有发电厂的调度；各厂、站只负责本厂、站和各自下一级线路的运行操作。电网调度自动化系统体系结构设计报告6/283调度自动化系统现状及存在的问题3.1系统现状县级电网调度自动化系统，是县级电网安全、经济、稳定运行的重要保障。近几年来，随着县级电网调度自动化系统技术日趋成熟，在实际应用中取得了很好的效果。现实中很多县域电网还没有电网调度自动化设备，对于各种模拟、数字信号都是通过互感器直接读取，还没有RTU与计算机监测控制系统。县级电网调度自动化系统的应用彻底地改变了传统的电网调度方法，为县级电网调度提供了高科技含量的新型电网调度手段，是县级电网调度手段和方法的一次革新，近几年来，随着县级电网调度自动化系统技术日趋成熟，在实际应用中取得了很好的效果。3.2存在的问题落后的县域电网，由于缺乏调度自动化系统，无法对电网关键结点的各种参数进行时实监控，从而使运行人员无法实时准确掌握电网运行状态，无法及时应对突发故障，往往因不能快速发现、隔离故障而导致大面积停电；无法充分利用电网潜力，考虑到可靠性，必须使电网极限有很大裕度从而显得很不经济。3.3主要措施为了对电网进行自动化调度控制，在电网所以重要结点（包括各发电厂、变电站、线路）加装RTU，通过远动设备进行数据采集。进入计算机系统对采集得到的数据加工，并通过人机界面方便的显示电网当前运行状态，以辅助调度人员对电网进行综合控制。电网调度自动化系统体系结构设计报告7/284系统功能及技术要求4.1系统功能要求4.1.1设计水平年(2013年)功能要求（一）数据采集：1模拟量：机组有功功率P，无功功率Q主变压器及输电线路有功功率P，电流I（或无功功率Q）配电线电流I（或有功功率P）各母线电压U2数字量和脉冲量：电网频率f配电线有功电能主变压器、输电线有功、无功电能水库水位3状态量：断路器位置保护预告信号事故跳闸总信号通道故障信号RTU主电源停电信号载调压变压器分接头位置信号隔离开关位置发电机运行状态信号保护动作信号4非电量：主变压器温度t（二）数据传输：和上级调度监控系统通信或信息转发通信规约转换主站端可以和n和RTU通信向管理网传递信息（三）数据处理：电网有功功率总加P越限警告功率因数计算电网无功功率总加Q电网有功电能量总加电网调度自动化系统体系结构设计报告8/28复核率统计断路器分合闸分类统计（四）遥控：遥控断路器电容器组投切变压器有载调压分接头位置（五）事故报告：断路器事故变位，事故信息优先显示与报警事故记录事故顺序记录（六）人机联系：1画面显示操作：县级电网潮流图调度自动化系统运行状态图厂站一次时实接线图厂站时实数据显示24h负荷曲线、电压棒图发送遥控命令修改RTU监控定值修改