搜索
电网调度自动化技术讲座内蒙古电力调度通信中心自动化处一、电网调度自动化二、风电发展及电网的运行管理三、电网自动发电控制（AGC）功能介绍四、内蒙古电网自动发电控制（AGC）运行管理办法电网调度自动化系统电力系统运行控制的目标及分级控制体制电力系统运行控制的目标，就是始终保持整个电力系统的正常运行，安全经济地向所有用户提供合乎质量的电能；在电力系统发生偶然事故的时候，迅速切除故障，防止事故扩大，尽早恢复电力系统的正常运行。另外，还要使电力产生符合环境保护的要求。简单地说，电力系统运行控制的目标可以概括为八个字：安全、优质、经济、环保。而要实现这八个字目标，没有各级以现代高新技术武装起来的电网调度中心是不可能的。我国电网调度体系及各级电网调度的分级控制任务由于电力系统的庞大和分布地域的辽阔，仅靠一个中央调度中心来集中统一控制指挥是不行的。必须划分若干层次，进行分级控制和管理。根据我国电力系统的实际情况，电网调度是分为国家级电网调度，大区级电网调度、省级电网调度、地（市）级电网调度和县级电网调度五级电网调度自动化系统在专业技术融合的过程中，自动化专业几乎与各个专业都有业务关系和协调配合，处于中心位置。电网调度自动化系统电网调度自动化系统是基于对全系统运行信息的采集分析，作出综观全局的明智判断和控制决策，因此必须依赖一套可靠的通信系统。在电力系统自动化的进一步发展中，电网调度自动化系统可以和火电厂自动化、水电厂自动化、变电站综合自动化、配电自动化及各种自动装置进行协调、融汇和整合，实现更高层次上的电力系统综合自动化。电网调度自动化系统1、电网调度自动化系统的组成电网调度自动化系统由三部分构成，即：调度端，通道设备和厂站端。根据所完成功能的不同，可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息，此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、下调或控制命令。信息传输子系统为信息采集和执行子系统和调度控制中心提供了信息交换的桥梁，其核心是通信信道，它通过模拟、数字或网络通道实现站端与主站前置机相连。信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心，以电子计算机为主要组成部分。该子系统包含大量的直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件，完成对采集到的信息的各种处理及分析计算，乃至实现对电力设备的自动控制与操作。人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理，通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备，为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入，传送给执行机构。数字复接设备数字复接设备内蒙古西部电网EMS系统硬件配置示意图交换机Catalyst6506地调SCADA系统、网络RTU等调度员工作站3*XP1000/667运方工作站1*XP1000/667拷贝打印HP8500实时数据服务器2*ES40/833PAS服务器ES40/833综合数据平台华为NE40通道测试柜历史数据服务器2*ES40/833磁盘阵列采集服务器2*DS20E/833召唤打印HP5000DTS教员服务器DS20E/833DTS学员工作站3*XP1000/667GPS/频率计终端服务器CHASEIO-LAN专用通道连接RTURTUMODEM柜WEB服务器DS20E/83310.15.37.(10.126.35.20)通信服务器2*DS20E/833维护/开发工作站2*XP1000/66716*8=128路网关服务器DS20E/833数据网交换机Catalyst4006华北EMS系统临时交易10.10.12.6(交)华北局华为NE1610.15.20.254华北局华为3526E2兆报表服务器HP300010.15.37.55(10.126.35.18)交易中心临时交易报价10.15.20.1/2/3调度大用户电量录入报警服务器HPVL800早调会显示终端2、电网调度自动化技术的发展历程电网调度自动化的初级阶段电力系统调度自动化的最初阶段，是布线逻辑式远动技术的采用。远动技术的主要内容是“四遥”——遥测（YC）、遥信（YX）、遥控（YK）和遥调（YT）。第一节远动系统的功能远动系统是指对广阔地区的生产过程进行监视和控制的系统，它是由信息采集与控制系统、信息传输系统、信息收集系统和加工分析处理系统组成。各级调度中心为了能够掌握电网运行工况，及时对电网运行进行调整和控制，必须要将网内各电厂和变电站实时运行工况信息及时准确的采集和快速可靠地传送到调度中心。所以远动信息采集、处理与传输是电网调度自动化系统中一个重要的环节，这一部分也定义为远动系统。构成远动系统的设备包括厂、站端远动装置、调度端远动装置和远动信道。电力系统远动功能就是实时采集电力系统各厂、站端的参数和状态，调度（控制）中心根据收集的各种信息来下发各种操作、调整命令，达到监视控制电力系统设备，确保其安全、可靠、经济运行。目前国内电力系统中远动系统的基本功能主要为“四遥”功能，即遥测、遥信、遥控、遥调功能。1、遥测功能遥测是远方测量，简记为YM。它是将被监视厂站的主要参数变量远距离传送给调度，例如，厂、站端的功率、电压、电流、电度、频率、功率因数等电气参数以及变电站主变绕组温度、火电的气压、水电的水位等非电气参数。遥测量实时地送往调度（控制）中心，经调度端的计算机经过数据处理后，可为调度人员提供遥测量越限报警、数据统计、各种日报表打印等功。2、遥信功能遥信是远方状态信号，简记为TS。它是将被监视厂、站的设备状态信号远距离传送给调度，例如，发电厂、变电站中主要的断路器状态位置信号、隔离开关的状态位置信号，重要继电保护与自动装置的动作信号，以及一些运行状态信号开关位置信号。3、遥控功能遥控是远方操作，简记为TC。调度中心为了改变厂、站的运行方式，排除各种事故及故障，以及改变有载调压的分接头、无功补偿电容器的投切、保护装置整定值的改变等，这些操作命令遥控信息，习惯记作YK。它是从调度发出命令以实现远方操作和切换。这种命令通常只取两种状态指令，例如，命令开关的合、分。4、遥调功能遥调是远方调节，简记为YT。它是从调度发出命令以实现远方的设备进行调整操作，遥调对象变压器或补偿器的分接头、发电机机组成组调节器，自动装置以及闸门等。5、其它功能随着计算机技术和通讯技术的发展，远动终系统还包括其它功能，如SOE功能、远方维护功能。当电力系统发生事故后运行人员为了分析系统事故不仅需要知道短路器和保护的状态改变情况，还应掌握其动作的先后顺序及准确的时间。远动终端在处理遥信变位时，把发生的各种事件时（开关跳闸、继电保护动作等）按毫秒级时间顺序，逐个记录下来，并附加相应的精确时间标识，然后通过特定的信息帧传送到主站，这就是时间顺序记录SOE。时间顺序记录SOE是远动终端的一个重要功能，此功能便于对电力系统的事故处理和事故分析。利用远方维护功能使维护人员可以不用下现场就可以修改厂、站远动终端装置参数。减少维护人员的劳动强度。电网调度自动化的第二阶段电力系统调度自动化的第二个发展阶段，是电子计算机在电力系统调度工作中的应用。它包括集中式系统和分布式系统两个阶段。2、电网调度自动化技术的发展历程变电站监控系统变电站综合自动化系统就是利用先进的计算机技术、现代的电子技术、通讯技术、信息处理技术，通过监控系统的局蜮网，将微机保护、测控装置、微机自动装置等设备采集的模拟量、开关量、状态量、脉冲量以及一些非电量信号，经过数据处理及功能组合，按照预定的程序和要求，对变电站实现综合性的监控和调度。因此，变电站监控系统是变电站综合自动化的核心。变电站监控系统结构分为集中式、分布式、分布分层（散）式模式，目前变电站一般采用分层分布式结构较多，该结构模式纵向可分为站控层和间隔层，从整体上也可分为变电站层、通讯层和间隔层，系统由数据采集及处理、监视及控制、通信、人机接口四个模块组成。集中式结构集中式结构一般采用功能较强的计算机扩展其I/O及外围接口，集中采集站内信息、集中处理与计算，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能，多数集中式结构实现微机监控、微机保护和与调度通信等功能是由不只一台微型计算机来完成的，只是每台微型计算机承担的任务多一些。例如担任监控机的微型计算机要担负数据采集、数据处理、开关操作、人机联系等多项任务；担任微机保护的计算机要可能要负责多回低压线路的保护工作。集中式结构优点：（1）能实时采集变电站各种电气设备的模拟量、状态量、脉冲量，对变电站运行工况进行监控、信息管理等功能。（2）完成变电站主要设备的保护任务。（3）系统具备自诊断功能和自恢复功能。（4）体积小，造价低，可减少站地面积和造价适合小型变电站的新建或改造。集中式结构缺点：（1）功能集中，故障后影响系统较大，可靠性不高，尽量采用双机热备用运行。（2）软件复杂，调试不方便，维护工作量大。（3）组态不灵活，不利于软、硬件升级改造。总之，这种集中式结构提出得较早，主要受条件限制，当时计算机技术、网络通信技术还没有发展起来，这种结构方式可靠性差，功能也有2、分布式结构分布式结构最大特点就是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成，将数据采集处理、控制单元和机微保护单元按一次回路进行设计。在结构上采用主从CPU协同工作方式，各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，多CPU系统提高了处理并行多发事件能力，解决集中式结构中独立CPU计算处理的瓶颈问题，提高了系统的是市实时性。分布式结构在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种模式，其中分布集中组屏模式适用在110kV及以下变电站。分布集中式结构如图4-5所示。分布式结构特点：（1）、各功能单元相互独立，便于系统扩展和维护管理。（2）、局部故障不影响其它模块正常运行，可靠性高。（3）、具有很强的抗干扰能力。（4）、减少二次设备的战地面积，降低工程造价。3、分布分层（散）式结构站内监控计算机显示器打印机信道调度（控制）中心分布分层（散）式结构系统就是将变电站信息的采集、监视和控制从逻辑上分为变电站层（站控层）、通信层、间隔层。分布分层（散）式结构如图4-6所示。（1）、变电站层（站控层）变电站层通常包括监控机、工程师站、五防机、远动工作站等，主要完成数据采集处理、监控、逻辑闭锁、无功调节、调度（控制）中心的“四遥”、保护、自动装置、谐波分析等任务。变电层功能分布的形式取决于网络层的结构、变电站电压等级及实际需要。（2）、通信层通信层包括现场总线（Lonworks、Canbus、WorldFIP、Profibus）、以太网，主要完成信息传递和系统对时等功能。通过信息交换，实现信息共享，减轻变电站的设备配置，从整体上提高变电站自动化系统的安全性和经济性。目前国内流行两种网络层结构：即双层网和单层网结构。双层网指间隔层通过第一层网络（多为现场总线）与通信控制单元通信，由通信控制单元与变电站层之间通过一层网（多为以太网）连接，取消控制单元。至于在自动化系统中应该采用双层网还是单层网结构，应视具体应用场合而定。（3）、间隔层通常是以变电站断路器作为间隔进行划分，包括测量、控制和继电保护部分，每个间隔由各种不同的单元装置组成，可集中组屏也可分布在各继电保护间内或安装在开关柜上。继电保护、测控即可以各自独立也可以合二为一。对变电站相关一次设备进行保护、测量和控制，响应就地层、变电站层、远方主站的操作要求，对采集的信息进行处理上送，并在变电站层、远方主站控制失效的情况下仍能完成保护、测量和控制功能。该结构模式适用于220kV及以上变电站。分布分散式结构的主要优点有：1）间隔层控制单元的自动化、标准化使系统适用率较高。2）逻辑连接到组态指示均可由软件控制。3）简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积。4）简化了变电站二次设备之间的互连线，节省