TA的每日心情 | 开心 2017-10-29 19:02 |
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电子图书
| 电子图书名: |
调度自动化讲义 |
| 编者: |
吴文传,张伯明 |
| 所属专业方向: |
调度自动化 |
| 内容简介: |
清华大学调度自动化讲义 |
| 出版社: |
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| 来源: |
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第一章 绪论....................................................................................................... 1
" j* @/ b+ x/ I+ i7 i U1 T- H3 ^ 1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1 6 d( ?2 c9 d* k) y
1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2
- f. h9 f# A$ {/ y 1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2
$ j' k5 M, l0 {2 m- S7 b) a& S1 B 1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2 l. b* K' k' w" J! A/ ]
1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2 6 ?/ c( H9 e& N# T Q+ \
1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3 5 q2 `5 w* y+ E, }' b7 d
1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 $ w) \' J% h7 H4 X2 H
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3 3 V9 y/ H4 Z% U) O% U y3 [. D" J( Z
1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5
0 J" N! P+ t* H" n. S3 D 1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7
}& v! e3 Y4 Z$ J 1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7
9 B" p) A6 o1 n+ l8 Y 1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7
4 x$ D5 d$ u) t Y3 k 1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8
; N- z4 T) y- L4 u$ f4 A 1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8 % ]3 d4 [9 U) t; s
第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10
. c0 t; t* \, q 2.1 引言........................................................................................................... 10 7 [" O& e: C/ e! q5 M3 \; w* @
2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11 5 j! d( }! Z, |5 C: c
2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11 z2 C B, |1 ? O& Y
2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12 6 N, _+ @! m. G. J
2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15
2 d2 q$ e8 |4 Z: x( ^8 X 2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16 5 _7 t' e6 Z/ O9 J
2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16
, V! k3 e* V2 P4 R' i E0 S& n 2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16 % `" |( q0 n S
2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17
4 n' L9 o+ U& q" J 2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18 2 ?& T6 x/ y$ u: j- {1 [
2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19
. ~0 U% }% B; B8 E 2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20 5 j( |6 G7 n. I) T$ B
第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22
5 R H7 U0 |: M9 r4 y) _7 c" ~( h 3.1 引言........................................................................................................... 22
: q9 |1 e2 R# }% u 3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22
2 ] R+ Q7 p! Y3 v 3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23
D/ Z4 i& T$ E! n q W1 q 3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24
" ^" u B+ u- [- U; B 3.2.3 驱动控制................................................................................. 24
: o; a. L% m7 k6 u& t) r 3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25
$ T$ I* N! Q$ y/ ^8 D/ ~/ e 3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26
J% k5 }3 Q' @" v 3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26
, b, S! n* a/ p5 X, c 3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27
0 @# I8 q, m) V 3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27 6 J* {# _# z4 w* ]% M
3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31 / C( P$ S$ x- V, K0 {
3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32
2 h; `0 K0 Y* _: j' q/ M; i' s) X 3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33
: D# j7 }3 H( a第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35
% T5 I F9 F. X4 n9 [4 Q+ `. a 4.1 引言........................................................................................................... 35 ! w3 s4 i- f! }' V$ k
4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35
( f6 Y8 w. }: r* ~9 j9 d# N 4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35 8 ^* M% e3 X$ u$ Y% Q
4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36
, f: }9 V) S! i& w. k8 h. ` 4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39
$ v( g$ k* w3 M9 v5 f& h 4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
; j, V; B/ k3 w3 Q: F3 S2 y) W1 l 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40
9 i2 V9 z9 J. B 4.2.2 多路复用................................................................................. 43
+ e9 x% ?, d9 U* }% n: p! _) Y: `+ i 4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44
0 d- B) _- W M, {2 t9 I: L 4.3 差错控制.................................................................................................... 46
0 f8 H. F7 K1 J 4.3.1 概述........................................................................................ 46
; \4 _4 ~3 G" r! k) n 4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46 2 l5 J) ]4 {+ T% y1 ` @" P" q8 Q
4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47
! \$ G- _% Z# {0 \0 P7 `1 H 4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47 & I2 Q- f$ ?% G: x
4.3.5 循环码..................................................................................... 48
. C& k: C. M6 z* F# j/ ]9 Q# m 4.4 通信协议.................................................................................................... 49
. y/ \4 E. S9 r. A- x# i) w 4.4.1 物理层..................................................................................... 49
; K( f3 e0 } ]* ]* w4 ?/ X 4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50
& E) c/ s6 z( [% o. d2 y1 p% c8 o 4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50
6 p. r! Z# G& j- k 4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54 : s. |" i. p0 @6 I" h0 }- e
第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57
" n, {/ o: ? j, S W 5.1 引言........................................................................................................... 57 . v: U7 p8 q: z5 V
5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57
$ k1 c% q7 t- }% Q0 u 5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57 & x, U% Z3 y% `
5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58 $ S" J ?3 H) A
5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59 , I& S8 }8 c' Y7 m7 J3 g+ ?
5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 / ^% f) L/ R0 U5 Z
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60 4 N3 u0 _" E" f- b, L2 U: M
5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60 $ s1 {* P: J' |: U
5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60
" ^$ i }8 S, Q4 M4 J1 D4 n 5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60
' n4 O: }' c+ q 5.4.3 图形系统........................................................................................ 63 ( k- P* @+ K/ u! b$ ?' F' s0 H
5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64 9 Q( b+ d( ]3 ?" x
5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64
7 _, _* \8 l% W- @9 G6 H 5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69
* W7 y3 n7 @( k. F! N 5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70
% X3 `0 D: G2 G, Q9 d4 M, q& } 5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71
" p4 A0 d2 q% i4 M5 s 5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71 ; ~" f8 Y6 v. V3 A' U0 c- I2 g* G$ r
5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71 - d: J& f5 t0 i4 f/ f$ F
5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72
! u. E. s8 O8 h& a3 @ 5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72
8 v9 ^# c: e$ H o; z 5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72 ( }7 s; B2 S3 A) I& I
5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72 " Q h* C& ]+ t3 `
5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73
1 t! O1 a/ w3 E6 P# p, p9 | 5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73
9 W& R; J8 z7 r3 ^$ G; p 5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 + e1 D; z3 }3 d
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73 ; y8 h2 w+ F8 T
5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73 . ^2 ^( A/ Y' |
5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74
* |. M& j. y& Q8 O5 h 5.7 电网与电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护................................ 74 : `1 w% {5 E) E/ k9 p3 D
5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74
) ?! z& R; }3 h 5.8.1 开放系统........................................................................................ 75 2 O% K% U/ n- y' _) j
5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76 * N% ?" }" N! f: @
5.8.3 概要分析........................................................................................ 76
) Q4 Q* Q! j6 h 5.8.4 主要优点........................................................................................ 77 ; b/ C* k' o: W' I& Q5 [
5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77
. c9 G3 i9 I. c* U9 t c+ u 5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78 3 C* d+ r$ f& N
第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 2 L% ]* x* Q; O) M+ }5 K- |
6.1 引言........................................................................................................... 81
2 I6 p& S ?# S' X+ L 6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81
' w$ U3 a. U: Q 6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81 2 \# ^9 p. z0 @+ V
6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81 $ s) d1 S# U! U
6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82
! n( H" {) ^0 {; z& u 6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83
+ j1 E' V4 c3 x! I! F 6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83
; [0 t, N' s5 x2 [" y7 L 6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86 9 ] l4 b) M- r, P: ^- f5 q
6.3.1 概述............................................................................................... 86 ' E) T; [7 N( Q' W- ~
6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88
7 z0 T% d% o6 d" Z 6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88
+ k( m9 ]" W( T9 S3 J7 y: X 6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89 3 d! s) D4 c# r: m' T
6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89 , R! U2 b% p% v, C0 _1 c
6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93
2 R2 ] e4 h0 a4 U) L: Z* Q4 Q 6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96 " Q Q q9 \ Z0 |% }
6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97 - _) q$ L% f/ W2 N
6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100
: n @6 m( }; {8 g2 T2 k0 d: s 6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100
8 y2 L* g# ~8 ]/ L( A4 l. {+ I 6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106
: q+ R% U& [$ |5 D 6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108 4 B) s1 @* o+ m
6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112
* f+ A) ]: O9 C& L 6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113
K! Y& J/ c* g1 @0 { 6.6.1 概述............................................................................................. 113 # ^& M" p3 m* b1 {. w( b
6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114 3 w$ r9 I) e: {- n/ g8 c9 e
6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117
; E/ c6 W; k. e1 P4 F+ ^% \( N' K 6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122 + q' ^* X" G# t5 o; A q
第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132
2 i5 i: p! D) ~! b( k; r2 X: S 7.1 绪言......................................................................................................... 132 $ r7 X1 g1 K7 N: j) a( C
7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132 ; v) q$ @# R, F1 p: U0 B: Z
7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132
' e4 o! {. J) q% t& H2 x0 n2 q 7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133 ) N% J' {2 { P7 Y
7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134 5 C$ Z8 O \1 W: ?' d' B( _
7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135 0 N: `- f/ n w
7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136
& |5 l+ M. N" I2 V 7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137
+ j! h l* N8 q- H3 J. b, \: J 7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137
8 B3 X7 d0 @( A M( V 7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139
/ R- _- D: x. k2 P4 S, K 7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139
' l7 Z( h, S( K7 ` 7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140 . S6 k! a" [9 b2 i
7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141
/ h2 G5 |. q1 E# s 7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144
) L2 N7 L" V( o1 v# y 7.4 安全控制对策........................................................................................... 146 * h+ x. ~2 C/ X( @# C$ q* O- @
7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146 $ B1 N" L& [; H
7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148 % [' e# r! r8 ]; Y7 [1 j
?u
( @. l) u2 S) t' y. f 7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
# N2 _, q8 v$ l. G 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150
7 H/ B. c1 R) ?# c# h/ Z9 B 7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151 7 X, e+ O/ ~; f- @3 Q+ C
7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151 1 H3 I$ f: V% \: V
7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152
; U8 f9 f7 U* {. ]3 X) S 7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154
7 U5 J9 L6 x/ B1 n第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156 8 j( V7 L7 v3 |3 _; s0 T
8.1 引言......................................................................................................... 156 $ R9 f, o$ `+ G9 A& Z; d, \( @
8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156 . H5 Q* G6 m, V0 H; E. d
8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156
2 g# M! _& q6 p& Z# D 8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158 * {% o- V% C0 y5 U
8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159
9 o1 \$ D& o+ j5 e& C# h 8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159 , n" r! Z1 H! b9 v, ]
8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159
1 o( |2 D$ {. Q1 U3 T' ] 8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160 + T$ P1 A2 U6 y( s9 r# O
8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161 ' p$ n7 r7 o( l( B. f6 ^
8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162
% `- x& @5 @* w1 K 8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163 & [: m9 @; {/ M, {
8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165
. l" b6 }. L3 s' `1 O1 t) V" O 8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167
' M1 e4 h0 |4 v9 ?: d, e0 o4 @ 8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172
+ x+ _- X3 y: o% z* ] W- b第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175
0 x" C4 P% R+ O U0 r* _ 9.1 引言......................................................................................................... 175
1 i I1 B: ^6 T2 c! U: h( @ 9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175 - D& r) `7 g2 [$ f3 z
9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176
: \: b3 H/ O+ d 9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178
u$ S$ r$ t5 b) K# r& a 9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180
+ T; ^4 t& Z4 S+ a+ j3 q 9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180 , K( @8 P3 k; y1 ]
9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181 # Z. D/ [7 L/ T M) E5 U
9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182
- Q: r: S& Y$ F% u/ Z 9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183
# _" h7 S9 y* `$ O1 t V 9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184 ; N6 G" l3 V' y, C9 k
9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184
1 c5 `, s% j1 t5 T& a, x9 K/ c" V9 O 9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185
0 v' _& {' \& @5 i2 \ 9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186
" @5 _) F" Y# y! g9 a第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187 * `: Z5 r5 B' Q5 v$ Z; W9 l
10.1 引言....................................................................................................... 187 ( Q4 B' l6 f. z Y3 z9 M" `
10.2 基本概念................................................................................................ 187 0 Y2 Z# ~) d% n: Y
10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188
! l$ P' h6 O$ { 10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189
9 G$ _$ R! ]+ b 10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189 : M4 E2 `5 M4 x
10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191
/ \1 C3 d# p$ I9 l4 m( l: a 10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196 ) j& e' z) n( H8 ~. `8 `
10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196
/ m/ }" D# V% t3 d 10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197
! R: g0 e* b1 T0 e. D 10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200
0 v6 g6 h: k+ T9 g6 K$ ?* |- \) M 10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200
& }- _% o3 S' P: u n7 r, } 10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202
U. {* Q s& B9 K) J/ k0 H
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