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
6 b0 O- Y0 R" F5 ?+ ^ 1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1
6 t. {% a5 _6 x* Q0 \. o5 ~" k 1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2 9 a0 ^1 Q7 K4 S; Q1 I
1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2 . m$ w; _( {6 e7 D6 P4 x, B
1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2
3 x+ A9 G7 _; e 1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2
1 O t4 Q: K9 t! a! b 1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3 6 K; S. X3 i5 m5 Q
1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 2 m3 W y- l5 k3 ?4 B5 q, J
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3 0 O+ N7 g3 V8 P4 D
1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5
0 V: u( v7 d1 ?5 W 1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7 : O+ a* X) b" W4 X( n7 g; I
1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7
8 i9 g% W" {/ v, ` 1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7
6 D" E( W" x' Z/ ` 1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8
' c+ D, ]; ^6 A5 m8 ^ 1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8 P$ Z( a4 ^) Z6 e( L; P5 T
第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10 % ]/ W( R* l$ g) A
2.1 引言........................................................................................................... 10 " p0 i' ] P, W9 R( ?4 Y) Y# U4 Q
2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11
5 w! c( n3 i5 F/ M- k) O3 I' z 2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11
% D9 A( z: y7 r; ^9 Y 2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12
# x+ D) C! c/ M; L 2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15
8 Q5 `! ^9 w- D# ^ 2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16
L; M+ M7 ^1 l 2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16
& k' h9 a+ L3 ^( L$ o6 l3 @ 2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16
8 I% R+ ]( @9 S. Q; N 2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17 , l" K- x* G: f# y5 V
2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18 ) m3 J e- f2 y) T2 t
2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19 4 D4 G( _7 c; e; R1 K. k3 H
2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20 ' g( t( Q- i& u2 x
第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22
& r3 ]+ ^; k; P/ |- }3 d2 Q 3.1 引言........................................................................................................... 22
/ W9 Y; ^+ ]& N& t. t 3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22 ! i- ^7 _& x# I8 a: d
3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23
, D7 ^* H/ E8 j& {) H" v& a2 W5 Z% ~ 3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24 4 d% R! r* C: ?0 n% z# r# R
3.2.3 驱动控制................................................................................. 24 9 b2 c) |. |! K3 f* B; o/ K
3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25 $ H; C! G4 C+ q$ `" B3 k/ Z
3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26
, e" Q! J1 s9 `8 M8 B8 L 3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26
! A8 ]& w9 e, r# b" E 3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27 # P; g7 e% f) D
3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27
$ y! X, q+ O# @2 L 3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31
# b3 v+ s/ D3 b2 `6 e! R 3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32
1 N$ V# v6 r" X/ \9 {1 m( O( A 3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33 A# Q: X" _6 F% F
第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35
8 L+ e& z/ h+ k5 A. } 4.1 引言........................................................................................................... 35 + y$ a+ Y2 f" e: h7 s
4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35 / i6 _5 M1 X2 W7 ~
4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35 / r5 [9 i- n, W4 g/ l+ l
4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36 " k4 R% G* g( h/ t. V0 w
4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39
' ?7 q# |: z2 f1 ^: n% V7 A0 I) Q5 o 4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
3 V$ v- v6 w1 L/ r7 @ 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40
, {! J/ s) ?7 H/ \$ x0 X* H 4.2.2 多路复用................................................................................. 43
7 ~% y& l7 p! Y) @7 t 4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44
7 ~, a3 N$ K/ U- F 4.3 差错控制.................................................................................................... 46 + p: ~1 h t( k5 h' C
4.3.1 概述........................................................................................ 46 ! Z- ~0 c3 Y8 X) ]1 _
4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46 * z% x9 |" S9 N, V$ w5 x4 ?
4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47
# b6 n {5 p& b9 x9 r 4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47
' K" V0 |* M0 Y+ C9 Z. ^! w' Q 4.3.5 循环码..................................................................................... 48 9 L: v# l& O% Z% [; K6 Z
4.4 通信协议.................................................................................................... 49 + M n! B" V- a4 \" v
4.4.1 物理层..................................................................................... 49 : k* @2 _" c3 U* Z W7 W
4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50
4 Z2 P1 }# [7 w4 i& l5 p: w 4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50
0 ^$ B+ D& j* O- k/ @# n% A0 G 4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54
% I, s( n! _* g第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57 , D: P- Q' t3 H
5.1 引言........................................................................................................... 57 1 N7 ~' U# W* c \* B1 G. {3 k
5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57
: a6 s4 r6 V3 C) m. Z 5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57
. t5 |! X( u6 h7 {. F 5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58 - _4 U6 }( ]5 ?1 f% `
5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59
2 c' V4 C' w3 `: z3 c 5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 ( Z3 n* q* _8 s/ |/ j
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60
% B) M* n z" P 5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60
, l; k$ `, C$ ~- t& F4 l6 h0 M! j 5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60 9 h1 ^! b$ O% E! \" f; a
5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60 " ?, N0 h7 C* c) V; A" h) Q# p! B
5.4.3 图形系统........................................................................................ 63
& T6 T8 \, ^5 W( T- Q: t1 p O 5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64 - W8 L3 a% [. L" M: [: o6 Q: {& T9 Z
5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64 $ X3 `3 g8 u/ H0 A# p
5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69
( x+ _& ]: m6 b+ D6 c7 H& }3 m 5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70 ( _8 v4 ]( ]9 f% a9 }+ ?
5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71 ! g. B* j5 ~5 j+ A
5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71 5 `6 L& w6 L7 u. c
5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71
. E0 Z7 s- D; Q/ g3 z4 W9 J 5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72 3 x7 Q5 q. m+ `
5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72
0 V4 n' n5 ~) A# r* a- p 5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72 ' Y& ?: K. d8 W5 Y$ W
5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72
; J0 O9 b; E9 P/ t 5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73 + x! g/ j% [6 @# y/ f2 v
5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73
/ _: X6 q5 G- n 5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73
0 F. ^, a: D9 t2 _% n! { 5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73 # V4 V8 ?# n/ V4 Q' {# T
5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73
( s0 G3 l3 _% M0 ^, Y 5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74
. l: M5 l) [3 f: n6 E 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 ! Y' A! T9 }9 g, L% C$ }
5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74 , G% ?9 T$ y2 Q# W
5.8.1 开放系统........................................................................................ 75
- R1 ?: b! O0 j 5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76 1 e. Z6 H9 n6 O; |: N
5.8.3 概要分析........................................................................................ 76
6 H; ~3 j9 @% b' U1 ^6 t 5.8.4 主要优点........................................................................................ 77 & V/ ?2 G% \2 S3 s8 x' |0 \
5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77
" G( K3 [% z9 ` 5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78 ( h* p# \/ i, h; P' g
第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 ) F" j4 x7 s; Y% q
6.1 引言........................................................................................................... 81
% d: @' [1 t' K 6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81
8 M! Y( [! a" e$ a6 n' G 6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81
, L4 V, F# h- ?% \ 6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81 4 W) K5 _5 A) A F7 @6 ~8 d5 S
6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82 # B- J @8 i* x: C- A& j! Y
6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83
' E% |% ]2 h3 W9 M7 H) o 6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83 5 {) ]5 x5 G# k
6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86 $ |/ C- ^5 N) m q
6.3.1 概述............................................................................................... 86
1 q8 V! ^2 f+ e, g8 J1 s4 {. b 6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88 ; |: h7 j. ~ O4 ~9 H; u# i
6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88
6 |5 D. s; z5 g2 k, [9 R. \8 G 6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89 1 J, v" i0 [5 E( P& |6 O4 [! z1 T
6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89
5 a% Y+ A \0 J% I: V 6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93
3 ~5 y+ g- Q/ L: J% ]# V 6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96
2 g3 \4 ]) M ?. @1 g 6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97 + E- z- r4 ^2 p: J H7 ^! H, D
6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100
/ d* m/ ]( ]- [$ ] 6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100
1 m- S; I9 y0 u, `' L S3 L2 c 6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106 : a8 }6 L3 ] L
6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108 @' ?7 O( x3 R4 @: Q4 M. @8 n
6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112
- N" j3 B' ?0 C5 f7 ] 6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113
7 q8 A: R# w2 x' I: h 6.6.1 概述............................................................................................. 113
' q8 M* u2 H" q& n! H' B 6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114 & b. t( s7 i/ h. k
6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117 0 x9 k n5 P1 i2 k& S; M) B5 x
6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122
3 }6 Y, Q( ^9 b- f6 q6 R第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132
& u2 L0 l8 n+ F. d. U 7.1 绪言......................................................................................................... 132
* o- R2 |7 k" w( b) n, C; d 7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132 - j! X1 O$ x0 V) C) o( s
7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132 ; ^7 t# j* @: t7 Z; `
7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133 . F) B: B0 f8 e8 u3 z5 }9 U: Q9 u
7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134 * d9 Q- V" v, B j
7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135 2 \2 x) \0 L5 u8 ~+ W8 G) Z, A: M7 q
7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136
9 g6 m8 N3 ?9 ~3 s7 Q) Y. D 7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137 0 d. ^7 T. Q9 e* ^
7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137
# f4 K3 l2 `: q: g' r% @2 v 7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139 3 }6 [( \; z3 [
7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139
+ Q8 y, h$ |! @+ J 7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
: J# q) U! p3 n8 {! `- E7 F6 Y 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141 1 b# u% P2 M4 w
7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144 , y, p2 X2 v2 i' v3 Q3 a1 U
7.4 安全控制对策........................................................................................... 146 ( x% z$ v# k& k$ z
7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146
a6 h9 U- ?9 q0 P/ O. K: D2 S3 w 7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148
7 U7 p9 q# u1 k& ~$ j ?u 2 [* a; U. w8 t9 g" T" x
7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
: d. d ^( L0 L/ l, U 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150 ( @) F, ^5 s) a
7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151
. ~; w A8 B* }' T+ g( k 7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151 5 _1 X9 B" z9 r" O, x2 b
7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152 8 j y( C W9 f9 [0 j& u
7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154 " `8 Z9 j% u8 y0 @; I
第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156
& f& H8 _9 l7 o! c7 N! S# R. [0 H 8.1 引言......................................................................................................... 156
% O# Z% H( Y* S# U3 X% X! [( a, G 8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156 1 V' O- f! D$ ^
8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156 * C. j/ _# J8 l: M: z+ c
8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158 7 r# s3 h2 L, G; t2 m
8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159 0 x2 c) D) ~% p9 Z* N8 ^
8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159
* C9 x1 z; }. X$ D c 8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159
2 a2 p1 Q X* p; g* @ 8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160 0 X x5 q/ E7 O# {0 r0 Z
8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161 / V+ I& ]8 O0 Y( T" W) l: ~: x
8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162 " a: a: ?; V* o& k
8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163 7 t; I' k7 |7 O5 ` ?% t
8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165
( u( R1 u9 F7 B C( |6 X3 [ 8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167 : s2 O% k: f; `/ `/ M3 W
8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172
: T1 d0 F4 r# Z( R第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175 1 q' Z' T6 Q, B* V% I8 Q/ K" ? P
9.1 引言......................................................................................................... 175
* z: U @* B, x9 ` 9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175
6 } c8 n% m1 t( C- r) s 9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176 , X! h p! c- K5 s& `0 l
9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178 / t! w. p; `& C2 ?- x9 ^' [, |
9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180 * B C5 d9 L0 n4 y/ ~
9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180
' | M& c1 N9 G& t9 j+ d 9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181
+ u! ^# Y- B( L7 e/ E 9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182 2 Q( n4 ?, Q) d
9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183 ' W ^, _; n1 ^( d0 a' `5 j4 S
9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184 8 k3 Q. o5 ?6 t$ D- ~$ @. L; ~
9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184
' o a5 V6 X: ^) I 9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185
: A- K9 h# W& u; k2 h 9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186
2 }1 C& t' v" r第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187
- m9 U) \7 H2 \( ^: t8 Z2 c4 j 10.1 引言....................................................................................................... 187
% |* S1 [: S8 T 10.2 基本概念................................................................................................ 187
% _- o5 I* T# e# V 10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188 ! Z* r, R$ t% m& k$ U. _/ a
10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189 ! v% K( p7 R( L2 i) e0 x
10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189 9 b! w0 Q( Y. |% s: p
10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191 , [& M8 k% g: A/ z: @
10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196 % n# L3 @3 e* ~$ c) f
10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196
% U8 y" y. k) p 10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197
5 G% Q3 p+ a' v3 ]. _ 10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200 4 A. R" P. L' T
10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200
; b4 s Z( r0 R5 r 10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202 , B6 j. X0 F* z6 j
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