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
7 g e) A; ~& ?: B, o+ z 1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1 & X, m, V! U0 k
1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2
( M9 g8 B% S* ` p 1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2
% f- { I9 s* X1 a 1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2
2 r# t: d8 `% @% G2 x0 ` p 1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2
7 J N3 X$ w0 X) D1 O& m 1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3
2 n) c/ v7 I" a1 }" @( x+ y' p 1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 ' c0 q- e% [0 d7 S, W
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3
V8 X- k" b# v$ s) x& `) v ? 1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5 : v* ^8 H8 V0 b/ `- I2 h
1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7
7 e; `1 ?! Z4 j 1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7 8 C: P1 r5 C+ e* R y
1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7 0 e$ Q) h/ E* c- u B
1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8
/ S5 L1 \$ {0 N& ]9 O 1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8 6 W( G+ n3 Z4 {, `
第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10 2 R. {1 G& V* M" c1 N Q0 s
2.1 引言........................................................................................................... 10
+ q0 t7 x; ?% {( P G 2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11 7 s7 ~3 x" @+ Z+ ~3 t( I2 M
2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11 ' p) t% r5 g/ k6 V' F& v' L
2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12
P2 ?8 ]2 o0 }1 x5 B 2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15 ) j7 @& ~! d+ h# L6 I0 P
2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16
! C9 B3 y" f( }3 |1 o 2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16 3 F0 |& E- y; T, D
2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16 . T( ~) A- p2 F, N7 |2 X
2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17
2 H( e5 D7 u8 G 2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18 ! M% j9 ^# ^% _6 [+ w! Q
2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19
6 `# U7 z# V; W 2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20
, P6 o1 U* ^- j# n( x第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22
+ k' w6 c% {0 B% _ 3.1 引言........................................................................................................... 22
0 H+ y- \- E5 e7 m3 L# k( a+ J- ^ 3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22
0 E9 h9 c# h( T3 O; @2 A V5 @ 3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23
$ d: a8 A/ \0 l3 w3 R6 W; q% A8 ^" O 3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24
0 `$ l7 B$ |/ ]' q* g& t) t 3.2.3 驱动控制................................................................................. 24
|2 ]) N* s, y! H5 U& ~1 t- V 3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25 , y4 @: i4 x3 R5 F0 i1 Y$ f9 q
3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26 , {* D7 U0 H0 ^0 K# p8 T& U
3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26
& H5 h; P: b. S% W( r/ a" h 3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27 % q% e. L* G- l6 L( S6 k/ j
3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27 7 E) M( x8 t ?/ H8 F3 `
3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31 + X- V& K2 L- f$ w& e
3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32
) D8 Y7 K; X$ x O 3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33
# |) Z& D4 H5 r第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35
, o! K: c" @8 [% N 4.1 引言........................................................................................................... 35 1 q* I1 s$ P; Y H
4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35
! P, K& X3 m; G' F$ b 4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35
( b7 s$ s2 _% Z! x, x 4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36 2 t) a+ T' P3 k) q# G/ |1 ]# W+ a
4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39
! N) O2 E+ L( q _ 4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
2 U R9 g% \' O 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40
7 j" _( E9 s& t+ k 4.2.2 多路复用................................................................................. 43 0 M- ^5 B( ^7 x% V( ?9 z1 N* h' n
4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44 7 I; A. [+ r( Q2 S% c
4.3 差错控制.................................................................................................... 46
1 v! F$ l5 G! A% o2 {% D" u @# M2 [ 4.3.1 概述........................................................................................ 46 4 O! r, T' Q3 b8 V. U; _0 ~
4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46 & R, d& I! I! f; q
4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47
% Z5 E7 u; d& \8 C" u( _ 4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47 9 s. R" [, I* z# Q. [+ I) D* p1 ~
4.3.5 循环码..................................................................................... 48 , k* H( C6 R1 o& q. l% _
4.4 通信协议.................................................................................................... 49 8 n* ^6 v7 b3 w ~" {, O
4.4.1 物理层..................................................................................... 49 - Q5 C* h, t, L& c: @* s( O
4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50
% `( ]6 ^. O; R 4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50
5 w, F! m1 _. ^$ p: K4 h T9 l 4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54 D$ D6 Q6 g' Z$ r7 y! v$ w
第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57 6 l4 d7 h; ]7 ?$ B4 L
5.1 引言........................................................................................................... 57
. |9 R5 F7 V9 m5 v4 n' [- m9 r 5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57
; Q( F+ v5 h- V! D' w1 ]+ C: { 5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57
: s; }& }5 U8 ]. _- M 5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58 : Q( I1 t. X/ T& I( S, v
5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59 % O" Y. P3 C. S/ X
5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 . _/ @: Y! O) g1 ^& w
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60 , t1 j, c, l5 z( |6 H }0 H
5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60
; c! ^2 V! E& w- ?+ N$ j2 G 5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60
& `* z* i2 F! u 5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60
# S2 U7 N6 k$ J$ V* F 5.4.3 图形系统........................................................................................ 63 1 A8 W, q5 g4 ~5 L
5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64 ( N6 Z0 \; c, D8 M& ?
5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64
% T6 K7 f9 t; `0 ~% \/ \ 5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69
) p! W( J6 ?6 b. X- E8 d 5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70
( v0 }/ B. a( o, ~4 d4 l! z* h* { 5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71
5 D* e' X9 T+ d. a 5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71
# q* [0 B$ {1 o+ N, E+ e 5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71 3 T- M' {% Z9 A; G+ y5 P1 R% F
5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72
! B8 p0 ^/ V& C D* S 5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72 / ?! R% f3 }: S# c8 S
5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72 : h, ?1 m+ z0 _
5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72 + j( E1 c/ }! g+ C: u
5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73
1 L( @- K! q* q" Q3 f3 O9 r 5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73 - V. u. P% | I# {
5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 & x) K' n; ?. F, u% b) \, c. A
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73 ' F$ N/ d" q) ~: B
5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73
; b& G9 z* m; U' g% L 5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74 0 }1 ^2 A- J" w
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
/ a2 S0 i6 C% y) ]# Y* j 5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74
& g: K1 K3 W; N j7 |% _; l 5.8.1 开放系统........................................................................................ 75
6 A1 v3 Z. Y9 ~: z$ ` 5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76 + f+ o% I7 ~( P1 S; r
5.8.3 概要分析........................................................................................ 76 / C* _ Z# `' f+ t( p1 o/ w
5.8.4 主要优点........................................................................................ 77 ) _7 l9 X/ q3 x$ t1 Y& z! w
5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77
! u% q* v7 X' d0 s" a! v 5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78
* v& t/ n7 t b; ?% O0 y0 s, r1 Q) x第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 $ P! w6 j6 s- @( l4 o% Q
6.1 引言........................................................................................................... 81 ( w5 w2 B3 o. D* @
6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81 6 F2 z5 k, n" s& y: ]% u! g; }
6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81
: y5 t3 M5 N5 I 6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81
2 V) X) w+ m `# z R1 W% i7 {1 X0 D& K* G 6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82
1 N) F/ Q" F: J: { O' o 6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83 $ e: m: a4 J0 M* ]& \0 S" J
6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83 ) K! G* J; A: U# } w; Q" m# E
6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86 ) w* P Z5 ?7 m; N0 O0 p0 t: u
6.3.1 概述............................................................................................... 86
! J8 ?- P( m; R* {( X& Q. D 6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88 4 A/ M- I: q A8 Y! X$ H% r
6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88
5 Y4 [ a% F9 t0 v+ {$ ~" B 6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89 9 V5 ~3 t% Q g, a7 J
6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89
: x4 Z: B1 S7 \- _$ k7 X 6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93
8 P( C2 B) W0 r5 x 6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96
$ k) P& a# a( q8 ^- w 6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97 : O' O3 e. C. B" K5 i% r5 n5 I' K: G
6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100
' w$ K& W% \8 P }$ h% v 6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100
4 K+ n: x: q& f1 d- D4 h: L# L7 B 6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106 8 l9 u+ C* i ]8 Q5 _
6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108 " G3 Z, n) b) G! h p8 T) O+ e. y W+ T
6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112 5 m2 a! @, @% n. ~( q _- b+ P7 O
6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113
0 t/ Y5 v( G) }; \+ v e! K% c 6.6.1 概述............................................................................................. 113
5 ]% W3 ^. J; y+ S0 ? 6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114
2 A; O, ~; ^9 t: _; |9 R9 G 6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117
& I6 }" V8 M! e! t3 C6 ` 6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122 8 h0 Y! C, c* H& Q2 A
第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132
7 J- h4 P' [1 f" R/ _- d: o, X 7.1 绪言......................................................................................................... 132 # e+ q. L3 G; @# G
7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132 d5 @7 \* G+ O" q) r9 @- c
7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132
* A- Z+ m/ F& a$ Y 7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133
9 Z; C1 e+ a& N* l# q) j( A: [3 b 7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134 2 _9 s) g9 S3 m5 m0 z- H
7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135
) M+ F B8 w- ] 7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136
" q. g# u' V7 {/ k1 Z" U0 s 7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137 $ B- x; R8 l1 I* ~
7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137 . S+ x( x: H6 S( L7 x2 Y
7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139 1 d( u5 {; o; V' U& [. w
7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139
. M6 @) q3 R3 M/ x, z m, Z 7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
- n7 R* ~& \7 f 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141 1 ?* \' c% A) m% o2 T2 z
7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144 ! U9 g. U: n4 y2 V, C3 @
7.4 安全控制对策........................................................................................... 146
* L9 {( D6 A/ ]5 D3 ] 7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146
$ L! J9 W. ^, ?2 Z, y5 p 7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148
; [7 v6 Q0 X2 q, _$ x; g2 g' T ?u
* U& V& Z: w0 s; x5 ?$ z4 t 7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
$ t9 I# O5 B9 Y' j) l 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150 / j* V. E+ l. Q r; U
7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151 ' o7 A8 }5 ?0 Y! `* e: Y/ H) |2 g1 ]
7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151
" _; C9 [: D2 E/ ]! d1 U6 w 7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152
2 O3 S% C5 s% R7 Z" i 7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154
4 W8 y4 w' E' {! K; @# d' o第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156
/ ~% `2 I4 ~3 f- d5 q 8.1 引言......................................................................................................... 156 / g' _$ V# Z8 a2 a P
8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156
# V1 Z# k' {2 S% u 8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156
" t2 ]' M3 i; e7 q' r; l 8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158
& n+ Z% r* h4 Z- l$ `3 m% O( C 8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159 6 j: x3 L# x E6 [7 b0 g4 ~
8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159
" e6 G# p% T4 C) {* Q 8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159 ' a3 D3 s1 O& D3 t6 U% |( E
8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160
1 H# U. V# u6 B, h 8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161 4 i+ x/ @) r B- G A5 E
8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162 , a) L7 Y5 y( }1 i/ j
8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163 1 f7 Z: r, \% D4 N* e
8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165 $ {+ t0 Q3 h ?( ?+ ]% R l8 Q# V
8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167 / \* d5 g% ]! X# G- n% V
8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172
8 I4 Q1 q4 s- R8 L4 N" Q0 o第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175 1 B2 K/ D4 i X4 B9 J' ]
9.1 引言......................................................................................................... 175
1 @+ @* |4 a4 | 9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175
. R/ A4 S* k) d1 P# |3 \+ Z 9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176
. `" _- M+ o' N+ v( h; O 9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178
0 T1 ^& i O" M: @+ | 9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180
+ N* \' @! Z B; X/ L4 i$ H, o 9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180
) | l. W( ` K' H+ [! z O) }# M 9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181 8 L4 x/ M9 h/ }& a) I
9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182 - w- c6 z# @4 A% b! L! l
9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183
6 y- D8 C( z" [7 e& b% |4 { 9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184 " q' E6 t* e3 P, }3 O3 A
9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184
3 j* k6 Z/ t* }" O0 s$ N8 J6 | 9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185 . k8 T, M( V b0 s1 d8 G
9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186 * W/ @- s! { I8 L& t
第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187 7 p& ~$ K0 |5 w- D8 l: B2 e9 G( B& q
10.1 引言....................................................................................................... 187
/ c m/ I3 i+ L) t8 w& q0 G' ?4 X 10.2 基本概念................................................................................................ 187 0 V1 {1 G4 H/ n/ k
10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188 e' B9 n( u9 c: U
10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189
3 s& V: }+ B" p; i t+ O0 d+ Q1 R 10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189
) d. S! n, S! Z6 d" K& S9 X 10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191 : S i+ z7 D$ s2 A! [# o. j
10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196
3 X# }5 K7 ^! h; t! C, X3 W+ `5 m 10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196 D" [. g( k1 w; f7 _
10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197 7 p5 x1 a2 R V4 l9 O
10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200
( `% r) T& `+ [$ C 10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200
6 S& [0 s2 v6 |4 R' x% h& E5 l* S 10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202 / R5 I& y z0 e# [9 U6 {) ~' m
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