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 |
内容简介: |
清华大学调度自动化讲义 |
所属专业方向: |
调度自动化 |
出版社: |
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来源: |
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第一章 绪论....................................................................................................... 1
: b4 g8 g( |+ g3 P% E* V 1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1
' S) C8 i4 M4 b$ n9 L/ B 1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2 $ d% P; z# O( ~' J8 [
1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2
; o- z2 I, ?! I; C3 t, s4 h 1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2 4 t& H+ ~7 {2 K# m9 ^" m1 z* k. ]+ C
1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2 4 K# f& D4 J( `3 p# B0 e
1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3 0 l' p2 H( Q5 ~. M1 o0 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
$ \* T: T7 D+ T. i 1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3 0 R: q$ i6 ]% S: D0 ?; {5 _
1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5
* m: k. f0 Z* ?: M- Y& F 1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7 / Z4 I" L" b2 e9 F; W, _2 t5 R4 h
1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7
5 ^4 J* A# `# b+ y 1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7
# y/ X" V# N. ?* ]7 W* c 1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8 * S7 b* `% B3 _
1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8 ! ^; I! v5 B% ^0 f
第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10
1 c% K8 `2 F; Z) @0 t% E4 v 2.1 引言........................................................................................................... 10
& J; d- t( Z# w 2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11 0 }$ r8 w4 d% ^( w
2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11
6 v. L# z. L& y0 g 2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12 : F+ M3 O$ I* F9 i6 }& \3 v
2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15
% x. K4 i {7 P 2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16
* x$ U: _9 U3 c) e 2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16
" z+ g1 j. Q7 @& }6 l/ U5 Y 2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16 ; O, [( v! C2 B( E! v# V- g' y" Y6 e
2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17 ! b9 Q3 N Y! v- r) \% q. H
2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18
+ B' c: e9 f2 X% _' n5 x3 \ 2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19
2 ?5 N+ c" N( h3 x8 m% f( I 2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20
2 K# T# G& r1 w# F; E9 B6 `& W, N/ W第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22 ; j# R% t0 I8 N2 G* J8 s8 u* b
3.1 引言........................................................................................................... 22
- T0 g8 H1 q8 U( V* c 3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22 " v% m! y+ y* D- l- E5 m
3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23 5 q4 [7 E* W, `1 R
3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24 ) Q6 j! E- D2 G2 S! f( T& e8 w
3.2.3 驱动控制................................................................................. 24
2 ?8 F- C. l+ n1 N8 l 3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25
2 y, x5 l, W, N; a% x6 i) L, J 3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26 & h, h$ ^4 R/ u6 w1 n7 i5 v+ p
3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26
9 U* c+ G3 {* M) E 3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27 , ~4 ~; p' l0 h2 z `
3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27 0 A8 D' u: X1 h" U2 t
3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31
7 R6 v% b1 }8 j/ r7 M& k3 b* T 3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32 4 ?" U0 p ^( r* Y. c
3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33
! O9 Y; V+ t1 C( y s9 [第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35
, g# v5 W, m' [/ L+ p# L 4.1 引言........................................................................................................... 35 + c! W ?- n5 G- _6 S, h. C' {( b
4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35 # c' A: J% y8 h, A7 I! p. g
4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35
, E$ G9 f. Z" P5 W4 e( I 4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36 ' }4 T8 Z) C/ s& a- }' L
4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39 6 r6 K7 H' n. R
4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
$ h( V. x; h$ X. s$ Q0 H 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40 , }0 O+ v2 I( h8 T; C/ ]% b
4.2.2 多路复用................................................................................. 43
" \# Z# _" |1 E; W8 r/ R 4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44
9 ~( ?) ?+ I! F' S0 O I 4.3 差错控制.................................................................................................... 46
/ U$ ~4 |/ e/ ^) a- Y 4.3.1 概述........................................................................................ 46
% i! B" u' g; S$ y' J8 o5 e 4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46
- E3 t, D! _. V) O0 L 4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47
* W3 D8 P5 E0 J6 m/ q+ y 4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47
( [$ G- q# H( c0 \ 4.3.5 循环码..................................................................................... 48 2 A2 U) K0 g2 B' H
4.4 通信协议.................................................................................................... 49
$ Z5 `8 G6 r' k. t6 d1 b 4.4.1 物理层..................................................................................... 49 / j+ x$ q4 N' g, M2 k/ R0 y# B+ T
4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50 . q0 F) j6 F5 I8 b6 W l2 k
4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50
& u* X: ^7 Y k( e. O& G 4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54 % T4 Z, _9 d& q: j7 y4 w; `
第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57
% Z; q5 o! _% \) z6 l 5.1 引言........................................................................................................... 57 5 j. o% ^% ]0 N6 B( d3 @
5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57 . U8 J4 c5 E3 q3 ^
5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57 & P3 P% y, Y3 ^) {/ p
5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58 / S+ g& G6 i1 F0 q8 z, D7 L2 v
5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59
$ L$ W5 h# l% t; M1 a1 f. T 5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 $ L9 X6 p7 d# ]% w6 }' E3 Z; w
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60 / }9 l7 u$ u3 F; {
5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60 ' W" E/ e$ F. u+ S
5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60
$ l, W9 A& C8 J4 {9 e, k4 R 5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60
! K! H4 D( S( z" s7 v 5.4.3 图形系统........................................................................................ 63 0 g) `: N! E" r0 O4 e" \; N ~1 o8 F
5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64
6 s# ^4 l7 G6 b5 r+ v9 l' R: [9 d 5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64
: l8 ^$ g+ b* |! q l' u2 b 5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69
+ T! l2 D0 {. `8 R) J5 S) p 5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70
# z/ l' z. e: c" O7 h8 u 5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71
, Q; h: ^, K; Q- P5 Q# A- L$ U$ L 5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71 4 j! n, ^' W4 v! `9 N
5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71
% @, \) b% p& R! L6 A" L# c 5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72 1 F9 e% R' [+ F7 n
5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72 ! y% u2 Y7 W* B/ @9 l$ g
5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72
j: x- H3 K. F- K( g' B 5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72 . }8 w! ?2 U0 v( J& z
5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73
2 A( g; ~* ]2 p 5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73 ' X4 [) P, h7 W
5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73
2 L; F0 s3 f' N7 W$ I 5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73 $ T" o4 C1 k' c' F/ `
5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73
4 o" o2 S$ F/ @8 f7 _ 5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74 7 N0 W0 g# I, s% N4 ]
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. Q/ s, J% K }, b2 W 5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74
0 @) M! @& B3 K5 b 5.8.1 开放系统........................................................................................ 75 ) o8 L. g, F5 x
5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76 6 W9 A2 Z. V1 g: f' `
5.8.3 概要分析........................................................................................ 76 5 j! J& B7 N5 l3 }9 J
5.8.4 主要优点........................................................................................ 77 ( D- @; Y. E2 F3 [. A9 e+ y
5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77
. Z# P: [8 V6 p. b; w; U4 a4 S 5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78
- |, k' ]2 Q5 r* Y第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 + \6 B* ]1 n8 g+ G1 m
6.1 引言........................................................................................................... 81
. U% s& c5 Z* i2 o5 M 6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81
4 a1 t) \ y8 h, F 6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81
( F* \4 f7 i" k' V) c, U0 v 6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81
) H! M; K' y+ L, N- m 6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82
7 w* I4 z4 n x u. g0 o 6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83
# `+ T. b( e0 L' y" S) K 6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83 + u0 u+ s* C: h2 ^1 a
6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86
6 U: i# V) b- y0 d: I. [ 6.3.1 概述............................................................................................... 86
' e0 Q3 N8 F: j6 U 6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88
' q! J/ p$ N7 e% Z" _ b 6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88
! d. z4 m! G$ } i4 v 6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89
/ c9 r1 x: g* ]5 S) u* w/ U 6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89 ; F: R3 h7 Z" l! G! [3 N7 C/ Q
6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93
. X- O6 x6 e6 A1 w+ D4 y+ k7 z 6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96
* F! v \, |/ Y F" i6 F 6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97 ) Y# g% B. H* `1 W6 L
6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100
2 B) _# ]2 ?6 v% t q! G( y" s 6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100
% |! u: C Y2 L. A& K1 J. ] 6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106
: R! a) W% ~/ A t 6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108
# y, ~% e/ J, Q& g: S 6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112
6 e& T. P! K% v, C7 H 6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113 9 h7 ^; C$ [7 j
6.6.1 概述............................................................................................. 113 ' D; H, V. p/ B; z
6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114 9 ~- C5 u0 W3 h1 S# s
6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117 + Q6 E5 p2 M4 H+ g( C1 y
6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122
# X2 C: h0 p$ u5 x第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132 8 b5 \8 o. h; k! Z7 G6 X
7.1 绪言......................................................................................................... 132 0 J5 H: n9 W2 [* J; q8 I
7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132
2 C1 e+ B3 L8 }* v" E Y' a 7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132 + @) C9 P3 \! z& J' n3 i6 @
7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133
* d x# d& U% D* D! p 7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134 & i% Y) g& v3 Y O; G& F
7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135
# d* ?; e; B6 ^' Z( p. V 7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136
8 O9 c1 c6 \; K: h4 E9 Y 7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137 & |1 i: s# I& h6 ~! {
7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137
1 a& n. v6 h' ?) b 7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139
! M8 C U L8 t, O) R4 k4 G8 k9 J 7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139 - p! B- n9 y5 h1 k o" L
7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
8 M$ l, F9 ~8 Z: y 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141
% R* w2 q( `, Z3 i 7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144
: {! X; L5 f: W5 h; n) W( v m# G 7.4 安全控制对策........................................................................................... 146 4 Y) \% Q& `2 _6 ` K' W
7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146 9 A: W3 B7 z9 Q' W8 Q* A% i
7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148
: X3 x8 Q2 C6 ]5 A4 X! M3 H# W ?u
8 V( E' O" v x0 W 7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
2 e$ K W) ~2 n J: M 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150
2 {0 O+ o* ?/ H7 Z$ x% f$ V 7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151 9 Y- X- h6 ?2 L$ } U' u
7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151 " a" W3 {2 S8 Q, R$ V8 e; {
7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152
& A0 o) d) a; H! o) b$ ^8 z- f3 M 7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154 7 P4 r% L, f: Y1 Z+ L% q+ N
第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156 3 B+ [, h+ U |& X
8.1 引言......................................................................................................... 156
/ T/ I5 y% q) T- G( y" Y" q 8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156 % U* i3 J6 A, U7 C% W0 N R9 N
8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156 ! J, q: M$ `' t% t! A
8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158
: T% P, k4 c. V& A! J& A 8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159
9 ?0 s' c( i* {# p+ W: O 8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159 5 p ]: S; v- q# l. _
8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159
# @+ j0 L& M7 q0 n 8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160 % ?) q6 k7 i) O8 F7 ]1 r
8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161
& d5 [4 n$ o3 V 8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162
5 F( o2 [7 m1 S$ U- g( K 8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163 & I8 d1 q9 p- f {3 t3 ]& e
8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165 2 l7 N# v. [5 y
8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167 * V3 I9 B1 h( \$ K+ f* i
8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172 ( t: w2 W0 @; H" o+ t7 A! g
第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175
7 R5 X$ N; R+ Q: h 9.1 引言......................................................................................................... 175
& C9 K* }6 _! }( V; W2 A: S: ~- N 9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175 4 g2 \& ~- s2 {( r
9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176
. d0 x- h# D8 f7 K9 e! r/ W 9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178
: t. h+ Q( L0 r9 ?% @0 H0 p 9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180
$ y$ Q0 M' o$ { 9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180
1 c* \$ H/ A/ e1 C% {% @ 9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181
# ]3 M5 I2 f+ E 9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182
`" d% d6 r7 M& z 9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183
! E+ G! e1 E! d1 y: d- J2 z, c1 i6 ?5 k 9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184 ) g9 J/ W& |0 I2 ]% F' p
9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184
* r0 t# I# _! O3 H v 9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185 ' L) M9 m7 D# \2 F2 {# ~
9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186
. x$ T* m, z1 I: e4 Q$ e) i第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187 . T* _% o$ A' k7 m) ^
10.1 引言....................................................................................................... 187 7 \9 T6 \+ I- e
10.2 基本概念................................................................................................ 187
# R8 |) l6 F5 {. L 10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188
9 B$ F& J6 s- a 10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189
; j. g( H# T( ^; i# C" T/ v6 d8 z 10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189
& J1 s5 ?" O0 b) `* ^- m# `/ W 10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191
1 M- H4 Q5 \; U+ {8 P& Y 10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196 ( h6 {1 ?2 ~+ _: R' M4 s2 Q
10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196 ) i, L2 @. F" N
10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197 / B. ~6 @7 r2 \# @# g& J$ R4 Q
10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200
$ h8 H) z" V2 u* Q1 C e 10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200
& o9 o( b8 F- V5 w0 a. i! u X 10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202 ( P) d L2 A" d$ v' Z4 c
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