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
. J K# n+ ^# m6 ?. F9 a& @( D 1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1 ' C" t; o: L$ A
1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2 & H: B/ e' G2 E: |0 r4 L/ f
1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2
! N& R% Z l2 o( C 1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2
. ~, f+ U. p, l4 o7 J 1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2
! _; T. h( J+ ^" ]: \+ P 1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3 ( t1 B" T( _! H/ {' B( C) M; V+ H
1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 , D) M! @" t& G, b; x
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3
% c( @5 P- L2 B0 l2 j" ~5 ? 1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5
/ \1 ?7 C4 Q3 p4 n$ W0 C0 Z+ ?4 n 1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7 D1 q- f `( Q4 u
1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7
# T7 r% p5 P! E. A2 c7 n- E/ h 1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7 7 v# D/ @! r3 ]" C; ]. y* ~' ]
1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8 q- i# X# _- z C$ Z
1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8 , O! Q3 y9 P; n9 f! ^0 F1 ^
第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10 / P- O6 H) R! H& h/ I
2.1 引言........................................................................................................... 10 + i4 A# O) c6 r! [" a3 _' W' \
2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11 0 f! ?% w; |, Z7 n. K
2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11 5 d; ]' E* j* O
2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12
9 a3 x! I* ^2 g0 X8 }0 P# N 2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15 + c: h: N" _# U3 z1 J: `" ?! d& X$ D! L
2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16
( g( `% V: K8 L* @ 2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16 ( S; x" {" ^' `5 ^/ T+ ~) g# Q
2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16
" l$ W. R/ \6 `& Y0 Z) g' n3 z: } 2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17 1 k: Q! ~1 l9 O% R2 p+ 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
( O% S( r' a" W 2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19 % f' n0 e$ f( a- ]* A, g+ q
2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20
6 c5 ]8 h% t+ \% L第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22 : D n# l0 f* S7 s% T6 S! [& H/ {
3.1 引言........................................................................................................... 22 + j ~) B/ i; n7 F0 P& X9 f: G
3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22
& q# F9 u' x5 d$ t 3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23 5 G5 A; l, K* e* f! q- P1 O
3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24 [/ y2 g( M! l. x \. c
3.2.3 驱动控制................................................................................. 24
- E7 n3 Q6 x2 x 3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25
' {8 g( K' u' i% p$ b, y, X 3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26 5 `# A$ v5 Q! n# `5 w" o5 f& z# i( T$ r
3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26
6 n* U5 r, t6 h) y9 E/ A$ p. e8 U 3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27 ' e) v' A' [' I" N9 C3 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 , p% q" Y5 r! D# K' K
3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31 ! y) b' \, H4 a+ o9 `" N3 w
3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32 1 g* U) Q' I% O; f' t
3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33
! O( \2 Q/ }, I4 _' I/ P第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35 3 ^: G/ d2 ?. D* k6 S9 M
4.1 引言........................................................................................................... 35 4 q* y- k. e3 f6 ~: R, R
4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35 4 q% R+ j% `# x5 }' T& |( j
4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35 $ @& w1 c6 }/ n2 o5 k4 w
4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36
% `1 X/ F; ~ [2 e2 W 4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39
$ b3 [8 l4 b N7 d 4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
6 h# g, Y9 Q* s# B3 h2 ?/ R! \ 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40
( P) y. ^' b1 Q. ]/ _ 4.2.2 多路复用................................................................................. 43 7 ?+ A9 t3 q$ D3 @4 B
4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44
4 }1 f" [6 [8 t8 `/ X+ p5 t: ^2 a 4.3 差错控制.................................................................................................... 46
$ `) b! M% C+ O2 i2 o6 m, c5 L 4.3.1 概述........................................................................................ 46 - R! C, j* Q, B }! m5 z
4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46 ) ^5 h& i: F4 z( g* o
4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47 " ~# Q( F( [" H* S6 S s
4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47
6 U4 P5 l8 p, Q; s+ [ 4.3.5 循环码..................................................................................... 48 " n' z! v+ u3 Q8 K+ N; Q1 G
4.4 通信协议.................................................................................................... 49 1 a+ v, I+ |9 n6 v/ t2 ~- `( X, @4 B
4.4.1 物理层..................................................................................... 49 " U' N) z/ }" {2 G9 _
4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50 / ^' j. }. z$ j# y) \
4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50 6 d" e0 j3 ~$ k
4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54
1 z/ E9 X/ l6 w6 E& w第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57 |* u9 n/ e8 u
5.1 引言........................................................................................................... 57
- y! Q; y+ z) W1 M# D% j 5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57 8 T: v5 F9 r1 K7 [% _+ }
5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57 5 l& K2 w* T; F) N1 s9 b
5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58
4 p. u9 J# x: p$ s 5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59 $ T7 E* q/ S4 \: k" v' H
5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 ) c' Z( U- p* A( p
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60 ; K% B! ~9 K- H8 j" i* S# G* g: l6 N
5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60 - ], }. J( ?7 W- z
5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60
9 X' Y- d+ l5 L$ ^4 |& V 5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60 4 K& S7 N5 z% A4 X) j$ W
5.4.3 图形系统........................................................................................ 63
y( s4 J* j9 T 5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64 & v+ ]# r- K$ K# t" z2 C
5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64 z/ H; ?$ L- e7 {8 s3 u
5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69 5 F% V. |3 n: F* b
5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70
; L' O- {5 T1 C- a 5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71 O8 B6 c) }) n7 g9 F0 x
5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71
8 p) _$ Y/ d) k" i 5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71 / i4 O) ]$ J7 z
5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72 " G8 }0 {$ i8 U5 L
5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72
9 a' b+ E0 s' f% s7 E' _/ a. m/ W 5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72
, M) S( V* w8 V8 G1 p* Z) q5 l ~ 5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72
/ h8 [' [) y& a! I 5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73 - D) q- i( ]0 }- p$ u
5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73 # }4 H; ], J: N
5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 . x. F( s5 ^) [5 d
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73
) o4 {+ Z5 A6 h& X# O3 X9 A 5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73 ' I% U6 }- K! u
5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74 $ e& \ T' m, L* y# j" B' q
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
7 r' W6 x6 H9 v2 y7 }, d# {: a 5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74
" c6 \$ {& C w% a, u# z+ [ 5.8.1 开放系统........................................................................................ 75
5 {5 p0 U" h) N! X9 Y5 ?# ] 5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76
: i' G1 F; d2 C' g. [! w$ H 5.8.3 概要分析........................................................................................ 76
: D0 G( l$ b, K3 t5 O( }/ s8 ?- D% o 5.8.4 主要优点........................................................................................ 77 / S* K0 B3 |7 p' T
5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77 1 C' I, U' O% d; `, V
5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78
& C4 A/ R5 \( ]& L9 x0 _& E第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81
, Z% V( y* e3 o0 `; y 6.1 引言........................................................................................................... 81 5 _2 i: I+ A; _& A
6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81 5 M5 {2 B6 J, J1 U; N, v% H
6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81
4 t2 [5 G6 B3 c9 u$ Y: C; b- O 6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81 / f8 M/ ] {5 b* t+ }8 r
6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82
2 ]7 @. A( X. ]: c$ ~: j 6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83
5 d2 p0 g, i9 G9 U2 M 6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83
0 n- }3 N1 a* l8 c1 z2 v, R# k r 6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86 " R8 \5 K$ i) o* {' H/ H
6.3.1 概述............................................................................................... 86
5 z4 U1 l4 ?! \# G, n. r' d( d" j6 v 6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88 3 |/ W9 Z' m2 Z" ~7 O8 ?1 s
6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88
* S5 x1 n x7 M) z6 R 6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89 f- x( H' U8 n. ^2 n8 K* P: O: h( h
6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89 - q/ u3 |8 c7 T6 F- y( Z& x( Y
6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93 L( ]$ X+ ?1 k) Z! U. z
6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96
! ^( e) z: t1 n3 W2 y 6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97 . m7 D0 L% A1 e' |
6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100 + Q0 A7 S2 F8 a* f
6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100 8 \% n6 a' {3 b! e9 c9 s7 M
6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106
- b% z' Y$ L9 v$ U- V' z+ h0 ] 6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108 8 {/ P4 p3 K0 |5 b" B, D# f
6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112 , }, x/ d6 b1 l) ^! X/ O
6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113
Y3 m/ i$ t/ Q f 6.6.1 概述............................................................................................. 113
9 P$ I0 O, z, |4 I X1 s2 @ 6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114 $ A& Y6 e2 B! I( d
6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117
% d: x5 P4 U% a7 e: V' ?. B$ { 6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122
1 Q/ n* Z: ?- ]% t第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132 6 e3 U) Y0 _/ j/ F( p
7.1 绪言......................................................................................................... 132
! P8 B9 N& C& s5 @4 y 7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132
F9 l$ [9 h/ g$ r: W, H 7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132
* @" a1 P% {) i* O 7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133
4 ]+ X2 _, t0 h1 ~7 W% Z7 U 7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134 : P' Z2 l) r( J( ~4 X
7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135
. x" ?; {! P6 q 7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136 2 ~# r+ i3 D V$ J1 |
7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137
! w$ J0 V% }1 x; W! X! g 7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137 3 o/ S8 [. J: c- n
7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139 % V Z! D+ F: V6 h7 u3 d
7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139 1 R) ?) @1 A8 i
7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
% k9 m1 s, ~, Y6 h- ?5 J 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141
4 c+ c2 o- F* L5 R. F 7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144
6 T0 h; M: M) L6 q, }+ M9 ~1 G 7.4 安全控制对策........................................................................................... 146
9 `" e* Y a8 n/ G! I 7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146
/ p P( @$ A7 x9 b$ \, C M 7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148
2 u: n9 |% n! y! N ?u * |3 `0 T4 \' n7 l
7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150 3 D4 X7 R% z! p7 G. c; y8 A
7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150
. i- ]8 ^1 ^0 Z* z- F- z 7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151
& t. z3 X1 W- E6 o& V( @( Z 7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151
/ }# o- _. b `9 t 7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152 0 e" x- D4 \1 Q* V* N$ A& V+ o: L
7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154 ' U$ i$ V$ `9 s. P, T
第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156 . y" A& R4 R& ~% F+ k, D
8.1 引言......................................................................................................... 156
2 @% z& Z* D0 ~5 d 8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156
9 [& m5 K( p' d( N; i, ~ a" l 8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156
" g7 U0 r9 B9 h, X* k! c1 |& ^/ W 8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158 , P5 q6 V' C V5 b" E g3 K1 b
8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159
' q1 Q% W: N! F A) g& { V' d 8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159
) r* j- K; X( y' _3 w/ ` 8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159
! a2 [9 {9 T* A3 j 8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160
4 m$ T& y/ E+ b8 p 8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161 ( E. k& ~! M `
8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162
9 h6 U' J1 G7 n9 G. ~- D \3 d 8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163 . H0 }" f$ A1 U. O( W9 F& i
8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165
9 i# [/ {) r" P, L4 ]' f 8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167
* u# x5 H& D, j1 b- N 8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172
% Q- j O/ G$ c7 W, P第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175
( R4 _! z/ i8 o, { 9.1 引言......................................................................................................... 175 4 P9 d2 F& c; _' T* E! z8 N
9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175 9 A! E) g; o5 c# i
9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176 7 ^1 A& W7 W: A0 s) B* r1 E
9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178
) z, n9 N- k# O: o& i/ w% V 9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180 4 I1 }" M- `/ T" Z/ F$ @9 y0 L
9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180 1 t. q! d* ]: |% a+ J
9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181 # O) p5 R/ E6 |3 h4 M: V/ p8 {
9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182
* T6 ~& \; x w 9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183
! P1 i( O' N, _ X; x 9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184 # b' P4 @/ B% o: b1 S
9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184
: A1 Z1 H6 v+ Y3 @; p 9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185 : R! b7 R4 L8 Q( F4 x* J% B9 z' a. j
9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186 . ], ~5 f: Q4 ~# p+ n# n
第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187
) W% U* ]# Y0 |! o) U7 J6 O 10.1 引言....................................................................................................... 187 7 w0 s0 ^# ]. u
10.2 基本概念................................................................................................ 187 / B. y5 N q! r% G3 Q3 b
10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188 ( d: \0 h2 e' r1 X% C0 X
10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189 4 p; E3 x! a! p2 s
10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189
# p' M* k: {) @& j5 N2 g2 F 10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191
$ |. d2 h9 l4 Z$ v5 d2 y# X 10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196 # E$ E4 {3 p) d" W, K2 _; r' b
10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196 ! `0 l3 ?- j* x/ h l. r
10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197 $ R9 t& f R& W6 \' N4 F7 B
10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200 : L8 U1 f9 l; H2 O8 _: i) _
10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200
- `) I6 Z, ?! ^ 10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202 " t+ D% G4 O- {' \. o
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