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
9 Z, p) ~# B; s: Y4 y9 }6 I3 p 1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1
/ a! I4 |$ w8 g C% y6 W 1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2
) X6 ~$ V" L! e+ S1 ? 1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2
1 {1 H) b3 B6 n; B! j, D" x0 \& @8 w 1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2 0 j$ F; U: M0 ~: z% u; L; d
1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2 & K) S) y8 ^! h) I
1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3
1 N& u) t+ Y& _0 z4 F 1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 # Z: c) d6 Q. l, |6 @- V
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3
2 P4 m. E K$ F 1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5
1 ]0 v& c! m' e 1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7 1 C# ]6 D5 B2 X4 w4 c# G' d) \0 a
1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7
1 U8 y4 F; C: ^! t0 y( y 1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7 1 h' G& v' h7 _+ r Z3 a
1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8
0 @' g$ n9 g* f 1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8
; a+ {) b, o4 F) Z; \$ C第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10
+ z; T n1 D- ^3 x) A/ d+ v7 ~ 2.1 引言........................................................................................................... 10
8 S$ r8 {1 N0 s4 \0 { 2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11
# U) Z" N; q6 J# W2 U* x( c 2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11 " `. S+ i) S/ A! i4 k3 s
2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12 . e3 J& y# ~8 s0 i6 u4 ?: E. s
2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15 2 S( W) o) o- f t" K% T
2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16 $ _; m, T7 U" n+ N+ W
2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16 + E3 \, S" J2 \& ^" c
2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16 3 v1 T% n7 _3 E- Q
2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17 5 b8 K4 a" W& m
2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18
1 n5 s: n- Z* [2 P4 g4 Y 2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19 ) {3 l( E, K9 w4 x: b. P9 \: y
2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20
4 _. a# f1 o C第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22
! `- o' h9 Z5 ]9 @; d' I& f g* t 3.1 引言........................................................................................................... 22
" m' g9 X& {' h7 w9 t) g 3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22 ) v/ |2 M1 s0 }% W
3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23
y2 x6 ?) B/ W3 R$ @) r' Z 3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24
" r8 v9 O, U6 A 3.2.3 驱动控制................................................................................. 24
, ~3 Q9 H8 F; v6 h4 v) g0 \ 3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25
. [# K& P; R! }3 { 3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26 9 Z, W% h! }* A
3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26
; c) z+ }3 Q: L8 {( N) a! O1 v 3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27 8 u Q5 X M* c3 G) k: Y2 T
3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27 ! `1 N7 F) i6 Y, [0 ]( Q
3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31 . I: K" O' K; x0 x, H% d
3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32
/ \& T# d+ \! z0 E 3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33 + i" x# D4 ^2 C' D+ i9 w
第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35
+ y5 D# c9 g) P9 I6 f1 @' T D 4.1 引言........................................................................................................... 35 / B1 w0 L: g$ s/ x0 {
4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35
9 Q$ ? s) O s 4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35
9 n, M. Z% W6 |. e/ G5 c" v; s1 G 4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36
7 T) W- e3 t, U: S5 i/ i 4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39 5 N6 G- E/ h5 d6 e( l0 p5 J1 [5 Q
4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39 2 Q; Z0 ]0 g' _) [: t' E
4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40 + H- m3 |7 H }( W, r
4.2.2 多路复用................................................................................. 43 3 J) b" H& ~/ m* }. I7 ]
4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44 7 g! J3 a, K9 N1 A, ^
4.3 差错控制.................................................................................................... 46
9 w2 {; {; O" u% D2 C+ p. P 4.3.1 概述........................................................................................ 46 0 {* ^, c: N% ^( Q; c1 Q
4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46
! Y0 _ b8 D3 t1 G& o- @ 4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47 0 |3 v v& ^- ?# e6 `
4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47 ' S I/ Q. F# D l/ p
4.3.5 循环码..................................................................................... 48 " B/ Y' W* r1 l& y; m5 @
4.4 通信协议.................................................................................................... 49
v0 R: W" R8 g# C( T5 N 4.4.1 物理层..................................................................................... 49
- l/ E$ p' `. I$ A$ U9 q( q# r 4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50
: f4 [ L) l( w) Y: l) [9 y7 s 4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50 - ?0 h# e3 K, x7 j; r% ~
4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54
: h6 X. U; k2 f D8 X8 v' @第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57 " p: X5 ^5 Z6 l. i5 t% E. D+ f- C* B9 K
5.1 引言........................................................................................................... 57 * r1 o/ `1 w% G" d
5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57
% S* S0 B# j# K+ [9 q4 A. U( \7 R 5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57 ( H% ~: v( l, X- N" R
5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58
1 i' X& K6 @" g( ] n" t2 C 5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59 ! x X4 f; \2 l9 L7 g, j
5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 - m6 l' ]% D) ?' w* E
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60 4 V0 t( |0 I, L; q
5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60 & ?3 B/ K# h( n! [! U# c" L& k
5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60
( t( s, ~, v6 z1 N" n 5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60 8 R& @5 \" v2 M }7 K- Z2 w
5.4.3 图形系统........................................................................................ 63
7 z2 q/ E# r+ Y0 j 5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64
, O2 K1 j7 S/ W7 P+ v% J 5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64 $ E) _ j" V; A8 {+ K
5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69
/ X$ g1 y# H* Q1 D& k 5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70
( T3 E7 H6 S/ A/ O 5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71
, a* \7 y# F. a 5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71 * D& R0 j- K2 o2 y
5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71 + k G( b) x. G
5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72
0 s0 v% p! `% o0 j) g( c8 [ 5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72 1 R. {1 |3 m& O. r" X
5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72
. ~# `8 E" ]9 O3 q 5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72 6 R. j v2 f% m; p, K; p) Q
5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73 7 Z( l/ w( m. X& N' ?
5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73
# |! p, \% ] P 5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 / N: T8 o" { \6 ]4 G% ?
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73
" A9 A$ Q# J# _% q# y( T! |* y6 o( a 5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73
7 Z Z9 l5 F3 k% S5 Z1 l 5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74 8 u% B7 u4 L4 V$ B
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
9 I _1 q7 a, u3 i 5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74 7 _0 r- d; z- K% m6 a( l
5.8.1 开放系统........................................................................................ 75
1 E: j" f- D" p% s 5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76 2 n) l1 h) ^8 H. K8 b" S: R( e( A7 w. Q
5.8.3 概要分析........................................................................................ 76 * P7 v6 }1 `, [, x w
5.8.4 主要优点........................................................................................ 77
2 v; d, R3 k6 L v" B 5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77 ! z% t( C) a: `) a
5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78
9 ] x- G* o' e- h第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 7 [) |2 l5 Q) W) `, I% Z3 ?6 d
6.1 引言........................................................................................................... 81
( n0 n, L0 u% G$ w0 M* X8 F 6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81
& H0 Q; }% T/ U5 c- K 6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81
) n, u0 o" V- ^ ?: F; L7 ?' N 6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81 ! I8 u3 d* u8 [1 r' e2 S
6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82 % k6 ?: n$ |. C( P( s7 o0 R" ~+ Y
6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83 - u3 x6 H( ]; ]: [0 R! o7 f5 Q
6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83 6 S- y( h% g" u. P) u9 d% |( q& K% S
6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86 2 l5 E) Q0 P* c" o; o
6.3.1 概述............................................................................................... 86 6 {% P: d. P) q+ U! n7 \
6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88
: H) F7 y1 O3 f 6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88 0 g W& Y8 I( D& H$ w9 B
6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89
* {' k1 }6 e* i/ f 6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89 ) R; H* f1 Y/ }
6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93
, e+ {* r: |- K. V+ ?' B& ?# A) { 6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96 + Q3 T! R/ ^) R; e' @ T
6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97 ' R: L2 k; s; |! j6 g' i6 E1 D$ B
6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100
$ n# e) n& J$ c- ?- J- X 6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100 ( K n |, t2 ?$ ~9 [* h0 Q' g
6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106
6 \* g9 ^# H! @* G d4 \: w 6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108 I5 Z4 D. Q, Z. E% ~
6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112 ; p3 {0 Y K: [) V4 O: B& V
6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113
+ ?6 p/ S; s" k" \' H 6.6.1 概述............................................................................................. 113 ; t& i) Q; L- v: W
6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114
( b( h4 _+ W$ K+ N3 a$ w; C" [# x 6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117 % [/ e# D" P' j
6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122 6 [! K) z1 B- V) i: O; k, T0 {# }7 m
第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132
, `- t. d: E2 }/ T 7.1 绪言......................................................................................................... 132
; \+ y9 m2 @+ h" H 7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132
# B! Z- C, A* ~8 R4 w 7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132 # O- t! T6 n A3 L
7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133 Q6 k9 i( |( k6 l6 f
7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134 : x3 F6 r$ {4 [( ?2 E) P9 N
7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135 ' M3 i8 C9 q3 j1 U/ [7 H; X
7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136 & Y1 o: i6 y8 S3 F9 q% Z7 @6 e
7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137
3 {6 [# ^5 M* h& v4 k8 L' [1 D& H 7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137 # o' n! n6 u. w# ?1 U9 | Z0 G4 _( d
7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139 ! _5 D4 n2 M D# _9 B, u
7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139 8 b, T6 V3 s$ X6 J) x
7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
5 n8 F: K" O( g% q$ g b 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141
* g5 ~3 Z2 \# C" U 7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144 ' a8 g( H& l( @8 Y( _; N4 N
7.4 安全控制对策........................................................................................... 146 9 x( L( |( e' B
7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146 4 }. L2 ~: C" M1 J' g0 j7 M6 q
7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148
" i0 e- Z& ^8 w! |+ B ?u
% _% Z, L9 C j2 e! m7 K 7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
& C' ], ?9 F$ @. R2 ~ 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150 ; D' y- o* H$ q7 T( x5 s
7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151
2 t$ M" r5 k/ R8 x3 } 7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151 4 a! y, L- {! `9 J/ |4 f
7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152 , ?. t: R3 v* j
7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154
5 J+ n) q% s4 J: ~% M7 W第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156 # v( {! [# U0 \4 {; d$ ~
8.1 引言......................................................................................................... 156 - f6 P9 S* n6 Q0 A! J
8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156 - q1 W+ [7 O! J! A, f& t
8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156
0 P( p) a8 G c 8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158
7 t% }; B5 h' u( ~( Y 8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159
+ T1 i0 T3 x+ e4 U" x 8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159 ; l) u; O( l! z: |
8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159
% a P( F6 D6 x5 H7 b 8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160
! @- l& F6 b+ Z0 O* f2 D 8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161 * G @. r1 ~2 p7 P
8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162
7 v. G* N8 _- q- }& a* m 8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163 + X) g _& D* A6 M
8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165
- G: x+ o) q- h* d 8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167 * D% u4 w) E4 f% t
8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172
( m( O3 o; T) |2 J( s; g6 U第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175 g; t U- t9 |3 r! e
9.1 引言......................................................................................................... 175 R5 u1 S8 c5 r; ^1 D
9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175 ! ]; h+ ?8 j# S4 o$ h2 w! D
9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176
8 t. ?6 j' W. ]! L+ a6 ~- s2 J+ _ 9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178
$ ` E) ?6 i2 W 9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180
6 H5 M) X, E$ Y9 R) W7 x4 c 9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180
2 p) q" g- c0 n2 F$ L2 p 9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181 % T* Q1 N3 ?& u% N( P- R
9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182 ' o9 m2 w9 h% S7 a/ s
9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183 n9 H: ^0 s5 N( \0 n) n2 x: R8 `
9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184
8 d* Z+ g; B* v) h( v 9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184 ' S: b& G1 P8 p& D! ~9 ]
9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185
1 f3 N, y# I& s% s4 A# w. T/ N 9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186
! ]5 ?& y4 E! U- {第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187
+ X( N( F; T0 x# [6 H5 R 10.1 引言....................................................................................................... 187 , R0 i- C# i5 l+ w7 T
10.2 基本概念................................................................................................ 187 ( N9 B" @/ B( z1 E5 Z
10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188
. V4 Z% n; ~7 A0 w4 F9 \$ z) @' }" ^ 10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189
: |8 i# s" M8 p! z/ Y3 ^ 10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189 , H$ D8 K/ A) _
10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191
2 K5 }9 t+ B; F' u+ Z5 R: L 10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196 f* @8 Q2 \% K$ O4 K5 j
10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196 / a# A! P2 E1 f3 O/ N3 A
10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197 , r" V9 Z5 F3 P/ t7 L
10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200
$ b* ?: i3 j! v/ ~ 10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200
+ Y) Q3 m* `/ R7 q/ q 10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202
! E; j8 z( Q8 e% t
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