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 * B+ c5 n- E- u4 E; O% ^8 b. T
1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1 8 {, w s7 g e! k
1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2
$ M4 O+ h' B& t' H: Y 1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2 ' n; E5 C/ I% y6 x" R, T
1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2 % Z6 H! ?0 |7 c4 t+ `0 O
1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2
( V. V- k: M3 x/ J* ` 1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3 & \7 e8 p5 @$ J+ N% Y* ]4 I
1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 % P$ d- ^ O3 b" A
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3
' x2 t! U& @. K 1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5 ' y; {2 B% \% E) |9 m
1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7 # D R5 J8 l( n, w) g
1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7 0 p; C! z1 d9 B& N4 Z* C/ }
1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7 + z6 v F7 v* I
1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8
( r. I# X3 \8 l 1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8 9 D5 _( R% g7 x: m% M# _* }$ O
第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10 % X. S. r& g0 i" ]! n" v" f
2.1 引言........................................................................................................... 10 8 U4 u7 Q' j" t/ V( w
2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11
7 f# ^4 x, O0 E 2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11 ( k. F1 d4 Z( v
2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12
& Y0 z3 y) i1 T; A# f& t9 b# j 2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15
4 h4 y2 b% A0 g0 j& D/ e 2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16
( R7 R& f0 C+ M' w* K% b 2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16
! G! \' N1 \* t/ N 2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16
) r+ S# `* H8 {2 R0 }( \# ^ 2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17
: ^4 ~2 N( Z6 M- x6 X; T 2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18
G& F" K% X* b2 B& v. V 2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19
. d6 ~% x u6 Z: Q! i: G z 2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20
: m$ |, f7 J% |- h第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22 6 G% A4 g8 M4 @# o1 m- v, ^6 U
3.1 引言........................................................................................................... 22
7 q' R8 c4 @/ @' E- Z; g 3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22 7 d5 J( c9 Q- ^/ ?: f6 F
3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23 3 @0 A" G* `+ H% H
3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24 % w/ @* k+ o% m3 _3 d1 E# U0 }
3.2.3 驱动控制................................................................................. 24
% P0 N9 }4 x. c9 ?6 G 3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25 : h* B; Z9 o. J/ ^+ f& |
3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26
2 s, [1 h# p" y6 `- v6 B 3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26
* S5 K, `5 n( _- j 3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27
. y# G; j1 s1 c0 Z 3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27 5 n6 I1 X9 I% U. l1 h: O
3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31
( Y& `4 W1 K3 K( v9 ~- x l1 U 3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32
0 i3 t5 `% r" D 3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33
( n2 w- z2 k4 o3 n: P第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35
, O& n9 {+ b4 Y0 E 4.1 引言........................................................................................................... 35
8 @2 T, d/ `( }) a" S, f% i, e# ]- ] 4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35 6 @# j- r- ~) @8 v
4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35
# }% j, n9 t* E$ y 4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36 * R7 H: H# k- w* J+ c/ r
4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39
; D }7 D! N4 _2 `- i 4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
& @( B/ r; C x( Z0 j7 S 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40 - Y7 u+ x9 w; Z% ^( Q
4.2.2 多路复用................................................................................. 43 ; B. n' P5 s8 v) P- R/ y( _; [
4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44 / L' g) M" E5 p
4.3 差错控制.................................................................................................... 46
) h4 K% B3 Z) i) h4 `7 @# p2 P 4.3.1 概述........................................................................................ 46
" u7 N% o/ I5 v8 n0 c" M8 k$ s 4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46 * Q+ L/ ^! k; A8 k
4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47
& t; M4 |! ~, z. g7 ]1 f 4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47 $ u6 ]! | n* j
4.3.5 循环码..................................................................................... 48
% Q3 p: V, V6 ]/ F" y 4.4 通信协议.................................................................................................... 49
& R: E+ p$ z% f4 a2 ^* q. T 4.4.1 物理层..................................................................................... 49
. ` P0 ^# |) q1 ?, U* U 4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50 0 B4 W* Z" h' O N+ s3 e8 ]
4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50 2 w# |1 y" w( @0 B4 C9 ^
4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54 ( H1 |" M W9 K, a( g6 }5 I
第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57 6 q1 |3 M& z" @
5.1 引言........................................................................................................... 57 8 {- V R7 `+ f- T# K6 G
5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57
" D! k* A7 G D 5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57
C0 W* K. M0 j G( F) z6 H 5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58 3 N2 b9 ^; ?/ {. s& n B* Q
5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59
4 x, l' ^ W, ~( v$ r 5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 ' H+ d- A" \* j
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60
5 Z3 v2 b2 g' p" w 5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60
. n6 m$ |5 O) s8 ?9 i 5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60 v- u3 C" z0 [" F( d3 X
5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60
6 @; d5 i' c+ p9 U" b 5.4.3 图形系统........................................................................................ 63
' x8 L$ Q! w% @7 U 5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64 # f4 a2 Z) \$ V# K; G9 {' m# A6 x
5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64
$ a. F# ?5 A) B. |9 ^$ ^, t& S 5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69
$ b( k* S" h" w0 b$ Q9 Q, C1 N 5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70
* D0 P: e5 `5 S5 [ 5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71 # ^! l3 N2 L: |0 ]9 n2 O- ?# b; V0 ]
5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71 ( B. L; W) x1 W' H) y- }4 N% @
5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71 , G( a7 `$ o' X" ~5 h5 [& d' P
5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72
+ r K/ c: _2 j/ S 5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72
# a% f: @( Y ~) i" X/ x" s1 y 5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72 " u& T3 `8 p) Z5 {% K
5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72
`9 B: [, _1 E' _. } 5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73
$ f, \8 |9 I5 \. s" k3 Z 5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73 1 @; P( Q. S4 ~; P6 |; ]
5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 + H# |2 }: o( F2 Y+ `# d6 L# o
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73 : } `. g, T4 n0 |% l1 j2 [6 q
5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73 7 B! n$ O4 {( p; P2 o* D |! N" \
5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74
0 q6 N! \2 C+ N) o' u 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 ! b7 @ `) X+ j- y/ d
5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74
+ w$ G' a" w2 M; H1 n. V 5.8.1 开放系统........................................................................................ 75
. H( U1 F5 ~8 Y9 }- U: u. o4 S1 C: W 5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76 % J- n. ^8 j4 J$ X
5.8.3 概要分析........................................................................................ 76 & T* j0 E" n4 l& R6 y
5.8.4 主要优点........................................................................................ 77 5 V# n- K3 _! L% B7 r, `. L; ?8 K
5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77 8 ?5 v: f' L, q
5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78 + G! F+ ~7 X# o$ w6 j
第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 5 e: [, X/ u+ e
6.1 引言........................................................................................................... 81 * F% \7 N$ }) b+ w" ^
6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81
# \2 J, u8 X' ~7 V- l 6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81
$ T I$ I) E2 \# R0 ^! n1 x 6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81
# u$ {% n, v1 b$ z9 p, j 6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82 - \: X4 C `$ f/ ~
6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83
) L+ e8 Y1 v6 t6 _" f9 J' [' x 6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83
8 n( N$ D. G" F* o7 k 6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86 1 X' i7 r' V T' D! w
6.3.1 概述............................................................................................... 86
8 Z: V+ ^ Y# i) \& @! ] 6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88 3 ^+ f2 B/ _8 }, [ X+ o
6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88
* }8 w* ^; y8 y 6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89
) F2 v) H( S% q6 @8 k' R% x% |+ ` 6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89 / C N" U8 ^. v* _$ Q
6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93 * F9 f' a" A, Q
6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96 9 n- O, c$ p$ |4 c! t
6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97
8 M; S9 d" E5 ^' |% x% F 6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100 4 q" J R/ G) `! a6 r* R4 Z
6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100 & h: n! |' F, Q' s
6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106
7 _" E& K7 M1 @8 h" I; D( [ 6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108 & e( A3 ~ {9 i$ H/ ` x
6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112 3 G9 I, A" {: s
6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113 3 W9 W( c, T3 c5 E/ H
6.6.1 概述............................................................................................. 113
* g/ H# s* B, p 6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114 5 s9 w5 W: L6 u6 E4 A6 s; [% E
6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117 * R) U; R$ t; ?* T
6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122 " R' b$ Q* L2 e. R+ ~/ R" O: U
第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132 ; T i* p. F( I4 I! ]7 F7 m p
7.1 绪言......................................................................................................... 132 $ N7 u) M; h! @
7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132 7 E: [% i( s6 [7 ~1 u1 `
7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132
, ^ T) N' r4 W- u0 W$ a$ I) V# f8 s 7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133
. t+ n0 k) r- r 7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134 ) R) E; ^" C# C: O
7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135 * p. J+ A" J q$ u3 Z% ^+ @ [- O
7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136
! U! w0 N% b" B' v3 [1 b# y' g2 J# @+ p( ~$ f 7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137
" {# b0 ?) n, D, w8 w; ] 7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137 ' B, Z) v$ t% W# |4 f1 j
7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139
) m' `$ d7 b+ f* q1 Y$ P 7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139
; T7 V: W" {0 c! R0 ] 7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
2 L: y$ b- g' A7 n0 M 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141 4 u) R* p. P) ]5 j1 z6 O% w
7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144 & @8 j- A+ p# H9 u X
7.4 安全控制对策........................................................................................... 146 # @9 k- {* k3 L
7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146
6 y N7 t {; Y) P 7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148
4 a5 \" K4 O2 M | ?u ) D3 q; D1 K1 _6 N; ^3 S, \
7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
! D0 f' I. t% f! ^6 f/ c/ I, Z 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150
a0 c/ {1 Z( k7 I. p: A& | 7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151
" i% u. x/ S5 J+ m0 v; L; F 7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151 9 ]- q6 j; K% i+ v% o' d' K
7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152 3 C& {* U- e: D0 I# S7 F
7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154
' Q1 W' ?! e; W: x: p) ~4 H第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156 & E& {! u9 n1 \6 o
8.1 引言......................................................................................................... 156
6 K3 p! `: y5 h 8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156
. O1 x6 D* L3 Q+ Z0 H, A 8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156 ! @/ H$ v2 o4 G9 z( U* z/ D( {' s" Z
8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158
$ r. q' m2 ?# O" z 8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159 + K& g6 h# ]# C
8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159
" w% r* @' L+ m6 n( S2 \' |9 p 8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159 7 l" G7 A6 h# _) f; }1 i
8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160
8 v6 M4 K2 s/ u- U! i 8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161
5 R% R; K. A/ F1 c* b0 o; `9 v/ ]2 t 8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162 6 {5 k& i4 i1 [* L
8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163 ) b7 r+ D4 ?0 @& f, ]
8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165
/ q1 }% W- k# u4 ~$ C% ~ 8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167
$ O3 }+ x5 ~2 u( K3 y) K 8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172
% M; q' S5 O/ U! c; |第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175 . k W7 R" j: A0 V' l$ C3 r1 }
9.1 引言......................................................................................................... 175
' a1 G) Y6 i+ N7 q4 Q5 j% u' ? 9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175
, `; Q _" o; j* o 9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176
$ m5 P8 Q4 ?% K 9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178
+ X9 V5 o& \9 o* p1 ^ Q 9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180 * l8 _( ~3 X9 t3 w0 B) U3 c
9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180 7 m, V+ e3 I- R$ A
9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181
* `) ?1 b* O( s' Z1 e' { 9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182
' c. c# P/ L% { 9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183 @$ u- E: P" @0 T3 N9 W
9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184
. f+ I! v% X9 n P# b6 A- d( C 9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184 4 Z: C% H4 q" B- l8 u3 l) @
9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185
) b! S+ Q' j% B6 ^) Y 9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186
+ Y. v# y& A3 J2 U) H" V第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187 4 D2 B: o/ n0 f" _. W: M6 ~" M% ]
10.1 引言....................................................................................................... 187 7 R$ \8 q* y6 p* A4 L$ y7 A
10.2 基本概念................................................................................................ 187 2 p. q/ M' N: u; q9 E( }
10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188 " R' J# t9 o8 K3 t
10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189 ' {! w ?& m; u8 i
10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189
& c& _2 b) o; {) O+ z0 T 10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191
/ p' G/ i6 j2 [) l/ @4 ~ 10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196 4 m3 ? H6 \5 r- E% c5 o
10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196
: F+ z$ O8 K" C3 K6 P 10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197
3 Y% z8 O" U, E' W# Z 10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200 ( U: v5 C: |( S9 B- Q! S
10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200 7 g3 J' I8 a& c
10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202
0 {8 c" ~2 d4 w2 Y7 ?, K; P
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