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 * S |7 J! R, U2 k9 `- I6 m9 c
1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1 * h1 N" _5 J0 J0 T
1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2
6 Q K r5 z! x7 M- N9 x- F 1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2 4 k5 g" X: ^; n% C1 K* ]
1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2
4 e# T" F. e8 K! I 1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2
( ?) a3 [& k; W6 t$ a3 | 1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3 $ y, Z- p. [9 d3 S/ M% M
1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3
- Y4 n! ?1 {9 B2 X- J/ z5 M- t7 w% y/ s 1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3 0 c0 C* C$ S# ]4 j+ a2 S$ s
1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5
; U" k7 }7 y9 ]4 ~+ U2 o 1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7
* _6 T) E* }3 ^3 m, w+ K 1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7 , I9 e& E0 t+ y/ j' N3 t
1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7
: a6 I0 M0 P' o7 a1 D. u! V+ U 1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8
$ T. f) @! G3 i 1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8
- b- ?1 I9 ~, {% C" B第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10
1 z: A4 L/ R, }7 ?- n/ h 2.1 引言........................................................................................................... 10
b" x1 W' @/ Z 2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11
+ C- v! A( X/ W0 i7 e$ \ 2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11
. k4 ^- I( [$ { 2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12
. |; T0 l @& e& W 2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15
+ K% O' o" o- \! S+ v5 |/ u 2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16 ) n5 M3 Z. G/ Q- s& z
2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16 " [! a4 t: U5 K
2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16
$ y @1 U' c7 J5 j+ ~" u0 o6 q 2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17 - v" Y; _0 z L; e) D& c; v- D
2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18 ' ~- _) T, _0 Q k
2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19 , {) U) Y3 Q& M* i5 f4 V
2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20
! v2 a; @; Y1 f8 y第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22 ) x) X% b" A0 k7 l# x2 K3 k* G `
3.1 引言........................................................................................................... 22 , |+ A0 N/ i: T3 f- E" M
3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22 " l+ t% E& X, A3 r" d8 D7 z
3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23 6 Y5 S) M+ U- Q/ B8 B
3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24 ; Z/ A @; A1 ?4 P9 v' h
3.2.3 驱动控制................................................................................. 24
+ t" g! C9 Q3 z1 v7 K Z 3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25 3 S+ a+ o, e; T' v6 \' r
3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26 ! g; D, C/ m4 W' O
3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26 * S* M5 r) i' K N6 E% Y4 A/ N
3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27
4 h1 F8 ^1 o& ~ 3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27 w6 T* q$ U7 S2 ]
3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31
, I# W) \ h/ m 3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32
$ x! ~( M. m" D7 o1 D2 ~ 3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33
0 x6 z: A! Z& E: q第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35
# ]1 J4 ~7 X v5 V3 `: _7 { 4.1 引言........................................................................................................... 35
0 d7 m6 J: F( { V3 l* L 4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35 % N: k8 k0 m1 A( {+ o+ R
4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35
7 b; R' g5 ^/ S, D3 W. ` 4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36 8 Y8 Z7 I# ~0 \& s# d0 Z) @, v5 s
4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39 ' o& r; ~) \6 `. B, p) Q
4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39 ( z7 e6 f t1 Z8 e5 p3 N O
4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40 . z! a8 c m' m+ u- k, K; n
4.2.2 多路复用................................................................................. 43
3 n; {7 O* V" D% y3 z) A5 V 4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44
* }5 G* |2 I \ 4.3 差错控制.................................................................................................... 46 ) G. c4 r/ O8 \7 k! C0 F0 d
4.3.1 概述........................................................................................ 46 / Y0 B; t6 t4 i+ {7 n& |6 ^- J
4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46 : a3 W/ r6 `. n- n8 C- U
4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47
6 C3 l0 t7 t! S/ Y) l( l% G 4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47 1 o$ [' w+ Q& C" a. d- M
4.3.5 循环码..................................................................................... 48 9 @3 A- a/ U0 x
4.4 通信协议.................................................................................................... 49 & \, Y k: A* X: Q
4.4.1 物理层..................................................................................... 49 - D; ?- J8 `4 {' h3 D. W9 q
4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50 6 M% b8 Q: O/ p/ i
4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50 4 i9 i+ p+ _% O/ \( a% M/ b; R
4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54
n) _7 G1 @ ~7 y2 o; _第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57
, Q3 i% \' u9 N1 X+ U 5.1 引言........................................................................................................... 57 ( n- E, p( j3 _ R/ r7 j
5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57
) E8 ]* t4 s! X" @8 o0 L+ y6 u" \3 J3 l 5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57
& V. o W; C/ T- F 5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58
3 r+ P" x& I2 m4 o2 C E 5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59
1 Q, L5 A& ?( G; \ 5.3.1 操作系统........................................................................................ 60
2 k4 B7 i7 g# T3 S0 m/ o 5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60 & N; W3 }+ R+ e' x
5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60 5 j) A8 H) ?: L G1 j3 c8 f
5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60
4 j/ c5 J$ W" [; m3 k 5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60 ! J$ q% A; E' {$ W& {( }# u: u
5.4.3 图形系统........................................................................................ 63
. l# o* I/ ~/ z0 @# Y 5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64
' Y* b! a5 F9 b 5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64
! m$ n% K8 {- t; d* a/ F' F. _ 5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69 6 a5 B3 N7 R! z6 H
5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70
: M: C; _3 h9 Y9 S 5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71
; b$ s& C1 w. f3 l) W1 J 5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71 2 k# P" d4 I% ^% O1 k* E. I' X* I
5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71
7 Z$ ~ `4 z$ K 5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72 + m, Q+ f- D0 o# g+ S! `
5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72
, V2 {! ^ J3 o$ p* r 5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72
1 U, [$ W, J; ~0 @ 5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72 4 k. ?. b9 C E0 n9 m2 j7 {3 g7 l
5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73 4 w- W/ g7 ~- t1 Y% ?' l' v
5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73
( @) s7 x" V- e, ~4 Z 5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 * J m& h/ H) ?6 ~* s# [1 d8 G+ T4 U
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73
B3 N \$ b6 f% ]5 @ 5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73 8 h! z( Q0 q' F' d) o6 \
5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74
: t5 n/ h6 q; P2 T+ f# E 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
E& S& c* ~' ]5 @+ U" d& A 5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74 ' v$ g7 g3 m u5 y W
5.8.1 开放系统........................................................................................ 75
" c# v& N/ b4 s! ?8 R( U- @& l 5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76
; F0 L, {; S) x( F8 g. H) a7 v 5.8.3 概要分析........................................................................................ 76 ' f( {7 D! A; a, [
5.8.4 主要优点........................................................................................ 77 " Z+ N$ J$ m6 p! S* ], _9 w6 X
5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77 8 \9 a7 x N/ R6 b
5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78
$ L7 Q$ x' o* ]7 p- \- G第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81
( a4 v- o7 j: }* f9 d: i5 U 6.1 引言........................................................................................................... 81
, W% A x5 a' N. U y" L% d 6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81 ; H6 R/ |( S# l! I
6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81
" @6 s! Z! A2 d: q1 z6 |) j u 6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81 , @2 Z* ] b3 ]9 F, I- ]& F
6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82 I3 {( m! }( c7 R* ~: q: i3 j5 l
6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83
) d1 @' [. `. Q/ i 6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83 ) X% O- L4 h) s3 a) \( b
6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86 4 h3 `. {8 R* g! L0 O7 Y8 \
6.3.1 概述............................................................................................... 86 8 s$ [) R |& R0 d; L
6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88
% }% i' O1 n. s( k. M 6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88 , b: s: {" `/ p; e& T6 [8 h
6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89 ; y. K p" p, m3 E. l
6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89
1 u4 W. }. f3 |4 `2 Q* g8 m3 o o 6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93 5 K" L9 d, `; B: n+ `3 b6 ]4 S& Z3 y
6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96 % x$ [, L# _) a
6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97
. V% K: a0 E: l8 n6 S+ m+ i1 l 6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100 3 f0 Y$ j$ U" s9 w& ~3 g {
6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100 , A( d2 L4 m9 v! k, v/ a' b
6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106 0 H: H! f3 W2 X5 @& T" L/ A) s
6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108
( U+ X- @9 K6 f 6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112 0 a, y9 Z/ j; y. u6 ~6 T
6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113
" W3 K2 S2 ]) K/ ~1 P1 ~8 t 6.6.1 概述............................................................................................. 113 % Q: X% ?( S& I8 K l' ~5 t# Q5 D
6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114 6 \ }9 N/ Q! w" E2 y5 v% n3 ]! F) E
6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117 $ @3 _5 g7 E b$ i
6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122 $ K6 B) _& g. u! s
第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132 1 T: O) }# q. x+ n& X* P
7.1 绪言......................................................................................................... 132 " z$ B4 b( Z. o$ F8 E% j9 u
7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132
, E& B: U" g T 7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132 ' f" Z# ~) p2 X! n
7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133 ! K4 }9 i( q0 r2 M; P4 d
7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134
$ O$ V) z; s2 V 7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135 , j* V0 s& P" ?+ M! \1 U0 t! W
7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136
: ]5 a/ D& o, N z/ O3 o9 N 7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137
6 ?( q* h6 U1 x8 A; P9 k 7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137 % a* ?. z7 y) W/ h
7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139 1 a, _8 f2 v& f' E2 Z% [
7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139 ~5 D/ a! R) O3 E6 Q2 _9 u
7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
; R& B) Q9 n t/ D$ O: J4 z 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141 3 U) T) J) f3 z( W/ n5 @
7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144 ( I0 j& K- ?9 y' m
7.4 安全控制对策........................................................................................... 146
) d: ?' s1 e% L 7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146 9 c D: a$ ` l+ m& q% }" f7 c/ {
7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148 6 |2 H( E1 G/ \1 |6 B+ t9 p
?u ) B& [2 Y0 m& Q
7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
3 F+ |: t5 U! h: D 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150 . B1 g: ]4 R9 N) @. C" y
7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151 - k# A' C/ [9 e! p; I& l
7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151
1 P) ~$ V! U* a) |/ a; s* B9 ? 7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152
1 ^# C* E% ]* C5 q2 x/ O# W 7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154 . F4 y$ Y8 d9 I, s W
第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156
; z8 B) d7 w9 _ 8.1 引言......................................................................................................... 156
0 a6 t" P! W& s5 Q2 W 8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156 ) g& d V9 [1 D1 C$ z7 S
8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156
& e8 c B* {+ P& J6 U0 x( d 8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158
! Z8 V3 _8 E6 h 8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159 % a' C7 Q' J% X" v6 O, T+ N
8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159 ) z% p4 g- Y( h
8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159 9 Z, r. l0 k3 n, H. S" m7 ^
8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160
" h% T; L2 n1 B- I 8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161
0 D" R) Z. R) t3 \ 8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162
* x) k( J! }6 h& c! L7 E- W) p 8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163
8 ^1 l% y) T( t6 Z1 I0 \$ U4 \1 P 8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165 / _- d: N$ }! t& I0 v2 q) v" @
8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167 : m9 S1 B+ D9 Z- u6 _1 {
8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172
6 h* M0 C6 I3 Z第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175
5 {4 T8 r# D& T6 L: M5 _; P 9.1 引言......................................................................................................... 175 # b% Q' _) ?% A, ]& X9 f% x
9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175 9 G9 x) E) [& U$ D( B/ T
9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176
3 C }7 ^! I9 G$ N+ t& h8 A. s 9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178
0 x8 ~3 t0 ?8 J! {) x- O 9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180
: [5 d, ^: L1 M+ l/ R' _ n+ | 9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180
! d: C" v; N0 L 9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181
! C! j! `+ d. B* C7 A! e- v; I9 X 9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182 . k( Z @3 k( ^4 a# J
9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183
" l" X; }( V o& W+ l 9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184 ; q; w4 k _6 I
9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184 - }5 B2 e# \+ V: i
9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185 # u) z/ ?! F; V! b
9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186 . \# {6 `8 ~7 l
第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187
* k/ o8 }' g/ @7 w3 N4 i3 U 10.1 引言....................................................................................................... 187
2 W3 I7 h& R1 v! T1 w2 d 10.2 基本概念................................................................................................ 187 0 }+ l# f% q- F
10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188 : m2 y. m- E6 g
10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189 + {- x' Y. k5 ?
10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189 ) z F% d. }$ L& y) H$ Q$ [' d0 I
10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191 % P1 I* T0 Z2 b& x# y: i3 F9 _! |2 ~
10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196
# w8 U: b# e3 J( J 10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196 6 {, n; ?) E# K
10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197 - f; C# E3 G( e, S
10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200 . k4 W- z" Z- x8 o: K& k. F
10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200
" {3 R7 [" y) Q) s+ b 10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202 / F: n: A% Y1 g
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