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
1 k4 L* a) N: t" b( w5 h 1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1 6 Z8 T# ?" ^8 Y m# z
1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2
4 c) w5 s$ z5 [( m 1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2 ; X6 X' W! l# ?& Q( d2 x
1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2
" B/ w: L! \& \% {1 e5 e 1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2
% f6 b% w, n% F$ t 1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3 # r; x+ n4 H3 R/ t* g
1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 m9 B$ N2 l& b. f( [7 I
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3
( w# O- e# f! A. d" E8 M" A 1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5
: ^ k0 v" d1 J+ L6 k 1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7
X5 ^# o( `" {' B 1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7 & P9 a# V8 r) _
1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7 + \+ `; ~0 _, @7 ?9 v3 p5 b( ?
1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8
& }7 B5 [4 G3 y! p 1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8
1 N( o# l: A+ d" {; V第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10 1 l. S' O+ S. Z1 |, L; b
2.1 引言........................................................................................................... 10 ) K8 h7 F7 ^" X+ t
2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11
& M( Q8 ~' a6 E 2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11
: k3 e# L$ c. m 2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12 % c7 L4 _; r3 E; {' U3 K
2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15
& Q& t! l8 [" a7 H3 F# T3 \ 2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16 ! p" y5 j( k7 T2 d
2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16 $ e+ A X4 B) p& R$ w7 u
2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16
) Y) j @3 u1 ]7 ~: R* C 2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17
+ c/ Z2 t- A6 E% ? 2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18 7 X: { r+ f) p t1 y& v2 s# C7 ~# `
2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19
% }9 l9 s& K4 T' p% w 2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20
+ N$ Q, F( |( f第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22 ) Y# | r/ L$ ~) _4 n2 t/ E( ~4 W
3.1 引言........................................................................................................... 22 * Z" C$ q" L. Z
3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22 5 ^9 _) f( q/ G' u: C. N% a8 O
3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23 ' I8 d6 C4 z4 t- N5 P% s; s
3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24 # e/ b; C- C. H) ]! R' l1 P9 O
3.2.3 驱动控制................................................................................. 24
) }5 B' [3 o1 M5 V5 T/ ? 3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25 2 h& A" N9 w% i) D
3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26 ! ^, E/ q- g3 m+ m, k
3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26
. f5 K0 R2 q8 n9 _0 C& q7 ]2 `& `+ ^ 3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27
+ m* t+ J. g! x1 l1 M0 }/ F 3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27 - i' U2 c( a4 _# q$ v# \
3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31
}, `; a6 u) ?/ x3 c9 O t A J 3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32
5 Z( a* X6 F: i6 h' B G 3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33
& u) ?; I. |# K( J& N E. |. a第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35
. q1 p" r/ X ~* u2 _2 A2 a 4.1 引言........................................................................................................... 35
; t5 v! {+ F8 J+ M; ? 4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35
8 v! P$ U. }& i, ^9 W& S 4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35 / J" ?4 h, k8 |0 ^5 o) D
4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36 7 q& \4 R1 y9 }* _" A* u& h
4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39
$ u& L6 [9 L: B, T @0 l 4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
d0 Y9 P% i& ^9 G! I2 Q* Q9 G# u 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40
% q6 _# C4 v+ d) H2 L; l 4.2.2 多路复用................................................................................. 43 3 U# U' ~; X# g4 c- _) N; b
4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44 $ @) `- Q: ^/ }) ~& v- p T
4.3 差错控制.................................................................................................... 46 ' y1 ~2 I) u6 E( z9 x3 I: M2 I# C
4.3.1 概述........................................................................................ 46 8 d; m/ R8 o3 k5 A1 s6 W+ f
4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46
% w X0 D0 a2 d4 l 4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47
9 C/ n: _* r. ~6 _* G: g 4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47
1 }8 I3 `4 H$ O h- t 4.3.5 循环码..................................................................................... 48 . N6 ?" G% @5 P: Q* n
4.4 通信协议.................................................................................................... 49
1 S+ ]8 }' O1 |/ ^. F5 b; a 4.4.1 物理层..................................................................................... 49 % p# G7 ]* ]" X# j: d6 s
4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50
' ~8 ]: x3 A( F 4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50
5 @6 J% V& N: t& S3 P, k 4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54 8 k1 Z! c9 J- E9 R$ M7 m( q
第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57 6 G+ F& {/ ?& Y* w: Q2 g( l
5.1 引言........................................................................................................... 57
, r5 ~$ h& R2 _, R) S! M% I 5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57 - X0 p+ p3 A$ ?" e: J4 A" ` o* i
5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57
' I a0 g, e! ~( N 5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58 " y$ X( g# o. l' ]! I: p/ w7 q
5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59
: J9 d# n0 }& c6 T# ?8 f 5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 % x5 M+ T3 K9 [/ d: `
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60 4 J0 B: y2 E# G6 ?+ s! r
5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60
: U* }0 ]- g1 @% C; S, | 5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60 " F8 E9 b! q) g/ z% O
5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60
2 Y* v9 v7 y0 j7 T4 A 5.4.3 图形系统........................................................................................ 63
% A" ~/ r* J3 k 5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64
@# g6 N, ]- l5 \ 5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64 2 d4 [( N5 Z: i4 ^ A
5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69
+ P. D1 E; m+ [+ ~. e- | 5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70 : a" Y3 u: D* L C/ S4 F; J/ Z1 R
5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71
) }/ }; H0 t7 H7 l4 w( z# { i 5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71
3 i0 B) [+ C1 M5 ?" H/ _% r4 H 5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71
$ @2 C' q. \$ _, U- W! L; ~1 G 5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72
8 z0 P3 Y7 ~8 a6 h5 s# L 5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72 1 P- z. H/ E. B' ~, n* n* t
5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72 2 z6 k1 K, n6 f4 K1 e5 y4 x7 S
5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72
7 G2 L# j' \. p5 a+ h; W 5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73 4 v# B9 B# N% c' @3 u) p: I# E# A
5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73 2 G) J/ Q$ x7 l* ?4 w2 I! A
5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 8 Q8 M9 Z* f0 X6 o2 l- g9 g$ m
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73
2 |& R* \- J5 x+ p8 x" ~ 5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73 " J) s4 p* H% E# B; H) b1 B
5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74
: B; A0 I# M0 x% o) Z 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 $ L0 |5 q6 ?/ M/ F9 {/ Z! s
5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74
, _* O9 T/ X* h g 5.8.1 开放系统........................................................................................ 75 ( Q; S _' \5 ~. g. k: D# \: X; f
5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76 : @; L$ h$ P- a4 t* t/ S# B% R
5.8.3 概要分析........................................................................................ 76 8 n' r6 z/ v. T9 s7 Z' f+ W
5.8.4 主要优点........................................................................................ 77
3 r; p3 |( V2 @0 r, v ?9 D 5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77 8 U7 I& }3 v6 Y4 L$ T" M
5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78
) ?/ l7 z$ ?6 c2 V$ S! g8 z" w第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 ) u# K2 `' S# a! p/ [/ u8 J
6.1 引言........................................................................................................... 81
$ q& m# `' b3 U) D" N y$ K1 D 6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81
6 d1 b; m3 N3 X$ D, x* B. O 6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81 ; f2 q% d; A' Y2 T
6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81
4 r, r6 _5 ~0 U# x, V 6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82
/ N& F. \8 R& o( {, U# o$ f! X 6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83 7 {; W6 c9 \' W N( Z
6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83 : r$ y" C$ r, U' g. Y+ m0 W
6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86
. i' [. k* d1 F' o 6.3.1 概述............................................................................................... 86 # ?2 P& v+ I1 X u9 r( W
6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88 7 {2 J P6 j4 K! `
6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88
1 i1 P/ l5 r' S, q% j, w" C1 _. c 6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89 t3 A8 W% |4 Q
6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89 4 }1 i& u# `& Q+ u) x% ?" L7 Q5 L4 o
6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93
! A: h3 Q z4 Y& l7 z 6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96 ( A. v7 m4 ^$ n
6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97
' J* Y0 i1 I$ \ j/ E 6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100
2 f. L6 z) C0 J# ^3 z# g8 J 6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100 + o9 _5 m8 Z$ r- E* e6 D
6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106
" k2 I; F) J; Y( T f 6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108 " F5 g1 V/ O4 X% {
6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112
* e" \5 u" n' y* E2 ^ 6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113
6 w4 d! z# |! X0 _9 D4 i/ x 6.6.1 概述............................................................................................. 113 7 ?3 ~5 q* i ]% ^* j1 k5 \2 V
6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114
& g) ~9 r! y( \ D$ Z7 r 6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117 6 g9 u4 ~% C2 \+ a8 B# w
6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122 4 Y/ f# K1 ]0 m/ X- }
第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132
0 W: s8 N! ~- _ 7.1 绪言......................................................................................................... 132 % u. @1 `3 C+ H- ?9 ? m
7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132
; Q1 X$ }1 T( G! G3 _1 ] 7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132 , j! I3 W7 d( ?9 k: I3 ]
7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133
- {6 B0 x# c2 k! I* P 7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134
, J2 i4 }" G& C, J- Y) X 7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135
% @! Z4 \* m& c# x7 M 7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136
5 c- _$ ]# p+ d- Q! G- s 7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137
2 K+ v5 n9 \: Q/ Y; s+ B. b 7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137
. x/ h' ?7 x: ], P; | 7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139
8 z8 f8 l( Z) y8 ` 7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139
" t$ t# I, H- E9 M" {. Y2 Z 7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
0 \( @$ H8 ^; ~ 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141 9 L: Y9 W3 Z2 ]4 j8 w
7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144
) L- ]7 I4 `% I+ e, B/ P6 n 7.4 安全控制对策........................................................................................... 146 7 S& x) I5 Z6 z9 g2 [
7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146
0 T+ f/ Q0 |) O1 j7 f1 ^* g; _( @ 7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148 6 g: r2 i0 x2 S
?u
d, }" A/ X( i B6 \9 d0 f 7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
5 k4 T1 y4 T. v5 j9 l' | 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150
! H( Z) D: U9 R; L0 U: e3 Y. f. H 7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151 ) y# d8 D9 }, z3 X
7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151 - y; d2 d, i' P: M. _+ u
7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152
' W! L: l. L1 D) r& g, q* c: \ 7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154
2 R, R9 M" {8 ?第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156
3 A+ c5 A) |9 F4 f3 L! C 8.1 引言......................................................................................................... 156
! f5 Q# | h! X% v 8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156
! j6 p# V" m% z0 a8 F( t 8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156
3 ^1 T/ |* b7 T# F, C+ C 8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158 % E$ A2 W" i0 T3 q- Y) C
8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159 5 |7 A0 y1 [5 b. y$ v
8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159 & O' [# Z, {( K7 R" E& ?/ t0 u
8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159
6 r5 Y1 Q3 r- E' e' H$ h 8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160
& t9 y( i% Q3 b5 O 8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161 ! d: o* I4 z6 d9 a3 _- d
8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162 / h, m! `, e" v0 w- t( A! ^6 |
8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163
+ Z3 p4 Z* t4 f& C 8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165
" \* y8 ^7 f' ^9 p& _9 v2 o 8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167
7 a( S+ q2 `, a# r/ B+ e$ [+ Q 8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172 4 P6 s4 H" `2 \5 V( k( ]2 s
第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175 : j$ }( z* D0 a8 B/ I2 z; [" y* w
9.1 引言......................................................................................................... 175 7 e$ w) J' |( g6 r9 q! n
9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175
4 D& F ~! y9 i/ _ 9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176 1 d* S8 }# b: @3 b I% B7 j+ b
9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178
" g% |4 U) f& k9 R1 q/ h 9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180
) Q/ e3 x; `) n! l9 `' p: g0 Y6 s 9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180
( Z7 w' X/ U2 u. ]3 v 9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181 , F3 Q' s$ h( l6 j9 O1 u P
9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182
2 {" T( ?4 T9 v( m3 I 9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183
9 j. [- m1 t5 m9 F6 j6 W 9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184
2 i; D/ G. T* | 9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184
( q1 w) R, h* }& p# K 9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185
3 C- s& ]& E$ V K9 R9 V 9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186 : z4 r8 v- d& J. I
第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187 5 d) x% z$ ~4 i8 S# d
10.1 引言....................................................................................................... 187 " L. [) H- J) x2 K" c$ Q# e
10.2 基本概念................................................................................................ 187 3 C. \9 f m) v- v
10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188
' j+ _" m" W( k* E 10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189
6 L! Y2 E" o) R0 o1 h* i; ?, F; D 10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189
# N' q/ E2 v, n3 c 10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191 # S! i" ]; O) G" N) U2 Z A
10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196
5 j7 B4 Z+ h" g 10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196
- Z! O. E9 v8 N) \( L* a- x 10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197 8 D, \# q* r. d) Y( H k: D
10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200 # \) A. k1 q- B, A( I1 R5 F. o6 y
10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200 $ ~2 Z" g/ m, U' h
10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202 0 C% \; C2 A7 x* @2 V
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