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
5 ]5 \5 P1 B) a- S1 J7 B- ^- P. \6 W/ F 1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1 2 k9 d3 u' t6 t: k! z
1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2 2 [! t. ~" C; T
1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2
# ~. b" ^1 B3 ?( A0 ? 1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2 5 {! u8 C+ v; q$ [6 q6 W0 c/ P5 V
1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2 $ L* ~5 G5 w" \
1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3 9 @" ?3 W; m/ G. [8 [
1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 & \3 o1 Y# V/ \0 x. x8 V# f* j6 S
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3
- {7 J2 o8 @- F' P" Q+ O) O 1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5 , N! e2 i: D1 a; P
1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7
8 y& C1 |- v4 m& E. I 1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7
* l9 l/ y0 i0 c" i: B8 q, p2 y. b 1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7 - o7 q7 v: \2 ~. z9 v
1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8
2 _ E* H( a R; c# X 1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8
8 ]8 i; }. Q8 u8 w" D3 \第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10 5 E1 x* x) D3 o1 O- L0 W( u
2.1 引言........................................................................................................... 10 - l+ J$ N& E0 i+ T5 l8 C" {/ Z; R2 c* s
2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11 3 a: W9 P1 l7 D
2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11
; G6 j1 R" O0 C- {4 i" Q' b; ? 2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12
1 G1 c( \" t4 \( t 2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15
4 ?* N! o* y2 S+ m( S8 ?. i# q 2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16
% q1 ~, z/ R9 ?/ X) Y 2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16
3 b$ m8 j5 r1 x; T! q& T- L k 2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16
, ~) r" ^; v$ v; Q% T: N 2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17
3 T/ ~! J9 e# e! J9 e+ n. B 2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18
# b; u$ ]" L8 P5 v; g9 D 2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19 4 `* c. v4 ^2 z5 I d: b/ \7 F
2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20
/ H6 f' l {1 d4 Y8 w4 `第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22 + h2 W+ O1 b( X/ F2 G6 I
3.1 引言........................................................................................................... 22 % ^- F. C8 }# G8 I7 ?- J
3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22
4 ?7 [0 }, W6 I; n' Q7 Q W 3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23 4 s' Z, @) O3 F1 H. l& t
3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24
' N3 L8 q1 n3 ?+ M" Z 3.2.3 驱动控制................................................................................. 24 % }5 C% | v' q
3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25 0 Q( t' Q" }% ?8 X0 U
3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26 1 K5 A; N' |4 N$ s) b9 z
3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26 ) ^ _7 Y# g1 O( d, m
3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27 9 a9 D; i" K: Q4 j: x
3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27 " o8 Y6 ~" q! l; |- u) c+ ~
3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31
1 T6 F5 `0 N% P: ~2 g# k8 i 3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32
( G6 s: R5 Q4 w+ S8 b* ^ 3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33
) ~) _$ ]6 g. M2 Y第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35 1 W( y3 n3 u/ A) k$ Q- H: w4 i
4.1 引言........................................................................................................... 35 ! E# K. M0 Q, Z0 ~! D" G
4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35
7 w/ u6 B# D, }2 G1 P9 B 4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35 1 u5 e2 l' `* i2 d4 a" R7 H8 s. F( L
4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36 6 K/ h+ G3 w8 z7 V5 a0 S
4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39
: s! G5 s. i2 p8 G' j! Y1 q) | 4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
3 Y! Z3 b+ A/ W3 [ 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40 ) ?$ s, i C( _
4.2.2 多路复用................................................................................. 43
* b$ r+ w3 o B- a 4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44 $ T: G7 Q9 N% o% i* E# R8 p! }9 C
4.3 差错控制.................................................................................................... 46 $ ?, \8 h) O1 \, a! J; q5 [
4.3.1 概述........................................................................................ 46 6 D" ?. W6 c& `; Y! d
4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46 7 o. {4 s% P4 Z
4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47 9 s1 W/ J, d& r) _9 t: w
4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47
" g6 _, A9 h1 V! A+ W5 d4 x: D. S# E! R 4.3.5 循环码..................................................................................... 48 + f0 |- D/ h( c1 r3 r8 E1 k
4.4 通信协议.................................................................................................... 49
4 G1 [; a( z. V' h6 o$ @' K 4.4.1 物理层..................................................................................... 49
) Q t/ B' l5 [/ @6 h 4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50 . T' v2 b. P2 w' L
4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50
( U: t1 i0 ]; y 4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54 $ I( j: I7 v) \2 i# S; E
第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57 N5 E4 u J: I9 P9 t: d
5.1 引言........................................................................................................... 57 4 e' t! U3 C( `5 f5 T" s+ B
5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57
5 p$ Y0 b2 P, a8 g/ S1 D 5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57 3 e1 ]1 L5 i# T) ?* h1 u
5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58
; f! g; B+ n5 s1 \1 L! a9 s& C 5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59
! z! U" {! `& \1 O5 ~ 5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 6 @3 H- {2 d4 ~9 N# T
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60
: G% q! L/ i# b( R2 t, @$ @# T4 y 5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60 ) N8 G K. T6 w% f u. j( _
5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60 - X& s# X2 d+ e* k0 Y! ?
5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60 6 E/ S" |7 o2 ]& A
5.4.3 图形系统........................................................................................ 63
" f! H) s8 P8 U" x 5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64
% V7 B3 z j/ s8 A; p9 B3 S8 ^0 ^ 5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64 5 m9 @4 ^3 M) @6 D0 o% g- S
5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69
. u: h! f9 r" P3 C 5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70 * o. ?8 r( c6 W8 V
5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71 5 K# g$ T' B/ k% c% ~$ d
5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71
2 y" |! \' p3 M& Q! l D 5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71 1 g4 \/ u- d$ t9 l9 B
5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72
& H+ U8 y4 t0 j 5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72
# a% s0 f* p2 J8 v8 A: | 5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72
% b5 T9 _1 K k) s 5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72 ' b0 p8 J" D) H, O' J
5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73 0 {! ? H) A& l1 J2 X) r$ {: r9 g
5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73 ; ^1 H2 T" v7 V& x3 k9 k& t
5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 . J, u! a# \9 {) T; p! e
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73 # S D6 I q9 W: j# L
5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73
% @6 ^7 z3 m6 R 5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74 ) \" t2 a+ Y$ e J3 R; |
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
$ Q5 v/ M$ o* N9 d4 X 5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74
* V+ J$ @- a: T+ `5 o 5.8.1 开放系统........................................................................................ 75
; Y5 @) I+ g6 ]+ H+ | 5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76 " [" E. j+ k# a6 e8 A5 N
5.8.3 概要分析........................................................................................ 76 4 p3 K8 n) c/ ~
5.8.4 主要优点........................................................................................ 77 . B% Z. [$ O5 U" F d
5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77
7 n1 _7 X; h* \' X$ i7 \. W 5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78 $ _, V" G% l0 E2 I% y( ~7 c. W; S% x
第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 . x' i/ m3 W, _
6.1 引言........................................................................................................... 81
+ ~0 f% P4 m) i i* H }0 l1 S: ]6 i# A 6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81 ' v) t9 W# @" V- Y e: x7 ]
6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81 2 [. o" F: \) I& N* k
6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81 6 b, m6 A2 T' ~
6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82
$ ~6 g! S) j5 S! W G1 r' ] 6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83 ?* Q# U# U' U- n5 O! I" G7 ?
6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83
5 M1 @; y$ V8 {, @" \# U' N* ^) O 6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86 ) h+ t" o* Y9 q
6.3.1 概述............................................................................................... 86 3 {+ ]8 _# d+ O0 `
6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88
7 o% Z) y: s# k$ h) P2 O x 6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88 3 o* P5 V* n2 W
6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89
9 d, h- k9 ~: Y7 Z, w# ^ t* g 6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89
) S) \8 {! n' V* i( C4 A 6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93 : i) G2 |8 u: Y1 P( P) m. V
6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96
. c$ s' K6 |+ A; C O4 B/ x 6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97
. d" ^2 |: N+ n1 }+ \7 Q 6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100
& x6 S9 M3 C) s# b* W7 t, A. Q; C' Y 6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100
% I8 b% S+ t! k# k. W 6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106 1 T) z, v% [* J
6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108 . h( q& G! F4 [. k' _( {$ s
6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112 - `) P' [9 A, \0 v5 K
6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113
+ i6 {# M% E# [ [/ d 6.6.1 概述............................................................................................. 113 - ] h& z6 K4 w
6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114
% T% u. `0 W% h+ \ 6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117 + l( D0 x! W5 x$ h& G: y% |
6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122
7 z) g9 W; H" Z/ i第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132 - L+ C; m) C$ T5 X
7.1 绪言......................................................................................................... 132
4 o. O, c6 q* z1 }$ P 7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132
u( a1 P1 P* W 7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132
. f; H1 v; o/ n: Y( ^( f4 a# o 7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133 0 w9 ?' f3 p8 x* F
7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134
# P) C9 |- u4 J 7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135
+ i; c, c6 a$ L, ~3 Z 7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136
3 Y! j/ t/ H3 M' ^2 Y 7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137 : C b( a& ~0 E/ ]
7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137
+ Y' l1 w5 e* g6 l 7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139
% [7 I' W7 Z6 Y! Q. n0 I: E 7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139 + M; s# {! R k, s6 X" Y6 N) _
7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
- A( \& ?& v0 F: F* f4 I 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141
! i! a; e, }5 f8 e( U2 K$ ?# S 7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144 $ e+ e5 K- Y& U& k% ~& \
7.4 安全控制对策........................................................................................... 146 ) Z: Q0 h2 Z- H, ~0 b9 `1 a
7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146
$ T( i; ?. i$ I( b( @ 7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148
4 z! |$ }' V2 t6 k; Z7 `( u5 T5 ^; Y ?u
2 L/ T$ J( a8 {7 H B5 D 7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150 % t5 F+ j. e# t& v! ` U$ e" n( |
7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150
) Z0 i0 b* e! ^ 7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151 U8 `/ N% L2 x1 E" [/ |
7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151 7 |2 @5 l# P9 N& O8 a
7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152
6 R+ s d. ]% q 7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154
7 |' ?3 A- z H# d# [, Y第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156
1 k# j& L7 j2 U/ f- f 8.1 引言......................................................................................................... 156 9 J; Q; h* t, c; c, K o
8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156 , }. Z7 J/ t9 A
8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156
) i4 @: p# V# V1 J+ B 8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158
& K# G: n; d0 y6 Z 8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159
8 e: Q0 C5 J% w5 n7 b 8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159
- L( k' A8 m3 [! h( L1 X2 } 8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159
9 J# G. P/ @% \% ?7 I: J3 F M8 Z 8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160
: J) z" w, n: y1 b7 A) C 8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161 / d, I y( r$ J2 j
8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162
! X; z- A; k# p+ o z& ` 8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163 # Y7 l* N7 Y. f, M; G
8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165
" L8 N, D& O3 q- P T8 ~ 8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167
. @- `( f6 E$ L2 ^8 } 8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172 * D9 {# J5 |7 x n% _
第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175 9 a" k( f3 j# ]7 l9 A, L
9.1 引言......................................................................................................... 175 . {( p4 W: Q- w/ f
9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175 / ^/ T2 K' X& Z7 o8 P
9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176 " c3 c$ F: }$ n* |+ K4 j+ v/ F) ]
9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178 ) @3 y: A6 s6 u! t7 r: e
9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180
3 z& B) n* z5 d G3 ]: D 9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180
# h1 R8 O3 a( p" d# s8 u9 A2 r! ? 9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181
! U; N/ F% ^. b) Z( @ 9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182 - s; L. I3 \/ {5 A; ^, P% A, P0 E
9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183
9 c D# e" W) m' V- J5 I 9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184
, n% A; l I9 s0 p5 p$ o: H$ o 9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184
3 m% o- H, v) U& ~6 o 9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185
. y4 l6 J! m3 w2 L: W 9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186 ; S3 t) Z! E. ^3 T
第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187
0 `" K, |9 M- B, ^" f$ j! D" ] 10.1 引言....................................................................................................... 187 , b ?& U0 |$ g) U2 M* c
10.2 基本概念................................................................................................ 187
! ?; t) V0 t* [ 10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188 o- a$ {6 y7 z% z. f
10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189
# H( ?# w1 d+ H$ W$ X% x 10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189 % W3 M; d- w; T, U+ V+ Z1 y
10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191
1 h0 o/ z% v/ e8 X5 B 10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196 8 d& o k0 h) R
10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196
- [) L: ~0 w$ |. v 10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197 / F$ y' v. S( i6 i) R
10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200 # X- J4 n V9 V1 |
10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200 5 j0 t4 `: f8 I5 O
10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202 / L. A; @7 d6 w9 A% n. _
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