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
8 K& a3 r4 g4 Q0 m 1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1 5 z( `1 m3 l9 E4 ?9 {+ D5 K
1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2
& J1 j+ a" h" y6 Q9 V& W6 l& m1 \ 1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2
S$ e% x$ `; d& l 1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2
, C. h# W5 c4 z7 P6 G; a 1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2 ; g/ ^/ K9 P8 t+ C2 Z
1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3
6 k9 e% U9 P5 X; _ 1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 , `$ M1 P: a7 v q9 _
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3 5 V5 ]5 ?0 W N3 |) a
1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5 8 i* ]7 H# H+ b9 q
1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7
" f& f; G7 w/ N4 ]& X" S" T 1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7
. W, T( M3 E" o j 1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7 ! w7 W3 B0 v8 X4 o* V
1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8 + G* X8 C! ]' s; t
1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8
, }" K" J; f( V% I9 D+ P* a第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10
3 n- K0 z2 ~# Q9 E0 { 2.1 引言........................................................................................................... 10 2 t* D: y) Y: q0 Z' r3 }# m4 l
2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11 5 I B. T* f, `3 n( \2 |+ y. n
2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11 ! H' P8 p! F# s2 c0 b
2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12
2 d1 J1 R9 R% u4 d 2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15
0 f0 i% x; [, m" o+ Q. g 2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16
5 d9 K1 @9 L+ W- V 2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16 " @- S2 [4 @ x: c6 N
2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16 2 w, e) H1 H$ K/ e0 @ o! R
2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17
$ H5 ]7 ?- p. } Y. ? 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# q' f3 h/ f; H
2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19 , V& x e: |0 ^3 r% [
2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20
5 o6 _- T, z# N4 \( g8 ?# ]+ x* D第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22
& e, y; |1 }* z- y 3.1 引言........................................................................................................... 22
# r/ f' K. h* q( _2 w 3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22
; l3 P5 I; |7 \1 R6 F' o 3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23
# L' M4 F0 D" S$ T. n! K+ Y 3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24
# E7 S! v" f( [0 [* w5 N+ F1 o0 ` 3.2.3 驱动控制................................................................................. 24 ; d) c* @! O& v7 Q% m9 b
3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25 % V2 ~- \2 O, _: L0 x) s" ~* |
3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26 ! e+ L) t& u7 c# `9 \" A V& N
3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26 1 U. ?0 j6 x& p( Y8 o0 {/ d
3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27
2 U# f* z6 _% x7 H# [ 3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27
# D7 f' ^( E6 O0 h 3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31
9 f' }8 }& |; z' { 3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32 2 e6 a; a1 C& Z8 | y
3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33 2 l7 z! r, |' K+ P6 X& F) x, b
第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35 : c" u7 u& Z* z" {5 [5 R
4.1 引言........................................................................................................... 35 8 D) X' o& {0 c- d
4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35 ( t K- a3 k5 |% x" }
4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35
* |7 H2 c9 ?3 q$ }( L, H6 e* I 4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36 7 M1 L. e3 a! x& N7 c& ^
4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39 / W, e) _3 s# f, ]" w! l ]/ A
4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
, p+ W: t6 T5 h 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40 9 e8 I ]* \3 I$ v( O1 \
4.2.2 多路复用................................................................................. 43
+ Q m5 F" z0 r1 r. h 4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44 3 I2 x. _/ s: f4 s4 F9 H
4.3 差错控制.................................................................................................... 46
3 H4 O& e/ y; n4 T! _ z: ?% g- l 4.3.1 概述........................................................................................ 46 2 Z9 X* h0 J0 E2 |$ `* A! X3 p' R# v
4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46 " J) y( U# U X
4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47 # s+ L6 m/ h% H+ m. B) R
4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47 # V+ u# r" g7 r4 t: `( J& }
4.3.5 循环码..................................................................................... 48
N5 v( h9 p4 C$ { 4.4 通信协议.................................................................................................... 49
1 m, T& W; O/ l7 O. x/ z2 W# _ 4.4.1 物理层..................................................................................... 49
* q: O0 s$ S% O' e 4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50
: Y, h, t0 V! T' |/ u; d 4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50 ( p9 m, | U3 M* O# w
4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54
$ l6 r" Z9 n5 S# y3 C5 ? ~第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57 0 T8 z& G! `: ?" {: i5 Z
5.1 引言........................................................................................................... 57 , m* h9 U. T N0 x
5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57
7 S/ S% x7 L( _/ Q6 B/ @6 Q6 ] 5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57 ' ]( `# I4 g0 J: i7 p; K6 z7 t
5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58 : B; J& A4 j; K7 y) k: `
5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59
2 v% F% q) A9 E, A. ` 5.3.1 操作系统........................................................................................ 60 ' j! B* C$ |. L; ]! [7 d; p
5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60 $ ?$ L' J* t6 g0 B/ q0 R3 X
5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60 0 j' w7 i! _2 x
5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60
5 c* c) q3 L8 h, A8 X& W 5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60
( Q3 ?5 W' F" s% E& N3 J) F; w, ~) i 5.4.3 图形系统........................................................................................ 63 ; }+ [1 a4 `% v- j1 n8 B& P* G
5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64 ! K1 p0 s1 K' F
5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64
) V! _& M2 U. H4 f5 z 5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69
) B5 B) }" k2 b R; Q( ]5 q 5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70
6 `& [4 x) u9 X 5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71 . f: Z6 ?4 j3 M4 q
5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71 ) h( Q. V2 x# {
5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71 , q: [3 ]3 y0 q$ H: ^
5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72 . D1 L6 W8 L( d1 M. ?
5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72
1 M9 g% A. G/ u" D7 } 5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72 b, x* F) P: K: }, g( B- H- H# N
5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72 9 U! P; a$ ~" \$ U+ u2 W
5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73
8 H: S! O. r: d9 X 5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73 ) S6 d& @9 P8 P R! H$ }! x
5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 7 G+ u P0 I2 w
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73
/ Z1 W5 `* I9 \8 D 5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73 5 `$ e% e( {; K. \1 z) U8 C
5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74 % A/ z+ l- x- G% q" h8 Z: 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 9 X- z( Z( a) v' P) J) e% B
5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74 - q p! N8 f' W+ k M' I
5.8.1 开放系统........................................................................................ 75
6 V7 g6 d4 m* j$ M9 M( m 5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76
/ U% ^& T! C; R* c( U' j/ z( w 5.8.3 概要分析........................................................................................ 76 6 X" m/ T/ L9 Q8 q; w' K
5.8.4 主要优点........................................................................................ 77
: `8 U! A$ o( ^8 o 5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77
. K6 \; k; m& _8 D 5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78
6 D7 Z/ x. L/ D* `6 k第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 $ }$ Q K% s$ A( }$ ]
6.1 引言........................................................................................................... 81
1 h2 u& U C! o0 N 6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81
3 `3 z* O2 z9 L/ s7 n; l4 N 6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81 9 u* e# f9 T6 q& Q6 U" A4 C
6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81
7 ^& t/ n8 b% p3 e- e 6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82
- }# ~7 h4 R; _# V. G3 x 6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83 6 i% u" g+ U2 A: O. M, x1 }
6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83
+ J( z, ^$ h( z! K 6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86
0 N% e! i- K. s# M" i 6.3.1 概述............................................................................................... 86
z/ I6 o' c$ x9 x* H) O3 v 6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88
P0 O' I, r$ H8 N$ {0 h 6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88
2 g+ R9 ?8 ]% @. g 6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89 # i: ]4 k8 D/ s- I# D
6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89
/ X. G& U. L& t. Q 6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93
! O/ R! `8 \8 Y/ e 6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96
% c- i' d- t$ [% s" i 6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97
% e5 U( {# T \$ _' J- c) T. Q 6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100
/ H2 p7 o( r) y2 }; K 6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100 + ?" @! n# ~) r' k9 x
6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106
# `+ t. ?( G' q 6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108 6 S1 y6 F* Y! L8 `
6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112
8 L& b7 _0 v/ F9 g 6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113 : Z9 U/ W8 Q9 o! v
6.6.1 概述............................................................................................. 113
) y$ l* i- z- D" ~* c% w 6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114
% r3 L% W& s6 ?0 f8 [6 G 6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117
; ]' ?$ W4 Y% {8 `. e 6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122
% R* N Y- O2 M第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132 * V k9 F0 ~3 f/ K
7.1 绪言......................................................................................................... 132 & U6 D7 g8 r+ a; a) `
7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132
2 j6 ~+ w/ C! T7 P' x9 K 7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132
6 u B. _ H% P6 }4 O6 @* n2 { 7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133 ' y8 M+ G( M1 y. Y9 t) o
7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134
. K! M n# J. W- ] 7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135
# b* Q' \; ]0 f9 k. @- }0 T3 V 7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136 ; a% y" @% j6 N" o' z
7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137
K" U4 p/ ~; k2 ^4 `1 F/ e5 b- @ 7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137
8 u$ }: K6 N5 `( ?% J 7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139
2 j" O6 K+ o) y3 H; ~' Q2 r 7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139 + \, c* n( k7 c8 p& o& D4 r' Q
7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
) ]; g# g$ ~) T" q' R9 q% _2 q 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141 }) x: w0 ]- Y# G/ M7 e
7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144
2 I6 K) m, y( C9 B& R# k 7.4 安全控制对策........................................................................................... 146 4 B; w+ c& w5 T& n# Y' b' K
7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146 & ~$ P1 b- c- l4 d8 \
7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148
( x) b# g0 ^5 f: o ?u
. _0 [/ X/ r6 q( Q 7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
% q" x1 R% ^, p9 F/ ^( x. u3 n: B- _ 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150
9 S; N# ^! P5 _# ^% A; f- e2 H" n 7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151 # h: b/ ^! h5 {( @! a
7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151
' y. d9 d+ w4 K. o7 S+ e 7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152 ( l' T* O* W; g" n, W; v. V
7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154 * A/ x; ~- W% H, H9 j4 \
第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156 $ {: o% G4 y* T1 d
8.1 引言......................................................................................................... 156
* `3 v! c/ w% t9 q 8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156
) |- n; i* j* Z1 | 8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156
- ?8 F' T+ R$ @* a' M5 i 8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158 , \/ A' k3 X$ z8 C( z
8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159
8 o1 g2 ?" ^" P! ? 8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159 6 ?( T* v: l. x' o- p
8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159
6 N' f* l/ O* u* `2 { 8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160
) U/ ~% w1 u( Q' ~4 x$ E 8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161
& b! P% j: L$ O. W" h 8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162
$ W% z; T6 H3 @! k7 |' J 8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163 3 Y5 z' b0 } \/ L, A
8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165
4 J# X6 v7 `. k1 N' U 8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167 6 V# g: j; W) O E$ b
8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172 ' n+ M; c# t0 K1 O' q0 F
第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175
9 j$ y p1 T1 V" y) y; f' s 9.1 引言......................................................................................................... 175 ) V1 n! h& \4 C' V) v" H
9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175
1 v1 }+ l# b3 e2 c& B6 Z$ S 9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176 # _) {# x# E6 {; q& S: ?$ d3 O
9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178 ( H$ i0 W. v. W
9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180 3 p: l* Z m. _1 A" q
9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180 ) V% l2 X& k {4 x' _* m* |* S
9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181 E! _; j, w* U5 `# `
9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182
! [6 z4 J' C6 l6 U 9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183
n/ V& @1 L- j: _9 f 9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184 : d# i4 _- ~; H' V& [( ^0 y% Y1 R& s* U
9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184
$ R( w' B, R4 h: l0 L 9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185 % ^1 l2 M- k3 M7 U
9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186 4 q. t/ S2 @! P
第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187 7 a+ M7 ~3 Y# I1 v. S
10.1 引言....................................................................................................... 187 % S4 \1 b' H7 Q6 i
10.2 基本概念................................................................................................ 187 * q0 r5 z5 o: {$ Q& _& z) T6 U4 K, t
10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188 - y% H; P/ C7 P6 u
10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189 " r" Z$ B' S) n0 @( L. {, m
10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189
3 G# L5 c# ^% e1 U# n& G# N' k O 10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191 , l, f% f6 }: Y& i" d5 {! R4 A( l
10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196 * t: C0 I* Y6 q% M# v6 j/ D. H' _1 _" t
10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196 6 c% }' Z1 V$ n, ~4 K
10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197 + E2 Q. d# i k7 b V# i
10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200 : H; g. K* s: g* M
10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200
8 K2 a$ S4 P" g- H 10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202 6 r0 b+ o# r, {+ K' C% H6 J
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