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 + K% p1 ^0 k7 \2 v
1.1 现代电力系统的特点.................................................................................... 1
9 w. C0 c1 Z B6 @; T+ T4 | 1.2 电力系统调度的主要任务............................................................................. 2 # s3 g5 g9 r1 v7 N6 F% v
1.2.1 保证系统运行的安全水平................................................................. 2
& @& G: e" k, B& c3 F) M 1.2.2 保证供电质量.................................................................................. 2
* v+ \6 U U( R9 z7 ? 1.2.3 保证系统运行的经济性.................................................................... 2
; x: C( t% {, I/ j9 R3 K0 O 1.2.4 保证提供有效的事故后的恢复措施.................................................. 3 6 G7 w! ?' z7 ?- y/ K
1.3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展......................................... 3 2 N; }( T% P" j' n/ O. w8 u7 C5 [
1.3.1 我国的电力系统的分区分级调度...................................................... 3 8 V9 B% Y2 m% L: X, p2 t3 B8 q
1.3.2 调度自动化系统的发展.................................................................... 5
1 e8 g, y+ F( H% n: ?4 r 1.4 调度自动化系统的基本结构......................................................................... 7 0 j! U2 G3 r8 {1 d& d
1.4.1 信息采集和控制执行子系统............................................................. 7
' V& r. i& a# z$ b7 T4 g8 [ 1.4.2 信息传输子系统............................................................................... 7 7 F( h' G5 s F& Y% r/ I( Q2 W
1.4.3 信息处理子系统............................................................................... 8
3 D0 T2 M) `. [2 O 1.4.4 人机联系子系统............................................................................... 8
+ o8 d/ K$ i$ K" H* g; m8 `第二章 子站系统——变电站自动化................................................................. 10
+ t& j# x9 s7 F% H' t/ V6 | 2.1 引言........................................................................................................... 10 . a7 h& d; O1 M/ k3 p8 }3 a
2.2 变电站自动化的基本内容........................................................................... 11 - g0 l+ b% N; q: C
2.2.1 继电保护的功能............................................................................. 11 6 @, h+ L" \. d: [+ J' q
2.2.2 监视控制的功能............................................................................. 12
1 e4 K$ M5 B+ C( }; @ 2.2.3 自动控制装置功能......................................................................... 15 . |) R, R4 p7 `9 }( _5 x1 k& V
2.2.4 远动及数据通信功能...................................................................... 16 ' e( E' w+ A L
2.3 变电站自动化的结构.................................................................................. 16 / [" E" u; s* g* X% [9 I3 N
2.3.1 变电站自动化的设计原则和要求.............................................. 16
, W& @& D j. d+ |4 q. ` 2.3.2 集中式变电站自动化系统............................................................... 17 ; O1 z- u% y7 a5 c6 M$ Q. g
2.3.3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统.............................. 18
# H5 H6 ~5 ?' k! m* P 2.3.4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统.............................. 19 ; _( _8 v& l. I, h4 f' j
2.4 变电站自动化的发展.................................................................................. 20 ; p5 V) I/ d9 N$ `1 U2 Y8 a, {8 T' E
第三章 电力系统数据采集与通信..................................................................... 22 ( e5 e T. @% k4 f
3.1 引言........................................................................................................... 22 ! ~! G) d$ O) V4 E
3.2 开关量输入电路......................................................................................... 22
6 q0 `4 w6 s4 V! C; |- O$ g+ O n 3.2.1 隔离电路........................................................................................ 23
7 J! K2 n0 y) u0 F2 a; g+ `4 b/ h; s: e4 f 3.2.2 滤波去抖电路.......................................................................... 24 / {! I, _( u% A, P
3.2.3 驱动控制................................................................................. 24
; t# Z( _8 _% z6 ~# i- d 3.2.4 地址译码电路.......................................................................... 25 % q- v$ P* H5 g1 b% | D
3.2.5 输入/输出的控制方式.............................................................. 26
- t& Z) A. U5 S: o 3.3 开关量输出电路......................................................................................... 26
: s5 L) t: y9 N! P! s 3.4 模拟量输入电路......................................................................................... 27 - [/ }% P# m% d0 s
3.4.1 基于逐次逼近型A/D 转换的模拟量输入电路............................ 27
% v9 J s: \4 K9 C* L, s) Q, b/ e 3.4.2 电压/频率变换的模拟量输入电路............................................ 31
+ i& j- F+ q( i7 a6 Z 3.5 模拟量输出电路......................................................................................... 32 , b) R% u$ N! k4 z
3.6 交流采集基本算法...................................................................................... 33
" f( Q% E1 E( z/ s) T/ h第四章 电力系统数据通信................................................................................ 35 @2 X2 ^3 o8 F1 X
4.1 引言........................................................................................................... 35 ?/ y ]/ L/ j) j6 z% U5 W
4.1.1 电力系统远动通信的基本功能................................................. 35 . }4 T1 f! x$ S+ u
4.1.2 电力系统远动通信的基本结构................................................. 35
7 D- P! i2 Q; { 4.1.3 数据通信的基本原理............................................................... 36 3 M, U/ r( j6 _( y6 h2 D: e- ]
4.1.4 远动通信配置的基本类型........................................................ 39 9 e/ j. f# T( g9 E
4.2 信息传输与信道......................................................................................... 39
, C; p' ?2 F& J" w5 S4 B# H1 n+ [ 4.2.1 电力系统传输信道................................................................... 40
9 o f: k- O- L 4.2.2 多路复用................................................................................. 43 H, T" l& z' k$ @% _6 j
4.2.3 数字调制与解调....................................................................... 44
7 U* X% C2 O0 M: P6 C! v7 Z 4.3 差错控制.................................................................................................... 46 B0 C7 ]0 i! C2 z* Y
4.3.1 概述........................................................................................ 46 ! K* L1 v1 @+ q; V. ?, o
4.3.2 差错控制方式.......................................................................... 46 . C* \5 }' S4 D4 b$ w
4.3.3 奇偶校验................................................................................. 47
% @/ p5 {7 j2 O4 N 4.3.4 线性分组码.............................................................................. 47
- l, e" i% i) R3 \9 s8 L& D! g! m 4.3.5 循环码..................................................................................... 48 2 r C; o% q2 n" e
4.4 通信协议.................................................................................................... 49
0 l+ l& ?! n* p4 Q 4.4.1 物理层..................................................................................... 49
$ ^; t. D. ~; o7 T 4.4.2 链路层HDLC............................................................................. 50 5 e! q9 M9 d/ A6 o7 W4 Y
4.4.3 远动信息传输的基本模式及其规约.......................................... 50
) ~8 `3 Z: W; i3 b) a+ Y) @1 @ 4.4.4 IEC 国际相关标准.................................................................... 54 4 E2 G6 T# v8 Z
第五章 主站系统——SCADA/EMS 系统.......................................................... 57 9 }0 m/ ?; k/ n) v. `: X4 P1 Q
5.1 引言........................................................................................................... 57 / q) S; a5 w5 d" ~
5.2 调度自动化的硬件结构.............................................................................. 57
- h, ]. w& R: I4 l( y 5.2.1 集中式系统.................................................................................... 57 " q+ y4 E/ {6 J: H. e! h
5.2.2 分布式系统.................................................................................... 58 # a. k& e* z; D% _: z5 F2 p
5.3 调度自动化系统的系统软件....................................................................... 59
0 a1 k* f5 w5 @/ {. v* I7 | 5.3.1 操作系统........................................................................................ 60
* w4 I0 D. I7 {. i U7 v, g* ^ 5.3.2 开发支持环境................................................................................ 60
" L7 D! W3 E# l/ | 5.4 调度自动化系统的应用支持平台................................................................ 60 3 _0 q+ f+ G7 H: `& I: D; c
5.4.1 任务调度与实时通信子系统........................................................... 60 ( ^/ M% g$ z5 j; p! ?% l& }4 G8 A
5.4.2 数据库管理系统............................................................................. 60
; s4 Z6 E! i" n h9 n 5.4.3 图形系统........................................................................................ 63 $ S% o) h( W8 W2 }% W5 v
5.5 SCADA 系统.............................................................................................. 64
* L5 b# F5 v7 x- P: X 5.5.1 SCADA 系统基本功能................................................................... 64 " ?0 I- O) x5 l/ J Q
5.5.2 SCADA 数据库.............................................................................. 69 : E, c2 v6 i$ {+ D
5.5.3 SCADA 系统的评价指标................................................................ 70
( O8 f4 r3 [' `# M& x/ R" t 5.6 EMS 应用软件基本功能(PAS).................................................................... 71 # _5 `$ z# ~3 ~* c3 r. k* h8 A
5.6.1 网络拓扑分析和动态着色............................................................... 71 8 r1 \4 P! E2 M/ M" ?+ K
5.6.2 实时状态估计................................................................................ 71
0 F2 X5 ]% c2 N( m) q7 k+ t8 F 5.6.3 超短期负荷预测............................................................................. 72 : [% T* g [8 R" Q) s8 A& }" g
5.6.4 短期负荷预测................................................................................ 72 , p% O$ r; a1 D2 Q6 h* J
5.6.5 在线潮流和静态安全评定............................................................... 72 6 y% X; T8 ]7 {) z+ f c1 j' F
5.6.6 自动故障选择................................................................................ 72 ! U; m8 ]9 U2 k" @1 X
5.6.7 校正对策分析(安全约束调度).................................................... 73 * J( M- F; m( y: z0 _. [
5.6.8 灵敏度分析.................................................................................... 73
( `3 T0 f& y y1 N I9 S+ @ 5.6.9 最优潮流........................................................................................ 73 6 M- `+ G; l( m3 {0 {
5.6.10 在线故障计算与继电保护定值校核.......................................... 73
! P0 B( X9 `" @: ^. L 5.6.11 静态电压稳定分析功能............................................................ 73 % h# t4 i2 q K3 k& f$ f
5.6.12 在线动态安全评定功能............................................................ 74
+ k! l/ a# S4 W! A, m' U1 v 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 U7 ?; Y0 }- T0 a2 { 5.8 EMS 系统的发展方向——标准化和组件化................................................ 74 # `& h- ~8 d3 U. J. v
5.8.1 开放系统........................................................................................ 75
4 [& Q' ]* p/ R& B- g 5.8.2 CORBA 简介................................................................................. 76 & s- {9 g* k# k' k0 F7 W9 {
5.8.3 概要分析........................................................................................ 76 + L* O2 ~3 i! A
5.8.4 主要优点........................................................................................ 77
+ t5 a) z$ u2 Z7 S Q1 A# B; ]$ ` 5.8.5 CORBA 的基本框架....................................................................... 77
6 E, W i4 f0 ]* B! x; _* `: K 5.8.6 IEC61970 标准.............................................................................. 78
- E. `8 K {+ V) |1 m5 I9 j: {' k& f第六章 电力系统实时网络状态分析—状态估计............................................... 81 + ~8 ^* `2 V, m) F
6.1 引言........................................................................................................... 81
) E- O4 ^1 W% w) y) V# t3 G! o 6.1.1 什么是状态.................................................................................... 81 8 u1 Y6 }+ C! j2 f
6.1.2 谁决定状态.................................................................................... 81 / E5 D7 I0 U0 i
6.1.3 厂站的典型接线方式...................................................................... 81 3 c6 o$ K. l* f9 d l, l1 e
6.2 网络拓扑(Topology)的实时确定............................................................ 82
! W1 u0 e" V& Z# K' E0 J A2 B, j. N) v 6.2.1 厂站的结线分析............................................................................. 83
3 j9 l+ @! Q3 C+ R 6.2.2 网络的结线分析............................................................................. 83
0 n8 R5 ]5 e0 |- u4 E 6.3 电力系统静态状态估计.............................................................................. 86 7 t2 N1 e3 F2 c" o" l, g
6.3.1 概述............................................................................................... 86 2 G/ U4 ?: R' w! p8 q
6.4 量测系统可观测性分析的拓扑方法............................................................. 88 # P; c" Y5 M! u. F
6.4.1 对量测系统分析的一些基本认识.................................................... 88 ' Q& m. @4 j" B
6.4.2 可观测性分析的步骤...................................................................... 89
: k( f, |, H% v% c" b 6.4.3 利用边界注入量测合并量测岛....................................................... 89 ! c) ]* Q% g3 m' z$ z
6.4.4 基于潮流定解条件的可观测性分析................................................ 93 , e+ u$ S' B k3 ]
6.4.5 实时数据的误差和不良数据........................................................... 96 ! u' b+ C! x( V8 I" U4 y
6.4.6 状态估计问题的数学描述............................................................... 97
0 k8 E7 J- X# Z# N+ o- M/ c* R 6.5 电力系统静态状态估计的算法.................................................................. 100
% h* z" y* N. a8 {6 r 6.5.1 Newton 法解加权最小二乘估计问题............................................ 100 # O( f; t" u: e
6.5.2 快速分解状态估计算法FDSE...................................................... 106 0 Z& C4 a8 H$ P1 _9 T7 Y
6.5.3 稀疏矩阵技术的应用.................................................................... 108
* q" n9 ?. R: k 6.5.4 状态估计和常规潮流的关系......................................................... 112 9 T1 u" A" O2 I; _+ x1 x& V- G; L
6.6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识............................................ 113 * _. H0 j2 H$ u& U% l3 Z
6.6.1 概述............................................................................................. 113
' q L4 Z& o2 | 6.6.2 残差方程—量测误差和残差之间的关系....................................... 114
& E1 y7 ^8 q' |: K) R! I 6.6.3 不良数据的检测(Bad Data Detection).......................................... 117
" E% o: i, t, V/ N! j& j 6.6.4 不良数据的辨识........................................................................... 122 ( u0 `% }4 \; d3 ~- b& x6 I: y
第七章 电力系统实时静态安全分析............................................................... 132 6 e3 a L! x7 L2 x( T
7.1 绪言......................................................................................................... 132 ; e5 g! r) H* \: @8 |& n
7.1.1 电力系统运行的安全性和可靠性.................................................. 132 3 P( h9 I& z# r% x( u: L
7.1.2 电力系统运行状况的数学模型..................................................... 132 . R: X: i# A- [; j: |# e/ n: F T% }
7.1.3 电力系统实时运行状态的分类..................................................... 133
/ ~+ E* U5 D; h. v ], g; L/ m 7.1.4 电力系统安全控制的分类............................................................. 134
( h4 Y% [0 j# ^9 p$ s6 ~9 [ 7.1.5 安全控制功能的总框图................................................................ 135
- k# m; o/ m8 L" I' R0 { 7.2 电力系统静态安全分析中的潮流算法....................................................... 136 " W9 w' s5 D' u+ f+ E& _
7.2.1 直流潮流法简介........................................................................... 137 0 ~ u! ?: r& }: k. J
7.2.2 Newton-Raphson 法潮流计算...................................................... 137 " }* G' H8 y2 G7 h* j6 O6 g
7.2.3 快速解耦潮流计算....................................................................... 139 ! L# M( Y+ q2 N) Z
7.3 电力系统静态安全评定............................................................................ 139 $ H- V3 k9 p5 n5 r$ U
7.3.1 矩阵求逆辅助定理....................................................................... 140
& U" L0 A5 j% Q% F8 {9 a: i* I Z! E 7.3.2 快速分解法交流开断潮流的计算.................................................. 141 ; @+ Y L6 v6 d2 ^$ ~5 m3 Z
7.3.3 发电机开断的模拟....................................................................... 144
; D: q. A5 k- u+ W2 x; h8 ] 7.4 安全控制对策........................................................................................... 146
) \+ R, G4 l! w2 O0 m3 ]& m9 G 7.4.1 灵敏度矩阵.................................................................................. 146 7 j- K; ]; P8 C
7.4.2 校正控制的数学模型.................................................................... 148 ) a* y9 B! m- E% D% B
?u 5 [' ?& j8 Y) _6 F' j' E8 u6 ]
7.4.3 控制变量变化量 的求解........................................................... 150
! x( d2 ^) _" {' G 7.4.4 线性规划的数学模型.................................................................... 150 ! b$ N, K% B) z6 N9 ]6 _
7.5 电力系统安全控制对策............................................................................ 151
" U. ]$ n. p0 i 7.5.1 电力系统有功安全校正对策分析.................................................. 151 * H( c" v) C5 R" }: |2 R: f9 d1 o
7.5.2 电力系统无功安全校正对策分析.................................................. 152
5 f7 N9 z; l' F/ k/ i/ f( L' Y4 K 7.6 电力系统最优潮流简介............................................................................ 154
; A) E/ e4 F0 a% o0 y. ~! @第八章 电力系统短期负荷预测...................................................................... 156 5 z2 n6 ?% c( ]" K& `4 N# K+ E# ~, m
8.1 引言......................................................................................................... 156 : ? u% i2 }2 b4 r4 X- u' r# |
8.2 短期负荷预测的基本概念......................................................................... 156 ; N$ p) Y" g5 r! [4 ^6 c1 }
8.2.1 负荷分类...................................................................................... 156
7 U; t( H7 ?7 F' t; \ 8.2.2 短期负荷预测一般过程................................................................ 158
. p8 A- p6 c. _, R 8.3 负荷预测的基本原则................................................................................ 159 1 Q2 y" N3 x( a4 B
8.4 几种常用的负荷预报方法......................................................................... 159 $ L7 i% ]$ X! y
8.4.1 常用算法分类.............................................................................. 159
& K3 x2 s. }; V1 _( R+ N 8.4.2 平均值外推法.............................................................................. 160
- S+ j5 L$ C$ a. z8 J 8.4.3 指数平滑法.................................................................................. 161 6 k5 s0 u* w- V/ K
8.4.4 序列回归分析方法....................................................................... 162
2 K% C8 B' i9 p 8.4.5 人工神经网络方法....................................................................... 163
; z0 q+ t/ X8 ] 8.4.6 灰色系统法.................................................................................. 165
; \$ ~5 L- V/ \$ e; p 8.4.7 综合预测算法.............................................................................. 167 ; M) }+ A1 j! _7 K; M$ Q+ o
8.5 扩展短期负荷预测.................................................................................... 172 : e# d0 |2 P9 M1 C3 g2 W
第九章 自动发电控制(AGC )...................................................................... 175 : f& l1 z' S# x2 L; O
9.1 引言......................................................................................................... 175 0 x- m# D' }) x# a1 E% r
9.2 电力系统负荷的频率特性......................................................................... 175 ' x7 d3 l6 x z' D. Y
9.3 发电机组的功频特性................................................................................ 176
- L. v* G, q( r& x! e' s. z: i 9.4 电力系统的频率特性................................................................................ 178
% @8 q6 s1 w9 t) N- F I. P* X8 u 9.5 电力系统调频方式和自动调频准则........................................................... 180
4 l' f$ y5 }0 d& W( W2 m 9.5.1 简单的调节方式........................................................................... 180
8 @) B+ Q2 }& e. b: x 9.5.2 联合电力系统的自动调频............................................................. 181 Z7 o: g. s7 E6 _. D8 p
9.5.3 自动发电控制(AGC) .................................................................... 182
$ g; D; {6 O- i; y9 W& D 9.6 AGC 总体结构......................................................................................... 183 , R0 i: q! K& X2 n
9.7 AGC 系统性能评价指标........................................................................... 184
5 m* x/ J, H5 u% ~, J# y( _, ? 9.7.1 A1、A2 标准简介........................................................................ 184
; s, C/ s3 {4 w" D& x3 g 9.7.2 CPS1、CPS2 标准简介............................................................... 185
" P! X! Y8 c" F1 [, Y$ @: S: Z 9.7.3 CPS 系列标准较A 系列标准的优越性......................................... 186 ! _" @, n2 m/ @6 u- a* J
第十章 调度员培训仿真系统(DTS)............................................................ 187
: T t; h5 S" I% L# I& e% X& ~ 10.1 引言....................................................................................................... 187 Y) y) B6 D# u" C
10.2 基本概念................................................................................................ 187
: @6 \ C3 w+ F7 j, S8 [ 10.3 DTS 的结构分类.................................................................................... 188
4 ?! [2 b) n$ q7 N2 | 10.4 DTS 的基本功能.................................................................................... 189
n9 n' U6 u1 V1 }/ y 10.4.1 仿真支持功能........................................................................ 189
f" d; f# q( N a8 A 10.4.2 电力系统模型仿真................................................................. 191
0 c' I9 w4 V" i; G8 x 10.4.3 控制中心模型功能仿真.......................................................... 196
3 A" z9 W/ f& U! Z- r y; r: x 10.5 动态潮流基本原理.................................................................................. 196
4 s) \! h5 p( ` 10.5.1 动态模型的计算..................................................................... 197
! w7 b. j3 s* e/ T9 g& ?0 { 10.5.2 潮流计算与频率偏差的关系................................................... 200 / E- }1 T2 _! M1 Y) r4 r5 H& c' Y
10.5.3 考虑加速功率的潮流计算方法............................................... 200
$ O& x9 k* |( _: |% \5 x) I 10.5.4 发电机单元与网络单元数学模型的衔接................................. 202 0 T0 R2 U- c, J( O- u
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