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塞翁失马焉知非福.doc 在跨地区的电力系统形成后，必须建立一个机构对电力系统的运行进行统一管理和指挥，合理调度电力系统中各发电厂的出力并及时综合处理影响整个电力系统正常运行的事故和异常情况，这个机构称为电力系统调度中心。 ?按运行管理的区域划分:?电网调度自动化?发电厂自动化(火电厂自动化、水电厂自动化)?变电站自动化?配电网自动化。?从电力系统自动控制的角度划分:?电力系统频率和有功功率控制?电力系统电压和无功功率控制?发电机同步并列的原理。电力系统断路器，电力系统 第1章 发电机的自动并列 1、掌握并列操作的概念及对并列操作的要求。 ?并列的概念:将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称并列操作。发电机的并列操作又称为“并车”、“并网”、“同期”。 ?对并列操作的基本要求:?并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值不宜超过1~2倍的额定电流。?发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，进入同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。 2、掌握并列操作的两种方式及各自的特点。 ?并列操作的两种方式:准同期并列(一般采用)、自同期并列(很少采用)。 ?准同期并列的概念:发电机在并列合闸前已励磁，当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方式称为准同期。 ?自同期并列概念: 将一台未加励磁的发电机组升速到接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值，机组的加速度小于某一给定值的条件下，先合并列断路器QF，接着合励磁开关，给转子加励磁电流，在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并列机组拉入同步运行。优点:操作简单，并列迅速，易于实现自动化。缺点:冲击电流大，对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降。适用:只有在电力系统事故、频率降低时使用。自同期并列不能用于两个系统之间的并列，也不用于汽轮发电机组。 3、掌握准同期并列的三个理想条件，了解并列误差对并列的影响。 ?(1) fG=fX:待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零;(2) UG=UX:待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零;(3)δe=0:断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零。 ,??电压幅值差对并列的影响:产生的冲击电流，在只存在电压差的情况下，并列机组产生的冲击电流主要为无功冲击电流。冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响，由于定子绕组端部的机械强度最弱，所以须特别注意对它所造成的危害，必须限制冲击电流。?合闸相角差对并列的影响:当相角差较小时，冲击电流主要为有功电流分量。说明合闸后发电机立刻向电网输出有功功率，使机组联轴受到突然冲击，这对机组和电网运行都是不利的。?合闸频率差对并列的影响:在有滑差的情况下，将机组投入电网，需经过一段加速或减速的过程，才能使机组与系统在频率上“同步”。加速或减速力矩会对机组造成冲击。(滑差越大，并列时的冲击就越大，因而应该严格限制并列时的滑差。) 4、掌握自动准同期装置的组成及各组成部分的任务。 ?自动准同期装置的组成?频差控制单元;检测UG与UX间的滑差角频率，且调节发电机转速，使发电机电压的频率接近于系统频率。?电压差控制单元;检测UG与UX间的电压差，且调节发电机电压UG ，使它与UX间的电压差小于值。?合闸信号控制单元;检测并列条件，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时，控制单元就选择合适的时间(恒定越前时间)发出合闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差为零。 第2章 同步发电机励磁自动控制系统 ,2、掌握同步发电机励磁系统的任务; ?控制发电机端电压:在发电机不经升压直接向用户供电的简单系统中，若供电线路不长，线路上电压损 耗不大，单靠调节发电机的励磁来控制发电机的端电压就能满足负荷对电压质量的要求。?合理分配并联运行发电机间的无功功率:发电机是系统中主要的无功电源。为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布,要求“合理控制”电力系统中并联运行发电机输出的无功功率。“合理控制”的含义:(1)每台发电机发出的无功功率数量要合理;(2)当系统电压变化时，每台发电机输出的无功功率要随之自动调节，而且调节量要合理。?提高同步发电机并联运行的稳定性?改善电力系统的运行条件:当电力系统由于种种原因，出现短时低电压时，发电机的励磁自动控制系统可发挥其调节功能，即大幅度地快速增加励磁电流以提高系统电压来改善系统运行条件。?防止水轮发电机过电压:水轮发电机在因系统故障被切除或突然甩负荷时，一方面由于水轮发电机组的机械转动惯量很大，另一方面为了引水管道的安全，不能迅速关闭水轮机的导水叶，致使发电机的转速急剧上升。如果不采取措施迅速降低发电机的励磁电流，则发电机感应电势有可能升高到危及定子绕组绝缘的程度。因此要求励磁自动控制系统能实现强行减磁功能。 ,3、掌握同步发电机励磁控制系统的组成及各组成部分的作用。 ?同步发电机励磁控制系统的组成:?励磁功率单元(励磁功率单元向同步发电机提供直流电流。)?励磁调节器(检测和综合系统运行状态的信息，经相应处理后，产生控制信号，控制励磁功率单元，以得到所要求的发电机励磁电流。) 6、掌握自动励磁调节器的基本原理，了解励磁调节器静态特性的合成;掌握同步发电机励磁调节器静态特性的调整，了解自动励磁调节器的辅助控制。 ?自动励磁调节器的基本原理:励磁调节装置(自动励磁调节器)是一个闭环比例调节器。输入量:发电机电压UG;输出量:励磁机的励磁电流或是转子电流，通称为IAVR。 ?同步发电机励磁调节器静态特性的调整:对同步发电机电压调节特性进行调整的目标，主要是为了满足运行方面的要求:? 保证并列运行发电机组间无功功率的合理分配(通过调整各发电机的调差系数，使其相等即可实现);? 保证发电机能平稳地投入和退出运行，而不发生冲击现象。(通过上下平移发电机调节特性曲线即可实现) 第3章 电力系统频率及有功功率的自动调节 2、掌握电力系统负荷的功率频率特性，理解负荷频率调节效应系数的含义;掌握发电机组的功率频率特性，理解调差特性与有功功率分配的关系，掌握调速器的失灵区对调节特性的影响;掌握电力系统的频率特性，理解电力系统功率频率特性系数的含义，掌握一次调频与二次调频的概念及特点。 ?负荷的功率—频率特性定义:当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即Pl=F(f),这种有功负荷随频率而改变的特性称为负荷的功率—频率特性，即负荷的静态频率特性。 ?当系统内机组的输入功率和负荷功率间失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用，这种特性有利于系统中有功功率在另一频率下重新平衡。这种现象称为负荷的频率调节效应。通常用负荷的频率调节效应系数KL,来衡量负荷调节效应的大小。 ?发电机组的功率—频率特性:通常把由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率—频率特性或调节特性。发电机组的功率—频率特性取决于调速系统的特性。 ?调差特性与有功功率分配的关系:当发电机组的功率增量用各自的标么值表示时，发电机组间的功率分配与机组的调差系数成反比，与单位调节功率成正比。 ?调速器的失灵区对调节特性的影响:由于调速器的频率调节特性是条带子，因此会导致各并联运行的发电机组间有功功率的分配产生误差。??PW*与失灵度成正比，而与调差系数成反比。?不灵敏区的存在虽然会引起一定的功率误差或频率误差。但是，不灵敏区不能太小或完全没有。 ?电力系统的频率特性:电力系统主要由发电机组、输电网络及负荷组成，发电机组的功率—频率特性与负荷的功率、频率特性曲线的交点就是电力系统频率的稳定运行点。 ?一次调频的概念:当电力系统负荷发生变化引起系统频率变化时，系统内并联运行机组的调速器会根据电力系统频率变化自动调节进入它所控制的原动机的动力元素，改变输入原动机的功率，使系统频率维持在某一值运行，这就是电力系统频率的一次调整，也称为一次调频。 二次调频概念:当机组负荷变动引起频率变化时，利用同步器(调频器)平移机组工频特性来调节系统频 率，称为电力系统频率的二次调节，也称为二次调频。 掌握积差调节法的两种实现方式。 ?积差调节法的两种实现方式:?集中调频制?分散调频制 4、掌握电力系统经济调度的原则，掌握自动发电控制的原理。 ?最经济的分配是按等微增率分配负荷。微增率是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。?等微增率法则就是运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，这样就可使系统总的燃料消耗(或费用)为最小。 ?自动发电控制(AGC/EDC功能)原理:?单台发电机组的AGC系统?具有多台发电机的AGC系统(负荷分配器根据输入的控制信号大小并且根据等微增率准则或其他原则来控制各台发电机输出功率的大小。) 5、掌握电力系统低频减载装置的作用及原理。 ?当频率下降到某一定值时，低频减负荷装置起动，自动切除预先安排的部分负荷，同时迅速启动备用发电机组，能有效地抑制频率的继续下降，使之逐步恢复到稳定运行状态。这种办法称为按频率自动减负荷 第5章 电力系统调度自动化 1、掌握电网调度的任务及电网调度自动化的任务。 ?电力系统调度的任务:控制整个电力系统的运行方式。?保证供电的质量优良?保证系统运行的经济性?保证较高的安全水平?保证提供强有力的事故处理措施。 ?电力系统调度自动化的任务:综合利用电子计算机、远动和远程通信技术，实现电力系统调度管理自动化，有效的帮助电力系统调度员完成调度任务。 2、掌握电网调度自动化的结构及各组成部分的功能。 ?电网调度自动化的结构: ?信息采集和命令执行子系统，即远动终端RTU(作用:采集各发电厂、变电所中各种表征电力系统运行状态的实时信息，并根据运行需要将有关信息通过信息传输通道传送到调度中心，同时也接受调度端发来的控制命令，并执行相应的操作。) ?信息传输子系统(信道);作用:信息传输子系统是调度中心和厂站端(RTU)信息沟通的桥梁。将远动终端的各种实时信息上传给主站，把主站发出的各种调度命令下达到各有关厂站，即完成主站与远动终端之间信息与命令可靠、准确地传输。 ?信息收集处理与控制子系统(调度端);作用:信息收集处理与控制子系统，是整个电力调度自动化系统的核心。 3、掌握RTU的“四遥”功能及实现方法。 ?可以实现“四遥”功能:遥测(YC)、遥信(YX)、遥控(YK)和遥调(YT). ?遥测:采集并传送电力系统运行模拟量的实时信息;?遥信:采集并传送电力系统中开关量的实时信息;?遥控:指接收调度中心主站发送的命令信息，执行对断路器的分合闸、发电机的开停、并联电容器的投切等操作;?遥调:指接收并执行调度中心主站计算机发送的遥调命令，如调整发电机的有功出力或无功出力、发电机组的电压、变压器的分接头等。 4、掌握电量采集的两种采样方式及各自的特点。 ?电量采集的两种采样方式:?直流采样?交流采样 直流采样的优点:软件设计简单，计算简便。直流采样的缺点:采样结果实时性较差;测量精确度受直流变送器的精确度和稳定性的影响;设备复杂，增加系统的造价。 交流采样的优点:A、实时性好;B、能反映原来电流、电压的实际波形，便于对所测量的结果进行波形分析;C、设备简单，可以节约投资。 6、掌握电力系统远动信息传输通道有几种类型及其特点。 P113—P115 第6章 配电管理系统 1、掌握配电管理系统(DMS)的组成及各组成部分的功能;了解配电SCADA的含义及特点。 ?通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统，称为配电管理系统。 ?配电管理系统的组成:配电自动化系统(DAS)、网络分析和优化、工作管理系统、调度员培训模拟系统 ?DAS组成部分及功能:?配电网数据采集和监控(SCADA);配电SCADA系统是配电网管理系统DMS基本功能的组成，同时又是DMS的基本应用平台。?需方管理(DSM)电力的供需双方共同对用电市场进行管理，以达到供电可靠性，减少能源消耗及供需双方的费用支出的目的。 2、掌握馈线自动化(FA)的含义，掌握就地控制的馈线自动化中故障隔离与自动恢复原理;掌握远方控制的馈线自动化系统的结构; ?馈线自动化(FA)的含义:馈线自动化指配电线路的自动化。 ?就地控制依靠馈线上安装的重合器和分段器自身的功能来消除瞬时性故障和隔离永久性故障，不需要和控制中心通信即可完成故障隔离和恢复供电;P159 ?远方控制是由FTU采集到故障前后的各种信息并传送至控制中心，由分析软件分析后确定故障区域和最佳供电恢复，最后以遥控方式隔离故障区域，恢复正常区域供电。 5、熟悉远程自动抄表计费系统的构成，了解远程自动抄表系统的典型方案。 ?远程自动抄表系统主要包括四个部分:具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、抄表交换机和中央信息处理机。 ?远程自动抄表系统的典型方案?总线式抄表系统?三级网络的远程自动抄表系统?采用无线电台的远程自动抄表系统?利用远程自动抄表防止窃电 第7章 变电所综合自动化 2、掌握变电站综合自动化系统的功能，熟悉变电站综合自动化系统的结构。 ?变电站综合自动化系统的基本功能体现在下述5个子系统的功能中: 1)监控子系统?数据采集?事件顺序?故障录波和测距、故障记录?操作控制功能?安全监视功能?人机联系功能?打印功能?数据处理与记录功能?谐波分析与监视 2)微机保护子系统?输电线路保护?电力变压器保护?母线保护?电容器保护?小电流接地系统自动选线?自动重合闸 3)电压、无功综合控制子系统:变电站综合自动化系统必须具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是电能质量的重要指标，因此电压、无功综合控制也是变电站综合自动化系统的一个重要组成部分。 4)低频减负荷控制及备用电源自动投入子系统:当工作电源因故障被断开后，能自动而迅速的将备用电源投入，保证用户连续供电的一种装置，称备用电源自动投入装置。 5)通信子系统:通信功能包括站内现场级间的通信和变电站自动化系统与上级调度的通信两部分。 ?变电站综合自动化系统结构:1)集中式的结构2)分布式系统集中组屏的结构3)分散式与集中相结合的结构