2014届毕业生学院下发《毕业设计(论文)说明书封面与插页》.doc

I 毕 业 设 计 论文 说 明 书 题 目 姓 名 张盈 学 号 20112003716 平顶山工业职业技术学院 2014 年 5 月 8 日 II 平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 论文 任 务 书 姓名 张盈 专业班级 机电一体化三班 任 务 下 达 日 期 2014 年 2 月 18 日 设计 论文 开始日期 2014 年 2 月 25 日 设计 论文 完成日期 2014 年 4 月 30 日 设计 论文 题目 指 导 教 师 院 部 主 任 郭 宗 跃 2014 年 5 月 8 日 III 平顶山工业职业技术学院 毕业设计 论文 答辩委员会记录 电力工程 学院 机电一体化 专业 学生 于 2014 年 6 月 10 日进行了毕业设计 论文 答辩 设计题目 专题 论文 题目 指导老师 答辩委员会根据学生提交的毕业设计 论文 材料 根据学生答辩情况 经答辩委员会讨论评定 给予学生 毕业设计 论文 成 绩为 答辩委员会 人 出席 人 答辩委员会主任 签字 答辩委员会副主任 签字 答辩委员会委员 IV V 平顶山工业职业技术学院 毕业设计 论文 评语 第 页 共 页 学生姓名 专业班级 年级 毕业设计 论文 题目 评 阅 人 指导教师 签字 2014 年 6 月 12 日 成 绩 系 科 主任 签字 2014 年 6 月 12 日 毕业设计 论文 及答辩评语 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 1 页 摘要摘要 电力调度自动化系统在电网的实时监控 故障处理等方面发挥了重要作用 它的 应用彻底改变了传统的电网调度方法 是电网调度手段的一次革新 是电网稳定运行 的重要保障 本文通过分析电力调度自动化系统的主要功能 以广东红海湾发电有限 公司为例 针对系统特点及发展趋势进行探讨 随着电网不断的发展 电网的运行和 管理需求在不断地变化 要保证电力生产的安全有序进行 作为重要支柱的调度自动 化系统要适应电网需求的发展 调度自动化系统主要是由调度自动化主站系统 变电 站自动化系统和传输通道等相关设备组合而成的 电力调度自动化系统包含安装在发 电厂 变电站中的数据采集和控制装置 以及各级调度机构中安装的主站设备 通过 相关的通信介质等构成系统 电力系统调度自动化 是电力系统中发展速度最快的技 术之一 关键词 电力调度自动化系统 数字 市场 智能 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 2 页 目录 第一章绪论第一章绪论 3 1 1 概述 3 第二章现代电力调度自动化系统的发展与应用第二章现代电力调度自动化系统的发展与应用 4 2 1 电力调度自动化系统的主要功能 4 2 2 电力调度自动化系统的主要特点 11 第三章电力系统调度的基本任务第三章电力系统调度的基本任务 16 3 1 电网调度自动化系统的作用 16 结语结语 23 致谢致谢 24 参考文献参考文献 25 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 3 页 第一章绪论第一章绪论 1 1 概述概述 在电力系统从小到大的发展过程中 电力系统自动化设备在其中扮演了重要的角 色 为电力系统的安全运行发挥了极其重要的作用 自动化设备的水平也随着需求变 化以及工业控制技术 计算机及网络技术和通信技术的发展有有了质的飞跃 从当初 简单的继电器自动装置以及电力调度中心通过电话了解 调度各个发电厂 变电站的 设备 发展为现在的在各个发电厂 变电站 子站 采用以计算机技术为主的综合自动化 设备监控变电站内的电力设备 子站向电力调度中心 主站 发送遥测 遥信等信息 主 站向子站发送遥控 遥调命令 增加防火 防盗以及遥视等功能后 实现了变电站真 正的无人值班 产生了巨大的经济效益 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 4 页 第二章现代电力调度自动化系统的发展与应用第二章现代电力调度自动化系统的发展与应用 2 1 电力调度自动化系统的主要功能电力调度自动化系统的主要功能 近年来我国电力事业飞速发展 电力自动化的相关技术也在不断更新 各地电力 部门对作为电力自动化系统核心部分的电网监控系统提出了新的要求 电网监控系统 已不能再局限于过去传统的变电所数据采集 显示 处理系统 SCADA 系统 而是 要求将无人值班变电所的监控中心 电网高级应用软件系统 PAS 调度管理系统 DMIS 配电自动化系统 DMS 电能采集 处理系统等都融入其中 使之成为一种 一体化的开放型的通用电网能量管理系统平台 在此之上可以进行功能拓展 使客户得 到更多的收益 20 世纪 70 年代的调度自动化系统是基于专用计算机和专用操作系统 SCADA 数据 采集与监视 控制 系统 称为第一代 80 年代是基于通用计算机 VAX 系列 VMS 或 PC DOS 的 EMS 能量管理系统 称为第二代 90 年代则是基于 RISC UNIX 或 PC Windows 的开放分布式 EMS DMS 能量管理 配电管理系统 称为第三代 毫无疑 问 每前进一步都与计算机及其操作系统的升级有着紧密联系 但每一代的进步都有 其各自的目标 可以这样说 第一代解决了调度员 一双眼睛 问题 也就是说调度员 可以借助调度自动化工具对电网运行监视和获取一般的现象及信息 第二代解决了调 度员 一双手 的问题 便于调度员对电网的一般性控制和获取安全经济运行的决策依 据 第三代解决了调度员 一个大脑 问题 系统通过高级应用软件的快速计算和实时 智能分析 帮助调度员对电网深层把握 及时处理电网可能发生的潜在问题 提供电 网改造 扩展的技术依据 由于当时的计算机发展水平和合作单位的技术水平有限 其中成功运用的自动化系统也存在不少明显缺陷 随着计算机技术的发展 调度自动 化设备的技术水平也进入了快速发展阶段 近几年 电网的发展对调度自动化系统提出了更多 更高的要求 变电所综合自 动化 无人值班变电所的实现 使调度自动化系统成为集电网测量 控制 保护 经 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 5 页 济运行 指标考核等多方面的综合性管理系统 电网监控自动化系统是一个技术不断 发展 功能不断扩充的系统 在发展中总会碰到新的问题 现行的一些标准已明显不 能满足实际的需要 工程实施中常常碰到系统满足实用化指标 但不能满足实际要求 那么新一代电网调度自动化的目标是什么 随着电力系统的发展 电网监控自动化已 经成为电力企业的 心脏 这就是说 未来的电网调度自动化将起一个心脏的作用 电力企业的活力就决定于它 如提高电网本身安全经济分析能力和负荷预测的准确度 为未来的数字化电网打基础等 总之 新一代电网监控自动化对电网的运行作用越来 越大 而对计算机及其网络技术 通信技术的依赖性也越来越强 调度系统应拥有一套开放的软件体系 它以 Windows2000 2003 XP 操作系统 商 用数据库 网络管理系统为基础 实用软件模块主要分为 前置系统软件 系统主控软 件 图形软件 数据库管理软件 报表系统软件 网络管理软件 报警处理软件 变电站 综合自动化接口软件 电能管理软件 系统维护 调试软件 设备管理软件 运行分析 统计软件 远程维护软件 实时 WEB 浏览软件 系统接口软件等 1 各软件的功能要求 1 前置系统软件 前置系统可以处理 256 路不同速率 300 19200B S 传送的 RTU 变电站综合自 动化 FTU 等数据采集装置的信息 可处理各种 CDT 和 POLLING 规约 如部颁 SC1801 IEC60870 5 101 规约等 它提供开放的 可以修改的动态规约库 方便对新规约的添加和旧规约的修改 2 具有在线配置 修改参数功能 3 具备双机 双信道功能 4 提供多种远动监测手段 5 可向多个地方进行数据转发 6 与后台机相互独立 以网络方式进行通讯 7 支持和网络 RTU 的通讯 采用 IEC60870 5 104 规约 网络速度为 2M 100M 8 前置系统提供全图形化的人机交互界面 整个系统运行于 Windows2000 2003 操 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 6 页 作系统 9 前置系统完全独立于后台系统 可以单独调试 2 系统主控软件 系统主控软件依据部颁 地区电网自动化规范 中的内容进行设计 各项功能指 标均超过部颁标准 1 可处理各种模拟量 状态量和电度脉冲量 以图形 表格 文本等方式进行显 示 并保存所要求的信息 2 对遥测异常 开关和刀闸动作可给出声光报警 语音示警 并记录归档 具备 事故反演功能 3 可进行遥控 遥调和对时操作 4 可采用类 C 语言设定各种计算及统计功能 如电压合格率 功率总加 周波和 各种要求下的电量累计等 5 各种采集量及计算量的在线修改及打印 6 不同模拟屏的显示控制及相关操作 7 可以和目前国内各种型号微机保护装置进行通讯 完成保护信号的接收 定 值上传 修改 在线实现软压板投退 保护定值区域切换 保护信号复归等功能 3 图形软件 调度的图形系统包括图元编辑器 图元管理器 画面编辑器和画面显示工具等多 个模块 图元编辑器可编辑各种基本的图素 如变压器 发电机 开关 刀闸以及潮流标 志 使用图元编辑器可使得系统画面统一 标准化程度高 方便生成各种复杂的电力 系统图形 图元管理器对图元进行复制 粘贴 拷贝等管理工作 调度系统的画面编辑器具有极强的功能 使用灵活 方便 用它可以编辑任意大 小的画面如接线图 工况图 曲线 棒图等 图形具有多层次 多平面 也可用它制 作一些特殊的图形 发电的水汽示意图 温度 压力表计等 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 7 页 图形显示系统允许用户在同一屏幕上开出多幅显示窗口 以显示不同内容 不同 大小 多层次的画面 各个画面窗口可在屏幕上随意拖动 画面也可进行无级缩放 平滑移动和快速漫游 可以实现动态着色 动态潮流等 图形显示系统提供多种画面 调用方式 按名调用 自动更新 单键调用 在发生事故的时候 可以自动推出 画面 可以利用鼠标对画面上的遥测 遥信 工况 分接头等信息进行操作 所有操 作均伴有详细提示 4 数据库管理软件 调度系统的数据库管理软件通过对信息进行分层整理存放 在处理上根据信息具 体特征 决定是采用内存库存放 还是磁盘库存放 历史数据库采用了标准的商用数 据库如 Oracle 等 并对各类库分别进行显示 具体功能如下 提供一个友好的数据库创建及数据录入界面 用户通过这个界面可以很方便地建 立自己系统所需的数据库 在系统正常运行后仍可在线建库及修改数据库内容 不会 影响系统的实时运行 也可以通过画面编辑工具来进行数据库的导入生成 同时数据 库中的各个字段也可以在画面上显示 2 数据库中的内容 无论实时还是历史的均可在线调出观察和修改 并根据 其不同的数据特征 提供各自不同的人机界面 如报表库中的数据则可直接在对应格 式的报表中修改 相当直观 3 各台机器都以服务器中的数据为标准 4 可以支持 SQL 语句查询 也可通过系统提供的 COM DCOM CORBA 接口进行 访问 5 数据库可以实现双机热备份 在没有磁盘阵列的情况下保证两台服务器上的数据 库内容完全一致 库管理程序可以自动切换 6 提供功能强大的数据库统一备份工具 对主备服务器实现自动定时备份和手工 备份功能 5 报表系统软件 提供两套报表解决方案 一套基于 EXCEL 电子表格控件的报表生成及输出工具 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 8 页 另一套是完全基于 EXCEL 开发工具 VBA 的报表生成及输出工具 这两套方案功能完 全相同 1 提供了极其灵活的制表功能 生成表格的格式 表格大小可以任意定义 可在 线生成 修改各类报表 如日报 月报 年报等 报表可以图 表一体 插入曲线 棒 图 饼图等等 2 数据库中的所有数据都可以在报表中显示 3 表格中的各种数据可以在线模拟显示及修改 并随时可在打印机上打印出来 4 支持定时打印 召唤打印和实时打印 6 网络管理软件 调度系统提供分级的网络子系统 根据不同的系统配置及用途 可以选用不同的 网络子系统 1 支持多种网络协议 可以根据用户特定的要求采用不同的网络通讯协议 2 支持双网络的冗余备份系统 3 可以通过 WEB 服务器和 MIS 网进行信息交换 并在 MIS 网侧安装一浏览器显 示实时系统的数据 画面 表格及运行记录 4 支持通过 Internet 进行远程浏览 5 提供远程诊断 在客户系统在线运行情况下 可将客户运行系统在我公司开发 人员机器上再现 记录分析客户系统的内部运行状态 使问题得以即刻诊断 解决 6 调度系统可以通过网关和其他信息系统进行数据交换 并可通过安装物理隔离设 备来保障系统的安全 阻止系统的非法侵入 7 网络流量和阻塞程度可以在图形上显示 7 报警处理软件 1 根据电力系统的运行特点 对报警应做详尽的处理 报警系统分多个级别 多个类别 采用复合判据 既防漏报 也防误报 并采用软件延时实现去除遥信抖动 对每条报警信息都可用语音加以提示 2 系统提供完善的告警查询工具 可以进行各种形式的告警信息组合查询 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 9 页 3 调度系统上的各台机器可根据不同用途进行告警配置 滤除无关的告警信息 4 调度的告警系统可以进行全面的事故反演 为事故分析提供详尽的依据 5 调度可以对任何报警信息进行语音报警 语音既可以通过人工录音生成 也 可以由语音告警引擎自动合成 省确人工录音的繁琐 调度集成功能完善的录音生成 及管理工具 6 告警信息根据需要可以通过手机短信方式发送给相关人员 所有告警信息可以保存在服务器的数据库中 一般可以存放五年以上的数据 8 变电站综合自动化接口软件 调度系统可以在调度端实现对变电站保护设施的监控和操作 作为变电站当地监 控系统或变电站综合自动化的后台系统 可以获得保护设备的运行状态 开关及刀闸状态 测量值和定值数据 故障及诊 断信息 事故信息 并可进行系统校时 2 可以在线修改保护设备的相关定值 3 可在画面或表格中显示保护设备的有关参数 4 可完成在线实现软压板投退 保护定值管理 定值区切换等工作 5 可远程进行保护信号复归 9 电能管理软件 1 电能管理子系统可以根据各线路负荷情况和地区负荷总加值 按具体要求进行 功率积分电度的计算和统计 2 可以计算相对准确的有功积分电量 3 可以将电量数据以图形或表格方式等各种方式进行显示 保存电量数据 提供 各种形式的查询手段 4 电量数据可以通过浏览器在局 MIS 网上进行查询 5 可以根据电量数据进行最大 最小值计算 可以分时段进行统计 能完成电量 的自动代路计算 可以进行线损统计和平衡计算 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 10 页 6 可以接收各变电所的电能量数据 10 系统维护 调试软件 系统为用户提供较为齐全的维护子系统 借助这一系统 用户可以很方便地实现 对系统的管理和维护 1 完备的在线文档及资料手册 2 提供系统管理界面 用户可实现完成系统配置 权限管理 程序屏蔽 桌面定 制等各种功能 11 设备管理软件 调度系统以电网中的运行设备为管理对象 如断路器 刀闸 电容 变压器 线 路等 所有这些设备都可以建立相关档案 并和实时系统相关联 便于管理 检修和 消缺 使用人员可以在接线图上直接调用设备的运行档案和缺陷记录 可以将管理网 上已有的设备信息转换至调度的设备参数库中 12 运行分析 统计软件 系统提供较完善的系统数据再分析 统计软件 客户可以对断路器 保护单元 刀闸的动作 事故情况进行统计 在线 离线皆可 也可对诸如负荷 电压 电流 频率 电量等参数进行趋势统计 最大 最小 平均等值的统计 便于运行人员掌握 电网负荷的变化情况 13 远程维护系统 提供一套远程维护 诊断系统 在外工程人员可以通过电话拨号登录到机房的调 度系统中 作为该系统的一个网络终端 对系统运行情况进行分析 对出现的故障进 行处理 定时进行程序更新和防病毒软件包的更新 14 实时 WEB 浏览软件 WEB 服务器采用 Linux 操作系统 通过物理隔离设备与调度自动化系统连接 MIS 网上的用户可以用浏览器来调看实时画面 数据 报表 告警记录等 15 调度大屏接口软件 根据调度大屏的类型实现接口 将实时数据转发致调度大屏或提供 VGA 接口上屏 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 11 页 如上屏为 VGA 信号输出 可将接线图 曲线图 报表等画面输出至大屏幕显示系统 2 2 电力调度自动化系统的主要特点电力调度自动化系统的主要特点 1 数据的种类 1 数据采集服务器 数据采集服务器的容量按 64 厂站配置 最大可扩充到 512 前置系统可以设置 虚拟厂站 过这种方式可以对厂站的数据进行拆分或合并 前置系统具有国内常见 的各种远动规约接口如部颁 CDT 部颁 POLLING SC1801 U4F IEC 870 5 101 DNP3 0 MODBUS 等 系统规约库是开放的 可方便地接入新规约 具有网络设备的厂站自动化系统可以直接通过网络交换机接入前置系统 通讯规约 采用 IEC 870 5 104 数据采集服务器可以对采用网络规约和传统串行规约的厂站作双通道主备处理 可将任何信道定义为主信道 可以实现自动切换 数据采集服务器采用独立的数据采集网 和调度主网隔离 前置机上安装两块网 卡 采用这种模式可以大大降低主网上的网络流量 减轻网络负载 数据采集服务器可配置 Unix 或 PC 服务器 应冗余配置 可按照采集功能的不同 进行分组 分别完成对 RTU 综自 配网自动化 继电保护 故障录波的数据采集 组与 组之间互不干扰 每个组中可以配置单台或多台数据服务器 组内多台采集服务器应 负载均衡且互为热备用 可实现手动 自动切换 2 数据处理与存贮服务器 调度系统的服务器采用两台服务器互为备份 系统中所有数据 包括系统数据 图形 表格 历史数据 实时数据等都在服务器上 主要数据处理程序也在服务器系 统上运行 数据库服务器系统是整个调度系统的核心 以实现无扰动自动 手动切换 在切换过程中应保证数据不丢失 网上其他机器的数据都取之于服务器系统 服务器 可以采用基于 Intel CPU 架构的高档服务器也可以采用基于 RISC 工作站芯片的 UNIX 服务器 同时该服务器需可集成电网应用分析功能 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 12 页 3 调度员工作站 为调度员提供的监视平台 它可以各种方式显示实时数据 如画面 表格 文件 并根据不同的现场情况用调度员所设定的报警方式提醒调度员 它采用一机双屏的模 式 调度员工作站的数目不受限制 桌面式样可以根据客户需求定制 4 维护工作站 平时远动维护人员在维护工作站上对系统进行例行维护 完成数据库 图形 表 格等参数的生成及修改 进行系统管理 5 WEB 服务器 WEB 服务器安装 Linux 操作系统 MySql 数据库系统 调度自动化系统和 MIS 信 息管理系统之间采用电力专用隔离装置进行隔离 可以支持通过浏览器来调看实时数 据 调度画面 报表及历史数据 WEB 服务器上的所有数据 系统数据 历史数据 实 时数据等都取自数据库服务器 对局 MIS 网而言 它是个实时数据中心 系统的远程 维护入口一般也是通过 WEB 服务器 一个系统中根据数据分配的不同情况可以有多个 WEB 服务器 在 WEB 服务器上安装防火墙 6 工作站 主要用来进行电力高级应用软件 PAS 的计算和分析 使用人员在此机器上可 以进行运行方式的模拟调整 并用电网分析软件算出改变后的电网潮流及相关参数 计算结果存入数据库 7 网络系统 调度系统采用 100M 1000M 交换式网络 配置成双网系统 除可实现冗余外 还 可实现网络数据流量均匀 平衡 调度系统网络可以通过加装放火墙和外界网络进行 物理隔离 以保证网络系统的安全 可以进行在线监视和控制 如端口运行工况 网络 流量等 8 时钟系统 调度系统采用 GPS 天文时钟作为统一时钟源 网上各台机器的时钟都以 GPS 时钟 为准 系统定时向厂站设备下发对时命令 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 13 页 调度系统配置大小可根据客户的需求灵活调整 扩充 可以适应不同规模系统的 要求 为客户提供了方便 9 系统的开放性 广东红海湾发电有限公司调度自动化系统遵守各种工业标准 系统的设计参考 IEC 国际电工委员会 制定的 IEC61970 IEC61968 系列国际标准 遵循 CIM 模型开 发 支持系统软硬件升级 支持第三方的开发 可以与其他厂家的系统接口 因为有 众多的厂家支持这些工业标准 所以广东红海湾发电有限公司有广阔的选择空间来进 行系统配置 以满足工业领域的各种应用 跨平台体现了系统的开放性 跨软件平台 操作系统 UNIX NT 数据库 Oracle Sybase 等 跨硬件平台 COMPAQ SUN IBM HP 的 64 位系统 WINDOWS INTEL 的 32 位系统 系统的可扩展性 系统的分层 分级 分布式管理的设计思想为系统进行方便的扩展提供基础 主 站节点 站端设备服务器 工作站及网络设备等硬件 软件模块等都可以方便的扩充 就象是搭积木一样 这种持续可扩的性能 使用户在实现调度自动化时 按照 总体 规划 分步实施 的策略来实施 避免了一次性投资太大 先进的系统平台 广东红海湾发电有限公司调度自动化系统采用持续开放的通用网络平台 即平台 的设计 运用 Server 结构 强调中问件设计模式 由此形成的网络级中性服务平台仅 服务于客户请求的中性数据 而无需考虑数据的应用 不仅丰富了系统服务定义的内 涵 且为内部不断扩大的各部门系统网的 Intranet 及与外层 Internet 的自适应网络互联 带来了潜在效能 使使用者可自行灵活定义拓广的应用 并自动接入系统及与系统通 信 平台将上层应用和底层支撑隔离开 为系统的稳定高效运行提供可靠保障和奠定 坚实基础 它为整个西山电力提供通用的平台功能支持 强大的 WEB 浏览功能 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 14 页 广东红海湾发电有限公司调度自动化系统平台本身支持功能强大的 WEB 浏览功能 采用三层结构的设计思想 通过 WEB 服务器 支持多个客户端实时数据 静态数据 图形 曲线 报表 动态报表 事项等查询 要包括 通过远动系统实现数据采集 通 过计算机系统实现数据处理与存储 通过人机联系系统中的屏幕显示 CRT 与动态 调度模拟屏 对电网的运行工况实现在线监视 并具有打印制表 越限报警 模拟量 记录 事件顺序记录 事故追忆 画面拷贝 系统自检及远动通道质量监测功能 在 实现监视的基础上 通过计算机 远动与人机联系系统 对断路器 发电机组与调相 机组 带负荷调压变压器 补偿设施等实现遥控与遥调 以及发送时钟等指令 2 自动发电控制 AGC 和经济调度控制 EDC 它们是对电网安全经济运行实现闭环控制的重要功能 在对电网频率调整的同时 实 现经济调度控制 直接控制到各调频电厂 并计入线损修正 实现对互联电网联络线 净功率频率偏移控制 对于非调频厂 则按日负荷曲线运行 对于有条件的电厂还应 实现自动电压和无功功率控制 AVC 3 安全分析与对策 SA 在实现网络结构分析和状态估计的条件下进行的实时潮流计算和安全状态分析 2 电网调度自动化系统的基本组成 电网调度自动化系统由调度主站 调度中心 厂站端 通信三大部分组成 但按其功 能可分为 1 数据与信息的采集系统 前置机 远动终端 调制解调器 变送器 2 数据与信息的处理系统 主控计算机 外存储器 输入输出设备 计算机信道接口 3 数据与信息的传输系统 主站与厂站通信 有线 载波 光纤 短波 微波及卫星地面站 主站与主站通信 有线 光纤 微波及卫星地面站 4 人机联系系统 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 15 页 彩色屏幕显示器 打印机 拷贝机 记录仪表 绘图机 调度模拟屏 调度台 5 监控对象的相关系统 发电机组的成组自动操作与功率自动调节装置 机炉协调控制器 带负荷调压变压器 分接头 电压与电流互感器 断路器的控制与信号回路 继电保护与按全自动装置的 出口信号回路 6 不停电电源系统 交 直流整流器 直 交流逆变器 配套的直流蓄电池组 7 安全环保系统 防雷与接地 防火与灭火 防电磁干扰与防静电干扰 防噪声与防震 空调与净化 防盗与防鼠 3 网调度自动化系统结构及组成 1 主 备前置通讯机 通讯前置机负责数据采集 规约解释 数据处理以及接收并处理系统的控制命令 2 主 备服务器 服务器存放整个系统的实时数据 历史数据及应用数据 为主 备前置通讯机 调度员 工作站 后台工作站提供数据库服务 充当应用服务器 服务器另外对各工作站的工 作状态进行监控 管理计算机网络设备和 SCADA 系统终端设备 如打印机 显示器 投 影仪等 监控系统的任务进程 提供事件 事故报警 监视网络通讯等 3 WEB 浏览服务器 WEB 服务器提供 WEB 主页实时画面公布 这种方式使得网上的工作站无需任何 专用程序支持 使用 Windows 内置的 IE 浏览器即可浏览实时数据 4 系统时钟同步 GPS 定位系统 GPS 的时间作为系统的标准时间和系统频率 完成系统的时钟统一 1 统内时钟同步 通过主备数采机接入 SCADA 系统 系统以数采机时钟为标准时钟 采用系统提 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 16 页 供的校时功能完成网络各节点间的时钟同步 数采机支持识别 GPS 时钟故障 防止误 接收 并能产生报警 2 与 RTU 时钟同步 采机与 RTU 通讯的方式校时 完成主站系统与 RTU 时钟同步 第三章电力系统调度的基本任务第三章电力系统调度的基本任务 3 1 电网调度自动化系统的作用电网调度自动化系统的作用 随着微电子技术 计算机技术和通信技术的发展 综合自动化技术也得到迅速发 展 近几年来 综合自动化已成为热门话题 引起了电力工业各部门的注意和重视 并成为当前我国电力工业推行技术进步的重点之一 之所以如此 是因为 随着我国 电力工业和电力系统的发展 对变电站的安全 经济运行要求越来越高 实现变电站 综合自动化 可提高电网的安全 经济运行水平 减少基建投资 并为推广变电站无 人值班提供了手段 随着电网复杂程度的增加 各级调度中心要求更多的信息 以便 及时掌握电网及变电站的运行情况 为提高变电站的可控性 要求采用更多的远方集 中控制 集中操作和反事故措施等 利用现代计算机技术 通讯技术等 提供先进的 技术装备 可改变传统的二次设备模式 实现信息共享 简化系统 减少电缆 减少 占地面积 对变电站进行全面的技术改造 变电站综合自动化系统完全可以满足以上要求 因此 近几年得到了迅速的发展 1 那么 电网调度自动化系统与综合自动化系统的关系是什么呢 综合自动化是相对于整个变电站的二次设备来说的 包括各种微机继电保护装置 自动重合闸装置 低频自动减负荷装置 备用电源自投装置 以及远动装置等 它们 利用先进的计算机技术 现代电子技术 通信技术和信号处理技术 实现对全变电站 的主要设备和输 配电线路的自动监视 测量 自动控制和微机保护 以及与调度通 信等综合性的自动化系统 它集保护 测量 控制 调节 通信 调度于一体 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 17 页 1 系统理应提供对于节点启动 停止的相关管理工具 功能包括 1 启动系统 根据数据库中的配置信息决定本节点上需要启动哪些应用 相关 应用的启动需要做什么初始化工作 需要启动哪些进程及其顺序 依次执行相关程序 从而完成系统的启动 相关配置信息定义在数据库中 而不需要在节点上更改批处理 文件 2 停止系统 根据当前节点上的运行信息将所有的应用都终止 3 应用启停 可启动或停止指定的单个应用 主要用于系统的调试 特别适用 于多个应用共享物理服务器的情况 一个应用的启动与停止不会影响其它的应用 相对而言 电网调度自动化是综合自动化的一部分 它只包括远动装置和调度主 站系统 是用来监控整个电网运行状态的 为使调度人员统观全局 运筹全网 有效 地指挥电网安全 稳定和经济运行 实现电网调度自动化已成为调度现代电网的重要 手段 其作用主要有以下三个方面 1 对电网安全运行状态实现监控 电网正常运行时 通过调度人员监视和控制电网的周波 电压 潮流 负荷与出力 主设备的位置状况及水 热能等方面的工况指标 使之符合规定 保证电能质量和用 户计划用电 用水和用汽的要求 2 对电网运行实现经济调度 在对电网实现安全监控的基础上 通过调度自动化的手段实现电网的经济调度 以达 到降低损耗 节省能源 多发电 多供电的目的 3 对电网运行实现安全分析和事故处理 导致电网发生故障或异常运行的因素非常复杂 且过程十分迅速 如不能及时预测 判断或处理不当 不但可能危及人身和设备安全 甚至会使电网瓦解崩溃 造成大面 积停电 给国民经济带来严重损失 为此 必须增强调度自动化手段 实现电网运行 的安全分析 提供事故处理对策和相应的监控手段 防止事故发生以便及时处理事故 避免或减少事故造成的重大损失 3 2 电网调度自动化的基本内容电网调度自动化的基本内容 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 18 页 1 电网的只要 1 运行监视 调度中心为了掌握电网正常运行工况 异常及事故状态 为了安全 经济调度和 控制提供依据 必须对电网实现以保证安全运行为中心的运行监视 所以称为安全监 视 按部颁有关法规 规程的要求和调度的需求 主要内容为 网调 省调要监视电网的频率 电压 潮流 发电与负荷容量 电量 水情河水位等 参数 监视断路器 隔离开关 带负荷调压变压器调压分接头以及发电机组等设备的 自动调节装置的工作位置状态 主要保护河岸全自动装置的动作状态等信息 地 县调和集控站运行监视的内容相对少一些 但对于大型的地调 所需的信息 量仍然较多 运行监视的内容通过屏幕显示 动态调度模拟屏 打印 拷贝 记录及绘图等多 种手段完成 2 经济调度 电网经济调度的任务是在满足运行安全和供电质量要求的条件下 尽可能提高 电网运行的经济性 合理地利用现有能源和设备 以最少的燃料消耗 或费用 成本 保证安全发供电 因此 网调和省调要在按规定保证电网的频率和电压质量的前提下 使发电煤耗 水耗及网损最小 即发电成本最低 同时又能保证一定的备用容量 因而网调和省调 要进行负荷预测 实现经济负荷与最佳负荷分配 制定发电机华语负荷曲线提供依据 实现水库经济调度与最优潮流分配 为在最佳水能水量综合利用的条件下 使水耗与 网损最小 对于地调 则以实现负荷管理及其经济分配为基本内容 还要定时进行电压水平 和无功功率分配的优化运算 用以提高电压质量 降低网损 在尖峰负荷时要平衡馈 线负荷以降低线损 在有条件的地区电网内 还要实现降压变压器的经济运行 以实 现小型梯级水电厂的经济运行等内容 经济调度的各种内容 需要同运行监视 自动控制 安全分析密切结合才能付诸实施 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 19 页 3 安全分析 进行安全分析是对电网在正常和异常运行的状态进行分析及对事故发生前的 状态预测和事故发生后的状态分析 是保证电网安全稳定运行的重要内容 当电网发生事故后 在实现事故顺序记录 事故追忆等功能的基础上 通过分析 跟 踪事故的发展 参数的变化 保护和自动装置及断路器的动作情况 从而提出事故处 理的对策 以达到缩短事故处理时间 防止事故扩大的目的 在地区电网发生事故时 还可以通过对配电网的故障分析和实现在线预操作 及时处 理事故 改善地区电网的安全运行水平 此外 通过调度员的培训模拟 进行事故预想与事故演习 有效地提高调度人员 运用调度自动化系统处理事故的临战能力 4 自动控制 电网调度自动控制是在运行监视的基础上 对电网的安全与经济运行实施调 节或控制 控制信号自上而下发送给厂 所或下级调度 这类控制范围很广 但主要是对断 路器及其它发送发变电设备 例如 发电机 调相机 带负荷调压变压器 电力补偿 设备等 通过调度人员实现遥控 遥调或自动实现相应的闭环控制或调节 上述电网调度自动化基本内容是紧密相关的 不论哪一级调度中心都必须以实现 电网的全面运行监视为前提 根据各自的特点和需要 积极充实完善 以达到实现电 网调度自动化的目的 2 电力调度自动化的基本功能 1 数据采集与安全监控 SCADA 它主要包括 通过远动系统实现数据采集 通过计算机系统实现数据处理与存储 通过人机联系系统中的屏幕显示 CRT 与动态调度模拟屏 对电网的运行工况实现 在线监视 并具有打印制表 越限报警 模拟量记录 事件顺序记录 事故追忆 画 面拷贝 系统自检及远动通道质量监测功能 在实现监视的基础上 通过计算机 远 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 20 页 动与人机联系系统 对断路器 发电机组与调相机组 带负荷调压变压器 补偿设施 等实现遥控与遥调 以及发送时钟等指令 2 自动发电控制 AGC 和经济调度控制 EDC 它们是对电网安全经济运行实现闭环控制的重要功能 在对电网频率调整的同时 实现经济调度控制 直接控制到各调频电厂 并计入线损修正 实现对互联电网联络 线净功率频率偏移控制 对于非调频厂 则按日负荷曲线运行 对于有条件的电厂还 应实现自动电压和无功功率控制 AVC 3 安全分析与对策 SA 在实现网络结构分析和状态估计的条件下进行的实时潮流计算和安全状态分析 3 电力调度自动化系统的基本组成 电网调度自动化系统由调度主站 调度中心 厂站端 通信三大部分组成 但按 其功能可分为 1 数据与信息的采集系统 前置机 远动终端 调制解调器 变送器 2 数据与信息的处理系统 主控计算机 外存储器 输入输出设备 计算机信道接口 3 数据与信息的传输系统 主站与厂站通信 有线 载波 光纤 短波 微波及卫星地面站 主站与主站通信 有线 光纤 微波及卫星地面站 4 人机联系系统 彩色屏幕显示器 打印机 拷贝机 记录仪表 绘图机 调度模拟屏 调度台 5 监控对象的相关系统 发电机组的成组自动操作与功率自动调节装置 机炉协调控制器 带负荷调压变压器 分接头 电压与电流互感器 断路器的控制与信号回路 继电保护与按全自动装置的 出口信号回路 6 不停电电源系统 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 说明书 第 21 页 交 直流整流器 直 交流逆变器 配套的直流蓄电池组 7 安全环保系统 防雷与接地 防火与灭火 防电磁干扰与防静电干扰 防噪声与防震 空调与净 化 防盗与防鼠 4 电力调度自动化系统结构及组成 1 主 备前置通讯机 通讯前置机负责数据采集 规约解释 数据处理以及接收并处理系统的控制命令 2 主 备服务器 服务器存放整个系统的实时数据 历史数据及应用数据 为主 备前置通讯机 调 度员工作站 后台工作站提供数据库服务 充当应用服务器 服务器另外对各工作站 的工作状态进行监控 管理计算机网络设备和 SCADA 系统终端设备 如打印机 显示器 投影仪等 监控系统的任务进程 提供事件 事故报警 监视网络通讯等 3 WEB 浏览服务器 本系统中配置 WEB 服务器提供 WEB 主页实时画面公布 这种方式使得网上的工 作站无需任何专用程