电力系统调度自动化PPT课件

电力系统调度与运行 姜彤 2 第一章现代电网的运行与管理 3 电力系统组成 4 火力发电厂 5 水力发电厂 6 大亚湾核电站 7 8 220kV变电所 9 输电线 10 我国电力系统概况 11 0 50 100 150 200 250 300 美 俄 日 中 加 德 中国发电量和装机容量现居世界第二位 建国初期 发电量第25位装机容量第21位2002年均已跃居第2位2006年2 76万亿千瓦 GW 350 12 现代电网的主要特征 电力公司主要特征 1 由较强的超高压系统构成主网架 2 各电网之间联系较强 电压等级相对简化 3 有足够的调峰 调频 调压容量 能够实现自动发电控制 有较高的供电可靠性 4 具有相应的安全稳定控制系统 高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统 5 具有适应电力市场运营的技术支持系统 有利于合理利用能源 6 具有高素质的职工队伍 13 电力传输的特点 电能生产的瞬间平衡发电 输电 配电 用电 多环节的连续性电能传输的快速性地域分布广互联大系统 14 三峡工程 2千万KW 20GW 72GW 26 形成华北 华中 华东 东北 西北 南方六个互联系统最大的是华东 装机 5154万千瓦 占全国16 4 电量 2000亿度 占全国17 6 省级电网 山东 福建 川渝 15 我国电网网架图 大区联网 16 区域电网互联的意义与作用 好处 可以合理利用能源 加强环境保护 有利于电力工业的可持续发展 可安装大容量 高效能火电机组 水电机组和核电机组 有利于降低造价 节约能源 加快电力建设速度 可以利用时差 温差 错开用电高峰 利用各地区用电的非同时性进行负荷调整 减少备用容量和装机容量 可以在各地区之间互供电力 互通有无 互为备用 可减少事故备用容量 增强抵御事故能力 提高电网安全水平和供电可靠性 能承受较大的冲击负荷 有利于改善电能质量 可以跨流域调节水电 并在更大范围内进行水火电经济调度 取得更大的经济效益 17 互联的问题 问题 连锁性事故 经济关系复杂 指挥调度困难 18 美加2003 8 14大停电事故 全停地区 部分停电地区 美东部时间2003年8月14日16时10分 北京时间8月15日4时10分 开始 美国东北部和加拿大电网发生大面积停电事故 殃及美国东北部的密歇根 俄亥俄 纽约 新泽西 麻萨诸塞 康涅狄格等8个州以及加拿大的安大略 魁北克2省 共损失61 800MW负荷 100多座电厂停机 包括22个核电站 停电范围9300多平方公里 受影响区域的人口达5000万 纽约在事故29小时后全面恢复供电 19 20 21 22 23 24 8 14美加大停电 调查组结论 对输电路径下的植被管理不力没能保证系统运行在安全极限内未能及时掌握事故情况并向邻系统通报对运行人员培训不够对系统整体运行情况缺乏整体了解大区电网间信息共享不够EMS SCADA系统未能正常运行系统缺乏足够的备用容量 25 一次能量系统和二次信息系统 PowerPlant TransmissionandDistributionNetwork Substation Load EnergyFlow PowerPlantControl PowerSystemControl SubstationControl LoadControl InformationFlow 26 电力系统运行状态 正常运行状态警戒状态紧急状态系统崩溃恢复状态 27 正常运行状态 满足负荷要求 有一定的安全储备 警戒状态 预防性控制 恢复状态 重新并列 恢复对用户供电 紧急状态 紧急控制 系统崩溃 切机 切负荷 断开线路 储备系数减小或干扰频率增大 由于外界干扰使电压频率潮流越限 解列 安全 不安全 危险 系统解列 28 电网监控与调度自动化在电力系统中的地位和作用 信息就地处理系统继电保护 低频减载 励磁自动调节系统信息集中处理系统RTU SCADA EMS两者互相补充 不能相互替代 29 电力系统的分级控制 五级分层调度管理国家调度控制中心 国调大区电网调度控制中心 网调省电网调度控制中心 省调地市电网调度控制中心 地调县级电网调度控制中心 县调调度基本原则 统一调度 分级管理 分层控制 30 国调 县调 网调 省调 地 市 调 枢纽变电站 换流站 枢纽变电站 换流站 变电站 变电站 变电站 特大型电厂 直属电厂 省属电厂 市属电厂 县属电厂 收集各大区网省网信息 监视重要监测点运行工况并统计分析制作报表进行大区互联系统的各种计算 校核计算结果正确性并向下传达处理有关信息 参与规划及各种指标制定和审查 做中 长期安全经济运行分析 负责跨省网的超高压线路安全运行 按规定的发用电计划及监控原则进行管理 提高电能质量和运行水平 网调的具体任务包括实现电网的数据采集和监控 经济调度以及有实用效益的安全分析进行负荷预计 制定开停机计划和水火电经济调度的日分配计划 闭环或开环的指导自动发电控制省 市 间和有关大区电网的供 受电量计划编制和分析进行潮流 稳定 短路电流及离线或在线的经济运行分析计算 通过计算机数据通信校核各种分析计算结果的正确性并上报 下传 进行大区电网继电保护定值计算及其调整试验大区电网中系统性事故的处理大区电网系统性的检修计划安排 统计 报表及其它业务 31 国调 县调 网调 省调 地 市 调 枢纽变电站 换流站 枢纽变电站 换流站 变电站 变电站 变电站 特大型电厂 直属电厂 省属电厂 市属电厂 县属电厂 负责省内电网的安全运行监控 操作 事故处理和无功 电压调整 并按照规定的发电计划及监控原则进行管理 提高电能质量和运行水平 实现电网的数据采集和监控 经济调度以及有实用效益的安全分析进行负荷预测 负责省网的安全运行 编制省网的运行方式 制定开停机计划和水火电经济调度的日分配计划和设备检修计划并下发 闭环或开环的指导自动发电控制 地区间和有关省网的供 受电量计划编制和分析进行潮流 稳定 短路电流及离线或在线的经济运行分析计算 通过计算机数据通信校核各种分析计算结果的正确性并上报 下传 32 国调 县调 网调 省调 地 市 调 枢纽变电站 换流站 枢纽变电站 换流站 变电站 变电站 变电站 特大型电厂 直属电厂 省属电厂 市属电厂 县属电厂 负责区内的运行监视 遥控 遥调操作 事故处理和无功 电压调整 与省调和县调交换实时信息 负责所辖地区的用电负荷管理及负荷控制 监控110KV以下等级电网指挥系统的运行和倒闸操作 充分发挥本系统的发供电设备能力 保证系统的安全运行和对用户的连续供电 合理安排运行方式 在保证电能质量的前提下 使本系统在最佳方式下运行 33 电网调度的基本原则 统一调度分级管理分层控制 34 电网调度管理的任务和基本要求 充分发挥本网内发 供电设备能力 有计划地满足用电需求 使电网连续 稳定运行 保证供电可靠性 使电网的电能质量 频率 电压 波形 符合国家规定的标准 根据电网实际情况 依据法律的 经济的 技术的手段 合理使用燃料和其它能源 使电网处于经济运行 依照法律 法规 合同 协议正确合理调度 做到公平 公正 公开 依法维护电网企业 发电企业 供电企业 用电企业等各方合法权益 35 电力系统运行方式的基本概念 一 电力系统运行方式从短路电流计算角度可以分为 最大运行方式和最小运行方式 最大运行方式是系统在该方式下运行时 具有最小的短路阻抗值 发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式 一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性 最小运行方式 是系统在该方式下运行时 具有最大的短路阻抗值 发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式 一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度 36 电力系统运行方式的基本概念 二 电力系统运行方式从电网运行角度可以分为 正常运行方式 故障运行方式和特殊运行方式 正常运行方式是指 正常检修方式和按负荷曲线及季节变化的水电大发 火电大发 最大最小负荷和最大最小开机方式下较长期出现的运行方式 故障运行方式 事故后运行方式 是指 电力系统事故消除后 在恢复到正常方式前所出现的短期稳定运行方式 特殊运行方式是指 主干线路 大联络变压器等设备检修及其它对系统稳定运行影响较为严重的运行方式 37 电力系统运行方式的基本概念 三 运行方式的安排通常包括年运行方式 季运行方式 月运行方式 周运行方式以及日运行方式 38 电力系统运行方式的基本要求 在保证电网安全可靠前提下 使负荷分配 潮流分布尽可能经济合理 避免出现电磁环网运行 有利于系统事故处理 考虑继电保护 自动装置适应程度 输变电设备能力的限制 39 调度自动化系统的发展 早期阶段远动技术的应用以计算机技术为基础的调度自动化技术应用调度自动化系统数据网络的建立 40 调度自动化 EMS 功能 SCADA功能AGC功能EDC功能潮流 静态安全分析等高级分析软件功能数据通信功能 41 世界上典型的调度管理模式 统一电网 统一调度我国和世界上主要国家电网的组织形式联合电网 统一调度PJM公司的组织形式联合电网 联合调度北美等少数地区的组织形式 42 第二节电网监控与调度自动化系统的结构及功能 自动化系统的结构电网监控与调度自动化系统的基本功能 43 一 自动化系统的结构 信息采集和命令执行系统 RTU 信息传输子系统信息的采集处理和控制子系统人机联系子系统 44 远动终端RTU 四遥 功能遥测 远程测量 采集并传送运行参数 包括各种电气量和负荷潮流等 遥信 远程信号 采集并传送各种保护和开关量信息遥控 远程控制 接受并执行遥控命令 主要是分合闸遥调 远程调节 接受并执行遥调命令 调节发电机输出功率 45 信息传输子系统 模拟传输系统数字传输系统 46 二 电网监控和调度自动化系统的基本功能 变电站自动化 综自站 配电网管理系统 DMS DA GIS 配电网重构 MIS DSM需方管理能量管理系统 EMS