电力系统自动化 第2章 电力调度自动化SCADA技术2

1、电力系统自动化电力系统自动化上节回顾电力系统调度自动化系统结构电力系统调度自动化系统结构发电厂发电厂变电站变电站信息采集和命信息采集和命令执行子系统令执行子系统信息传输信息传输子系统子系统信息收集、处信息收集、处理、控制理、控制子系统子系统人机联系人机联系子系统子系统核心核心电量参数信息采样方式与算法设计电量参数信息采样方式与算法设计电量信号变换原理与传感器电量信号变换原理与传感器直流采样方式原理直流采样方式原理电力系统自动化电力系统自动化本节课主要内容 2.2.3 交流采样方式与算法交流采样方式与算法 一点采样算法一点采样算法 多点算法多点算法 全周波傅里叶算法全周波傅里叶算法 2.3 电力

2、系统自动化数据采集系统电力系统自动化数据采集系统 2.3.1 模拟量信号采集模拟量信号采集 多路切换开关（多路切换开关（MUX） 程控放大器程控放大器 采样保持器（采样保持器（S/H） 模模/数转换器（数转换器（A/D） 模拟量的处理模拟量的处理电力系统自动化电力系统自动化2.2.3 交流采样方式与算法交流采样交流采样一点采样算法一点采样算法多点算法多点算法全周波傅里叶算法全周波傅里叶算法电力系统自动化电力系统自动化1.一点采样算法22231cabcabuuuU电压有效值电压有效值电流有效值电流有效值22231cbaiiiI单相有功功率单相有功功率)()()(91accacbbcbaabiiu

3、iiuiiuP单相无功功率单相无功功率)(331bcaabccabiuiuiuQaccacabcbaabuuuuuuuuu电力系统自动化电力系统自动化2.多点算法电压有效值电压有效值TdtuTU021电流有效值电流有效值TdtiTI021NiiuNU121NiiiNI121有功功率有功功率无功功率无功功率TTuidtTpdtTP0011NiiiiuTP112222)(PUIPSQ电力系统自动化电力系统自动化3.全周波傅里叶算法u（t）三角形式）三角形式)sincos(2)(0tnutnuutubnan式中：式中：220)(2TTdttuTu22,.)3 , 2 , 1( ,cos)(2TTan

4、ntdtntuTu22,.)3 , 2 , 1( ,sin)(2TTbnntdtntuTuNKKanNnKuNu12cos2NKKbnNnKuNu12sin2T2电力系统自动化电力系统自动化 每周期采样六点每周期采样六点3.全周波傅里叶算法)(2)(61)612cos610cos68cos66cos64cos62cos(6262cos62365421654321611uuuuuuuuuuuuKuuKka)(63)612sin610sin68sin66sin64sin62sin(6262sin625421654321611uuuuuuuuuuKuuKb2121bamUUU电力系统自动化电力系统自

5、动化3.全周波傅里叶算法i（t）三角形式）三角形式)sincos(2)(0tnitniitibnan式中：式中：T2220)(2TTdttiTi,.)3 , 2 , 1( ,cos)(222ntdtntiTiTTan,.)3 , 2 , 1( ,sin)(222ntdtntiTiTTbnNKKanNnKiNi12cos2NKKbnNnKiNi12sin2电力系统自动化电力系统自动化3.全周波傅里叶算法 每周期采样六点每周期采样六点)(3)(2)(612cos62243651611iiiiiiNKiiKKa)(632sin625421611iiiiNKiiKKb2121bamIII电力系统自动化

6、电力系统自动化3.全周波傅里叶算法)sin(),cos(11mbmaUUUU)sin(),cos(11mbmaIIII基频电压、基频电流向量图基频电压、基频电流向量图sin)sin(cos)cos(1111mmmmbbaaIUIIIUIUsin)cos(cos)sin(1111mmmmbbaaIUIIIUIU电力系统自动化电力系统自动化3.全周波傅里叶算法PIUIUIUmmbbaa2cos1111QIUIUIUmmbaab2sin1111)(21)(2111111111baabbbaaIUIUQIUIUP全周波傅里叶算法特点全周波傅里叶算法特点电力系统自动化电力系统自动化2.3 电力系统自动化

7、数据采集系统 2.3.1 模拟量信号采集模拟量信号采集 1.多路切换开关（多路切换开关（MUX） 2.程控放大器程控放大器 3.采样保持器（采样保持器（S/H） 4.模模/数（数（A/D）转换器）转换器 5.模拟量的处理模拟量的处理 2.3.2 数字量数字量I/O系统系统 2.3.3 基于单片机的电力系统自动化数据采基于单片机的电力系统自动化数据采集系统设计集系统设计电力系统自动化电力系统自动化2.3.1 模拟量信号采集模拟量采集结构框图模拟量采集结构框图电力系统自动化电力系统自动化1.多路切换开关（MUX）AD7506框图框图AD7506真值表真值表电力系统自动化电力系统自动化2.程控放大器

8、A1A2放大倍数放大倍数000011010100111000PGA204示意图示意图放大倍数的选择放大倍数的选择电力系统自动化电力系统自动化3.采样保持器（S/H）采样保持器的基本组成原理图采样保持器的基本组成原理图采样采样-保持波形图保持波形图电力系统自动化电力系统自动化4.模/数（A/D）转换器逐次逼近式逐次逼近式A/D转换器原理图转换器原理图输入输入四位数模转换原理图四位数模转换原理图电力系统自动化电力系统自动化4.模/数（A/D）转换器逐次逼近式逐次逼近式A/D转换器原理图转换器原理图输入输入100010110001011101111000 001 010 011 100 101 11

9、0 111 三位转换器二分法搜索示意图三位转换器二分法搜索示意图电力系统自动化电力系统自动化4.模/数（A/D）转换器（典型芯片）AD574A的结构框图及引脚图的结构框图及引脚图电力系统自动化电力系统自动化4.模/数（A/D）转换器（典型芯片）AD574A控制信号真值表控制信号真值表片选使能片选使能 片选片选 读读/启动启动 输出格式输出格式 数据长度数据长度 A/D转换启动时序图转换启动时序图片选使能片选使能 片选片选 读读/启动启动转换位数转换位数转换状态转换状态电力系统自动化电力系统自动化4.模/数（A/D）转换器（典型芯片）AD574A控制信号真值表控制信号真值表片选使能片选使能 片选片选 读读/启动启动 输出格式输出格式 数据长度数据长度 AD574A读数据时序图读数据时序图片选使能片选使能 片选片选 读读/启动启动输出格式输出格式转换状态转换状态电力系统自动化电力系统自动化作业 2-1 电力调度自动化的基本组成及各部分的电力调度自动化的基本组成及各部分的功能是什么？功能是什么？ 2-2 什么是标度变换？为什