【電力系統(tǒng)自動化】電力系統(tǒng)自動化結(jié)構(gòu) 電力系統(tǒng)自動化概述

電力系統(tǒng)自動化結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)自動化對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)度和自動化管理。電力系統(tǒng)是一個地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運行的復(fù)雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過程的自動檢測、調(diào)節(jié)和控制，系統(tǒng)和元件的自動安全保護，網(wǎng)絡(luò)信息的自動傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動調(diào)度，以及企業(yè)的自動化經(jīng)濟管理等。電力系統(tǒng)自動化的主要目標是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓），保證系統(tǒng)運行的安全可靠，提高經(jīng)濟效益和管理效能。

傳輸系統(tǒng)

電力系統(tǒng)信息自動傳輸系統(tǒng)簡稱遠動系統(tǒng)。其功能是實現(xiàn)調(diào)度中心和發(fā)電廠變電站間的實時信息傳輸。自動傳輸系統(tǒng)由遠動裝置和遠動通道組成。遠動通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導(dǎo)通信等多種形式。遠動裝置按功能分為遙測、遙信、遙控三類。把廠站的模擬量通過變換輸送到位于調(diào)度中心的接收端并加以顯示的過程稱為遙測。把廠站的開關(guān)量輸送到接收端并加以顯示的過程稱為遙信。把調(diào)度端的控制和調(diào)節(jié)信號輸送到位于廠站的接收端實現(xiàn)對調(diào)節(jié)對象的控制的過程，稱為遙控或遙調(diào)。遠動裝置按組成方式可分為布線邏輯式遠動裝置和存儲程序式邏輯裝置。前者由硬件邏輯電路以固定接線方式實現(xiàn)其功能，后者是一種計算機化的遠動裝置。

事故裝置

反事故自動裝置的功能是防止電力系統(tǒng)的事故危及系統(tǒng)和電氣設(shè)備的運行。在電力系統(tǒng)中裝設(shè)的反事故自動裝置有兩種基本類型。

（1）繼電保護裝置：其功能是防止系統(tǒng)故障對電氣設(shè)備的損壞，常用來保護線路、母線、發(fā)電機、變壓器、電動機等電氣設(shè)備。按照產(chǎn)生保護作用的原理，繼電保護裝置分為過電流保護、方向保護、差動保護、距離保護和高頻保護等類型。

（2）系統(tǒng)安全保護裝置：用以保證電力系統(tǒng)的安全運行，防止出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩、失步解列、全網(wǎng)性頻率崩潰和電壓崩潰等災(zāi)害性事故。系統(tǒng)安全保護裝置按功能分為4種形式：一是屬于備用設(shè)備的自動投入，如備用電源自動投入，輸電線路的自動重合閘等；二是屬于控制受電端功率缺額，如低周波自動減負荷裝置、低電壓自動減負荷裝置、機組低頻自起動裝置等；三是屬于控制送電端功率過剩，如快速自動切機裝置、快關(guān)汽門裝置、電氣制動裝置等；四是屬于控制系統(tǒng)振蕩失步，如系統(tǒng)振蕩自動解列裝置、自動并列裝置等。

電力系統(tǒng)自動化分類

按照電能的生產(chǎn)和分配過程，電力系統(tǒng)自動化包括電網(wǎng)調(diào)度自動化、火力發(fā)電廠自動化、水力發(fā)電站綜合自動化、電力系統(tǒng)信息自動傳輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)反事故自動裝置、供電系統(tǒng)自動化、電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動化等7個方面，并形成一個分層分級的自動化系統(tǒng)(見圖）。區(qū)域調(diào)度中心、區(qū)域變電站和區(qū)域性電廠組成最低層次；中間層次由?。ㄊ校┱{(diào)度中心、樞紐變電站和直屬電廠組成，由總調(diào)度中心構(gòu)成最高層次。而在每個層次中，電廠、變電站、配電網(wǎng)絡(luò)等又構(gòu)成多級控制。

電網(wǎng)調(diào)度

現(xiàn)代的電網(wǎng)自動化調(diào)度系統(tǒng)是以計算機為核心的控制系統(tǒng)，包括實時信息收集和顯示系統(tǒng)，以及供實時計算、分析、控制用的軟件系統(tǒng)。信息收集和顯示系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、屏幕顯示、安全檢測、運行工況計算分析和實時控制的功能。在發(fā)電廠和變電站的收集信息部分稱為遠動端，位于調(diào)度中心的部分稱為調(diào)度端。軟件系統(tǒng)由靜態(tài)狀態(tài)估計、自動發(fā)電控制、最優(yōu)潮流、自動電壓與無功控制、負荷預(yù)測、最優(yōu)機組開停計劃、安全監(jiān)視與安全分析、緊急控制和電路恢復(fù)等程序組成。

火力發(fā)電

火力發(fā)電廠的自動化項目包括：

（1）廠內(nèi)機、爐、電運行設(shè)備的安全檢測，包括數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)視、屏幕顯示、越限報警、故障檢出等。

（2）計算機實時控制，實現(xiàn)由點火至并網(wǎng)的全部自動起動過程。

（3）有功負荷的經(jīng)濟分配和自動增減。

（4）母線電壓控制和無功功率的自動增減。

（5）穩(wěn)定監(jiān)視和控制。采用的控制方式有兩種形式：一種是計算機輸出通過外圍設(shè)備去調(diào)整常規(guī)模擬式調(diào)節(jié)器的設(shè)定值而實現(xiàn)監(jiān)督控制；另一種是用計算機輸出外圍設(shè)備直接控制生產(chǎn)過程而實現(xiàn)直接數(shù)字控制。

水力發(fā)電

需要實施自動化的項目包括大壩監(jiān)護、水庫調(diào)度和電站運行三個方面。

（1）大壩計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)采集、計算分析、越限報警和提供維護方案等。

（2）水庫水文信息的自動監(jiān)控系統(tǒng)：包括雨量和水文信息的自動收集、水庫調(diào)度計劃的制訂，以及攔洪和蓄洪控制方案的選擇等。

（3）廠內(nèi)計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)：包括全廠機電運行設(shè)備的安全監(jiān)測、發(fā)電機組的自動控制、優(yōu)化運行和經(jīng)濟負荷分配、穩(wěn)定監(jiān)視和控制等。