第一章 变电站监控技术概述 第一节 电网调度自动化系统概述
一、电力系统调度自动化
综合利用计算机、远动技术和远程通信技术，监视、控制和协调电力系统的运行状态，及时处理影响整个系统正常运行的事故和异常现象，实现电力系统调度管理自动化。
1.电力系统调度自动化系统原理框图 人机联系 子系统 计算机网络厂站系统 1 厂站系统2 子系统 前置机系统 厂站系统i 厂站系统n 调度中心主站系统 远动通道 厂站端系统 2.电力系统调度自动化系统组成
（1)信息收集和执行子系统。在各发电厂、变电所收集各种信息（遥测信息、遥信信息、事件信息等），向调度控制中心发送。在厂站(所)端，设有微型计算机为核心的远方终端(Remote Terminal Unit, RTU)或综合自动化系统，所传送的信息已经过预处理。同时，这个子系统接受上级控制中心发来的操作、调节或控制命令，例如开关操作，起停机组，调节功率等等命令。在接到命令后，或者直接作用于控制机构，或者按一定的规律将命令转发给各被控设备。
（2)信息传输子系统。厂站端将收集到的信息通过传输媒介送到调度控制中心；调度中心的命令也通过传输媒介发送到厂站端。传输媒介有电力载波、微波、光纤、同轴电缆、公共话路等。
（3)信息处理子系统。以计算机网络系统为核心，对收集到的信息进行加工、处理，为监视和分析计算电力系统运行状态提供正确的数据。分析计算的结
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果为运行人员提供控制决策的依据，或者直接实现自动控制。这种分析计算主要有：
① 为调节系统频率和电压的电能质量计算； ② 经济调度计算；
③ 安全监视和安全分析计算。
计算机还可用于完成日发电计划编制、检修计划编制、统计计算等工作。 （4)人机联系子系统。用以向运行人员显示和输出信息，同时也接受运行人员的控制和操作命令。通过这一子系统，使运行人员与电力系统及其控制系统构成一个整体。人机联系设备包括图形显示器及其控制台和键盘、模拟盘、制表或图形打印机、记录器(仪)、调度模拟屏等。
二、电力系统调度自动化的主要功能和技术指标
1．数据采集和监视控制 SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）
（1）监视：对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印，也包括对异常或事故的自动识别。
（2）控制：通过人机联系工具，对断路器、隔离开关、静电电容器组等设备进行远方操作的开环性控制。
（3）监视和控制的主要内容：
1）数据采集：信息测量；信息传输；数据检查；下行命令信息（系统对时、远动参数下装、远方诊断、控制和调节）；信息压缩。
2）数据预处理：测量量处理；状态量处理；数据计算；监视点状态标记。 3）安全监视和告警处理：信息展现；越限判断；报警处理；失电元件处理；故障判断和定位。
4）气象信息的接收和处理。 5）制表打印。
6）人工远方操作：单个开关的操作；预定义控制序列成长；操作决策指导。 7）故障过程信息记录：事件顺序记录；事故追忆记录；故障波形记录。 8）统计计算（负荷率，电压合格率等）。
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9）计算机网络数据交换。 10）人机联系。
11）数据管理：实时数据库；历史数据库。
2．自动发电控制/经济调度控制 AGC/EDC（Automatic Generation Control / Economic Dispatching Control）
（1）AGC ① SCADA功能
② 控制发电机组出力，跟踪负荷变化，使频率不变。 ③ 控制发电机组出力，使联络线交换功率恒定不变。 ④ 同时满足②、③。 （2）EDC
在给定的电力系统运行方式中，在保证频率质量的条件下，以全系统的运行成本最低为目标，将有功负荷需求分配于各可控机组，并在调度过程中考虑安全可靠运行的约束条件。 例如：
电力负荷变化 负荷分布变化 网损变化 发电出力调整 （网损最小等指标达最优） 3．能量管理系统 EMS（Energy Management System）
在SCADA基础上，增加电力系统功能更强的应用软件。其主要内容为： （1） AGC/EDC；
（2） 电力系统状态估计SE：根据冗余的测量值，估计电网的实际状态，获得完备的数据，提供给高级应用软件使用。
（3） 电力系统安全分析SA：静态安全分析；动态安全分析。 （4） 电力系统安全控制； （5） 电力系统稳定控制； （6） 电力系统潮流优化；
（7） 电力系统实时负荷预报：长期预报；中长期预报；短期预报；超短期预报。
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（8） 调度员模拟培训DTS。 4．电力系统调度信息及实时性要求 （1）实时信息
1）遥信信息：
断路器分合状态； 隔离开关分合状态； 变压器分接头位置；
继电保护动作和自动装置动作状态； 事故总信号等
2）遥测信息
有功功率P 无功功率Q 母线电压U 线路电流I 系统频率F 电能脉冲M 变压器油温T等 3）遥控命令
断路器合闸/分闸命令 发电机开机/停机命令 电容器投入/切除命令 其他命令 4）遥调命令
发电机有功出力调整 变压器分接头位置调整 其他电力设备的调整
（2）批次信息：运算结果；管理服务数据等。4
（3）水情信息：水情气象信息等。
（4）信息传输的实时性要求（调度等级不同，时间指标也不同）
1）断路器变位信息：1秒内送到主站，3秒内上显示器显示。 2）遥测量采集周期：重要量3秒；次要量6秒；一般量20秒；慢变
量若干分钟。
3）事件顺序记录SOE：站内≤10ms（通常要求2ms为周期进行遥信状
态检测）；站间≤20ms。
4）遥测总误差：E≤1.5%。
5）画面响应时间：T≤3—5秒（80%以上画面小于3秒）。 6）远动设备的平均故障间隔时间：MTBF≥8760小时。 7）系统可用率：≥99.8%。
8）比特差错率：P≤10-4 （海明距离d≥4）。
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