电力系统综合自动化系统与前言技术课件

电力系统综合自动化系统及前言技术电力系统综合自动化系统及前言技术2024/7/111主主 要要 内内 容容电力系统综合自动化系统组织模式电力系统综合自动化系统组织模式1变电站综合自动化技术变电站综合自动化技术2前言技术前言技术34我国电网调度组织我国电网调度组织2024/7/112我国的电力系统我国的电力系统2024/7/113电力系统发电发电输变电输变电配电配电用电用电电力系统的特点？电力系统的特点？电力系统基本要求？电力系统基本要求？电力系统基本构成？电力系统基本构成？电力系统电力系统是由发电厂、输配电系统及负荷组成的统是由发电厂、输配电系统及负荷组成的统一整体，通常覆盖广阔的地域。一整体，通常覆盖广阔的地域。发电厂发电厂输电线路输电线路配电线路配电线路变压器变压器变压器变压器用户用户220kV10kV380V12kV6电力系统基本特征电力系统基本特征电力生产与消费的瞬时平衡性：电的技术特征是发电、输电、供电和用电要时刻保持平衡，市场特征是生产、输送、销售和使用同时完成。生产不能中断，产品不能储存，呈现典型的连续生产、连续消费的过程。电力富余时要以销定产，电力短缺时则要以产定销。因此，电力系统是一个相互衔接、协调有序的有机整体，发电、输电、供电和用电任何一个环节出现问题都会影响电力系统的安全、稳定、可靠和经济运行。50.0Hz50.0Hz49.849.850.250.2发发 电电用用 电电常规常规电源电源用电用电负荷负荷电网电网可再生可再生能源能源用电负荷随机变化用电负荷随机变化负荷预测精度较高负荷预测精度较高发电出力可调节发电出力可调节原动机功率可控原动机功率可控西藏西藏华中电网华中电网台湾台湾南方电网南方电网华北电网华北电网华东电网华东电网东北电网东北电网西北电网西北电网西西北北电电网网是是全全国国六六大大区区域域电电网网之之一一，辖辖区区幅幅员员辽辽阔阔，面面积积占占到到全全国国土面积的国国土面积的1/31/3。电网概况电网概况 8华北华北华中华中华东华东东北东北南方南方西北西北新疆新疆藏中藏中2010年年11月月3日，新疆与西北日，新疆与西北750千伏联网工程建成投运千伏联网工程建成投运。西藏与青海西藏与青海400千伏直流联千伏直流联网工程已于网工程已于2010年年7月月29日开日开工工建设，建设，2011年建成投产。年建成投产。国家电网是世界上规模最大的互联电网之一。目前，华北、华中通过1000千伏交流联网，东北与华北、西北与华中、华中与华东、华中与南方通过直流实现异步联网，全国联网格局基本形成。9特高压电网简介 特特高高压压电电网网，是是指指10001000千千伏伏交交流流和和正正负负800800千千伏伏直直流流输输电电网网络络，具具有有远远距距离离、大大容容量量、低低损损耗耗输输送送电电力力和和节节约约土土地地资资源源等等特特点。点。高电压等级电网的优点电压等级(kV)1242523635507651100波阻抗()380340310260250230自然功率(MW)3214235296222505260v输电能力提高 简单判据自然功率 P=U2/Z发展高压电网的效益效益1：输送容量大:1000千伏交流线路的自然功率约为500千伏线路的5倍，可稳定输送500万千瓦，在调试过程中最大输送570万千瓦。效益2：走廊利用率高。对于1000千伏交流特高压输电，单位走廊输送能力为13.3万千瓦/米，约为同类型500千伏线路的3倍，节省土地资源。各国800kV电网的发展 项目（项目（项目（项目（1 1 1 1）：）：）：）：1000kV1000kV1000kV1000kV特特特特高高高高压压压压交交交交流流流流试试试试验验验验示示示示范范范范工工工工程程程程晋晋晋晋东东东东南南南南-南南南南阳阳阳阳-荆荆荆荆门门门门交交交交流流流流特特特特高高高高压压压压试试试试验验验验示示示示范范范范工工工工程程程程，工工工工程程程程起起起起于于于于山山山山西西西西长长长长治治治治，经经经经河河河河南南南南南南南南阳阳阳阳，至至至至湖湖湖湖北北北北荆荆荆荆门门门门，跨跨跨跨越越越越黄黄黄黄河河河河、汉汉汉汉江江江江两两两两大大大大河河河河流流流流，全全全全长长长长约约约约653.8653.8653.8653.8千千千千米米米米，其其其其中中中中河河河河南南南南境境境境内内内内长长长长约约约约349349349349千千千千米米米米，湖湖湖湖北北北北境境境境内内内内长长长长约约约约183183183183千千千千米米米米，工工工工程程程程静静静静态态态态总总总总投投投投资资资资约约约约58.5758.5758.5758.57亿亿亿亿元元元元，系系系系统统统统额额额额定定定定电电电电压压压压1000100010001000千千千千伏伏伏伏，最最最最高高高高运运运运行行行行电电电电压压压压1100110011001100千千千千伏，自然输送功率伏，自然输送功率伏，自然输送功率伏，自然输送功率500500500500万千瓦万千瓦万千瓦万千瓦。特高压电网简介项目（项目（项目（项目（2 2 2 2）：）：）：）：正正正正负负负负800kV800kV800kV800kV直直直直流流流流输输输输电电电电工工工工程程程程，溪溪溪溪洛洛洛洛渡渡渡渡换换换换流流流流站站站站是是是是目目目目前前前前世世世世界界界界上上上上技技技技术术术术最最最最先先先先进进进进、规规规规模模模模最最最最大大大大的的的的直直直直流流流流输输输输电电电电项项项项目目目目，是是是是目目目目前前前前我我我我国国国国电电电电压压压压等等等等级级级级最最最最高高高高的的的的直直直直流流流流输输输输电电电电项项项项目目目目，属属属属国国国国家家家家重重重重点点点点工工工工程程程程。主主主主要要要要解解解解决决决决金金金金沙沙沙沙江江江江一一一一期期期期工工工工程程程程溪溪溪溪洛洛洛洛渡渡渡渡、向向向向家家家家坝坝坝坝水水水水电电电电站站站站西西西西电电电电东东东东输输输输问问问问题题题题。受受受受电电电电端端端端换换换换流流流流站站站站项项项项目目目目位位位位于于于于浙浙浙浙江江江江中中中中部部部部地地地地区区区区的的的的武武武武义义义义县县县县，输输输输送送送送功功功功率率率率为为为为640640640640万万万万千千千千瓦瓦瓦瓦，安安安安装装装装24242424台台台台换换换换流流流流变变变变压压压压器器器器。线线线线路路路路途途途途经经经经四四四四川川川川、贵贵贵贵州州州州、湖湖湖湖南南南南、江江江江西西西西直直直直至至至至浙浙浙浙江江江江武武武武义义义义。经经经经换换换换流流流流,与与与与十十十十回回回回500500500500千千千千伏伏伏伏交交交交流流流流电电电电相相相相连连连连输输输输出出出出，主主主主供供供供浙浙浙浙江江江江、福福福福建建建建。线线线线路路路路全全全全长长长长1751175117511751公公公公里里里里，其其其其中中中中武武武武义义义义县县县县境境境境内内内内9 9 9 9公公公公里里里里，换换换换流流流流站站站站占占占占地地地地面面面面积积积积29.01629.01629.01629.016公公公公顷顷顷顷。项项项项目目目目总总总总投投投投资资资资53535353亿亿亿亿元元元元，预预预预计计计计于于于于2015201520152015年年年年实实实实行行行行单单单单极投运，极投运，极投运，极投运，2016201620162016年完成双极投运年完成双极投运年完成双极投运年完成双极投运。特高压电网简介特高压电网发展战略特高压电网发展战略特高压电网发展战略特高压电网发展战略：（：（：（：（1 1）交流）交流）交流）交流特高压电网简介特高压电网发展战略特高压电网发展战略特高压电网发展战略特高压电网发展战略：（：（：（：（2 2）直流）直流）直流）直流550550灵宝背靠背灵宝背靠背660660千伏千伏送山东送山东500500千伏千伏至四川德阳至四川德阳359359280.1280.1酒泉酒泉河西河西74.174.1179.1179.1拉西瓦拉西瓦196.2196.2武胜武胜170.5170.5西宁西宁官亭官亭147.5147.5155.5155.5兰州东兰州东白银白银144.8144.8150150黄河黄河贺兰山贺兰山银川东银川东乾县乾县宝鸡宝鸡信义信义161.5161.5269269173173929220020013913972.372.310710713351335372372景泰景泰彬长彬长巴州巴州凤凰凤凰乌北郊乌北郊吐鲁番吐鲁番136.5136.5336336209209370370哈密哈密敦煌敦煌日月山日月山3535140.7140.7平凉平凉平凉二期平凉二期15152323崇信崇信7070145145909018.518.5宝二宝二大坝大坝灵武灵武 水洞沟水洞沟灵宝背靠背灵宝背靠背660660千伏千伏送山东送山东信义信义延安延安榆横榆横14814826926920102010年底建成年底建成750750千伏输变电工程千伏输变电工程20102010年底在建年底在建750750千伏输变电工程千伏输变电工程乌兰乌兰370370350350格尔木格尔木青藏青藏400千伏千伏直流联网工程直流联网工程10401040到到2010年年底底，西西北北地地区区形形成成了了以以750千千伏伏为为骨骨干干的的西西北北区区域域统统一一同同步步电电网网。五五省省区区省省会会城城市市负负荷荷中中心心以以750千千伏伏骨骨干干网网架架实实现现强强联联。西西北北电电网网通通过过灵灵宝宝背背靠靠背背、德德宝宝直直流流与与华华中中电电网网互互联联，通通过过宁宁东东山山东东直直流流与与华华北电网相联。北电网相联。20102010年西北年西北750750千伏电网千伏电网19中国能源分布我国煤炭基地我国煤炭基地我国煤炭基地我国煤炭基地我国水电基地我国水电基地我国水电基地我国水电基地 规划建设规划建设1313个大型水电基地，其中，金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江个大型水电基地，其中，金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江和怒江等和怒江等5 5个开发程度较低、开发潜力较大。个开发程度较低、开发潜力较大。20202020年前重点开发西藏以外地区；年前重点开发西藏以外地区；20202020年后西藏水电进入大规模开发阶段。年后西藏水电进入大规模开发阶段。哈密哈密蒙蒙西西江江苏苏沿沿海海吉林吉林酒泉酒泉蒙东蒙东河北河北吉林吉林山山东东 我国我国“三北三北”（东北、（东北、华北、西北）地区、沿海及华北、西北）地区、沿海及其岛屿风资源相对丰富其岛屿风资源相对丰富。国家规划建设哈密、酒泉、蒙西、蒙东、国家规划建设哈密、酒泉、蒙西、蒙东、吉林、河北、江苏沿海、山东八个千万千瓦级吉林、河北、江苏沿海、山东八个千万千瓦级风电基地，六个集中在风电基地，六个集中在“三北三北”地区。预计地区。预计20152015年、年、20202020年全国风电装机将分别达到年全国风电装机将分别达到97469746万千瓦和万千瓦和1.61.6亿千瓦。亿千瓦。我国风电基地我国风电基地我国风电基地我国风电基地风力力发电新疆是中国新疆是中国风力力资源最丰源最丰富的地区之一，每年富的地区之一，每年风蕴藏量藏量为9127亿千瓦，千瓦，仅次于内蒙古。次于内蒙古。新疆正在利用新疆正在利用风力力资源源发电，风力力发电将成将成为新疆未来重要新疆未来重要的替代能源。的替代能源。新疆达板城新疆达板城风电厂是中国厂是中国第一个大型第一个大型风电厂，目前安装厂，目前安装有有200台台风车，年，年发电量量为1800万瓦。万瓦。青藏高原、甘肃、宁夏北部、新疆南部、蒙西等地区是我国太青藏高原、甘肃、宁夏北部、新疆南部、蒙西等地区是我国太阳能资源丰富地区，年日照小时数大于阳能资源丰富地区，年日照小时数大于30003000小时，具有利用太阳能小时，具有利用太阳能的良好条件。的良好条件。规划规划20152015年建设年建设太阳能发电太阳能发电500500万千瓦，万千瓦，20202020年达到年达到24002400万千瓦。万千瓦。太阳能开发太阳能开发太阳能开发太阳能开发电气系统部分实物电气系统部分实物2635kV变电站27变压器28电抗器抗器35kV供电系统的电容器和电抗器300.4kV系统的电容器、电抗器和低压母线 31500kV断路器3235kV断路器和隔离开关3410kV手车式断路器35低压万能式断路器36低压塑壳断路器37高压负荷开关和避雷器38高压真空交流接触器39高压开关柜40高压熔断器（保险）41跌落式熔断器42电缆头43架空线到电缆供电44阻波器阻波器阻波器46电力系统综合自动化电力系统综合自动化2024/7/1149一、一、简介简介v电力系统综合自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置系统，（通过信号系统和数据传输系统）对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制，保证电力系统安全、可靠、经济运行和向电力用户提供合格的电能。v说明：是二次系统的一个组成部分，完成对电力系统及设备的自动监视、控制和调度。二二 四遥四遥 遥测（Tele-measurement，YC）遥信（Tele-indication，YX）遥控（Tele-measurement，YC）遥调（Tele-indication，YX）三、三、电力系统综合自动化的必要性电力系统综合自动化的必要性 根据电力系统的“四性”特点及基本要求，去控制、管理一个现代化的大型电力系统是十分困难和艰巨的，必须借助自动化系统才能实现，而且必须有整个系统或局部系统的自动化装置（控制调节电气设备自身的自动装置是很不够的）；电力系统的联网也对自动控制系统提出了更高的要求（牵一发动全身，如2003.8.15的美加大停电）我国：在未来1020年内，基本实现全国电网互联，将面临大容量远距离输电和大电网互联问题。中部形成沿长江流域包括四川、华中、华东电网在内的三峡交直流电力系统，与此同时，北方的华北、东北、西北电网将实现互联，南方电网将进一步加强，届时，全国将形成北、中、南三大互联电网的格局，通过它们之间的互联，形成全国电网互联。全国互联的电力系统在带来巨大好处的同时，也带来了很大的潜在的问题。系统运行的稳定性问题更为突出，大面积停电的危险更大了。总之：没有自动化系统，现代电力系统是不能安全运行的。四、四、电力系统综合自动化的发展历程电力系统综合自动化的发展历程 （发电厂建在用户附近，独网运行）人工监视、操作（用电负荷大幅度增加，供电范围不断扩大）元件自动化：针对单个设备的单一功能的自动装置（简单电力系统出现，出现调度中心，电力调度依靠电话了解信息，靠个人的知识和经验进行操作、处理事故，实时性正确性差安全问题）局部自动化即单一功能自动化阶段：计算机应用在调度部门，实现四遥，继电保护、自动监控、远动三大技术各成体系（进一步联网，结构和运行更加复杂）综合自动化阶段EMS：调度部门采用各类分析软件。五五 电力系统自动化的工作模式电力系统自动化的工作模式调度计算机调度计算机电力系统电力系统YK,YTYK,YTYX,YCYX,YC电电力力系系统统远远动动和和通通信信装装置置电力系统信电力系统信息息电力系统自电力系统自动装置动装置信息处理信息处理确定数学模确定数学模型型做出控制决做出控制决策策六六 电力系统综合自动化的内容电力系统综合自动化的内容 电网调度自动化电网调度自动化 变电站自动化变电站自动化 配电网自动化配电网自动化 电力系统综合自动化的分层控制电力系统综合自动化的分层控制国国 调调网网 调调省省 调调地地 调调县县 调调枢纽变电站枢纽变电站变电站变电站变电站变电站变电站变电站直属电厂直属电厂省属电厂省属电厂市属电厂市属电厂县属电厂县属电厂