《電力系統自動化基礎》本課程介紹電力系統自動化的基本原理和應用，涵蓋電力系統概述、自動化技術發展歷程、系統架構、關鍵子系統等內容。旨在幫助學生了解電力系統自動化的重要性，掌握基本概念和技術，為未來從事相關領域工作奠定基礎。課程目標和內容安排11.課程目標學習電力系統自動化的基本概念、原理和技術，并能夠運用這些知識解決實際問題。22.內容安排本課程主要涵蓋電力系統概述、自動化技術發展歷程、系統架構、關鍵子系統、安全可靠性等內容。電力系統概述定義電力系統是指將發電廠產生的電能通過輸配電網絡傳輸到用戶并進行利用的完整系統。組成電力系統包括發電、輸電、配電和用電四個部分。電力系統的自動化技術概念電力系統自動化是指利用計算機技術、通信技術和控制技術，對電力系統進行自動控制、監控和管理。目的提高電力系統的效率、可靠性和安全性，降低運行成本，保障電力供應的穩定性。電力系統自動化的發展歷程1早期主要依靠人工操作，可靠性較低，效率低下。2電氣化時代電氣設備逐步應用，提高了電力系統效率和可靠性。3計算機控制時代計算機技術應用于電力系統，實現了自動控制和監控，提高了自動化水平。4智能電網時代智能電網的出現，標志著電力系統自動化進入了新的發展階段，更加強調信息的互聯互通和智能化控制。電力系統自動化的總體架構1電力調度自動化系統2主站計算機系統3遙測、遙信、遙控子系統4現場設備主站計算機系統功能負責接收、處理和顯示來自現場的各種信息，并進行控制指令的發布和管理。作用作為電力系統自動化的核心，主站計算機系統是實現電力系統自動化控制和管理的中心。主站計算機系統的硬件組成服務器負責處理和存儲數據，是主站計算機系統的核心。網絡設備負責連接主站計算機系統與現場設備，以及其他子系統之間的通信。工作站供調度員操作使用，用于顯示、控制和管理電力系統。主站計算機系統的軟件結構1操作系統為其他軟件提供運行環境。2數據庫管理系統負責管理和存儲電力系統數據。3應用軟件實現電力系統自動化的具體功能，例如調度自動化、安全自動化等。主站系統的通信協議IEC60870-5-101用于遙測、遙信、遙控數據的傳輸。IEC61850用于電力設備的通信，支持智能電網的應用。DNP3美國電力行業常用的通信協議。遙信子系統功能負責采集和傳輸電力設備的開關狀態信息。應用例如，采集斷路器、隔離開關、繼電器等的開合狀態。遙測子系統功能負責采集和傳輸電力設備的各種參數信息。應用例如，采集電壓、電流、功率、頻率等參數。遙控子系統功能負責向現場設備發送控制指令，實現遠程控制。應用例如，遠程控制斷路器、隔離開關等設備的開合。繼電保護子系統功能負責監測電力系統運行狀態，在發生故障時快速切斷故障線路，保護設備和人員安全。應用例如，在發生短路故障時，繼電保護裝置會自動切斷故障線路。安全自動化子系統功能負責對電力系統進行安全監控，確保系統安全運行。應用例如，對電力設備進行安全監測，防止發生事故。調度自動化子系統功能負責對電力系統進行調度控制，保證電力供應的穩定性和可靠性。應用例如，對發電機組的出力進行調節，對輸電線路進行負荷分配。電網調度自動化系統功能負責對整個電網進行調度控制，實現電網的安全、穩定和經濟運行。應用例如，對電網的電壓、頻率、負荷等進行控制和管理。電力調度自動化系統的數據采集內容采集電力系統中各種設備的參數信息，如電壓、電流、功率、頻率等。方法利用遙測子系統，通過通信網絡將數據傳輸到主站計算機系統。電力調度自動化系統的信息處理內容對采集到的數據進行處理，分析電力系統運行狀態，識別故障等。方法利用數據庫管理系統和各種數據分析算法進行處理。電力調度自動化系統的決策支持功能為調度員提供決策支持，幫助他們制定最佳的調度方案。應用例如，提供負荷預測、故障診斷、優化調度等功能。電力調度自動化系統的運行監控功能對電力系統運行狀態進行實時監控，及時發現故障和異常情況。應用例如，實時顯示電力系統的電壓、頻率、負荷等參數，并進行報警和處理。電力調度自動化系統的事故處理功能在發生事故時，快速識別故障原因，并采取相應的措施，恢復電力供應。應用例如，在發生短路故障時，自動切斷故障線路，并進行故障隔離和處理。電力系統自動化系統的可靠性含義是指電力系統自動化系統能夠持續正常運行的能力。提高方法采用冗余備份、容錯機制、故障檢測等措施。電力系統自動化系統的安全性含義是指電力系統自動化系統能夠抵御各種安全威脅的能力。提高方法采用訪問控制、加密技術、入侵檢測等安全措施。電力系統自動化系統的無功補償功能通過調節無功功率，提高電力系統的功率因數，降低線路損耗。應用例如，安裝并控制無功補償裝置，提高電壓質量。電力系統自動化系統的峰谷調峰功能根據負荷變化，調整發電機組的出力，平滑電力負荷曲線，提高電力系統的運行效率。應用例如，在用電高峰期，增加發電機組的出力，而在用電低谷期，減少發電機組的出力。電力系統自動化系統的負荷預測功能預測未來的用電負荷，幫助調度員制定合理的調度方案。應用例如，預測未來幾天的用電負荷，提前安排發電機組的出力，確保電力供應的穩定性。電力系統自動化系統的故障診斷功能識別電力系統故障的原因，并進行分析和診斷。應用例如，在發生短路故障時，根據故障信息分析故障原因，并采取相應的措施。電力系統自動化系統的未來發展趨勢方向人工智能、大數據、云計算等技術的應用將進一步提高電力系統自動化的水平。目標構建更加智能、高效、安全和可靠的電力系統。課程總結本課程介