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《电力系统自动化》课程教学大纲Power System Automation课程编号：130202221学时：32 学分：2.0合用对象：电气工程及其自动化专业先修课程：电力系统分析，自动控制原理，电力电子技术等一、课程的性质和任务(四号黑体加粗，描述文字用四号小宋体(下同))本课程是电气工程及其自动化专业一门学科方向类必修课程。
电力系统自动化是保证电力系统安全、优质、经济运行的综合性技术，涉及电力系统运行理论、自动控制理论、计算机控制技术、网络通信技术等多方面的知识，包括发机电励磁自动控制、发电厂自动化、电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等，是自动控制技术、信息技术在电力系统中的应用，已经成为电气工程类专业学生必备的专业知识之一。
该课程可以支撑电气工程及其自动化专业毕业要求 2 (问题分析)、3 (设计／开辟解决方案)、4 (研究)的达成。
本课程的主要任务是：1、使学生对电力系统相关问题形成较为系统的认识和理解；2、使学生掌握发机电自动励磁控制的基本原理和方法，深入了解发机电同步并列的条件与过程，以及自动准同期装置的工作原理，分析在电力系统运行过程中不满足并列条件对电网产生何种影响，为分析复杂工程问题奠定基础。
3、使学生了解电力系统频率调整及电压调整的基本问题，掌握电力系统功频特性、自动发电控制、经济调度的原理和方法，掌握电力系统电压控制措施，为进一步分析和研究电力系统运行问题打下良好的基础；4、使学生掌握电力系统自动化的基本工作原理、装置的调试方法以及装置的设计方法，并且学习自动装置对电力系统运行影响的分析方法，为设计、研发电力系统自动控制装置和解决电力系统复杂运行工程问题奠定基础。
二、教学目的与要求本课程的教学目的是使学生掌握电力系统自动化的基本知识，熟悉电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化的相关问题，训练和培养学生独立思量、解决电力系统实际复杂工程问题的能力。
具体要求如下：1、掌握发机电同步并列的条件，以及自动准同期装置的工作原理。
电力系统基础理论与基础知识1、什么是动力系统、电力系统、电力网络？答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统；把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统；把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网络。
2、电力工业生产的特点是什么?答：电力工业生产的特点是:(1)电力生产的同时性.发电、输电、供电、用电是同时完成的，电能不能大量储存.(2）电力生产的整体性.发电厂、变压器、高压输电线路、配电线路和用电设备在电网中形成一个不可分割的整体,缺少任一环节,电力生产都不可能完成，相反，任何设备脱离电网都将失去意义。
（3)电力生产的快速性。
电能输送过程迅速,其传输速度与光速相同，达到每秒30万公里，即使相距几万公里,发、供、用都是在一瞬间实现。
（4）电力生产的连续性。
电能质量需要实时、连续地监视与调整。
（5)电力生产的实时性。
电网事故发展迅速,涉及面大,需要实时安全监视。
(6）电力生产的随机性.由于负荷变化、异常情况及事故发生的随机性，电能质量的变化是随机的，因此，在电力生产过程中，需要实时调度，并需要实时安全监控系统随时跟踪随机事件，以保证电能质量及电网安全运行.3、现代电网有哪些特点?答：现代电网的特点是：（1)由坚强的超高压系统构成主网架。
(2）各电网之间联系较强。
（3)电压等级简化.(4）具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制.（5）具有较高的供电可靠性。
(6)具有相应的安全稳定控制系统。
（7）具有高度自动化的监控系统.（8）具有高度现代化的通信系统。
（9）具有适应电力市场运营的技术支持系统。
（10）有利于合理利用能源。
4、区域电网互联的意义与作用是什么？答：区域电网互联的意义与作用是：（1）可以合理利用能源，加强环境保护，有利于电力工业的可持续发展.（2）可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组，有利于降低造价，节约能源，加快电力建设速度.(3）可以利用时差、温差,错开用电高峰，利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。
电厂负荷的优化分配方法缪国钧;葛晓霞【摘要】分析了几种电厂负荷优化分配方法的特点,阐述等微增率电厂负荷优化分配方法的原理,介绍了lingo软件在电厂负荷分配中的运用方法.通过算例说明,等微增率法与采用lingo软件进行电厂负荷优化分配的结果相同,混沌优化算法与lingo 软件进行负荷分配结果相近,对电厂多台机组间的负荷优化分配方法的选择具有一定参考价值.【期刊名称】《电站辅机》【年(卷),期】2010(031)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】电厂;负荷;优化分配;等微增率;混沌算法【作者】缪国钧;葛晓霞【作者单位】南京工程学院,能源与动力工程学院,江苏,南京,211167;南京工程学院,能源与动力工程学院,江苏,南京,211167【正文语种】中文【中图分类】TM714节能减排是电力企业当前的一项重要工作,因此,充分挖掘企业内部的节能潜力并努力降低发电成本,增强发电企业的投入产出,以加强企业在市场的竞争能力,已显得非常重要。
过去,有些电厂在对多台机组间的负荷分配时,通常的做法是让效率高的机组多带负荷,或是在各机组间平均分配负荷,这种选择在多数情况下并不是最经济的。
因此,电厂迫切需要既能在各种运行工况下科学地、简便地提供机组间负荷分配的结果,又能保证负荷分配的结果是经济的、可信的方法,以达到降低全厂发电成本的目的。
现就电厂负荷优化分配的常见方法进行简要介绍和分析。
通过算例说明等微增率法、混沌优化算法及lingo软件在电厂负荷分配中的运用效果。
这项工作的实施对电厂多台机组间的负荷优化分配具有重要意义。
(1）优先次序法优先次序电厂负荷分配法以机组的运行效率为依据,先算出各机组单独运行时的最大效率,然后按照各机组的运行效率由高到低的顺序排列,在此基础上各机组依次带负荷。
该方法实现简单、计算速度快,缺点是常常找不到最优解。
(2）等微增率法等微增率法是在等式约束条件下,利用基于数学极值理论得到的等微增法,实现机组间的负荷优化分配。
高压低压配电柜的电力负荷分配与平衡高压低压配电柜是电力系统中负责将高压电能转换为低压电能，并分配给各个终端用电设备的重要设备。
在现代工业生产和生活中，电力的需求日益增长，因此正确的电力负荷分配与平衡成为了保障电力系统稳定运行和提高能源利用效率的关键。
一、电力负荷分配的原则1. 合理分级：根据电力用户的不同需求和层级，将电力负荷分为高压和低压两部分，以便于合理分配和管理。
2. 科学计算：通过对电力系统的负荷特点、用电设备的类型和数量等进行科学计算，确保合理分配电力负荷的能力。
3. 均匀分配：在各级配电柜和终端设备之间均匀分配电力负荷，避免某些设备过载而造成其他设备负荷不足的情况。
4. 弹性调整：根据用电需求的变化，及时进行电力负荷的调整和平衡，确保电力系统的可靠性和稳定性。
二、电力负荷平衡的方法1. 资源配置：根据各级配电柜的负荷情况和用电设备的需求，合理配置电力资源，确保每个终端都能够得到稳定的供电。
2. 负荷预测：通过对历史数据和用电规律的分析，对未来一段时间的电力负荷进行预测，有针对性地进行分配和平衡。
3. 负荷监测：通过安装合适的负荷监测设备，实时监测各个终端设备的负荷情况，及时发现问题并进行调整。
4. 优化管理：结合电力负荷情况和用电设备的性能特点，采取合理的调控措施，最大限度地提高电力系统的利用效率。
三、电力负荷分配与平衡的案例某大型工业园区的高压低压配电柜负责将电力供应给各个厂房的终端设备。
为了实现电力负荷的合理分配与平衡，该工业园区采取了以下措施：1. 根据各个厂房的用电需求和重要程度，将工业园区划分为不同的用电区域，每个区域设立一个高压低压配电柜，确保供电的可靠性和安全性。
2. 通过对历史数据和用电设备的分析，制定了详细的电力负荷预测方案，并根据预测结果制定了每个配电柜的电力分配方案。
3. 在每个配电柜中安装了智能负荷监测设备，实时监测终端设备的负荷情况，并将数据反馈给中央控制室，以便及时调整和平衡负荷。
第7章电⼒系统的经济运⾏（含答案）第7章电⼒系统的经济运⾏⼀、填空题1.各发电机组之间有功负荷的经济分配采⽤等微增率准则。
2.电⼒系统的有功功率损耗包括变动损耗和固定损耗，其中变动损耗所占⽐例较⼤，其与传输功率有关，⽽固定损耗所占⽐例较⼩，仅与电压有关。
3.导线截⾯积选择必须满⾜的三个必要条件为机械强度条件、发热条件和电晕条件。
4.当变电站的总负荷功率⼀定时，铁耗与并联运⾏的变压器台数成正⽐，铜耗则与并联运⾏的变压器台数成反⽐。
5.环形⽹络中的功率分布在没有外施任何调节和控制⼿段时称为⾃然功率分布，其与阻抗成反⽐分布；当与电阻成反⽐分布时可使功率损耗最⼩，此时的功率分布即为经济分布。
6.导线截⾯积选择的发热条件是指通过导线的最⼤持续负荷电流必须⼩于导线允许的长期持续安全电流。
7.综合考虑国家总的利益原则后，单位截⾯导线对应的最经济的电流⼤⼩，称为经济电流密度。
⼆、选择题1.对于电⼒⽹运⾏电压⽔平的确定，下列说法正确的是（A）（1）对于35kV及以上的电⼒⽹，应适当提⾼运⾏电压以降低⽹损（2）对于农村低压配电⽹，为降低铁耗，应适当降低运⾏电压（3）对于35kV及以上的电⼒⽹，为降低铁耗，应适当降低运⾏电压（4）对于农村低压配电⽹，应适当提⾼运⾏电压以降低⽹损A.（1）（2）B.（2）（3）C.（3）（4）D.（1）（4）2.对于电压等级较低的配电线路导线截⾯积选择，不需要校验的条件是（C）A.机械强度条件B.发热条件C.电晕条件D.电压损耗3.关于组织变压器的经济运⾏，下列说法正确的是（B）A.当负荷功率⼩于临界功率时，为降低铜耗，应减少并联运⾏的变压器台数B.当负荷功率⼩于临界功率时，为降低铁耗，应减少并联运⾏的变压器台数C.当负荷功率⼤于临界功率时，为降低铜耗，应减少并联运⾏的变压器台数D.当负荷功率⼤于临界功率时，为降低铁耗，应减少并联运⾏的变压器台数三、简答题1.简述线损、总供电量、总售电量的概念。
经济负荷运行控制措施
经济负荷运行控制措施是指为保证电力系统稳定运行，在能源供应不足或需求过大的情况下，采取措施对电力负荷进行调控和控制。
常见的经济负荷运行控制措施包括：
1. 能源调度：通过合理调度和管理电力系统中的各种能源，如水电、火电、风能等，来满足电力需求。
根据供求状况，可灵活调整能源的使用并优化发电资源的配置。
2. 负荷调控：根据电力系统的负荷情况，通过调整电力负荷的分布和实施负荷管理策略，来平衡供需关系。
可采取合理的负荷分配，调整用电时间，启用差别电价等手段。
3. 储能调节：利用储能设备（如蓄电池、压缩空气储能等）来调节电力系统的供需平衡。
在需求高峰时，释放储能，提供额外供电；在供应过剩时，将多余电能储存起来，以备不时之需。
4. 能源替代：当主要能源供应不足时，可以通过能源替代来满足电力需求。
例如，在燃煤电厂供应不足时，可以增加其他能源的供应比例，如天然气、太阳能等。
5. 负荷管理：通过实施负荷管理政策，引导用户在高峰时段减少用电，降低电力需求。
可采用差别电价、峰谷电价等措施，以激励用户在低谷时段用电，减缓高峰时期的压力。
6. 联网调度：通过电力系统的联网调度，实现不同区域之间的电力互补和资源的共享。
在某一地区电力供应不足时，可以从其他地区调度电力资源，以平衡供需关系。
经济负荷运行控制措施的目的是保证电力系统的稳定运行，减少能源浪费，提高电力利用率，并最大程度满足用户的用电需求。
电力系统经济调度研究电力系统是现代工业社会发展的重要基础设施之一，它对于国民经济发展有着举足轻重的作用。
而在电力系统的运营过程中，经济调度则显得尤为重要。
经济调度是指在保证电力系统安全运行的前提下，通过对机组的启停、电网的负荷调节、电价的调整等手段，实现电力系统运行成本最小化的一项工作。
本文将就电力系统经济调度的相关问题展开讨论。
一、经济调度的重要性电力系统是一个高度耦合的复杂系统，系统内的各个机构之间相互影响，相互制约。
而经济调度则是在保证系统安全、稳定运行的前提下，使得系统内运行成本最小化的一种手段，其意义在于：1、节约成本。
经济调度能够优化电力系统内部的各种资源配置，如机组的启停、电网的负荷调节等，从而使得系统内总体的成本水平降低。
2、提高效率。
经济调度能够合理地分配不同机组的出力负荷，从而使得整个电力系统的运转效率提高，大大减少了调度员的操作负担。
3、增加供电可靠性。
经济调度能够最大程度地保证电力系统的安全运行，保证电力供应质量，从而促进电力系统的可靠性和稳定性。
二、经济调度的主要内容经济调度的核心内容就是优化电力系统的运行成本。
具体而言，主要包括以下几个方面：1、机组启停策略。
根据电力市场的负荷需求和优化成本的目标，确定不同机组的启停时刻和发电出力、以及合理的机组组合，以达到最小化系统的总成本。
2、负荷调节策略。
电力系统的负荷是时刻变化的，合理地调节负荷，不仅能够保证电力系统的稳定运行，也能够最大程度地降低总成本。
3、电价调整策略。
在电力市场中，电价是决定电力供求平衡的重要因素。
因此，在经济调度中，要根据市场需求的情况合理地调整电价，以保证电力系统的运行成本最小化。
三、电力市场的影响电力市场的建立，使得电力调度工作转化为市场化、经济化的过程。
在电力市场中，供给和需求之间的关系更加直接，价格也更具市场化特征，这使得电力调度的策略有了更大的灵活性和决策空间。
但是，电力市场的建立也带来了新的问题。
第31卷第5期2012年10月水力发电学报JOURNAL OF HYDROELECTRIC ENGINEERING Vol．31No．5Oct．，2012电网直调水电站负荷分配模式研究汪亮1，李成家2，解建仓1，王蕾1（1．西安理工大学水利水电学院，西安710048；2．陕西省电力公司调度中心，西安710048）摘要：针对传统负荷分配模式存在的不足，提出了水电站负荷分配的“三次分配”模式。
通过水能预分配、水电协调分配、水能再分配以及厂内负荷分配，实现在确保电力供给的基础之上，加大水电在电网中的比重，同时降低电网运行成本。
基于三次负荷分配模式，研究建立了陕西电网直调水电站经济运行调度系统，对该模式的可行性和有效性进行检验和验证。
关键词：电网；水电站；负荷分配；模式中图分类号：TV737文献标识码：AStudy on load distribution mode of hydropower stationWANG Liang 1，LI Chengjia 2，XIE Jiancang 1，WANG Lei 1（1．Institute of Water Resources and Hydro-electric Engineering ，Xi ’an University of Technology ，Xi ’an 710048；2．Shaanxi Electric Power Corporation ，Xi ’an 710048）Abstract ：This paper puts forth a new load distribution mode or three-distributions mode for hydropower toovercome the shortcomings of traditional method．Through pre-distribution of hydraulic energy ，coordinateddistribution of hydroelectric power and other powers ，and redistribution of hydraulic energy ，this new mode canincrease the weight of hydropower in power grid and reduce the cost of power grid operation while ensuring thesame power supply capacity．By applying the new mode ，we developed a load distribution system ofhydropower stations for Shaanxi power grid ，and the feasibility and effectiveness of the three-distributions modewas tested and verified．Key words ：power grid ；hydropower station ；load distribution ；mode收稿日期：2011-11-25基金项目：国家863计划（2006AA01A126）；国家自然科学基金（51109175）；陕西省科技攻关计划（2012K06-20）作者简介：汪亮（1971－），男，博士研究生．E-mail ：wangliangmmu@163．com 通讯作者：解建仓（1963－），男，教授，博导．E-mail ：jcxie@xaut．edu．cn0引言二十一世纪初期，我国社会、经济和人口规模的高速发展毫无疑问的成为电力事业的艰巨的挑战。
