电力系统基础 / Fundamentals of electrical power systems

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8 高压直流输电 / High-voltage direct current (HVDC) transmission

高压直流(high voltage direct current,HVDC)示意图:

Sketch of HVDC
1 – 换流变压器;2 – 换流器;3 – 平波电抗器;4 – 交流滤波器;5 – 直流滤波器;6 – 接地极

换流器(converter):整流器(rectifier),逆变器(inverter)

(1) 单极系统

HVDC single-pole system

(2) 双极系统

HVDC double-pole system

(3) 背靠背直流系统

输电线路长度为零。

HVDC back-to-back system

9 电力系统自动化技术 / Power system automation

9.1 配网自动化 / Automation in distribution networks

9.1.1 配电线路的自动化 / Distribution lines automation

功能:运行状态监测;远方与就地控制;故障区隔离,负荷转供与恢复供电;无功补偿与调压。

重合器(Recloser)

馈线终端装置(Feeder Terminal Unit,FTU):遥信、遥测、遥控,统计,对时,操作顺序记录,事故记录,定值远方修改和召唤定值,自检测和自恢复,远方控制闭锁和手动操作,进程通信。扩展功能:电度采集,微机保护,故障录波。

9.1.2 通信载体 / Communication carriers

电力线载波(Power Line Carrier)(50~300 bps)、电话专线(0.3~4.8 kbps)、现场总线(几十波特率)、微波、光缆、卫星等。

9.1.3 通信规约 / Communication protocols

应答式规约(Polling 规约):以主站为主,依次向各 RTU 发出查询命令,各 RTU 依查询命令进行回答,回答信息串长度可变。
循环式规约(CDT 规约):RTU 自发地不断循环上报现场数据,上传信息串长度可变。
DNP(Distributed Network Protocol)规约。

9.1.4 信号系统与测量系统 / Signal and measuring systems

(1) 信号系统

事故信号:表示发生事故,断路器跳闸的信号。
预告信号:反映设备运行时的不正常状态。
位置信号:指示开关电器、控制电器及设备的位置状态。
继电保护和自动装置的动作信号。
全站事故信号。

(2) 测量系统

9.2 变电站自动化 / Automation in substations

9.2.1 基本功能 / Basic functions

各种电气设备运行参数的监测;开关就地或远方控制;与继电保护通信;与终端设备联接并实行控制;与上级控制中心或其他控制系统通信;简单的数据处理。

对于少人或无人值守的变电站,需安装RTU等设备。RTU 主要用于集中收集变电站内的所有信息,同时可以接收上级控制调度中心的命令,输出开关控制信号,增减控制设备信号或调节设备的整定值,并返回已完成操作的信息。功能:

  • 四遥:遥信(YX)、遥测(YC)、遥控(YK)、遥调(YT)。
  • 事件顺序记录(Sequence of Events, SOE)
  • 系统对时
  • 电能采集
  • 自检测和自恢复(强电磁干扰环境)
  • 与 SCADA 系统通信

9.2.2 通信规约 / Communication protocols

  • “101规约”。DL/T 634.5101(IEC 60870-5-101 NEQ)。串口通讯。
  • “104规约”。DL/T 634.5104(IEC 60870-5-104 NEQ)。网络通讯。
  • “61850标准”。DL/T 860(IEC 61850 IDT)。

9.3 同期 / Synchronization

发电机并网,多系统并列运行

理想条件:频率相等、电压幅值相等、电压相角相同。

9.4 数据采集与监控 / Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA)

SCADA block diagram
SCADA 系统功能框图

厂站端设备:远动终端装置(Remote Terminal Unit,RTU),智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)

9.5 电网调度自动化 / Automation in power grid dispatching

(1) 能量管理系统(Energy Management System,EMS)

(2) 应用功能

  • 数据采集与监控(SCADA)
  • 自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)与计划
  • 网络分析(拓扑分析、状态估计、潮流计算、短路计算、静态安全校核、最优潮流)

(3) 电网分级调度体系

Power grid dispatching classification system
中国国家电网分级调度体系

10 中国电力公司 / Electric power companies in China (mainland)

10.1 发电公司 / Power generating companies

(1) “五大”发电集团

中国国电集团,中国华电集团,中国华能集团,中国大唐集团,国家电力投资集团

(2) “四小”发电集团

国投电力,国华电力,华润电力,中广核

10.2 电网公司 / Power grid companies

10.2.1 央企电网 / Government-owned power grids

(1) 国家电网(State Grid corporation of China,SGCC)

华北电网(北京):北京天津,河北,山西,山东,冀北(唐山、张家口、秦皇岛、承德、廊坊)
东北电网(沈阳):辽宁吉林黑龙江内蒙古东部(内蒙古东四盟)
华东电网(上海):上海,江苏,安徽,浙江,福建
华中电网(武汉):河南,湖北,湖南,江西
西北电网(西安):陕西,甘肃,宁夏,青海,新疆
西南电网(成都):四川,重庆西藏
(色标:■ 省电力公司 ■ 市电力公司 ■ 电力公司 ■ 电力有限公司 ■ 电力有限责任公司 ■ 自治区电力有限公司

(2) 南方电网(China Southern Power Grid,CSG)

广东,广西,云南,贵州,海南
(色标:■ 电网公司)

注:国网持有 26.4% 股权。

10.2.2 地方电网 / Local power grids

(1) 省级电网

蒙西电网(内蒙古电力(集团)有限责任公司)

(2) 地市级电网

  • 陕西省地方电力(集团)有限公司(陕西省地方电网,66个县,省域70%)
  • 山西地方电力有限公司(山西省12个县的农电网)
  • 广西水利电业集团有限公司(广西地方水电,40个县区,省域49%)
  • 广西桂东电力股份有限公司(桂东地方电网,6县3市2矿)
  • 广西壮族自治区百色电力有限责任公司(百色地方电网,7县40矿)
  • 云南保山电力股份有限公司
  • 四川省水电投资经营集团有限公司(四川省水电,111个县,省域70%)
  • 新疆生产建设兵团第一师~第十二师电力公司(兵团北疆电网)
  • 吉林省地方水电有限公司(吉林省东部长白山区一些县域与林业地区的供电网和部分小水电)
  • 湖北丹江电力股份有限公司(丹江口市地方电网)
  • 万州地方电网
  • 重庆三峡水利电力(集团)股份有限公司
  • 重庆乌江电力有限公司(乌江地方电网)
  • 浏阳市地方电力有限公司(浏阳市地方电网)
  • 深圳招商供电有限公司(蛇口工业区、赤湾港区和前海湾物流园区,电源来自香港)

(3) 县级电网

(近 400 个)

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  1. […] 本文为 2021-01-28 所做讲座的文稿,以电力计算相关基础知识为主要内容,是对“电力系统基础”讲座的补充。(注:文稿内容仅包括知识点,多数不含详细解释。) […]