电力系统调度自动化设计技术规程 - 下载本文

Δf——实际频率偏差 ; B——频差系数; Δt——实际时差; b——时差系数。

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附加说明:

本规程由能源部电力规划设计管理局提出。 本规程由能源部电力规划设计管理局归口。

本规程主编单位:能源部西北电力设计院、能源部中南电力设计院。 本规程主要起草人:程鹏达、范家正、杨凤英、邢若海、冯绍正。

电 力 系 统

调度自动化设计技术规程

DL 5003—91 条 文 说 明

《电力系统调度自动化设计技术规程

条文说明》的编制说明

为适应电力系统调度自动化设计需要,根据能源部电力规划设计管理局下达 的任务,由西北电力设计院和中南电力设计院对原《电力系统远动设计技术规 定》SDGJ29—82(试行)进行了修订和补充。经广泛征求各方面意见,并由电力 规划设计管理局组织审查,形成了现批准颁发的《电力系统调度自动化设计技术 规程》电力行业标准。现对规程中的主要条文做一些必要的说明。

1 总 则

1.0.1 说明了本规程的编制目的。电力系统调度自动化是一项投资大、涉及面广、 各级调度之间以及有关专业之间相互关联密切的系统工程。统一技术标准对于系 统工程的顺利建设、可靠运行和节约投资都是必要的。规程中贯彻了“全国电网 调度自动化振兴纲要”的精神和“采用符合国情的先进技术和力求经济实用”的 原则。本规程分调度端、厂站端和自动发电控制三部分。三个部分在技术上密切 相关,应用中要注意协调统一,避免发生矛盾。

1.0.2 明确了本规程的使用范围。本规程根据大区电网和省网的运行特点和调度任 务,对调度自动化功能要求、控制方式、信息采集和监控内容以及设备配置等要 求作了具体规定,作为电力系统调度中心及其所辖厂站调度自动化设计的技术标 准。 一般每隔一定的年限都要编制电力系统调度自动化系统设计,经审定后作为 调度中心工程和发变电工程中有关调度自动化设计的依据。

网、省调如需新建调度自动化系统工程或对其计算机系统进行全面更新或重 大

扩充,应根据经审定的调度自动化系统设计编制可行性研究报告,报请主管部 门审批。

网、省调如需对调度自动化系统进行对外招标采购,一般需编制标书或功能 规范书。为确定标书编制原则、系统规模、性能指标等数据,需根据调度自动化 系统设计完成概念设计。概念设计不确定设备型号,设备型号由厂商在报价书中 提出。

1.0.3 提出了电力系统调度自动化系统设计所需要的条件。

1.0.3.1 电力系统设计。这是最基本的,主要内容有,电力系统一次接线,代表性 的运行方式,调相调压和潮流计算,系统稳定计算等方面的资料,借以了解分析 电力系统特点和运行中可能发生的问题,以便比较准确地确定远动信息内容和调 度自动化具体功能。 1.0.3.2 调度管理体制,包括各级调度中心的设置情况、所址、调度管理范围和职 能划分,这也是必要的条件。因为电力系统调度自动化是直接为电力系统调度服 务的。这方面的资料一般由有关电管局或电力局提供;如果远景调度管理体制, 生产部门一时提不出,也可从电力设计部门提出意见经电管局或电力局确认后作 为设计的依据。

1.0.4 各级调度在实现电力系统调度自动化工作中,应强调可靠性,实用性和经济 性。特别是要从电力系统的实际情况和发展水平,来分析考虑各个不同发展阶段 所能达到的自动化水平,恰当地确定需要解决和能够解决的问题,要做到少花 钱,多办事,急用先上,早见成效,在设备的选用中一定要防止那种不从实际出 发,不求实用效果,不顾运行需要和经济能力,而一味追求最新水平,宁大勿 小,宁高勿低倾向,应根据电力系统的发展和与其相适应的自动化功能来考虑问 题,要充分发挥调度自动化系统的投资效益。

1.0.5 为适应电力系统分电压等级、分地区管理的需要,现代大电网调度自动化系 统,都采用与统一调度分级管理相适应的分层控制系统。这样有利于节省通道和 提高投资效益,易于保证自动化系统可靠性,并能更好适应现代技术水平的发 展,今后,各级调度的自动化系统,都应根据其管辖范围和任务,来确定相应的 功能和配置方案,其总体功能达到中等实用水平。

1.0.6~1.0.8 主要明确电力系统调度自动化设计和发变电工程以及调度中心工程 调度自动化设计的内容划分。电力系统调度自动化设计是从电力系统特点和运行 要求以及各级调度中心、各厂站间的相互协调出发,主要提出调度自动化功能要 求,计算机和人机联系系统选型和解决远动信息内容和信息传输网络的合理组 织,以及远动设备性能和制式要求等系统性的问题,而具体的实施则在发变电工 程和调度中心工程设计中进行。调度中心工程和发变电工程调度自动化设计应以 电力系统调度自动化系统设计为依据,并结合工程具体情况进行核实,做出具体 设计,避免工程设计脱离系统总体要求。当系统调度自动化设计已经不符合发变 电工程和调度中心工程的具体情况,工程设计中需要进行原则性变更时,也应考 虑调度自动化信息传输网络的合理性,并在工程设计文件中进行必要的说明,供 有关部门审批。

2 调度端部分

2.1 调度自动化系统功能

2.1.1 列出了网、省2级调度自动化4项总体功能。

调度自动化系统收集、处理电力系统运行实时信息,通过人机联系系统把电 力系统运行状况集中,而有选择的显示出来进行监控,并完成经济调度和安全分 析等功能。运行人员可借此统观全局,集中精力指挥全网安全、经济和优质运 行。调度自动化系统的安全监控和计算机\\通信功能的实现,可以提高电力系统的 安全运行水平。当发生事故时调度员能及时掌握情况,迅速进行处置,防止扩大 事故,减少停电损失。调度自动化系统经济调度功能的实现,可以达到可观的节 能效果。调度自动化系统具有安全分析功能,可以进行事故预想,并提出对策, 提高调度人员的应变能力。通过约束条件和紧急控制等手段,解除线路过负荷, 使电力系统保持正常运行状态。

调度自动化总体功能大致可分低、中、高3档。低档功能是数据采集、监视 和控制(SCADA);中档功能是数据采集、监视和控制以及自动发电控制和经济调 度(SCADA+AGC/EDC);高档功能是在中档基础上增加安全分析等应用软件功 能,即SCADA+AGC/EDC+SA等。各级调度应按照调度自动化现状、调度职责和 电力系统实际情况和发展水平,按照由低至高,由易至难原则,恰当确定总体功 能。

2.2 技 术 要 求

2.2.1~2.2.2 循环数据传送式(CDT)的远动终端和问答式远动终端将并存较长时 间,并由循环传送方式过渡到问答方式。当新建调度自动化系统时,应择优选用 网(省)内统一远动规约的问答式远动终端。当网(省)内远动规约不一致时,利用规 约转换或其它方式解决。

2.2.3~2.2.10 主要参考能源部“电网调度自动化实用化要求”(试行)、引进调度 自动化系统技术规范书及国内外有关资料,列出了调度自动化系统应达到的系统 性技术要求和指标。

下面对某些技术要求和指标说明如下:

一、2.2.3中除遥控命令和遥调命令中数字量、脉冲量的功能应根据所选用系 统和工程需要可有所取舍外,调度自动化系统应具备采集、处理和控制第2.2.3条 中各个类型数据的能力,使调度自动化系统实现对有(无)功、电压(流)、频率、水 位、功角的遥测;对断路器、隔离开关和继电保护信号的遥信;对发电机组有功 的遥调;对断路器的遥控;对有功、电能量总加和人工输入、自动发电控制参 数、非遥信的断路器(隔离开关)状态的整定等功能。

二、远动系统遥测误差是指调度自动化系统包括变送器、远动终端、通道、 调度端各个环节误差的综合。根据调度管理需要和电子设备的水平定为1.5%。

三、事件顺序记录主要用于系统中重要断路器和保护信号,这个指标含义 有: (1)不同厂站2个事件同时发生,调度端记录的2个事件顺序时间,其误差应 小于事件顺序记录系统的分辨率。

(2)记录不同厂站2个事件发生时间,其先后相差时间大于或等于事件顺序分 辨率时,调度端记录的2个事件顺序时间,其前后的次序不应颠倒。 事件顺序记录分辨率主要用于事故分析,根据目前大部分系统的水平定为 20ms。 四、实时性指标共10项,其中:

(1)遥测和遥信传送时间是以远动终端具有遥信优先传送,遥测量为64个(循 环传送或越死区传送)及通道速率为600Bd时,所能达到的指标。

(2)画面调用响应时间是指调用键按下至整个画面包括实时数据显示完成的 时间。

(3)双机自动切换到基本监控功能恢复时间是指双机切换发出指示至显示器画 面上的数据重新开始更新的时间。

五、计算机信道指标是根据调度自动化系统近几年能达到技术指标而拟定, 这需要通信专业配合与协作,并将随着通信专业相关指标的修订而改变。

2.3 计算机选型和硬件配置原则

2.3.1~2.3.3 提出了计算机系统硬件内容、配置原则和计算机的选型原则。

由于计算机技术发展很快,本规程不可能也无必要对调度自动化系统的计算 机的型号、内外存容量和一些主要技术指标作定量的规定,这就要求在设计中应 根据计算机的发展情况、本节中计算机和计算机系统选型的一般原则合理选择计 算机及系统。在机型的选择上,要根据调度职责分工和自动化要求而定。要防止 那种不从实际出发,不求实用效果,不顾经济能力,而一味追求大、高的倾向。 否则,不仅花钱多,而且高档计算机开发难度大,时间长,以致迟迟不能投入运 行。 2.3.4 明确了计算机系统在设计中一般考虑投运后使用10年。条文中提供了确定 计算机系统规模的条件,其第2.3.4.1~第2.3.4.5款应根据调度职责范围和功能要 求而确定。第2.3.4.6款计算机中央处理器负荷率应根据电力系统发生事故时,调 度自动化系统采集、处理的数据和实用任务的急增的情况下,保证中央处理器的 正常工作。因此负荷率的估算条件应提出在电力系统事故时,单位时间内(如10s) 发生遥信变位、遥测越死区的数量和工况越限;事件和事故追忆处理的类型与数 量以及事故、事件打印、显示的种类和数量等,以便供制造厂家在系统设计时合 理确定计算机系统规模,并可在系统验收时作为验收中央处理器负荷率的依据之 一。

2.4 人机联系系统

2.4.1~2.4.2 提出人机联系系统的内容和总的要求。由于人机联系系统是调度自 动化系统窗口,而各个制造厂家提供人机联系系统都有自己特色,应根据调度管 理需要和调度自动化系统总体要求合理选择。 2.4.3 为了便于调度员操作,应将调度管理所需要的画面调用、远方控制、模拟屏 不下位、打印起动等操作,用一个键盘来实现。

2.4.4 为了保证系统正常工作,在众多人员使用系统时,必须有一个完善的管理手 段,即对各席控制台和每个使用人员赋予不同使用范围。根据调度中心各类人员 对调度自动化系统的要求,至少可分为以下4级: 2.4.4.1 操作员级:可进行全部操作。

2.4.4.2 调度员级:除系统管理的其它操作。

2.4.4.3 调度所运行管理人员级:调看画面,修改相关表格。 2.4.4.4 调度所其它人员:调看画面。

2.4.10~2.4.13 提出了人机联系系统配置的基本要求。为了可靠运行,必须配2 套屏幕显示控制器,显示器则根据使用情况至少配4台,并能逐步增加;打印机 总数不少于3台,其中1台用于事件记录,1台用于报表打印,1台用于拷贝画 面,调度控制台则根据在值调度员人数相应配2~4席。

2.5 软 件 要 求

软件分系统软件、支持软件和应用软件。在新建调度自动化系统时,应由制 造厂

家配备必要的系统软件和支持软件,应有良好数据库管理系统和模块化的数 据采集和监控程序。至于应用软件,如自动发电控制和经济调度的软件应考虑符 合中国国情,安全分析软件则应考虑实时网络结构。应用软件的项目应该根据需 要逐步扩充,目前对软件水平和对软件的具体要求很难有统一指标和要求,这有 待今后逐步补充。

2.6 机房及其它要求

为保证调度自动化系统正常运行,在本节中对必备的运行环境提出了最基本 要求,应在调度楼工程设计中落实,至于调度所的机房、接地、电源等项具体的 设计,则应遵照相应的设计技术规程。

3 远 动 部 分

这部分是在总结SDGJ29—82《电力系统远动设计技术规定》(试行)经验, 和国内几个系统调度自动化实践经验的基础上制定的。考虑到各电力系统对调度 自动化功能具体要求的差异,在条文中考虑了一定的灵活性。

3.1 远 动 信 息

3.1.1 所列信息内容属于必要的上行信息。

3.1.1.1 发电厂总有功功率和总无功功率是常规遥测。通过各电厂总发电功率的遥 测,可以随时了解全系统实际出力,掌握供需平衡,进行经济调度和安全监控。 这些数据经过处理,可以反映出各省、各地区、水电、火电总出力,这些都是调 度管理工作所必须的。

3.1.1.2 对大容量机组的功率进行单独遥测,是考虑这些机组的运行情况对系统影 响很大,调度员需要直接掌握,有些大机组的出力将由调度所直接调整。单机遥 测的具体容量取决于它们在系统运行中的地位,根据大多数系统的机组组成情 况,近期大机组容量按100MW考虑。

3.1.1.3 对无功补偿装置进行遥测是为了系统无功出力平衡,监视稳定运行,进行 调相调压。

3.1.1.4~3.1.1.6 三款所列变压器的功率遥测,主要为了掌握各级电压网络和各地 区的负荷情况,为经济调度和安全监视提供条件,并监视用电计划执行情况(有关 变压器功率总加,可反映各级电压网络总功率和各地区的总负荷)。

3.1.1.7~3.1.1.11 五款主要为了掌握电网潮流。220kV及以上电网是网调和省调 调度管理的重点,为可靠信息采集,需要一定的冗余量,并为网损计算提供便 利。对直接调度的线路一般在线路两端遥测有功和无功,而间接调度的线路一般 只在一端进行遥测。对直接调度的110kV线路,一般在线路一端遥测有功功率。 考虑到当前许多系统无功电源比较紧张,中调还要参与或指导部分110kV线路无 功和电压调整工作,所以对环网线路或电源联络线,可以加测无功功率。

母联和分段断路器一般不经常投入运行,只测电流就可满足需要。但有些母 联和分段断路器,由于系统运行方式的需要,投入运行的情况比较多,可以改测 有功功率,或测有功和无功。

3.1.1.12~3.1.1.16 所测数据经过处理,可以反映出全系统、各省、各地区的水电 和火电总发电有功电能量或总厂用有功电能量。计算产供销各环节的效率,进行 经济核算,监督供用电计划或合同执行情况。对于具有单机有功电能量遥测的电 厂,其总发电有功电能量可以在调度端进行总计。