電力系統自動化的案例
分享 | 新型電力系統藍圖
來源：《電力系統自動化》，作者：魯宗相
聲明
本號所刊發文章僅為學習交流之用，無商業用途，向原作者致敬。因某些文章轉載多次無法找到原作者在此致歉，若有侵權請聯系小編，我們將及時刪文或者付費轉載并注明出處，感謝您的支持！
（來源：電力系統及自動化，版權歸原作者）
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電氣圈，一個有態度的圈子
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（來源《電力系統自動化》，作者：魯宗相，版權歸原作者）
新能源電力系統生產模擬關鍵技術及應用
成果已應用于國調中心、南網總調、東北、西北、華北等28個省級及以上電力調控中心，對優化新能源裝機布局及開發時序、促進新能源高效消納、提升新能源調度運行水平發揮了重要作用。
作者簡介
中國電力科學研究院新能源研究中心長期從事新能源并網運行控制技術研究，擁有“新能源與儲能運行控制國家重點實驗室”、國家重點領域創新團隊“新能源發電調度運行技術創新團隊” ，在電力系統自動化和新能源領域榮獲國家級、省部級以及國家電網公司科技進步獎多項，其中“大型風電并網運行與試驗檢測關鍵技術研究及應用”項目獲2013年國家科技進步獎二等獎，“新能源發電調度運行關鍵技術及應用”項目獲2016年國家科技進步獎二等獎，“青藏地區可再生能源獨立供電系統關鍵技術及工程應用”項目獲2019年度國家科技進步獎二等獎。作為起草單位編寫了國家標準《風電場接入電力系統技術規定》、《光伏發電站接入電力系統技術規定》等，國家電網公司標準《風電調度運行管理規范》、《風電功率預測系統功能規范》等，編著了《新能源并網與調度運行技術叢書》。開發的“D5000新能源監測與調度”和新能源電力系統生產模擬軟件（REPS）已在28個省級及以上電網應用。
責任編輯：喬寶榆
審核：朱騰翌
文章來源：中國電機工程學報
免責聲明：本文系網絡轉載，版權歸原作者所有。如涉及版權，請聯系刪除！
展開 [可靠性軟件介紹]電力系統可靠性分析軟件REBULK
電力系統可靠性分析軟件REBULK2.0是合肥工業大學電氣工程學院電力系統及其自動化研究所，在國家攀登計劃、國家自然科學基金、安徽省自然科學基金等重點科研項目支持下研制完成。該軟件基于現代電力系統安全經濟理論，對包括發電和輸電系統的組合電力系統安全性能進行分析，近年來先后通過4個IEEE國際標準測試電網、1個省級電網、2個市級電網的檢驗，充分證實了其正確性和實用性，軟件性能達到國內領先水平。
REBULK的研究對象包括發電機、變壓器、輸電線路、斷路器、繼電保護、重合閘等幾乎所有一、二次元件，重點考慮了發電機的計劃檢修停運及備用、故障停運、降額運行、升壓變故障，輸電線路的開路、瞬時性短路、永久性短路、線路間的相關故障和共同模式故障、主保護、后備保護和自動重合閘的動作性能，單母線、單母分段、雙母線、角型母線、3／2母線的動作原則、母線短路和開路故障、以及角形接線的故障導致的電站節點的分裂運行，考慮了斷路器的拒動、誤動、以及因絕緣損壞等發生的對地短路或活動性故障。
考慮負荷點降壓變的故障的影響，并綜合考慮負荷預測的不確定性及節點負荷間的相關性，采用聚類方法、概率抽樣和隨機波動的負荷模型模擬地區和系統的負荷。
當系統發生故障和異常運行狀態時，對電廠進行再調度，以滿足用戶需求；因安全需要不得不切負荷時，在滿足安全約束條件下提供以下調度原則，用戶可以選擇使用：系統切負荷量最小；發電成本最小；停電損失費用最小；考慮距離加權切負荷，即距故障點越近的節點切負荷值越大，越遠切負荷值越小；考慮有功功率的合理分配，即各負荷點可斷電負荷(三級負荷)先承擔功率缺額之后再作調整。
在全面真實地模擬了系統的運行特性的基礎上，REBULK分析軟件為電力規劃和運行部門提供了研究電網的大量安全分析指標，找出制約網絡的薄弱環節，提出有效的改進措施。
展開 
新型電力系統建設下電力多元化服務發展機遇分析
其中，電網自動化預計將占100億美元，家庭用能系統的規模也將達到110億美元，超過風電光伏運行以及間歇性接入60億美元的市場規模。
從業務拓展方向看，重點推動5G、云計算、邊緣計算、物聯網、大數據、人工智能等數字技術在節能提效領域的研發應用，積極構建面向能效管理的數字孿生系統。推動企業深化能源管控系統建設，基于能源管控系統探索實施數字化碳管理，協同推進用能數據與碳排放數據的收集、分析和管理。推動重點用能設備、工序等數字化改造和上云用云。推廣以工業互聯網為載體、以能效管理為對象的平臺化設計、智能化制造、網絡化協同等融合創新模式。這將成為今后開展綜合能源服務重點開拓領域。
能源交易市場是未來重要的新興市場
全國統一電力市場的建設提速，將打破跨省跨區交易壁壘，現貨市場、碳市場、綠電交易將迎發展新機遇。
電力現貨市場化交易電量占比將大幅提升，輔助服務費用或破千億。目前中國已經初步建立了覆蓋中長期、現貨、輔助服務交易的電力市場體系。2022年上半年，全國各電力交易中心組織完成市場交易電量2.48萬億千瓦時，市場交易電量占全社會用電量的比重約為60.6%。現貨市場試點逐步推廣，現貨電量比重或進一步提升。預計到2023年底，市場化交易電量占比將達到80%左右，參與交易的市場主體數量將增加到800多萬戶，是之前的80倍，屆時綠色電力交易占比也將逐漸提高。
同時，輔助服務市場機制逐漸完善，用戶側參與費用分攤，市場規模有望擴大，預計到2025年輔助服務費用或突破千億元規模。屆時，大量用戶入市有望帶來售電公司第二曲線，技術型售電公司、負荷聚合商、虛擬電廠等新業態有望脫穎而出。
全國統一碳市場將帶來千億級市場規模。
展開 《電力電子和電力拖動控制系統的MATLAB仿真》
【基本信息】 ISBN：7111180429 265 尺寸：小16開 印張：8.625 字數：333000 印次：1 印刷時間：2006/01/01 用紙：膠版紙 版次：1
【內容提要】
本書介紹了MATLAB及其圖形仿真界面SIMULINK的應用基礎知識，詳細介紹了SIMULINK模型庫的電力電子和電機模塊的功能和使用，并通過大量實例介紹了電力電子電路和交直流調速系統的仿真方法和技巧。
本書可以作為高等校電力電子技術和電力拖動自動控制系統類課程的教學輔助或等候課教材，也可供相關專業研究生和工程技術人員學習與參與。
【目錄】
前言
第1章 MATLAB基礎
1.1 MATLAB介紹
1.2 MATLAB的安裝和啟動
1.3 MATLAB環境
1.4 MATLAB的計算基礎
1.5 MATLAB程序設計基礎
1.6 MATLAB常用的其他命令
1.7 MATLAB的繪圖功能
1.8 電力電子電路波形圖的繪制
第2章 SIMULINK環境和模型庫
2.1 系統仿真環境
2.2 SIMULINK模型庫中的模塊
2.3 電力系統模型庫
第3章 電力電子器件模型
3.1 二極管模型
3.2 晶閘管模型
3.3 可關斷晶閘管模型
3.4 電力場效應晶體管模型
3.5 絕緣柵雙極型晶體管模型
3.6 理想開關模型
3.7 三相橋式整流電路模型
3.8 多功能橋式電路模型
3.9 驅動模型
第4章 變壓器和電動機模型
……
第5章 電力電子變流電路的仿真
第6章 直流調速系統的仿真
第7章 交流調速系統的仿真
第8章 提高功率因數的電力變流電路仿真
參考文獻
展開 永磁同步電機控制系統仿真 附電力電子、電機控制系統的建模和仿真下載
下載地址：電力電子、電機控制系統的建模和仿真
電力系統設備編號原則
一、電力系統設備均應統一編號，屬南方電網電力調度控制中心（簡稱總調）調度管轄范圍的設備，由總調負責命名和編號；屬省電力調度控制中心（簡稱中調）調度管轄范圍的設備，由中調負責命名和編號；屬東莞地調調度管轄范圍的設備，由東莞地調負責命名和編號。
二、500千伏設備包括500千伏變電站內所有設備，按《中國南方電網 調度管理暫行規定》和《廣東電力系統調度規程(修訂)》的規定進行編號。
三、220千伏設備按《廣東電力系統調度規程(修訂)》的規定進行編號。
四、東莞電力系統110千伏及以下設備實行雙重稱號，即由代碼編號（以下簡稱編號）和設備名稱兩部分組成。
五、110千伏及以下設備調度命名及編號原則
（一）發電機、變壓器的稱號采用順序號和設備簡稱組成，分別為×號機（#×F），×號變（#×B）。
（二）110千伏及以下線路調度命名及編號
1．線路的命名以該線路兩端廠（站）名稱的簡稱命名，如果兩端廠（站）有相同多回線路則用甲、乙、丙、丁……等來區別。對于多端線路中的分支線路以主干線路名稱加本端廠（站）名稱的簡稱來命名。非10千伏配電線路不采用編號。
2．10千伏配電線路的命名以該線路供電的某一用戶名稱或某一地理區域名稱的簡稱命名，其編號用字母“F”與向該線路供電的變電站的開關順序號組成。
（三）母線稱號
正母線的稱號為1號、2號、5號、6號母線（1M、2M、5M、6M），旁路母線稱號為3號母線（3M）。
展開 電力系統繼電保護裝置
它廣泛用來保護大容量的電力變壓器、變電所母線、高壓電動機等。如右圖所示是電力變壓器的差動保護原理圖。
工業自動化系統設備維護方案
在工業自動化領域，傳統的控制系統經歷了繼基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統和集散式控制系統DCS的發展歷程。
隨著控制技術、計算機、通信、網絡等技術的發展，信息交互溝通的領域正迅速覆蓋從工廠的現場設備層到控制、管理各個層次。工業控制機系統一般是指對工業生產過程及其機電設備、工藝裝備進行測量與控制的自動化技術工具(包括自動測量儀表、控制裝置)的總稱。
在控制回路的整個過程中，其中有一個環節出現問題，就會造成整個回路的故障；一般情況下會采取排除法，逐個排查。
在工廠內部署DCS控制系統的時候，一般先從布線開始，每完成一次布線，就要確保布線的質量，才能進行下一步的工作。
第一步是需要串聯萬用表或mA鉗表測量回路的電流值，如果測量值為0，則進一步診斷，電源、布線和接線問題、I/O 輸入輸出故障。
串聯或使用 mA 鉗表測量 4 至 20 mA 信號
? 檢驗電源
? 布線問題
? I/O 問題
? 接線故障
故障診斷步驟：
測量回路中的 mA 值。如果測量值為 0mA，則繼續進行診斷。
展開 網絡自動化測試系統
為了保證軟件產品的質量，軟件測試特別是自動化測試越來越受到人們的重視。
網絡自動化測試系統TESTBASE-NAT（Network Automation Test）集成專業的測試設備，提供豐富的測試用例，具備測試管理功能，支持部件級及系統級網絡自動化測試。該系統具有測試覆蓋度廣、執行效率高、操作簡單、通用性好等特點，可大幅減少人力投入、提高測試質量。該系統廣泛應用于汽車領域 CAN / CANFD / LIN / FlexRay / Ethernet 總線測試。
服務內容
網絡自動化測試系統通常由網絡協議自動化測試機柜、診斷及信號一致性自動化測試機柜、系統集成測試臺架以及測試管理、測試執行軟件組成。
展開 
ECU 自動化生產測試系統
TESTBASE-PLTE 緊跟工業4.0 和中國制造2025，滿足智能制造的要求和需求，基于該系統的智能化生產流程如下：
基于TESTBASE-PLTE 的自動化測試流程
TESTBASE-PLTE 產品功能特點：
? 支持多硬件平臺，PXI、PCI等，支持實時系統和 Windows 系統
? 兼容經緯恒潤為汽車電子測試定制開發的高性能板卡? 模塊化結構，方便DUT 切換和柔性測試
? 設備具備安全管理系統
? 以數據為中心的分層架構，具有豐富的接口? 支持 MES聯機和本地數據存儲
? 具備數據統計分析模塊，可支持不良品分析統計、三包件返廠測試、分析和統計
? 支持多 DUT并行測試，提高生產率
? 具備設備健康預測系統，保證產線平穩高效運行和維護
? 具有豐富的第三方燒錄設備控制接口
? 支持數十個半導體公司，數萬種芯片
? 電氣接口支持 JTAG、SWD、BDM、UART、SPI、I2C等
? TESTBASE-VCI支持15765、14230、J1939通信協議，支持UDS、KWP2000 燒錄協議
TESTBASE-PLTE 面向的測試對象
TESTBASE-PLTE 產品群
典型案例
項目概述
經緯恒潤
北京市海淀區知春路7號致真大廈D座6層
電話：010-64840808
郵箱：market_dept@hirain.com
網址：www.hirain.com
展開 ECU 自動化生產測試系統
TESTBASE-PLTE 緊跟工業4.0 和中國制造2025，滿足智能制造的要求和需求，基于該系統的智能化生產流程如下：
基于TESTBASE-PLTE 的自動化測試流程
TESTBASE-PLTE 產品功能特點：
? 支持多硬件平臺，PXI、PCI等，支持實時系統和 Windows 系統
? 兼容恒潤科技為汽車電子測試定制開發的板卡
? 模塊化結構，方便DUT 切換和柔性測試
? 設備具備安全管理系統
? 以數據為中心的分層架構，具有豐富的接口
? 支持 MES聯機和本地數據存儲
? 具備數據統計分析模塊，可支持不良品分析統計、三包件返廠測試、分析和統計
? 支持多 DUT并行測試，提高生產率
? 具備設備健康預測系統，保證產線平穩高效運行和維護
? 具有豐富的第三方燒錄設備控制接口
? 支持數十個半導體公司，數萬種芯片
? 電氣接口支持 JTAG、SWD、BDM、UART、SPI、I2C等
? TESTBASE-VCI支持15765、14230、J1939通信協議，支持UDS、KWP2000 燒錄協議
TESTBASE-PLTE 面向的測試對象
TESTBASE-PLTE 產品群
典型案例
項目概述
經緯恒潤
北京市海淀區知春路7號致真大廈D座6層
電話：010-64840808
郵箱：market_dept@hirain.com
網址：www.hirain.com
展開 淺談儲能電池資產和（電力）交易系統
圖3 在德州的案例中，我們看到了電力交易的可能性
這套系統是電力需求和部署的對接，也在日常、實時和持續性 交易中得到進一步的應用，往前來看，推動能源轉型，將來電力的交易是行得通的。
二、中國儲能和電力價格的前景
在中國，電力交易本身是由國家主導的，電力交易機構包括地區電力交易中心和區域電力交易中心兩類。中國已建成 32 個地區電力交易中心和2個區域電力交易中心（北京電力交易中心和廣州電力交易中心）。電力交易中心主要為電網公司與當地主要發電企業、用電單位聯合成立，目前電力交易中心均由電網公司控股。
圖4 電力交易中心
往未來看，在當前小區充電這塊，是存在一定交易的可能性的。一方面是整個可充電容量和小區用電容量的匹配，另一方面是將來小區增加儲能以后，協同電動汽車連接之后進行調配。我個人覺得這里有這種的玩法：交流智能充電插座的調配——通過組網的方式，給小區可以安裝的區域，都給配置好充電口，整體的干路的容量都從小區拉，然后通過智能充電插座來連接APP，通過競價的模式來設定好總充電時間段。即通過數字化實現后臺對每個小區和充電接口之間的調度，這樣可以在覆蓋整個小區的范圍下，實現用戶之間的競價博弈。這里最有意義的地方在于，實現V2G的條件下，這個能源系統對小區層面的總用電負荷進行交易。
備注：小區總的充電容量有限的
圖5 充電插座配上外購的充電線纜
小結：我覺得隨著電動汽車的鋪開，對于電網的影響并不是單方面地增加負荷，隨著智能化的系統導入進行，有很多新的玩法出現。
展開 電力系統測控裝置的基本原理
測控裝置的基本組成如下：
作用
采集各發電廠、變電所中各種表征電力系統運行狀態的實時信息，并根據運行需要將有關信息通過信息傳輸通道傳送到調度中心，同時也接受調度端發來的控制命令，并執行相應的操作。
可以實現“四遙”功能：遙測(YC)、遙信(YX)、遙控(YK)和遙調(YT)
遙測:采集并傳送電力系統運行模擬量的實時信息；
遙信:采集并傳送電力系統中開關量的實時信息；
遙控:指接收調度中心主站發送的命令信息，執行對斷路器的分合閘、發電機的開停、并聯電容器的投切等操作；
遙調:指接收并執行調度中心主站計算機發送的遙調命令，如調整發電機的有功出力或無功出力、發電機組的電壓、變壓器的分接頭等。
基本測控單元
單片機測控單元
單片機是一種具有CPU和各種不同外部電路的微處理器。利用單片機的電路集成特性，把系統體積壓縮到最小。
DSP器件測控單元
DSP芯片是一種專門用于數字信號處理的微處理器，它
是一種特殊的、專用的微處理器，具有可編程性，實時運行速度遠遠超過通用微處理器。
其特殊的內部結構，強大的信息處理能力以及較高的運行速度等特點，在各個領域得到越來越廣泛的應用。
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