第九章系统调度自动化发电厂是电力系统中最重要的电源，特别是大容量机组电厂，机组的稳定、经济、可靠运行，对电力系统正常、灵活运行起着至关重要的作用，为此电力系统调度均采用调度自动化系统，将遍布各地的电厂、变电所信息传送至调度中心，以使调度人员统观全局，运筹全网，有效地指挥和控制电网安全、稳定和经济运行。

调度自动化系统主要有三部分组成，即厂所数据采集与控制子系统、通信子系统、调度端数据收集与处理和统计分析与控制子系统。

1）厂所端子系统习惯的说法是远动系统。

所谓远动（Telecontrol），就是运用通信技术传输信息，以监视控制远方运行的设备。

该子系统包括远方终端RTU（Remote Terminal Unit）、测量用变送器、模拟量和状态量、脉冲量二次回路以及控制与调节执行元件。

2）通信子系统包括载波、微波、无线电台、有线电话、高频电缆、光纤以及卫星通信、程控交换机等提供的数据信道。

3）调度端子系统主要内容有：计算机、人机会话设备、各种外部设备、开发与维护设备和与之相适应的软件包等。

一、调度通信子系统电力系统常用的通信方式有电力线载波通信、微波通信（数字、模拟）、卫星通信和光纤通信等，传输的信息包括：调度电话、调度自动化的各类信息、生产管理电话及数据、继电保护及安全自动装置信息以及其他所需传送的各种信息。

1、各种通信方式比较电力载波通信：将300Hz～3400Hz的话音以及远动、继电保护信号进行调制，把它寄载在高频波的某个参量上（如幅度、频率、相位），变成频率为40kHz以上的高频信号，并借助于电力线传送。

这种通信方式称为电力载波通信。

电力载波通信是电力系统特有的通信方式，具有高度的可靠性和经济性，是电力系统基本通信方式之一。

但这种通信方式，由于可用频谱的限制，不能满足全部需要。

微波通信：微波通信是一种无线电通信的通信方式。

在进行无线电通信时，需要把待传信息转换成无线电信号，依靠无线电波在空间传播。

微波一般指频率为300MHz～300GHz、波长为1m～1mm范围的无线电波，传输速度约等于光速。

微波在自由空间像光波一样沿直线传播，在地球表面传播距离一般不超过50km，且中途不得有高山或建筑物挡住。

因此，在地球表面上进行远距离通信时，需要采用“中继”方式，一方面保证微波沿地球椭圆球体传播，另一方面收发放大，补充电波传播过程中的能量损耗。

由于微波通信传输容量大，可同时传输300～960个话路，有传输质量高，抗干扰、保密性强等特点，现已成为电力系统通信网中主要传输手段之一。

卫星通信：利用距地面高度为36000km的同步人造地球卫星作为微波通信接力站，一上一下可跨越通信距离上万公里，这种通信方式叫卫星通信。

卫星通信目前开放的业务有：电报、电话、数据、会议电视、电子邮箱等。

目前有些大型发电厂采用GPS（全球定位系统）实时校正时钟，就是利用了卫星通信方式。

光纤通信：利用光波作为传输媒介，借助于光导纤维进行通信的方式叫光纤通信。

光纤主要是用玻璃预制棒拉丝成纤维，它包含纤芯和包层，是圆柱形。

纤芯直径约5～75μm左右，包层有一定厚度，它的外径约100～150μm，最外面是塑料，作保护用。

光波局限在纤芯与包层的界面以内向前传播，故光纤属于光波导。

一根光纤就是一个波导，多根光纤组成光缆。

光纤通信具有通信容量大、通信质量高、抗电磁干扰、抗核辐射、抗化学侵蚀、重量轻、节省有色金属等一系列优点。

2、我公司通信子系统本发电厂由山西省调调度管理，并接受省调下发的自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)及机组运行方式的命令，远动信息送山西省调、山西省备调和吕梁地调在送出工程中，沿电厂至孝义220kV变新建的同塔双回220kV线路架设两条24芯OPGW光缆，光缆线路长度约2×11公里，在孝义变接入省主干光纤网系统，作为电厂至系统的主用通信通道。

建成后，本电厂从孝义220kV变接入已建的主干光纤网至吕梁地调和山西省调，作为本电厂至系统的主、备用传输通道，同时为220kV线路提供光纤保护主、备用通道。

本工程在220KV线路上新建的OPGW光缆如下图。

二、远动系统1、RTURTU是REMOTE TERMINAL UNIT的简称，既远方数据终端，用于监视、控制与数据采集的应用。

具有遥测、遥信、遥调、遥控功能。

RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。

与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。

正是由于RTU完善的功能，使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。

远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。

RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。

它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。

监视控制和数据采集是一个含义较广的术语，应用于可对安装在远距离场地的设备进行中央控制和监视的系统。

SCADA系统可以设计满足各种应用（水、电、气、报警、通信、保安等等），并满足顾客要求的设计指标和操作概念。

SCADA系统可以简单到只需通过一对导线连在远端的一个开关，也可复杂到一个计算机网络，它由许多无线远程终端设备（RTU）组成并与安装在中控室的功能强大的微机通信。

SCADA系统的远程终端设备可以用各种不同的硬件和软件来实现。

这取决于被控现场的性质、系统的复杂性、对数据通信的要求、实时报警报告、模拟信号测量精度、状态监控、设备的调节控制和开关控制。

变电站是电力系统的一个重要组成部分，它的安全可靠运行是电网安全经济运行的根本保证。

当前变电站正以分项自动化向着综合自动化方向发展，综合自动化的近期目标是把变电站的保护、测量、监控、远动等融为一体，取得数据共享，资源共享，大幅度提高自动化的功效。

对于电力系统，为了进行现代化管理，往往实现电网调度自动化，虽然省、地、县各级调度有不同的职能和责任，但其组成基本相同，一般是由主站和远动终端（RTU）组成。

远动终端就是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，它负责采集所在发电厂或变电站电力运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调度命令。

2、主要功能1)采集状态量并向远方发送，带有光电隔离，遥信变位优先传送；2)采集数据量并向远方发送，带有光电隔离；3)直接采集系统工频电量，实现对电压、电流、有功、无功的测量并向远方发送，可计算正反向电度；4)采集脉冲电度量并向远方发送，带有光电隔离；5)接收并执行遥控及返校；6)程序自恢复；7)设备自诊断(故障诊断到插件级)；8)设备自调；9)通道监视；10)接收并执行遥调；11)接收并执行校时命令(包括GPS对时功能选配)；12)与两个及两个以上的主站通讯；13)采集事件顺序记录并向远方发送；14)提供多个数字接口及多个模拟接口；15)可对每个接口特性进行远方/当地设置；16)提供若干种通信规约,每个接口可以根据远方/当地设置传输不同规约的数据；17)接受远方命令,选择发送各类信息；18)可转发多个子站远动信息；19)当地显示功能，当地接口有隔离器；20)支持与扩频、微波、卫星、载波等设备的通讯；21)选配及多规约同时运行，如DL451-91CDT规约，同进应支持POLLING规约和其他国际标准规约（如DNP3.0、SC1801、101规约）；22)可通过电信网和电力系统通道进行远方设置。

3、远动信息发电厂的远动信息依据(DL5003-2005)《电力系统调度自动化设计技术规程》并结合调度运行需要确定如下：发电厂总有功功率、总无功功率；发电机有功功率、无功功率、电压；发电机定子电流和转子电流；高压厂用变压器高压侧有功功率、无功功率、电流；起动/备用变压器高压侧有功功率、无功功率、电流；主变压器高压侧有功功率、无功功率、电流；220kV线路有功功率、无功功率、电流；220kV母线电压、母联电流、母线频率；事故总信号；断路器合闸、跳闸位置信号及隔离开关位置信号；自动发电控制（AGC）和自动电压控制（AVC）交换信息。

4、发电厂远动系统方案及设备配置本发电厂远动信息采集、处理以及自动发电控制AGC等功能由电厂网控计算机监控(NCS)系统完成。

NCS除采集电厂升压站信息外，发电机出口、厂用变高压侧等处也应配置测控单元，满足远动信息直采要求,并通过调度数据网设备与调度端信息交换。

另外NCS还需具备控制输出模块，完成AGC功能。

根据运行要求，电厂设置网络型AVC装置一套，完成自动电压控制等任务。

NCS(含RTU、AGC功能)和AVC装置分别通过调度数据网设备实现与调度端信息交换。

远动AVC装置组柜1面，布置在集控。

设备电源由电气专业设置的专用不停电电源（UPS）和直流电源提供。

三、自动电压控制（AVC）子站系统1、概述：电力系统自动电压控制系统(AVC)是电网调度自动化的有机组成部分，通过AVC对发电机无功出力进行实时跟踪调控，对变电站无功补偿设备及主变分接头进行适时调整，有效地控制区域电网无功的合理流动，优化电网内无功潮流的分布,改善电网整体的供电水平，是提高电压质量，减少网损的重要手段。

电网AVC系统包括装设于省调或地调的AVC主站，装设于发电厂或变电站的AVC子站两个部分。

AVC主站根据最优潮流（OPF）对整个电压控制区域进行软分区，并计算各个关键分区接点或枢纽点的电压目标，通过RTU下发到子站，子站上位机接收主站控制信息并分解到各个执行下位机，下位机将经过安全限制的励磁调节器（AVR）控制量控制励磁调节器（AVR）的输出，同时下位机将测量的机端电压，电流及励磁电流通过上位机同时将节点电压及有功无功发送到主站，完成整个闭环控制过程。

电厂AVC自动调控装置是电网AVC系统的子系统，它既能配合电网调度自动化系统中的电网电压无功综合优化控制，实现对电网的无功优化，显著减少线损，提高电能质量，又能实施电厂的独立控制，以达到厂内降损节能，优化无功出力和改善母线电压水平。

通过协调控制每台发电机的无功进相，电厂AVC装置可以实现对高压母线电压的控制，降低对网内无功补偿设备的要求。

2、装置主要功能(一)电压-无功控制1.根据电网AVC系统或区域无功系统的不同要求，可以实现电压/无功的当地、遥调和人工优化三种控制模式控制。

在通讯故障情况下，装置根据预设的逻辑，实现三种控制模式的无缝切换。

2.根据发电机组不同情况，可按平均、比例和等功率因数方式为参与调节的不同机组分配无功目标。

3.按照控制的约束目标，可以选择设定为电压目标或无功目标。