电气工程及其自动化专业专科课程设计大纲

电气工程及其自动化专业专科课程设计大纲内容摘要：

虑，以毕业设计任务书 作为设计依据 ，电网网络接线示意图如下： 35/10KV 变电站 监控中心 图 1 电网结构地理拓扑图 1 K 10 第二章 设计目标 新一代的电网调度自动化系统应考虑到 Inter/Intra 技术对电力企业的影响，在设计、开发时应以 SCADA 功能为基础， DA/DMS、 AM/FM/GIS、 MIS及其他子系统为扩展功能的、具有一体化平台的网络化、多功能系统。 ①系统的硬件方面：优先采用最新的、高可靠性的微型计算机硬件技术，作为系统工作站、服务器的硬件平台。 有条件的也可采用最新的 RISC 或 UNIX工作站系统。 ②系统的软件方面：调度自动化系统的操作系统采用新一代的Microsoft Windows NT/2020；数据库采用高性能的商用关系型数据库，如MS SQL Server， Oracle， Sybase等，使系统软件配置标准、规范；系统的输出形式采用 Microsoft Office 的 Excel 等优秀工具软件，使报表系统更加方便易用；软件结构采用网络分布式的客户 /服务器模式。 本次调度自动化系统体系结构设计本着学以致用、加深《电力系统调度自动化》知识的理解和结合学生工作实践经验的原则，在指导老师的引导下，达到以下设计目标： ⑴、充分理解现代调度自动化系统包括的含义； ⑵、熟悉调度自动化系统的功能； ⑶、熟悉并巩固变电站主接线图的设计方法和相关规范； ⑷、掌握调度自动化系统的设计 原则； ⑸、掌握电力系统中调度自动化基准厂站选择的方法和原则； 11 ⑹、掌握调度信息的组织和信息量的估算； ⑺、掌握调度中心主站计算机系统的结构； ⑻、掌握调度自动化系统应该达到的技术指标； ⑼、掌握电网结构分析的基本知识。 12 第三章 设计原则 本次电网调度自动化系统体系结构设计必须遵循以下原则（本次毕业设计侧重系统的体系结构）： （ 1）稳定性：应用于电网中的调度自动化系统，稳定性是第一位的。 落后的系统会增加技术人员掌握的难度，甚至导致系统无法发挥作用； （ 2）实用性：坚持人机 对话简洁、明了、方便的原则，且能完成调度系统与MIS 系统之间的信息共享； （ 3）易维护：系统的硬件设计与选择应具有通用性，系统的软件设计应具有远程维护功能； （ 4）先进性； （ 5） 可扩性； (6)伸缩性：根据用户应用系统的需要和投资状况，系统应能灵活地选择软硬件配置，并具有跨多硬件平台的特点，系统的规模可从单台机器到多台机器、单种机型到多种机型任选； (7)灵活性：组成系统的各功能模块，多数要能做到 即装即用 ； (8)安全性： 系统硬件采用冗余设计，保证系统的不间断可靠运行；由操作系统、数据库以及应用软件 的操作等级三方面来满足严格的安全操作要求。 (9)系统有统一的模块化电网描述数据库； (10)系统必须能够进行高效的实时数据处理； (11)系统要有友好方便的人机界面； (12)系统要有功能强大的电子报表软件，具有灵活的报表处理功能，并能做 13 到图文并茂； （ 13） 系统对大量的历史数据具有强大的归纳分析和趋势预测功能。 第四章 设计内容 4． 1 电网结构 „„„„„„ 4． 2 调度自动化系统功能 „„„„„„ . 调度自动化系统的四级功能见下表： 调 度 自 动 化 系 统 功 能 第一级： 直接控制 运行参数 的安全检测和控制 自动发电控制 运行安全的分析 无功和电压控制 第二级： 最优控制 经济调度控制 发电计划控制（水火电出力最优计划） 系统运行安全最优控制 负荷管理 第三级： 适应控制 短期负荷预测（发电计划控制） 系统能量管理 系统紧急控制 系统恢复控制 第四级： 综合控制 最优潮流控制 系统动态过程控制 系统可靠性控制 长期负荷预测（结构控制） 系统发 展规划控制 总效益核算控制 4． 3 基准厂站布置 基准厂站的选择按照冗余度高、校核厂站数少的原则进行选择，随着无人值班变电站的普及和调度自动化系统对厂站信息可靠性要求的不断提高，一般要求冗余度 r≥ 2，平均冗余度 r＞ 2,以满足提高可靠性的需求。 为便于方案比较，对电力网络中的各厂站编号如下： 14 基准厂站方案对比选择见下表： 方 案 编 号 1 2 3 校 核 站 A、 E、 G A、 E、 G、 D A、 G、 E、 I 冗 余 度 A 2 3 3 B 2 2 2 C 2 2 2 D 3 4 3 E 2 2 3 F 2 3 3 G 2 3 2 H 2 2 3 I 3 3 4 J 1 1 2 K 2 2 2 L 2 2 2 平均冗余度（ r） 选择结果 备选 备选 备选 15 根据上表所示基准厂站选择方案比较结果分析，三个方案均达到了冗余度 r≥ 2，平均冗余度 r＞ 2 的可靠性需求 ,但结合基准站选择的判据是要求基准厂站量少，信息冗余度高，于是先择方案 1 和方案 2 被淘汰；方案 3的基准站数有 4个，即图中的 A、 C、 E、 I变电站，方案 3 作为本次体系结构毕业设计基准厂站布置的实施方案。 4． 4 基准厂站的主接线设计 根据毕业设计任务书内容所示， A、 E两站的主接线基本情况如下表： 序号 项 目 变电站 A 变电站 B 1 35KV出线路数 3 2 3 10KV出线路数 10 10 4 主变压器台数 2 2 5 备 注 枢纽站 一般站 变电站电气主接线的设计和 电气设备的选择以及动稳定、热稳定的校验在此不再赘述（学生本次课程设计题目为：《发电厂电气部分》课程设计 — 降压变电所），基准厂站 A和 E的主接线图见附图： ⑴、 毕业设计基准变电站 A主接线图 ⑵、 毕业设计基准变电站 E主接线图 4． 5 信息的组织原则 根据相关调度自动化设计技术规程，信息的组织和信息量的计算，可参照如下规定： 有人值班厂站的远动信息 „„„„ . 无人 （少人） 值班厂站的远动信息 „„„„ .. 16 4． 6 基准站信息的组织和信息量 结合上述设计规程，对 本次毕业设计基准厂站遥测量、遥信量的设计如下： 毕业设计基准变电站 A 状态信息表 点号 遥测 1 遥测 2 点号 遥测 1 遥测 2 点号 遥测 1 遥测 2 1 UA110Ⅰ UB110Ⅰ 27 IA6 IB6 53 P14 COSφ 14 2 UC110Ⅰ UAB110Ⅰ 28 IC6 Q6 54 IA15 IB15 3 UA110Ⅱ UB110Ⅱ 29 P6 COSφ 6 55 IC15 Q15 4 UC110Ⅱ UAB110Ⅱ 30 IA。