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第1章 绪论 1

1．1 现代电力系统的特点 1

1．2 电力系统调度的主要任务 2

1．3 电力系统调度体制和现代调度自动化系统的发展 3

1．3．1 我国的电力系统的分区分级调度 3

1．3．2 调度自动化系统的发展 5

1．4 调度自动化系统的基本结构 7

1．4．1 信息采集和控制执行子系统 7

1．4．2 信息传输子系统 8

1．4．3 信息处理子系统 8

1．4．4 人机联系子系统 9

第2章 子站系统——变电站自动化 10

2．1 引言 10

2．2 变电站自动化的基本内容 11

2．2．1 继电保护的功能 12

2．2．2 监视控制的功能 13

2．2．3 自动控制装置功能 15

2．2．4 远动及数据通信功能 17

2．3 变电站自动化的结构 17

2．3．1 变电站自动化的设计原则和要求 17

2．3．2 集中式变电站自动化系统 18

2．3．3 分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统 19

2．3．4 分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统 21

2．4 变电站自动化的发展 22

第3章 电力系统数据采集 24

3．1 引言 24

3．2 开关量输入电路 25

3．2．1 隔离电路 25

3．2．2 滤波去抖电路 26

3．2．3 驱动控制 26

3．2．4 地址译码电路 27

3．2．5 输入／输出的控制方式 28

3．3 开关量输出电路 28

3．4 模拟量输入电路 29

3．5 模拟量输出电路 33

3．5．1 结构形式 33

3．5．2 D／A转换器 33

第4章 电力系统数据通信 36

4．1 引言 36

4．1．1 电力系统远动通信的基本功能 36

4．1．2 电力系统远动通信的基本结构 37

4．1．3 数据通信的基本原理 37

4．1．4 远动通信配置的基本类型 41

4．2 信息传输与信道 42

4．2．1 电力系统传输信道 42

4．2．2 多路复用 45

4．2．3 数字调制与解调 46

4．3 差错控制 48

4．3．1 概述 48

4．3．2 差错控制方式 48

4．3．3 误码控制编码的分类 49

4．3．4 有关误码控制编码的几个基本概念 49

4．3．5 纠错编码方式简介 50

4．3．6 循环冗余校验码 51

4．4 远动信息传输的基本模式及其规约 52

4．4．1 概述 52

4．4．2 远动信息传输规约 53

4．4．3 IEC的相关国际标准 58

第5章 主站系统——SCADA／EMS系统 61

5．1 引言 61

5．2 调度自动化的硬件结构 61

5．2．1 集中式系统 61

5．2．2 分布式系统 62

5．3 调度自动化系统的系统软件 64

5．3．1 操作系统 64

5．3．2 开发支持环境 64

5．4 调度自动化系统的应用支持平台 65

5．4．1 任务调度与实时通信子系统 65

5．4．2 数据库管理系统 65

5．4．3 图形系统 68

5．5 SCADA系统 69

5．5．1 SCADA系统基本功能 69

5．5．2 SCADA数据库 74

5．5．3 SCADA系统的评价指标 74

5．6 EMS应用软件基本功能 75

5．7 电网与电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护 79

5．8 EMS系统的发展方向——标准化和组件化 79

5．8．1 开放系统 80

5．8．2 CORBA简介 81

5．8．3 概要分析 81

5．8．4 主要优点 81

5．8．5 CORBA的基本框架 82

5．8．6 IEC 61970标准 83

第6章 电力系统实时拓扑分析与状态估计 85

6．1 引言 85

6．1．1 什么是状态 85

6．1．2 谁决定状态 85

6．1．3 厂站的典型接线方式 85

6．2 网络拓扑的实时确定 86

6．2．1 厂站的接线分析 87

6．2．2 网络的接线分析 88

6．3 电力系统静态状态估计 90

6．3．1 概述 90

6．4 量测系统可观测性分析的拓扑方法 92

6．4．1 对量测系统分析的一些基本认识 93

6．4．2 可观测性分析的步骤 93

6．4．3 利用边界注入量测合并量测岛 94

6．4．4 基于潮流定解条件的可观测性分析 97

6．4．5 实时数据的误差和不良数据 100

6．4．6 状态估计问题的数学模型 101

6．4．7 极大似然估计 105

6．5 电力系统静态状态估计的算法 105

6．5．1 Newton法解加权最小二乘估计问题 105

6．5．2 快速分解状态估计算法 110

6．5．3 稀疏矩阵技术的应用 112

6．5．4 状态估计和常规潮流的关系 115

6．6 电力系统状态估计中不良数据的检测和辨识 116

6．6．1 概述 116

6．6．2 残差方程——量测误差和残差之间的关系 117

6．6．3 不良数据的检测 119

6．6．4 不良数据的辨识 124

6．7 抗差状态估计 132

6．7．1 概述 132

6．7．2 M-估计 132

6．7．3 最大指数平方抗差状态估计 133

第7章 电力系统实时静态安全分析 141

7．1 绪言 141

7．1．1 电力系统运行的安全性和可靠性 141

7．1．2 电力系统运行状况的数学模型 142

7．1．3 电力系统实时运行状态的分类 143

7．1．4 电力系统安全控制的分类 144

7．1．5 安全控制功能的总框图 144

7．2 电力系统静态安全分析中的潮流算法 146

7．2．1 直流潮流法简介 146

7．2．2 Newton-Raphson法潮流计算 147

7．2．3 快速解耦潮流计算 148

7．3 电力系统静态安全评定 149

7．3．1 矩阵求逆辅助定理 149

7．3．2 快速分解法交流开断潮流的计算 150

7．3．3 发电机开断的模拟 153

7．4 安全控制对策 155

7．4．1 灵敏度分析 155

7．4．2 准稳态灵敏度 157

7．4．3 校正控制的数学模型 160

7．4．4 控制变量变化量△u的求解 162

7．4．5 线性规划的数学模型 162

7．5 电力系统安全控制对策 162

7．5．1 电力系统有功安全校正对策分析 163

7．5．2 电力系统无功安全校正对策分析 164

7．6 电力系统最优潮流简介 165

第8章 自动发电控制 168

8．1 引言 168

8．2 分级的有功频率控制 169

8．2．1 一次调频 169

8．2．2 二次调频 176

8．2．3 三次调频 177

8．3 互联电力系统的自动发电控制 178

8．3．1 联合电力系统的自动调频特性分析 178

8．3．2 互联电力系统的控制区和区域控制偏差 180

8．3．3 互联电力系统中单个控制区的AGC控制策略 180

8．3．4 互联电力系统多区域控制策略的应用与配合 181

8．3．5 多区域的优化控制 185

8．4 AGC主站软件的基本构成及其工作原理 187

8．4．1 AGC主站软件概述 187

8．4．2 负荷频率控制的基本流程 189

8．4．3 时差修正和无意电量偿还 192

8．4．4 AGC中的若干问题 194

8．5 自动发电控制性能评价标准与参数的确定 197

第9章 无功电压自动控制 202

9．1 概述 202

9．2 无功电压的基本特性 203

9．3 无功电源、无功补偿及电压调节设备 203

9．3．1 同步发电机 203

9．3．2 输电线路 204

9．3．3 变压器 204

9．3．4 并联电容器 206

9．3．5 并联电抗器 206

9．3．6 串联电容器 206

9．3．7 同步调相机 207

9．3．8 静止补偿器 207

9．4 网省级电网的自动电压控制 207

9．4．1 两级电压控制模式 207

9．4．2 三级电压控制模式 208

9．4．3 第三级电压控制的模型和算法 209

9．4．4 第二级电压控制的模型和算法 210

9．4．5 第一级电压控制的基本工作原理 212

9．5 地区电网的自动电压控制 213

9．5．1 自动电压控制的软件结构 214

9．5．2 滤波 214

9．5．3 校正控制 215

9．5．4 全局优化控制 217

9．5．5 安全监视模块 217

第10章 调度员培训仿真系统 219

10．1 概述 219

10．2 DTS体系结构 219

10．2．1 DTS系统基本概念 219

10．2．2 DTS系统基本功能与模块 219

10．2．3 DTS仿真室结构 221

10．2．4 DTS系统在调度中心网络的位置 222

10．3 软件支撑平台 222

10．4 仿真支持系统（教员台系统） 223

10．4．1 教案制作与管理 223

10．4．2 仿真过程控制 224

10．5 电力系统模型 225

10．5．1 稳态模型 225

10．5．2 稳态仿真 227

10．5．3 动态模型 235

10．5．4 暂态时域仿真 236

10．5．5 中长期动态模型 238

10．6 二次设备模型 239

10．6．1 概述 239

10．6．2 自动装置模型 240

10．6．3 继电保护模型 242

10．7 控制中心模型 245

10．7．1 SCADA模型 246

10．7．2 PAS模型（EMS高级应用模型） 246

10．7．3 AGC模型 246

10．7．4 AVC模型 246

10．8 培训评估 247

10．9 DTS与EMS的一体化 247

10．10 多调度中心联合培训和反事故演习 247

10．10．1 模型集中式 248

10．10．2 分解协调模式 249

10．11 DTS的应用 252

10．11．1 调度员电网调频操作、调压与无功控制的训练 252

10．11．2 调度员倒闸操作训练 252

10．11．3 事故处理的训练 253

10．11．4 恢复操作的训练 253

10．11．5 二次系统的学习 253

10．11．6 运行方式研究和事故分析 254

10．11．7 电网规划研究 254

10．11．8 SCADA／EMS的测试考核工具 254

参考文献 255