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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