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1、四川大学网络教育学院本科生(业余)毕业论文（设计） 题 目 可再生能源发电并网调度自动化系统的研究与实现 办学学院 四川大学网络教育学院 校外学习中心 重庆药监局电大奥鹏 专 业 电气工程及其自动化 年 级 2009春季 指导教师 陈 实 学生姓名 岳 丽 学 号 aDH1091gi009 2011 年 3 月 1 日可再生能源发电并网调度自动化系统的研究与实现学生：岳丽 指导教师：陈实摘 要 为落实我国关于可再生能源发电的相关政策法规，本文阐述了国内外可再生能源发电及电网调度自动化研究动态，在研究可再生能源发电技术、电网调度自动化技术、GPRS-Internet网络、地理信息系统和计算机测控
2、技术等相关技术的基础上，设计了可再生能源发电并网调度自动化系统，包括系统的组成结构、功能和基于GPRS-Internet的通信规约的设计，实现了数据采集和监控(SCADA)、自动发电控制(AGC)、经济调度控制(EDC)和信息管理等功能。该系统功能全面，操作方便，运行效率高，可有效地推动可再生能源发电并网工作的实施，具有推广应用价值。关键词：测控技术，电网调度自动化，计算机监控，GPRS-Internet网络，通信规约The Research and Implementation of Renewable Energy Generation Grid-connecting and Dispat
3、ching Automatization SystemStudent:yueli Supervisor：chengshiAbstractsIn order to carry out the national policies and regulation related to renewable energy power generation, the thesis elaborates the developments of the domestic and overseas renewable energy power generation and dispatching automati
4、zation technology, based on the research of renewable energy power generation technology, power grid dispatching automatization technology, GPRS-Internet, Geographic Information Systems and computer measurement and control technology and so on, designs a renewable energy power generation grid-connec
5、ting and dispatching automatization system, including the design of the structure and the functions of the system, and the communication protocol based on the GPRS-Internet, implements Supervisory Control And Data Acquisition(SCADA) Automatization Generation Control(AGC), Economiocal Dispatching Con
6、trol(EDC) and information management and so on. the system is full-feetured, easy to use and high-effiency, it can effectively promote the implementation of the renewable energy power generation parallelling in grid, and it is worthy of widesprad application.Key words: measurement and control techno
7、logy, power grid dispatching automatization, computer monitoring, GPRS-Internet, communication protocol目 录摘 要2Abstracts3第一章引言61.1课题背景及意义61.2国内外研究动态71.2.1可再生能源发电的发展及现状71.2.2电网调度自动化系统的发展动态8第二章可再生能源发电及电网调度自动化技术92.1可再生能源发电92.1.1太阳能发电92.1.2风力发电122.2电网调度自动化系统122.2.1监测控制和数据收集系统(SCADA)122.2.2自动发电控制132.3通信规约
8、132.3.1循环式规约(CDT)132.3.2应答式规约(Polling)142.3.3 DL/T645-1997通信规约152.3.4 TCP/IP协议152.4地理信息系统162.5电网自动化通信方式172.5.1有线通信方式172.5.2无线通信方式182.5.3 GPRS-Internet网络18第三章系统的组成结构、实现的功能及开发工具203.1系统的设计原则203.2系统通信网络和通信机制213.3系统组成结构223.4系统实现的功能233.5开发工具的选择及技术方法243.5.1开发工具的选择及应用243.5.2 OLE自动化技术253.5.3跨平台集成地图的方法25第四章可再
9、生能源发电并网调度自动化系统的设计264.1数据库的设计264.2数据采集和监控(SCADA)的设计284.2.1系统通信规约的284.2.2 SCADA的设计284.3自动发电控制的设计304.4经济调度控制的设计304.4.1系统运行策略和并网调度控制314.4.2天气预报信息的提取和应用314.5信息管理功能的设计314.5.1双向电能交易管理314.5.2地图管理324.5.3短信管理324.5.4报表管理和曲线分析324.5.5 RTU管理和用户管理33参考文献：34第一章引言1.1课题背景及意义能源是人类生存和发展的重要物质基础，也是当今国际政治、经济、军事、外交关注的焦点。随着人
10、类使用能源特别是化石能源的数量越来越多，能源对人类经济社会发展的制约和对资源环境的影响也越来越明显。电力在能源中具有特别重要的地位。通过应用电力技术，能够把各种化石能源、核能、水能、风能、太阳能等一次能源，转化成传输使用方便、高效清洁的二次能源，目前，世界能源供应主要依赖化石能源，以化石能源为原料的火力发电长期以来在电力系统中占据主导地位，随着社会科技、经济的进步，电力需求日益增加，火力发电带来的环境问题、能源问题等弊端日趋严重。近年来，全球能源消费不断增长，随着石油价格持续攀升，以及京都议定书的生效,能源与可持续发展的问题极大的引起了全人类的广泛关注，要实现可持续发展的战略目标，可持续能源的
11、供应支持是必不可少的。随着国际社会越来越关注环境问题以及能源技术不断进步，替代煤炭和石油的清洁能源增长迅速，天然气、核能和可再生能源的份额将不断提高。将可再生能源大规模应用于发电是解决目前电力供应紧张以及环境污染问题的一个有效途径，因此，可再生能源发电的发展得到世界许多国家的广泛关注，成为国际能源领域的热点1。电网调度自动化系统是电网调度安全运行的重要保障和手段之一、目前，电网调度自动化系统主要用于以“大机组、大电网”为特点的供电系统，随着电力技术的发展，其应用范围将逐步扩大，由于可再生能源具有分散性和规模不大的特点，它们受自然条件的制约不能长时间稳定供电，这些特点决定了把可再生能源发电联入市
12、电电网的必要性。在联网之后，它们才能最大程度地发挥自己的优势而避免它们的缺点。将可再生能源发电与电网调度自动化系统有机结合具有深远意义。随着社会政治、经济、科技的快速发展，各国对可再生能源发电的关注程度日益提高，我国近年来制定了一系列的政策法规大力支持可再生能源发电。于2005年2月28日通过并于2006年1月1日正式实施的中华人民共和国可再生能源法，提出了国家扶持可再生能源产业发展的法律框架，并把支持可再生能源发电作为核心内容之一。2006年1月22日可再生能源发电价格和费用分摊试行管理办法正式公布，该办法是遵循可再生能源法中提出的“有利于促进可再生能源发展和经济合理的原则”制定的。2006
13、年2月6日，国家发改委发布的可再生能源发电有关管理规定也明确指出：可再生能源发电规划应纳入同级电力规划；发电企业应当积极投资建设可再生能源发电项目并承担国家规定的可再生能源发电配额义务，大型发电企业应当优先投资可再生能源发电项目。2007年6月7日，国务院审议通过了可再生能源中长期发展规划，该规划提出到2020年，我国的可再生能源的消费量达到能源消费总量15%。2007年7月17日国家电力监管委员会主席办公会议审议通过电网企业全额收购可再生能源电量监管办法，于9月1日起实施。它规定，对于电网覆盖范围内的水力、风力、生物质、太阳能、海洋能和地热能发电六种可再生能源发电企业，今后电网企业必须优先全
14、额收购其上网电量。除大中型水力发电外，可再生能源发电机组不必参与上网竞价，电网企业需优先收购并安排调度2。1.2国内外研究动态1.2.1可再生能源发电的发展及现状可再生能源是指除常规化石能源和大中型水力发电、核裂变发电之外的太阳能、风能、生物质能、小水电、地热能以及海洋能等能源。将可再生能源大规模应用于发电是解决目前电力供应紧张、能源压力以及环境污染问题的有效途径，近年来，可再生能源发电在国内外得到广泛发展，由于太阳能和风能具有资源丰富、取之不竭等特点，使其成为发展最快且最具发展前景的主要可再生发电能源。(1)太阳能发电太阳能是取之不尽用之不竭的能源，地球每年接收到的太阳辐射能高达1.8*10
15、18KWh，相当于全球能耗的数万倍。太阳能发电主要有两种方式，即太阳能热发电和太阳能光伏发电。近几年，国际光伏发电迅速发展，美国、欧洲、日本和部分东南亚国家制定了庞大的光伏发电发展计划，2007年发电功率达20MW的太阳能发电站在葡萄牙正式启用。世界太阳能电池产量每年以20%30%甚至更高的递增速度发展，预计21世纪中叶，太阳能光伏发电将发展为重要的发电方式。我国太阳能资源丰富，按各地区接受年太阳辐射总量的多少，可以把全国划分为五类地区。一类地区为太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量66808400MJ/m2，包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海北部和西藏西部。二类地区为太阳能资源较丰富地
16、区，年太阳辐射总量58506680 MJ/m2，包括北京、天津、河北西北部、山西北部、内蒙古中部和南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、新疆南部和西藏东南部。三类地区为太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为50005850 MJ/m2，包括河北东南部、山西南部、吉林、辽宁、陕西北部、甘肃东南部、新疆北部、云南、河南、广东南部、香港、澳门、山东、江苏北部、安徽北部、福建南部和台湾西南部。四类地区为太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量42005000 MJ/m2，包括内蒙古北部、黑龙江、陕西南部、湖北、湖南、广西、广东北部、上海、江苏南部、安徽南部、江西、浙江、福建北部和台湾东北部。五类地区为太阳能
17、资源最差地区，年太阳辐射总量33504200MJ/m2，包括四川、重庆和贵州。我国总面积2/3以上属于一、二、三类地区，年平均辐射量在4000MJ/m2以上，年日照时数超过2000小时。同世界上同纬度的其他国家相比较，与美国相接近，比日本和欧洲国家都好，我国这样丰富的太阳能资源，为发展太阳能发电产业，提供了良好的市场。例如日本大部分地区相当于我国的四类地区，建造同样的3KW并网型户用太阳能发电设备，按综合效率75%，太阳能电池光电转换效率10%计算，日本需用28m2太阳能电池，我国三类地区需用20m2太阳能电池，可节约28.5%太阳能电池费用，有利于并网型太阳能发电设备的推广使用。1985年在
18、甘肃省榆中县园子乡建成10KW太阳能发电站，2004年9月在广东深圳建成1MW太阳能发电站，2007年以前上海准备建设总容量5MW的示范太阳能发电站，其中首先在崇明岛建设1MW太阳能发电站。四川攀西地区准备建设2MW太阳能发电站。2006年11月敦煌市召开100MW太阳能并网光伏发电项目筹建会，欲投资60亿人民币建全球最大太阳能发电站3。目前，独立太阳能光伏发电系统在我国的应用相对广泛，但并网太阳能光伏发电系统落后于美国、欧洲、日本等发达国家。根据“十一五”规划，到2010年，我国光伏发电总装机容量将达500MW。(2)风力发电风力发电是近年世界上发展最快的，也是除水力发电外技术最成熟、最具发
19、展规模和前景的可再生能源发电技术。全球大气中总的风能量约为1017KWh，其中蕴藏的可被开发利用的风能约有3.5*1012KWh。20世纪80年代以来，工业发达国家对风力发电机组的研制取得了巨大进展。单机容量在100KW以上的机组研发及生产在欧洲的德国、荷兰、西班牙等国取得了快速进展。20世纪90年代，单机容量为100KW200KW的机组已在风力发电中成为主导机型。同时，单机容量在1MW以上的机组也已研发成功。近5年来，世界风能市场每年以40%的速度增长。我国拥有丰富的风能资源，根据中国气象科学研究院估计，我国陆地风能资源理论储量为32.26亿KW，可开发的风力资源约2.5亿KW，主要集中在北
20、部地区，包括内蒙古、甘肃、新疆、东北三省、青海、西藏和河北等省、区。风能资源丰富的沿海及其岛屿，其可开发量约为10亿KW，主要分布在辽宁、河北、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等地。近几年来，政府开展了一系列特许权项目并在政策上进行扶植，加快了我国风电的发展。1986年，在山东荣城建成了我国第一座并网运行的风电场，到1990年已建成4座并网型风电场，总装机容量为4.125MW，最大单机容量为200KW。到1995年，全国共建成了5座并网型风电场，装机总容量为36.1MW，最大单机容量为500KW。1996年后，风电发展进入了扩大建设规模的阶段，最大单机容量达到1500KW，到20
21、06年底，全国累计3311台风电设备分布在16个地区的91个风电场。2007年底累计已达6050MW。目前，我国风电规模在世界排名第五，但与排名第一的德国(20620MW)及其它风电技术水平较高的国家相比还有很大差距。传统能源不可再生，迟早会枯竭，可再生能源具有清洁、高效、无污染的特性，资源丰富、可循环利用，随着科学技术的发展，可再生能源势必会逐步取代传统能源成为能源供应主体，传统的火力发电将势必被可再生能源发电所取代4。1.2.2电网调度自动化系统的发展动态电网调度自动化系统是确保电网安全、优质、经济供电，提高电网调度运行管理水平的重要手段，是电力生产自动化和管理现代化的重要基础。目前为止，
22、电网调度自动化系统的发展已经经历了四代，第一代是20世纪70年代，电力系统将计算机技术引入调度中心与远动技术结合，出现了基于专用机和专用操作系统的监测控制与数据采集(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)系统。80年代，出现了调度主机双机热备用系统，即第二代系统，特点是基于通用计算机和集中式的SCADA/能量管理系统(Energy Management System，EMS),部分EMS应用软件开始实用化。90年代，基于精简指令集计算机（RISC)/UNIX的开放式EMS属于第三代产品，采用商用关系型数据库和先进的图形显示技术，EMS应用
23、软件更加丰富完善，其主要特征是基于RISC图形工作站的统一支持平台的功能分布式系统。目前已开发出第四代电网调度自动化系统，它是一套支持EMS、配电网管理系统(Distribution Management System，DMS)、广域监测预警系统和公共信息平台等应用的电网调度集成系统，为调度自动化提供了一系列的集成方案。改革开放前，我国电网调度自动化领域内的远动化和数字化是按远动和计算机两个专业各自发展的。1979年我国第一条500KV平武线输电工程引进第一套计算机与远动终端一体化的SCADA系统。20世纪80年代后期东北、华北、华中、华东四大电网引进能量管理系统(EMS)。随后开放式分布式系
24、统和面向对象技术得到很大发展。近年来，随着计算机技术、通信技术、数据库技术、Internet技术的发展，电网调度自动化系统涌现了大量应用新技术，其中包括国际流行的CORBA(Common Object Request Broker Architecture，一组用来定义“分布式对象系统”的标准)中间件平台技术、公用信息模块(Common Information Model，CIM)技术、可视化技术、电力市场交易与安全分析一体化的技术、网络信息服务技术等。新一代电网调度自动化系统应满足国际标准，兼具开发性与扩展性，并符合未来电网调度自动化系统安全生产和经济调度的需求5。第二章可再生能源发电及电网
25、调度自动化技术2.1可再生能源发电21世纪，能源与可持续发展的问题引起了全人类的广泛关注。能源危机和环境污染是构建和谐社会和可持续发展所面临的重大挑战。可再生能源资源丰富且是一种清洁的能源，将其用于发电不仅可以解决日益严峻的能源危机，并且可以解决目前电力供应紧张以及环境污染等问题。在诸多可再生能源发电中，太阳能发电和风力发电备受青睐且其发展速度相对较快。2.1.1太阳能发电太阳能是一种清洁的、取之不尽的可再生能源，应用太阳能发电是开拓新能源和保护环境的有效途径。目前，太阳能发电技术主要有太阳能光发电和太阳能热发电。(1)太阳能光发电太阳能光发电是通过光电装置将太阳光直接转化为电能。太阳辐射的光
26、子带有能量，当光子照射半导体材料时，光能便转换为电能，这个现象叫“光伏效应”。太阳能光伏发电，是利用光伏效应的原理将照射到太阳能电池上的太阳光转换为电能，发出的直流电经逆变装置转化为交流电送给用户或电网，是当今太阳光发电的主流。光伏电池是太阳能光伏发电系统的核心部分。光伏电池技术参数如表2-1所示。表2-1光伏电池技术参数标准测试条件AM1.5光强，1000W/m2 ,t=25光电转换效率15%电池板开路电压21.5V电池板最佳工作电压17.5V绝缘电阻大于200兆欧填充因子FF%70%使用寿命使用大于20年（20年效率大于原来效率的90%）以硅片为基础的第一代光伏电池，其技术已发展成熟，但材
27、料昂贵且制作全过程中要消耗很多能源。基于薄膜技术的第二代光伏电池中，很薄的光电材料被铺在非硅材料的衬底上，大大减少了半导体材料的消耗，并且易于形成批量自动化生产，从而大大降低了光伏电池的成本。国际上已经开发出电池效率在15%以上、组件效率10%以上和系统效率8%以上、使用寿命超过15年的薄膜电池工业化生产技术。第三代高转换效率的薄膜光伏电池通过减少非光能耗，增加光子有效利用以及减少光伏电池内阻，使得光伏转换效率的上限有望获得新的提升。化合物太阳能电池(如铜铟镓硒等)正以其转换效率高、成本低、弱光性好及寿命长等优点成为新一代光伏电池发展方向。逆变装置是将直流电变换为交流电的电力电子变换装置。光伏
28、阵列发出的电能为直流电，除特殊用电负荷外，均需要使用逆变装置将直流电变换为交流电。独立光伏发电系统中逆变装置的安全可靠运行是首要问题，蓄电池端电压在充放电过程中波动很大，要求逆变装置有较好的调压性能。并网型逆变装置区别于独立逆变装置的一个重要特征是必须进行“孤岛效应”防护。孤岛效应指并网逆变装置在向电网供电时，电网因电气故障、误操作或自然因素等原因中断供电，并网逆变装置却仍会继续向电网输送一定比例的电能。为了避免事故发生和损坏设备，要求在电网停电后，必须立即中止光伏并网发电系统对电网的供电。目前国际上对于逆变装置的研究一方面集中于针对“孤岛效应”的被动和主动防护检测方法；另一方面，综合了最大功
29、率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)控制、电网电流控制及电压放大等多功能的多电平逆变装置也逐渐浮出水面。成为提高光伏发电系统整体效率的重要途径之一。并网逆变装置Sunny Boy SWR1100LV是为24-60V的低直流输入电压而设计，可用于多路并联光电组件输入或特殊组件连接的光伏法发电中，最大效率高达92%，欧洲标准效率为90.4%。其技术参数如表2-2所示。表2-2并网逆变装置Sunny Boy SWR1100LV技术数据输入数据输出数据建议最大光伏输入功率（P PV）约1350Wp最大交流功率（P AC，max）1100W最大支流输入功率（P
30、DC，max）1210W额定交流功率（P AC，mon）1000W最大支流输入电压（U DC，max）60V设定电网工作电压范围（U AC）198V-260V输入电压范围 MPPT（U PV）24-60V可调整范围180V-265V最大输入电流（I PV，max）56A设定电网工作频率范围（f AC）49.8Hz-50.2Hz光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立运行的光伏发电系统是靠光电转换来发电，需要有蓄电池做储能装置，其系统结构图如图2-1所示，本系统适用于无电网的边远地区及人口分散地区。直流负载太阳能电池阵列充放电控制逆变装置交流负载蓄电池组 图2-1 独立运行的光伏发电系统
31、在有市电电网的地区，适于并网光伏系统，它将太阳能发电系统的电力通过并网逆变装置并入市电电网，将市电电网作为光伏发电系统的载体，实现高品质电能的双向传输，电能互补。此系统中并网逆变装置起关键作用，它具有同电网联接的功能。系统结构如图2-2所示。太阳能电池阵列充放电控制逆变装置 市内电网负载 图2-2 并网光伏发电系统框图(2)太阳能热发电太阳能热发电是利用太阳的热能发电，通过集热装置将太阳辐射的热能集中，驱动发动机发电。由于通常入射到地球表面的太阳能是广泛而分散的，要充分收集并使之发挥热能效益，就必须采取一种能把太阳光发射并集中在一起，变成热能的系统。目前常用的有2种方法：一种是将太阳光发射并集
32、中在一起，称为聚光式；另一种是直接利用太阳热能，称为聚热式。采用前者的有塔式、槽式和盘式等太阳热发电技术；采用后者的有太阳能塔热气流发电和太阳池等发电技术。目前世界上现有的应用最广泛的太阳能热发电系统大致可分为：槽型抛物面聚焦系统、中央接受器或太阳塔聚焦系统和盘面抛物面聚焦系统。太阳能塔热气流发电系统主要包括太阳能集热器、太阳能塔和涡轮发电机组。其基本原理是利用了温室效应、烟囱效应和窝轮旋转发电这三项已成熟的技术组合形成了一个全新的发电方式。太阳池是一种人造的盐水池，它是利用具有一定盐浓度梯度的池水作为集热器和蓄热器的一种太阳能热利用系统。作为碟式系统的抛物面，斯特林系统是由许多晶质组成的抛物
33、面反射镜组成，接受器在抛物面的焦点上，把收集到的6002000的热源引到斯特林发动机内，把传热工质加热到750左右，最后驱动发电机进行发电6。2.1.2风力发电风能是一种不产生任何污染物排放的可再生能源，随着能源危机和环境保护的压力，风力发电技术不断发展，设备成本不断降低，风能已成为除水能外最具经济利用和产业化开发价值的可再生能源，其发电成本已接近常规能源。风力发电系统是将风能转换为电能的机械、电气及控制设备的组合，风力发电机的基本工作原理是：风轮在风力作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，风轮轴带动发电机旋转发电。目前已采用的风力发电机有3种，即直流发电机、交流同步发电机和交流异步发电
34、机。并网运行的风力发电机多采用同步发电机和异步发电机。风力发电系统的运行方式有独立运行方式和并网运行方式。独立运行的风力发电机组，又称离网型风力发电机组，是把风力发电机组输出的电能经蓄电池储蓄，再供用户使用。可供边远地区、气象台站、边防哨所等电网覆盖不到的地区应用。缺点是无风期不能发供电，可配备蓄电池来保证不能断电的设备在无风期正常运行。并网运行方式，就是采用风力发电机与电网连接，由电网输送电能的方式。这种方式是克服风的随机性而带来的蓄能问题最稳妥易行的运行方式，同时达到节约矿物燃料的目的。10KW以上直至10MW级的风力发电机组皆可采用这种运行方式。并网运行方式又可分为恒速恒频方式和变速恒频
35、方式。风力发电场是目前世界上风力发电并网运行方式的基本形式，即在风能资源良好的地区，将多个单机容量从数十千瓦、数百千瓦直至兆瓦级以上的风力发电机组按一定的阵列布局方式成群安装而组成的风力发电机群体，有利于风能的充分、高效率利用。风力发电技术目前还在不断发展，主要体现在单机容量的不断增大，通过采用更高的塔架以捕获更多的风能，此外，发展海上风电场使其成为新的大型风力发电机组日益受到重视7。2.2电网调度自动化系统2.2.1监测控制和数据收集系统(SCADA)电网调度在实施自动化过程中，监测控制和数据采集系统(SCADA)是最重要的一个系统，通常简称为SCADA。SCADA系统以集成化的网络技术为基
36、础，结合自动化、网络、通讯、数据库、信息系统等领域的新理论和新技术，将调度自动化、管理系统信息化的各项应用统一在一个网络平台上。该系统包含三部分：远程终端单元(Remote Terminal Unit,RTU)、传输信道和主站计算机。在电网监控系统中，RTU是电网调度自动化系统的重要组成部分，其主要任务是将厂站的实时运行信息送给调度控制中心；把调度的控制、调节等命令送给厂站执行。遥测、遥信、遥控、遥调是RTU的基本功能8。(1)遥测(Tele-measurement)即远程测量。将采集到的被监控发电厂或变电站的模拟量参数传送给调度中心。(2)遥信(Tele-indication、Tele-si
37、gnalization)即远程信号。它是将采集到的被监控发电厂或变电站的设备状态信号传送给调度中心。(3)脉冲量采集。按设定的扫描周期采集各厂站RTU送来的脉冲电度量等。(4)遥控(Tele-command)即远程命令。它是从调度中心发出改变运行状况的命令。(5)遥调(Tele-adjusting)即远程调节。它是从调度中心发出命令实现远方调整发电厂或变电站的运行参数。传输信道负责RTU采样终端传来的现场数据准确而迅速的传到主站计算机，并将主站计算机下发的命令准确传到RTU。主站计算机的监控功能主要包括：(1)实时数据显示。 (2)越限报警。 (3)事件记录。 (4)遥控。 (5)遥调。(6)
38、事故追忆。 (7)运行报表自动记录。2.2.2自动发电控制自动发电控制(Automatization Generation Control)简称AGC，是能量管理系统(Energy Management System, EMS)中最重要的闭环控制功能。自动发电控制是在电厂生产过程监测控制的基础上，实现最佳负荷-频率控制的专用功能。其具体的控制目标是：(1)使全系统的发电出力与全系统的负荷相匹配。(2)努力将电力系统的频率误差调节到零，保持系统频率在额定值附近轻微波动。(3)在各控制区域间分配全系统的发电出力，使区域间联络线上净交换功率不偏离商业合同值。(4)在区域发电源之间实现在线的负荷经济分
39、配。上述第一个目标与所有发电机的调速器有关，即与频率的一次调整有关；第二个和第三个目标与频率的二次调整有关，也称为负荷频率控制(Load Frenquency Control, LFC)。第四个目标也与二次调整有关，又称为经济调度(Economiocal Dispatching Control, EDC)。通常所说的AGC仅指前三项目标。自动发电控制是自动装置和计算机程序对频率和有功功率进行二次调整实现的。自动发电控制从SCADA获得实时测量信息，根据AGC的计算软件计算出个发电单元或各机组的应发出力值，发出设定值控制命令，再通过SACDA系统信道送到各发电单元。2.3通信规约通信规约是启动和
40、维持通信所必要的严格约定，即一套信息传输信息格式和信息内容等约定。目前普遍应用的通信规约可以分为循环式规约(Cyclic Digital Transmission, CDT)和应答式规约(Polling)两种9。2.3.1循环式规约(CDT)CDT规约是以厂站RTU为主动端，自发的不断循环的向调度中心上报现场数据的远动数据传输规约。 (1)CDT规约特点数据传送以现场端为主，子站按预先约定，周期性的不断循环上报现场数据给主站，主站被动的接收；信息以帧为单位，按信息重要程度不同，分为A、B、C、D、E帧5种帧类别，每帧长度可变，多种真类别循环传送，上帧与下帧相联，信道永无休闲的循环传送；多个主站
41、与多个从站直接通信，需要多个通道，通道采用全双工方式，采用点对点方式连接，不允许共线连接，可采用同步也可异步方式。由于子站不断循环上报现场数据，即使在发生短暂通信失败丢失的一些数据，当通道恢复正常后，被丢失的信息仍然有机会上报，而不至于造成显著危害，适合在质量比较差的通道环境下使用；采用信息字校验的方式，将传送信息化整为零，当某个字符出错时，只要丢弃相应的信息字即可，而其他校验正确的信息字，就可以接收处理，大大提高了传输数据的利用率，更加适合于在通道环境比较差的情况下使用；采用遥信变位优先插入传送的方式，大大提高了事故传送的响应速度；容量较大，可以传送512路遥信量和256路遥测量；(2)循环
42、式规约的不足之处一个RTU独占一个通道；一般数据发送的周期稍长，主站对遥测量的响应速度较慢。2.3.2应答式规约(Polling)主站与多个RTU通信时，主站掌握通信主动权。主站轮流询问各个子站，并接收子站送来的消息。部颁规约：DL/T634-1997。国际标准：IEC60870-101。(1)应答式规约特点：子站有问必答,当子站收到主站查询命令后，必须在规定的时间内应答，否则认为此次通信失败。子站无问不答，当子站未收到主站查询命令时，绝对不允许主动上报信息。允许多个RTU共线的方式连接，共用一个通道多个点对点、多点环形、多点星型等全部通道结构)，节省通道资源，通道适应效率高。采用变化信息传送
43、策略，压缩了数据块的长度，提高了数据传输速度。通道适应性强，可以采用全双工通道，也可以采用半双工通道，采用多点共线或环形机构由于数据处理以主站为中心，比CDT要简单，可在更大范围内控制电网运行。(2)应答式规约的不足主站采集速度慢。由于不允许主动上报，因此应答式规约对事故的响应速度很慢。尤其是当通道的传输速率较低的情况下，这种现象更加明显。由于一个通道供多个RTU共享，对通道质量的要求比CDT要高，因为一次通信失败可能会带来比较大的损失，虽然可以采用通信失败后补发的方法解决上述问题，但补发的次数有限，在通道质量较差时，仍然会发生重要事件信息丢失的情况。一般采用整帧校验的方式，出错概率大，由于规
44、定在校验出错后必须丢弃整个帧，并阻止重发帧，从而降低了传输的实时性。应答式规约的容量较小，对时间隔有一定要求，这些不足均给整个系统的实时性带来较大的困难。考虑接收方能否成功接收，要采用防止信息丢失和等待超时重发技术，通信控制技术要比CDT复杂。2.3.3 DL/T645-1997通信规约在可再生能源发电并网调度自动化系统中，对远程终端电度表数据的采集是实现系统双向电能交易管理的基础。该通信规约适用于本地系统中多功能表的费率装置与手持单元其它数据终端设备进行点对点的或一主多从的数据交换方式。本协议采用RS-485标准串行电气接口。本协议字节格式为每字节含8位二进制码，传输时加上一个起始位(0)、
45、一个偶校验位和一个停止位(1)共11位。其传输序列如图2-3，D0是字节的最低有效位，D7是字节的最高有效位。先传低位，后传高位。0D0D1D2D3D4D5D6D7P1传送方向 起始位 8为数据 偶校验位 停止位 图2-3 字节传输序列帧是传送信息的基本单元。其中，地址域A0A5由6个字节构成，每字节2位BCD码，可以为表号、资产号、用户号、设备号等。具体使用可由用户自行决定。当使用的地址码长度不足6字节时，用十六进制AAH补足6字节。低地址位在先，高地址位在后。当地址为999999999999H时，为广播地址10。2.3.4 TCP/IP协议在因特网所使用的各种协议中，最重要和最著名的是TC
46、P(Transmission Control Protocol)和IP(Internet Protocol)两个协议。现在人们经常提到的TCP/IP往往是表示因特网所使用的体系结构或是指整个的TCP/IP协议族(protocol suite)。目前因特网使用的TCP/IP体系结构如图2-5所示，图2-6概括了TCP/IP的三个服务层次，即应用层向应用进程提供应用服务，运输层在使用TCP协议时向应用层提供面向连接的可靠的(使用TCP)或不可靠的(使用UDP)运输服务，而网际层使用IP向运输层提供无连接分组交付服务(尽最大努力交付)11。各种应用服务应用层（各种应用层协议如TEL NET等）运输层（TCP或UDP）TCP或UDP网际层IP无连接分组交付服务IP网络接口层图2-5 TCP/IP 体系结构 图2-6 TCP/IP提供的三种服务TCP/IP的特点如下所述：(1)TCP/IP考虑到多种异构网的互连问题，并将网际协议IP作为TCP/IP的重要组成部分。(2)TCP/IP对面向连接服务和无连接服务并重。(3)TCP/IP有较好的网络管理功能。2.4地理