電力系統自動化技術論文

　　篇一

　　淺析電力系統自動化技術

　　【摘要】隨著電力電子技術、微電子技術溝迅猛發展，原有的電力傳動***電子拖動***控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制裝置。而且，電力拖動控制已經走出工廠，在交通、農場、辦公室以及家用電器等領域獲得了廣泛運用。它的研究物件已經發展為運動控制系統，下面僅對有關電氣自動化技術的新發展作一些介紹。

　　【關鍵詞】電力自動化;現場匯流排;無線通訊技術;變頻器

　　0 引言

　　現今，創新的自動化系統控制著複雜的工藝流程，並確保過程執行的可靠及安全，為先進的維護策略打造了相應的基礎。

　　電力系統自動化系統一般是指電工二次系統，即電力系統自動化指採用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置並通過訊號系統和資料傳輸系統對電力系統各個元件、區域性系統或全系統進行就地或遠方自動監視、協調、調節和控制以保證電力系統安全穩定健康地執行和具有合格的電能質量[1]。

　　1 電力自動化的發展

　　我國是從20世紀60年代開始研製變電站自動化技術。變電站自動化技術經過數十年的發展已經達到一定的水平，在我國城鄉電網改造與建設中不僅中低壓變電站採用了自動化技術實現無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設中也大量採用自動化新技術，從而大大提高了電網建設的現代化水平，增強了輸配電和電網排程的可能性，降低了變電站建設的總造價，這已經成為不爭的事實。然而，技術的發展是沒有止境的，隨著智慧化開關、光電式電流電壓互感器、一次執行裝置線上狀態檢測、變電站執行操作培訓模擬等技術日趨成熟，以及計算機高速網路在實時系統中的開發應用，勢必對已有的變電站自動化技術產生深刻的影響，全數字化的變電站自動化系統即將出現。

　　2 電力自動化的實現技術

　　3 無線技術

　　無線通訊技術因其不必在廠區範圍內進行繁雜、昂貴的佈線，因而有著誘人的特質。位於現場的巡視和檢修維護人員藉此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯絡，並實現資訊共享。此外，無線技術還具有高度靈活性、易於使用、通過遠端連結可實現遠方裝置或系統的視覺化、引數調整和診斷等獨特功能。無線技術的出現及快速進步，正在賦予電力工業領域以一種嶄新的視角來觀察問題，並由此在電力流程工業領域及資產管理領域，開創一個激動人心的新紀元。

　　儘管目前存在多種無線技術漢陽科技，但僅有幾種特別適用於電力流程工業。這是因為無線訊號通過空間傳播的過程、搭載的資料容量***頻寬***、抗RFI***射頻干擾***/EMI***電磁干擾***干擾性、對物理屏障的易感性、可伸縮性、可靠性，還有成本，都因無線技術網路的不同而不同。因此，很多使用者都傾向於“依據具體的應用場合，來選定合適的無線技術”。控制用的無線技術主要有GSM/GPRS***蜂窩***、9OOMHzRadios、wi-Fi***

　　4 資訊化技術

　　電力資訊化包括電力生產、排程自動化和管理資訊化兩部分。廠站自動化歷來是電力資訊化的重點，大部分水電廠、火力發電廠以及變電站配備了計算機監控系統;相當一部分水電廠在進行改造後還實現了無人值班、少人值守。發電生產自動化監控系統的廣泛應用大大提高了生產過程自動化水平。電力排程的自動化水平更是國際領先，目前電力排程自動化的各種系統，如SCADA、AGC以及EMS等已建成，省電力排程機構全部建立了SCADA系統，電網的三級排程100%實現了自動化。華北電力排程局自動化處處長郭子明說，早在20世紀70年代華北電力排程局就用電晶體計算機排程電力，從國產121機到176機，再到176雙機，華北電力排程局全用過，到1978年已經基本實現了電網排程自動化。

　　5 安全技術

　　電力是社會的命脈之一，當今人類社會對電力系統的依賴已到了難以想象的程度。電力系統發生大災變對於社會的影響是不可估量的，因此電力系統最重要的是執行的安全性，但這個問題在全世界均未得到很好解決，電力系統發生大災變的概率小但後果極其嚴重，我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。由於我國經濟快速發展的需求，電力工業將會繼續以空前的速度和規模發展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國聯網等重大工程的實施，我國必將出現世界上最大規模的電力系統。

　　6 傳動技術

　　實現變頻調速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅動電路、保護電路以及控制器***MCU/DSP***等部分組成。變頻器作為節能降耗減排的利器之一，在電力裝置中的應用已經極為廣泛而成熟。對於變頻器廠商而言，在未來30年，變頻器，尤其是高壓變頻器在電力節能降耗中的作用極為明顯，變頻器也成為越來越多電力行業改造技術的首選。

　　在業內，以ABB為首的電力自動化技術領導廠商，ABB建立了全球最大的變壓器生產基地及絕緣體制造中心。自1998年成立以來，公司多次參與國家重點電力建設專案，憑藉安全可靠、高效節能的產品效能而獲得國內外使用者的好評。其公司多種產品，包括：PLC、變流器、儀器儀表、機器人等產品都在電力行業中得到很好的應用。

　　7 人機介面

　　發電站、變電站、直流電源屏是十分重要的裝置，隨著科學技術的不斷髮展，搜企網，微控制器技術的日趨完善，電力行業中對發電站、變電站裝置提出了更高精密、更高質量的要求，直流電源屏是發電站、變電站二次裝置中非常重要的裝置，直流電源屏承擔著向發電站、變電站提供直流控制保護電源的作用，同時提供給高壓開關及斷路器的操作電源，因此直流電源屏的可靠性將直接關係到發電站的安全執行，直流電源屏的發展已經經歷了很長的時間，從早期的直流發電機、磁飽和直流充電機到積體電路可控矽控制直流充電機、微控制器控制可控矽充電機、高頻開關電源充電機等，至目前直流電源屏已很成熟。

　　直流電源屏整流充電部分仍然採用目前國際最流行的軟開關技術，將工頻交流經過多級變換，最後形成穩定的直流輸出，直流電源屏系統控制的核心部件是V80系列可程式設計控制器PLC，它將系統採集的輸入輸出模擬量以及開關量經過運算處理，最終控制高頻開關電源模組使其按電池曲線及有人為設定的工作要求更可靠地工作。

　　8 結束語

　　電氣自動化技術是當今世界最活躍、最充滿生機、最富有開發前景的綜合性學科與眾多高新技術的合成。其應用範圍十分廣泛，幾乎滲透到國民經濟各個部門，隨著我國科技技術的發展，電氣自動化技術也隨之提高。

　　【參考文獻】

　　[1]汪秀麗.中國電力系統自動化綜述[J].水利電力科技，2005***02***.

　　[2]唐亮.論電力系統自動化中智慧技術的應用[J].矽谷，2008***02***.

　　[3]夏永平，唐建春.淺議電力系統自動化[J].矽谷，2010***06***.

　　篇二

　　電力系統自動化技術分析

　　摘要：現代社會對電能供應的“安全、可靠、經濟、優質”等各項指標的要求越來越高，相應地，電力系統也不斷地向自動化提出更高的要求。電力系統自動化技術不斷地由低到高、由區域性到整體發展，文章對此進行了詳細的闡述。

　　關鍵詞：電力系統;自動化;自動化技術

　　引言

　　近幾年來，隨著計算機和通訊技術的不斷髮展，電力系統已經發展成為融計算機、通訊、控制和電力電子裝備為一體的系統。電力系統自動化處理的資訊量越來越大，觀測範圍也越來越廣，閉環控制的的物件也越來越豐富。為確保電力系統安全、平穩、健康的執行，對電力系統的各個元件、區域性、全系統，採用具有自動檢測、決策和控制功能的裝置，通過訊號和資料傳輸的系統，就地或遠距離進行自動監視、調節和控制等，從而達到合格的電能質量。

　　1 電力系統自動化與智慧控制系統

　　1.1 電力系統自動化

　　電力系統自動化主要是指通過具有自動控制功能和自動檢測功能的裝置對電能傳輸和生產的全過程進行自動化管理和自動化排程。使用自動化技術能夠實現對電力系統遠端和就地的自動控制、調節和監視，為電力系統穩定、安全、正常的執行提供保障，最大限度的滿足電能質量的實際需求。實現電力系統化自動化對提高電力系統運轉水平有著極為重要的現實意義，其自動化主要包括變電站自動化、配電網自動化和以及排程電網自動化等方面。實現電力系統自動化能夠為電力系統穩定、安全的執行提供保障，提高電力系統供電質量，實現電力企業的經濟效益和管理效率。

　　1.2 智慧技術與電力系統自動化的結合

　　智慧技術的發展為電力系統自動化的發展提供了更高的平臺。在電力系統自動化中應用智慧技術不僅能夠發展和完善電力自動化技術，而且通過智慧系統的有效應用，可以有效協調電力系統的不穩定性。考慮到當前電力系統的發展還不是很成熟，因此為了儘可能的滿足公眾對廉價和便利的電力網路需求，將智慧技術應用到電力系統當中十分必要。但當前我國電力系統自動化水平還不是很高，各方面發展不太成熟，都不同程度的存在一些問題和不完善的地方。

　　2 電力系統中的自動化技術

　　2.1 變電站自動化

　　目前，我國變電站自動化的發展已經取得一定成效，使得變電站執行成本得到了很大程度的降低，增強了電網排程和輸配電的可能性。在控制策略上日益向最優化、適應化、智慧化、協調化、區域化發展。由於變電自動化具有執行狀態穩定、自動化程度高等方面的特點，在各級變電站中得到了廣泛運用。利用自動化技術，能夠將電話人工操作和人工監視取代，從而使得安全執行水平和工作效率大大提高。

　　2.2 電網排程自動化

　　電網排程自動化主要包括核心計算機控制系統以及用於實時分析、計算的軟體系統。電網排程自動化技術能夠在進行電力生產時，利用對電網系統安全性和執行狀態的分析和監控，對電力市場進行自動排程，滿足電力市場實際運營需求。在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠端通訊的應用。在發電廠和變電站進行資訊收集的部分為遠動端，排程端則主要用於對遠動端收集來的資訊進行排程。

　　2.3 變電綜合自動化

　　變電綜合自動化通過對現代電子技術、資訊處理技術以及計算機技術的運用，對變電站裝置、儀器進行優化設計和功能組合，實現對變電站主要線路和相關裝置的測量、自動控制以及監視等全面管理。追求的目標向最優化、協調化、智慧化發展，例如，勵磁控制、潮流控制。該技術具有維護除錯和操作簡便等方面的特點，使得變電站保護效能大幅增強，從根本上實現了變電站遠端監控管理手段。

　　2.4 配電網自動化

　　配電網自動化技術通過將配電線路和配電變電站結合，共同合成配電網，具有分散、點多、面廣等方面的特點。該技術能夠對配電網執行狀態進行實時監控，從而對配電網執行模式進行改進和優化，當配電網發生故障，出現執行異常現象時，配電網自動化技術能夠將故障及時找出，並予以有效的處理措施。

　　3 電力系統中的智慧技術

　　3.1 模糊控制

　　模糊控制主要採用的是一種模糊的巨集觀控制系統，它具有易操作性、非線性、隨機性、簡單化和不確定性等特點，這些特點使得監理模糊關係模型變得十分簡單容易，並且具有非常大的優越性。模糊控制方法的優越性在任何地方都體現出來，包括家用電器中，他使得控制操作變得非常容易掌握並且十分的簡單。這種模糊理論的智慧技術在電力系統自動化的控制中具有非常實用的價值，因為他能夠模擬人的決策過程和模糊推理過程。

　　3.2 線性最優控制

　　最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分，也是將最優化理論用於控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多，最成熟的一個分支。盧強等人提出了利用最優勵磁控制手段提高遠距離輸電線路輸電能力和改善動態品質的問題，取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機組方面應直接利用最優勵磁控制方式代替古典勵磁方式。電力系統線性最優控制器目前已在電力生產中獲得了廣泛的應用，發揮著重要的作用。

　　3.3 專家系統控制

　　專家系統在電力系統中的應用範圍很廣，包括對電力系統處於警告狀態或緊急狀態的辨識，提供緊急處理，系統恢復控制，非常慢的狀態轉換分析，切負荷，系統規劃，電壓無功控制，故障點的隔離，配電系統自動化，排程員培訓，電力系統的短期負荷預報，靜態與動態安全分析，以及先進的人機介面等方面。雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用。但仍存在一定的侷限性。

　　3.4 神經網路控制

　　神經網路控制是通過人工神經網路發展而成的，它主要應用在學習方面以及模型結構方面，並且已經得到了廣泛的傳播和成果。神經網路控制的非線性是目前最受人們關注的，此外它的魯棒能力、處理能力以及自主學習能力也同樣受到人們的關注。神經網路是由大量簡單的神經元以一定的方式連線而成的神經網路。根據具體問題的不同，已經有多種神經網路結構及其訓練演算法在電力系統中得到了應用，主要的神經網路理論研究有神經網路的硬體實現問題研究和神經網路學習演算法研究等。

　　4 智慧技術與自動化的發展趨勢

　　目前，自動化正由單個單元逐步發展為部分割槽域乃至整個系統，有單一功能逐步發展為一體化、多功能。在控制策略問題上日益向著適應化、最優化、區域化和智慧化方向發展。隨著我國科技水平不斷進步，智慧化技術已廣泛運用於各個領域，對電力系統而言，其意義尤為重要。雖然在電力電力系統中，智慧技術已得到了廣泛運用，當就目前的發展趨勢來看，以計算機軟硬體為基礎的智慧技術在電力系統中還將得到更為全面的應用。此外，智慧技術與自動化技術將會得到更加緊密的結合，在電網系統中得到為好的運用。

　　5 結束語

　　隨著計算機技術，控制技術及資訊科技的發展，電力系統自動化面臨著空前的變革。多媒體技術、智慧控制將迅速進入電力系統自動化領域，而資訊科技的發展，不僅會推動電力系統監測的發展，也會推動電力系統控制向更高水平發展。

　　參考文獻

　　[1]夏書軍，程志武，周曉東.自動化技術在電力系統配電網中的應用[J].中國新技術新產品，2010***2***：78-79.

　　[2]朱淋，徐秀英，肖中圖.淺論電力系統及其自動化技術的應用能力[J]科技風，2010***4***：36-37.

　　[3]曾琳，金濤.探討電力系統自動化智慧技術在電力系統中的運用研究[J].北京電力高等專科學校學報***自然科學版***，2011***10***：94-97.