1、浅谈电力系统及其自动化的功能 研究方向及其发展趋势 摘要：电力系统自动化，是当前世界各国所关注的一个重要领域。也是我们是我们电力系统一直以来力求的发展方向。本文结合作者多年的工作经验，主要讲述电力系统及其自动化的功能、研究方向及其发展趋势。 摘要：电力系统自动化功能 研究方向发展 Abstract: The automation of electric power systems, is the current world attention of an important fiement direct experience, and basically tells power system
2、and its automation function, the research direction and development trearch direction; development function 中图分类号： TM76 文献标识码： A 文章编号： 前言 电力系统一般包括发电、供电、用电三个环节。电力系统自动化，主要是电网自动化，以及电厂的自动化。在我国电力系统市场的自动化发展一直是电网建设、改造及实践应用中的主体目标，目前我国电网公司已启动了近百项重点城市的基础电网建设及全面改造工程，为夯实供电基础、强化安全供电，加快电网城市化、自动化、可靠性、持续化的发展做出了重要贡献
3、。随着大规模城市电网改造工作的全面启动，我国城乡的配电网基础设施建设也日渐完 善，为配电系统的自动化应用打下了坚实基础。同时随着各类升级网电力市场的完善建立，我国对自动化发展的相关需求日益丰富，甚至呈爆炸性增长趋势。因此，为了充分满足需求，我们必须继续深入研究电气自动化，为我国电力系统自动化的快速、可持续发展注入新的力量。 1.电力自动化系统的功能 根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入 ECS 监控。其基本功能为：发变组出口220kV/500kV 断路器、隔离开关的控制及操作；发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护 控制；发电机励磁系统；包括
4、启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作， PSS（电力系统稳定器）的投退； 220kV/500kV 开关自动同期并网及手动同期并网； 6kV 高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等； 380V 低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制；高压启 /备变压器控制和操作（ 2 台机共用）；柴油发电机组和保安电源控制和操作；直流系统和 LPS 系统的监视。对于发变组保护等主保护和安全自动装置，因其设备已经很成熟而且要求全部在 DCS 中实现其功能尚有一定难度，可能增加 相当大的费用，故可以保留。但是它们与 DCS 间要求接口，控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装
5、置信息，并可以通过 DCS 进行事故追忆。 2 我国目前电力系统及其自动化的研究方向 2 . 1 智能保护与变电站综合自动化目前我国科学工作者对电力系统电保护的新原理进行了研究 , 将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等理论应用于新型继电保护装置中 , 使得新型继电保护装置具有智能控制等特点 , 大大提高了电力系统的安全水平。对变电站自动化系统进行了多年研 究 , 研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于 35 500kV各种电压等级变电站。微机保护领域的研究处于国际领先水平 , 变电站综合自动化领域的研究也已达到国际先进水平。 2.2 电
6、力市场理论与技术 基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况 , 我国电力研究专家们认真研究了电力市场的运营模式 , 深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则 , 提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易 (年、月、日发电计划 )、转运服务等模块的具体数学模型和算法。 2.3 电力系统实时仿真系统 研究人员还对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究 ,引进了加拿大 teqsim 公司生产的电力 系统数字模拟实时仿真系统 , 建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可以进行多种电力系统的稳态实验 ,提供大量实验数
7、据 ,并可和多种控制装置构成闭环系统 , 协助科研人员进行新装置的测试 , 从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供一流的实验条件。 2.4 电力系统运行人员培训仿真系统 电力系统运行人员 培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求 ,将计算机、网络和多媒体技术的最新成果和传统的电力系统分析理论相结合 ,利用专家系统、智能 cai(计算机辅助教学 )理论 ,进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。本系统设计新颖 ,并合理配置软件资源分布 ,教、学员台在软件系统结构上 耦合性很少 ,且系统硬件扩充简单方便 ,因此在学员台理论上可无限扩充。 2.5 配电网自动化 配电自动化是指
8、 ,利用现代电子技术、通信技术、计算机网络技术与电力设备相结合 , 将配电网在正常以及事故情况下的监 测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机融合在一起 ,改进供电质量 ,与用户建立更密切的关系 , 以合理的价格满足用户的要求 ,力求供电经济性更强 ,企业管理更为有效。配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程 ,包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从保证对用户的供电质量 ,提高服务水平 ,减少运行费用的观点来看 ,配电自动化是一个统一的整体。 2.6 电力系统分析与控制 这一方向对在线测量技术、实时相角测量、电力系统稳定控制理论与技术、小电流接地选线方法、电力系统
9、振荡机理及抑 制方法、发电机跟踪同期技术、非线性励磁和调速控制、潮流计算的收敛性、电力负荷预测方法、电网调度自动化仿真、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。同时对非线性理论、软计算理论和小波理论在电力系统应用方面 , 以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新理论、新模型、新算法和新的实现手段进行了研究。 2.7 人工智能在电力系统中的应用 结合电力工业发展的需要 , 我国开展了将专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运 行分析、警报处理、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。在上述实用软件研究的基础上开展了电
10、力系统智能控制理论与应用的研究 , 以提高电力系统的运行与控制的智能化水平。 2.8 现代电力电子技术在电力系统中的应用 目前我国开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究。 2.9 电气设备状态监测与故障诊断技术 通 过将传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等结合起来 , 针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理进行了详细的基础研究 ,开发了发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气
11、设备的监控系统 , 全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。 3 倾向于配电系统的自动化的发展趋势 随着我国电力工业的不断发展 , 含配电系统自动化在内的城网建设改造和电力市场已提上了日程 ,电力系统自动化也正朝着配电系统自动化的方向不断发展。发电市场也朝着配电市场的前景发展。配电系统综 合自动化中 , 各有关系统实现信息共享、功能互补和通道公用的方式有以下几种 : (1)环网故障定位、隔离和恢复供电系统和许多配电自动化装置类似 , 环网故障定位、隔离和恢复供电系统也经历了从免通信的单项自动化向带通信的综合自动化发展的过程。 (2)“ 投诉热线处理 ” 是供方和广大用户建立双向联系的又一渠道
12、。因此 ,进行低压线路和一户一表的建设改造时 , 一二次系统应统一优化设计 ,以期建立一个面向用户 (含物业管理 )分级分片双向通信的联系机制 , 提高供电服务水平。 (3)管理信息系统基于自动绘图 和设备管理 (AM/FM/GIS),含变电、配电、用电、检索、决策、以及办公自动化 (OA)等在内的管理信息系统 (MIS),早期是作为离线管理系统而独立运行的。现在 ,AM/FM 已发展成为一个独立的地理信息系统 (GIS)软件产业 , 支持包括电力系统特别是配电系统在内的具有空间数据的行业开发各种应用。 4.结语 随着信息产业的发展 , 电力行业进入了由实时信息提供管理服务、管理信息 (包括地理信息 )支持实时应用的新阶段 ,甚至发展了 SCADA/GIS 系统。电力和自动化的研究方向和发展方向对于我国的电力 行业进步具有着不可估量的重要作用 ,所以 ,还需要我国科学工作者不断的努力、奋力的钻研！
