電力系統自動化技術的發展和改進

林寬　朱裕慶　劉力瑋

摘 要：電力系統自動化是電力系統一直以來的發展趨勢，它不僅能夠準確判斷電力故障位置，而且還能夠分析電能質量負荷變化和電網諧波等參數，從而為電力系統的正常運行提供保障。

關鍵詞：電力系統 自動化 發展 改進

中圖分類號：TM744 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0045-01

1 電力系統自動化技術概述

1.1 電力系統自動化的含義

電力系統自動化技術是指通過具有自動檢測功能和決策控制功能的裝置以及數據傳輸系統和信號系統，實現電力系統的各個元件、局部系統甚至是全系統的自動監控、協調控制的技術。

1.2 電力系統自動化的主要領域

電力系統自動化包含的范圍很廣，包括電網調度自動化、水力發電站綜合自動化、火力發電廠自動化、電力系統反事故自動裝置、供電系統自動化、電力系統信息自動傳輸系統、電力工業管理系統的自動化等。

1.3 電力系統自動化的重要意義

首先，電力系統自動化維持電力系統的安全穩定，當電力系統發生故障時，系統能夠利用自動裝置迅速切除故障，恢復正常，保證輸變電設備正常運行，防止故障波及整個系統而造成大面積的破壞。此外，電力系統自動化能使電力系統優化經濟運行，提高其經濟效益和管理能力。

2 電力系統自動化技術的發展趨勢

①由開環監測向閉環控制發展，例如從系統功率總加到AGC（自動發電控制）；②由高電壓等向低電壓擴展，例如從EMS（能量管理系統）到DMS（配電管理系統）；③由單個元件向部分區域及全系統發展，例如SCADA（監測控制與數據采集）的發展和區域穩定控制的發展；④由單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展；⑤裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展，例如繼電保護技術的演變；⑥追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如勵磁控制、潮流控制；⑦由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展，例如MIS（管理信息系統）在電力系統中的應用。

3 電力系統自動化技術的改進

3.1 變電站自動化技術

變電站的功能是變換電壓，接受和分配電能，是電力系統中配電和輸電重要部分。變電站自動化技術在監控電能的傳輸，調節系統中的參數，如進行無功補償，諧波治理等方面的工作中起著重要的作用。

目前變電站自動化對原有的設備進行了現代化改進，隨著現代通信技術、微電子技術以及網絡技術等的大量融進，實現了變電站設備的優化設計，能夠實現實時監控變電站全部設備的運行，這種綜合性的自動化監測系統不但提高變電站運行的穩定性，提高了輸電質量，而且降低了變電站的成本，提高了其經濟效益。

3.2 配電網自動化技術

配電網是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償電容以及一些附屬設施等組成的，在電力網中起分配電能的作用。因此，配電網自動化技術在電能的分配和監控上起著重要作用。

隨著技術的進步，現在逐漸能夠運用獨立的自動化孤島代替之前手工操作控制方法，并以大量的智能終端、豐富的后臺軟件和數據庫資料為支持，通過信息技術的帶動，實現配電網自動化，確保了對電能的充分利用。

3.3 電力系統調度自動化技術

電力系統調度自動化，目前在電力系統技術領域發展迅速，它由電力系統數據采集與監控（SCADA系統），變電站綜合自動化，電力系統經濟運行與調度，電力市場化運營與可靠行，發電廠運營決策支持等構成，電力系統調度自動化技術能夠確保電力系統在運行過程中的準確性、可靠性和經濟性。

隨著用電量的增加，電力系統的數據采集和監控變得日益重要，因此在設備、規模和專業技術上，整個電力系統調度自動化都有了長足的發展。從電力系統調度自動化的發展歷程來看，由原來簡單的遙測和遙信功能變為現在的無人值班站監控系統，而且近幾年更加高級的智能應用軟件（神經網絡智能系統，專家在線診斷系統，最優化技術）也在大力研發中。

4 電力系統自動化新技術的應用

4.1 電力系統的智能化控制

在過去的應用歷史中，電力系統控制研究已經經歷三個階段，第一階段，基于傳遞函數單輸出單輸入控制階段；第二階段，線性最優化控制，非線性控制以及多機協調控制階段；第三階段，智能化控制階段。電力系統是一個動態的系統，具有變參數，強非線性的特征，智能化控制能很好地解決那些用傳統方式難以解決的復雜系統控制問題。電力系統的智能化控制在電力系統工程中有著越來越重要的應用，保證了電力系統更高效、更優化地完成電力傳輸任務。

4.2 基于GPS 基礎上的動態安全監控系統

電磁暫態的電力監測系統記錄數據繁雜，而且記錄時間也較為短暫，信息之間缺乏交流，系統的整體動態分析困難。系統穩態運行時的監控和數據采集數據更新慢，只能對系統的穩態特征進行分析。電磁暫態的電力監測系統和系統穩定運行時的數據采集都有其局限性，所以人們研制了基于GPS基礎上的動態安全監控系統，把動態監測系統與SCADA完美結合，通過定時系統通信和動態相量測量系統的同步，以及中央信號處理機的共同作用，實現了對電力自動化系統動態監控。

4.3 電力系統微機實時保護系統

隨著我國電力系統的不斷發展，微機保護裝置應用的越來越多，電力系統要求微機保護裝置有較高的硬件設施，能實現高可靠性，高實時性及高擴展性，并且通信能力強大，人機交互界面友好。電力系統微機實時保護系統采用嵌入式實時操作系統，不但能夠實現多任務的高效優先級管理，而且具有強大的可移植性和擴展性，提高了電力系統自動化的控制效率。

5 結語

隨著科技的不斷進步提高，人們對于電力系統的要求也越來越高，電力系統自動化技術的發展和改進，要充分保證電力系統電能質量、安全性、可靠性及經濟性，也要做到新技術應用的適應性、協調性、創新性和最優性的整體配合，在技術設計上盡量符合多機系統，以應對各種問題出現。

參考文獻

[1] 董世芳，黃娟.電力系統自動化未來發展新技術的若干探討[J].中小企業管理與科技，2010（36）.

[2] 徐懷鐸.基于電氣自動化技術的電力系統發展趨勢[J].數字技術與應用， 2013（9）.

[3] 張妙華.試析電力系統自動化的發展和改進[J].科技創新與應用，2013（31）.

[4] 梅海霞.電力系統自動化技術應用與發展[J].電源技術與應用，2012（10）.

[5] 陳支順.探討現代電力系統自動化技術[J].電源技術應用，2013（9）.

[6] 張晗，張琳.電力系統自動化技術應用及其前景[J].應用技術，2013（85）.endprint