自動化在電力系統中的發展趨勢及應用

陳 云（四川華能涪江水電有限責任公司，四川 成都 610041）

自動化在電力系統中的發展趨勢及應用

陳 云
（四川華能涪江水電有限責任公司，四川 成都 610041）

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展以及科學技術水平的不斷提高，社會對電的需求量也越來越大，因此，把自動化技術應用在電力系統中也是未來發展的趨勢。由于科學技術的發展，使得信息技術也得到了飛速發展，計算機也逐漸被應用到每個領域當中，不僅維護了電力系統工作的正常運行，也促進了電力系統發展自動化的水平，促進了電力系統的完善與管理。隨著人們生活水平的提高，對電的需求也在增加，所以確保電力系統安全可靠的運行也是未來發展的重點。本文針對自動化在電力系統中的發展趨勢及應用進行了研究與分析。

關鍵詞：自動化；電力系統；發展趨勢；應用

由于科學技術的不斷發展，人們生活質量也在不斷提高，用電需求也在不斷增加，要求也越來越高，在電力系統中應用自動化技術，不僅提高了人們的用電質量，也保障了人們用電安全，最大限度地促進了企業的經濟發展以及社會效益。自動化應用到電力系統中已經逐漸被社會認可，為社會安全可靠的用電提供了保障，因此，就需要我們對自動化在電力系統中發展趨勢以及應用進行研究，促進電力事業的發展。

一、自動化在電力系統中的發展趨勢

（一）電力系統中自動控制技術的發展趨勢

電力系統中自動控制技術的發展趨勢主要有以下幾個方面：第一，在自動控制技術策略上逐漸朝著智能化、自動化、最優化、區域化、適應化以及協調化的方向發展；第二，理論工具逐漸朝著現代控制理論發展；第三，進行設計分析的時候，逐漸朝著多機系統方向來處理；第四，研究人員的構成逐漸變得多元化，人員也在逐漸增加，需要所有人員聯合合作；第五，控制手段逐漸變得科技化，電子器件、微機以及計算機的使用也在增加。

（二）電力系統中自動化發展趨勢

電力系統中自動化發展趨勢主要有以下幾個方面：

第一，自動化的應用促進了電力系統逐漸由開環監測朝著閉環監測發展，例如，從傳統系統功率發展成自動控制發電；

第二，自動化的應用促進了電力系統逐漸由高電壓等級發展為低電壓等級，例如，能量管理系統發展成為配電管理系統；

第三，自動化的應用促進了電力系統逐漸由單個元件發展成為局部區域，甚至發展到整個系統，例如，數據采集與檢測控制系統發展成為穩定的區域控制；

第四，自動化的應用促進了電力系統逐漸由單一功能發展成為多功能、一體化形式，例如，綜合變電站的發展；

第五，自動化的應用促進了電力系統逐漸朝著數字化、靈活化、信息化方向發展，例如繼電保護裝置的改變。

圖1 柔性交流輸電系統原理圖

二、在電力系統中自動化的應用

（一）智能控制技術在電力系統中的應用

隨著先進技術的應用和普及，在過去的很長一段時間內電力系統的應用與研究大致可以分為三個部分：智能控制部分，基于函數的單輸出、輸入控制部分，非線性控制、線性最優控制以及協調控制部分，電力系統主要出現的技術困難有以下幾個方面：電力系統實際上是一個動態系統，非線性程度相對比較大，參數變化程度也比較大，很容易出現隨機因素與不確定因素，出現一些并存的運行方式以及故障形式；現階段，電力系統實際需要不同控制器之間進行相互協調，不管是異地，還是本地，都應該進行一定程度協調工作；電力系統具備在多種目標中找尋最優目標的目的，因此不同故障方式以及運行方式的要求比較魯莽。

智能控制技術也發展成為現今控制技術發展的新趨勢，可以解決傳統電力系統不能解決的困難控制問題，可以適用于非線性比較強、模型不確定以及適應性要求比較高的復雜系統。智能控制技術在電力系統中應用前景非常廣闊，可以應用在很多地方，例如人工神經網絡中的電掣動、勵磁以及快門控制系統結構當中，基于人工網絡系統的快關汽門系統控制，多機系統當中的新型靜止發生器的自動學習功能控制等。

（二）柔性交流輸電系統在電力體統中的應用

現階段，電力系統的發展非常需要先進的控制技術來提高電力系統穩定性以及輸電電壓的質量，因此，我們引進了一種可以改變輸電能力的新型技術，也就是柔性交流輸電系統正在慢慢的興起。柔性交流輸電系統也可以稱之為靈活交流輸電系統，簡稱為FACTS。也即是在輸電系統重要地方，利用綜合或者單獨功能的電子裝置，對電力系統中的主要參數進行一定調控，主要參數包括電壓、電抗、電位差等，讓電力系統中輸電變得可靠，發揮更大的效率與可控性。同時這也是一種比較先進的技術，通過把微機處理技術、電力電子技術以及自動控制技術等一些比較高科技技術運用到電力系統高壓輸電中，以便于提高電力系統的可控性、可靠性、安全性以及電能質量和運行性能。在電力系統自動化發展進程中，需要一定的配電技術來對電力系統的穩定運行以及電壓質量進行提高，所以就有了柔性交流輸電系統。

在柔性交流輸電系統中，往往都安裝一個核心裝置，也就是ASVC。柔性交流輸電系統中有很多種裝置，但是所有裝置基本上都有一個相同的特點，使用了大功率電子器件增加開關作用以及逆變器中逆變作用等。ASVC也是把柔性交流輸電系統中的技術進行完全融合，也是技術結構相對比較簡單的靜止無功發生器。ASVC技術主要由二相逆變器以及并聯電容器一起構成，輸出三相電壓電流與電力系統中的電壓基本一致。ASVC不但可以校正電壓，也可以在電力系統發生安全故障之后利用最短時間對電壓進行穩定處理，因此對電壓的控制力是非常強的。與同步調相機相互比較而言，ASVC擁有的調節范圍會更大，反應速度也會變快，不但不會出現反應緩慢的情況，而且也不會出現轉動時有噪聲與慣性的問題，并且網絡中經常出現的暫態進行相對比較穩定的變化。

（三）EMS和動態安全控制系統在電力系統中的應用

現階段，電力系統主要使用的檢測手段包括著重于穩定系統運行情況的監測控制以及數據采集系統和著重于對系統中電磁暫態過程進行記錄的故障監測儀等。前者主要是用于對系統穩定性進行分析，刷新數據間隔時間比較長；后者是對數據冗余進行記錄，雖然記錄時間比較短，但是不同記錄設備之間沒有形成良好的溝通，最終造成了電力系統中分析整體特性十分困難。除此之外，它倆之間還存在相同的不足之處，也就是不同地點間沒有形成準確的、相同的標記時間，數據記錄的效果僅限于局部，不能適用于整個電力系統的動態行為分析，使得進行系統分析的時候出現了很大困難。

動態安全監控系統實際上是在GPS技術基礎之上建立出的新型控制系統，動態安全監控系統也可以把傳統的SCADA以及現在動態安全體系相融合，形成統一整體。動態安全監控系統在電力系統中的表現形式主要由四個方面構成：通信系統、中央信號處理系統、測量動態向量系統以及同步定時系統。利用GPS技術的基礎之上，全面實現對通信技術以及測量技術進行同步使用，保障向量控制工作可以順利的進行。在電力系統逐漸發展過程中，調度監控也逐漸由準穩態以及穩態監測方面向著動態監測方面發展，監測系統慢慢發展成為了電力系統發展的必然趨勢。把向量相關技術與GPS技術有機的、合理的結合在一起，逐漸衍生出了向量測量單元技術，也表明了動態安全監測系統在電力系統中也已經得到了最大化的應用，實時控制系統時代也跟著到來了，也就將會很大程度成為電力系統跨越性的發展，并且為電力系統的可靠運行、穩定運行以及合理提高電能的質量帶來了很大作用，發揮著重要的意義。

結語

綜上所述，隨著科學技術以及計算機的不斷發展，電力系統中的自動化程度面臨著非常大的改變，智能化、機械化、多媒體技術逐漸發展到自動化中，電力系統中自動化的應用，不僅是電力系統飛速發展的體現，也是科技不斷發展的體現，并且最大限度提高了電力系統的效率，增加了用電質量，同時為我國經濟、人們日常生活提供保障，這就需要我們不斷的發展自動化技術，引進先進技術以及人才，對發展趨勢以及應用進行重點研究，確保電力系統可靠安全運行。

參考文獻

[1]劉海華.自動化在電力系統中的發展趨勢及應用[J].科技創新導報，2011（18）：100-100.

[2]田芳.試述電氣工程自動化在電力系統運行中的應用[J].農家科技（下旬刊），2014（07）：267-267.

[3]劉標.自動化在電力系統中的發展趨勢及應用[J].中華民居，2012（19）：223.

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