電力系統運行控制自動化的研究

摘 要：隨著我國經濟發展水平的不斷提高，電力行業得到了飛速發展，電力系統的運行也更加高效和安全，但是隨著各行各業電力能源需求的不斷增加，供電范圍在不斷擴大，電力系統在供電過程中會出現一些突發事故，運行過程中的故障也不斷增多，嚴重影響了用戶用電效率和供電安全，因此，加強電力系統運行控制的自動化研究對于提高電力系統安全具有重要意義。

關鍵詞：電力系統；供電安全；控制自動化

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

近年來，我國工業生產速度在不斷加快，應用于電力生產中的電力系統，其安全程度備受關注，而電力系統的控制和運行過程較為復雜。輸電、配電、用電的過程都有其自身的內在規律，并且這些環節之間都是緊密連接，相互影響的，如果其中有一項環節出現故障就會影響到整個電力系統的安全運作。電力系統中的各個生產設備每年都要定期檢修，但是常因天氣和自然災害的影響，故障發生率會增多。電子系統自動化調度，可以提高電力系統的自動化水平，確保電力系統更加安全穩定的運行。

一、電力系統運行控制目標

（一）控制電力系統安全運行的手段

如果電力系統出現了安全事故或者安全故障，輕微會使電力設備出現損壞，使各項工作不能正常運行，但是如果故障非常嚴重，會導致供電終止，為各項生產帶來阻礙，經濟效益受損；如果發生安全事故，則會引發火災，威脅到企業人員的生命安全，如果是國有大型企業，更會使國家蒙受巨大的經濟損失?？梢姡_保電力系統安全運行是保證企業生產和國家建設的關鍵。

一般，導致電力系統出現事故或者故障的原因有很多，比如，一些外界自然因素，風暴、雷電、地震、冰雪等，其次，還受很多內部因素的影響，設備安裝存在錯誤、沒有定期對老化線路和設備及時更換等。要想從根本上減少事故的產生，外部因素無法改變，而電力系統本身又存在一定缺陷，故障產生受人為因素影響較大，因此無法避免。所以，要想實現電力系統的相對安全，首先可以對電力系統進行完善，在發電、輸電、配電等各項流程中，為變電設施和輸電設備留出一些檢查的時間，在確保了電力裝置靈敏運行，并且能夠長期可靠工作的前提下，再進行各項操作，這樣，電力系統才能更加安全運行，如圖1所示為發電控制中各個模塊的關系圖。還有一方面，如今的電力系統正在變得日趨復雜，對電力系統實時監控需要花費很多的人力和物力以及資金，很難在每一個地區落實。

（二）在控制能源方面的應用

電力能源是一種非常重要的能源，在各個領域都揮發著重要作用，是保證工業生產和人們生活的重要能源。電力能源其質量有規定的指標，這些指標包括電能的發生頻率、電能的波形特征、以及電壓。而很多發電機產生的電能波段都是正弦形式的，電力系統中一些電氣設備產生的電能波形也是正弦的，為了確保電力系統能夠大容量輸電，電力系統增加了很多供電設備，目的是使電力系統達到逆變和整流的效果。這些額外增加的環節使電能波形受到了影響，造成波形扭曲，嚴重干擾了電力系統和通信系統。

鑒于上述原因，要想使波形不出現扭曲，就要做好電能波的監測，以此減少設備產生的諧波。而電能頻率，可以保證電力能源的質量，在我國，為了確保電能頻率的穩定，對電能的頻率指標有明確規定，頻率的波動要求符合行業標準，并要與功率供求一致。電能發生負荷也是非常常見的，如果負荷過大會影響供電安全。因此，要對電能的負荷效果和功率加強監督，對其變動做好記錄。為了有效保證電力系統的安全，減少故障的產生，要隨時對負荷實施監測，開機和關機都要按照規定的標準進行。

最后就是電壓的操作，電力系統中的電壓變動范圍要控制在一定標準內，一般，系統電壓要在我國額定電壓的百分之十三以內，電力系統不發生功率變化是確保電壓穩定的重要前提，系統中的局部構件之間的統一可以減少無功功率。電壓的調節可以應用發電機操作，還有一種方法是對系統變壓器的接頭進行調整，以并聯的形式補償電容器。

（三）控制電力系統的經濟效益

電力系統的運行是否安全可以通過查看電能質量和電壓參數來實現，但是只對這兩項內容查看是不夠的，還要充分考慮電力系統的經濟效益。實現電力系統的經濟效益可以從控制發電成本和控制運輸時間兩方面考慮。如果電力系統已經在運行過程中，就可以對系統進行適當調度，制定調度方案。但很多調度方法都不是直接應用到電力系統中的，而是首先對電壓和電流量進行計算。

（四）控制污染排放，實現保護環境目的

實現電力系統安全需要綜合考慮很多因素，比如，安全供電、安全配電以及電力能源等方面，但是只考慮這些問題，并不能從根本上控制企業發電成本。因此，要想在根本上較少企業成本，并能減少電力系統的安全事故發生，就要選擇適合電力系統運行的調度方案。并要隨時控制好發電廠廢氣物的排放量。在一定程度上減少污染，企業省去了處理污染的費用。因為，電力系統的經濟運行好壞，是由調度方案決定的。因此，要對電容量的組合形式合理設計和設置，并能充分考慮發電機的發電性能和發電水平，這樣可以控制發電廠燃料的排放量，一定程度上節約了資源，保護了環境。要對發電廠的燃料和水力發電廠的發電量進行考察和分析，以此準確計算出具有經濟效益的調度方案。應用優化的調度方案可以有效控制好電力系統燃料的損耗，并能將成本控制到最低。

二、電力系統自動控制化的應用

（一）面向對象數據技術

主動面向對象數據技術在近年來得到飛速發展，其具有安全性高、成本低、開放性和共享性強的特征，可以對代碼的編寫實施簡化，電力系統應用這種面向對象數據技術可以利用數據的接觸點實現對系統的控制，能夠集成對數據進行分析和管理。此外，自動化控制的自動化監測可以通過數據庫的對象函數來實現，可以實現數據分析和管理的集成效果。并且自動化控制應用對象函數可以提高數據的輸出效率，使數據管理和數據存儲更加安全可靠。

（二）現場總線控制技術應用

總線控制技術可以實現現場測量和數據傳輸，具有一體化和數字化的特點。自動化系統的建立可以依靠現場的儀表、網絡系統實現數據信息的共享和遠程監控，實現了信息的高度共享和配置。現場的總線系統能夠實現生產設備與系統的數字化通信。因此，在電力系統自動化控制中被大量應用，其中，以FCS系統應用的最為普遍。FCS系統實現了內部全部功能的優化和升級。并能使傳感器、變電器等設備實現輸電、集成信號的充分結合。在系統的底層設置了一個計算機，可以對分散的設備統一管理，系統設備上的所有信息都可以傳輸到計算機中，使自動化控制系統的靈敏度得以提高。

（三）光互連技術的應用

光互連技術是電力系統中的一項非常重要的技術，主要應用在自動控制和繼電保護中。具有以下幾個特點：不會受到電容負載的影響，數據輸出和輸入的靈活性較高；扇出數會受到系統內部探測器的影響；很多時候，無終端形式的電互連接會受臨界線路長度的制約，而光互連技術卻可以解決這個問題，并能在計算機系統中實現電力線路的高性能連接。傳遞信息的速度非?？?，可以接近光速，可有效解決時鐘扭曲問題；平面和準平面不會對其產生影響和阻礙。

結語

本文主要對電力系統運行控制目標的主要內容進行了論述，可見，電力系統能夠有效控制能源的使用，并能控制企業經濟效益以及發電廠污染物的排放量。最后，分析了電力系統自動控制化技術的具體應用，通過應用這些新技術，可以提高系統的靈活性和科學性，實現對系統的實時監督。

參考文獻

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[3]馬燕峰.電力系統低頻振蕩的協調阻尼控制研究[D].華北電力大學，2010.

作者簡介：陳云（1976-），男，四川三臺人，工程師，技師，從事水電集控運行管理工作。