电力系统自动化技术的发展和改进

林宽　朱裕庆　刘力玮

摘 要：电力系统自动化是电力系统一直以来的发展趋势，它不仅能够准确判断电力故障位置，而且还能够分析电能质量负荷变化和电网谐波等参数，从而为电力系统的正常运行提供保障。

关键词：电力系统 自动化 发展 改进

中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0045-01

1 电力系统自动化技术概述

1.1 电力系统自动化的含义

电力系统自动化技术是指通过具有自动检测功能和决策控制功能的装置以及数据传输系统和信号系统，实现电力系统的各个元件、局部系统甚至是全系统的自动监控、协调控制的技术。

1.2 电力系统自动化的主要领域

电力系统自动化包含的范围很广，包括电网调度自动化、水力发电站综合自动化、火力发电厂自动化、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力系统信息自动传输系统、电力工业管理系统的自动化等。

1.3 电力系统自动化的重要意义

首先，电力系统自动化维持电力系统的安全稳定，当电力系统发生故障时，系统能够利用自动装置迅速切除故障，恢复正常，保证输变电设备正常运行，防止故障波及整个系统而造成大面积的破坏。此外，电力系统自动化能使电力系统优化经济运行，提高其经济效益和管理能力。

2 电力系统自动化技术的发展趋势

①由开环监测向闭环控制发展，例如从系统功率总加到AGC（自动发电控制）；②由高电压等向低电压扩展，例如从EMS（能量管理系统）到DMS（配电管理系统）；③由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA（监测控制与数据采集）的发展和区域稳定控制的发展；④由单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展；⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，例如继电保护技术的演变；⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如励磁控制、潮流控制；⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展，例如MIS（管理信息系统）在电力系统中的应用。

3 电力系统自动化技术的改进

3.1 变电站自动化技术

变电站的功能是变换电压，接受和分配电能，是电力系统中配电和输电重要部分。变电站自动化技术在监控电能的传输，调节系统中的参数，如进行无功补偿，谐波治理等方面的工作中起着重要的作用。

目前变电站自动化对原有的设备进行了现代化改进，随着现代通信技术、微电子技术以及网络技术等的大量融进，实现了变电站设备的优化设计，能够实现实时监控变电站全部设备的运行，这种综合性的自动化监测系统不但提高变电站运行的稳定性，提高了输电质量，而且降低了变电站的成本，提高了其经济效益。

3.2 配电网自动化技术

配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起分配电能的作用。因此，配电网自动化技术在电能的分配和监控上起着重要作用。

随着技术的进步，现在逐渐能够运用独立的自动化孤岛代替之前手工操作控制方法，并以大量的智能终端、丰富的后台软件和数据库资料为支持，通过信息技术的带动，实现配电网自动化，确保了对电能的充分利用。

3.3 电力系统调度自动化技术

电力系统调度自动化，目前在电力系统技术领域发展迅速，它由电力系统数据采集与监控（SCADA系统），变电站综合自动化，电力系统经济运行与调度，电力市场化运营与可靠行，发电厂运营决策支持等构成，电力系统调度自动化技术能够确保电力系统在运行过程中的准确性、可靠性和经济性。

随着用电量的增加，电力系统的数据采集和监控变得日益重要，因此在设备、规模和专业技术上，整个电力系统调度自动化都有了长足的发展。从电力系统调度自动化的发展历程来看，由原来简单的遥测和遥信功能变为现在的无人值班站监控系统，而且近几年更加高级的智能应用软件（神经网络智能系统，专家在线诊断系统，最优化技术）也在大力研发中。

4 电力系统自动化新技术的应用

4.1 电力系统的智能化控制

在过去的应用历史中，电力系统控制研究已经经历三个阶段，第一阶段，基于传递函数单输出单输入控制阶段；第二阶段，线性最优化控制，非线性控制以及多机协调控制阶段；第三阶段，智能化控制阶段。电力系统是一个动态的系统，具有变参数，强非线性的特征，智能化控制能很好地解决那些用传统方式难以解决的复杂系统控制问题。电力系统的智能化控制在电力系统工程中有着越来越重要的应用，保证了电力系统更高效、更优化地完成电力传输任务。

4.2 基于GPS 基础上的动态安全监控系统

电磁暂态的电力监测系统记录数据繁杂，而且记录时间也较为短暂，信息之间缺乏交流，系统的整体动态分析困难。系统稳态运行时的监控和数据采集数据更新慢，只能对系统的稳态特征进行分析。电磁暂态的电力监测系统和系统稳定运行时的数据采集都有其局限性，所以人们研制了基于GPS基础上的动态安全监控系统，把动态监测系统与SCADA完美结合，通过定时系统通信和动态相量测量系统的同步，以及中央信号处理机的共同作用，实现了对电力自动化系统动态监控。

4.3 电力系统微机实时保护系统

随着我国电力系统的不断发展，微机保护装置应用的越来越多，电力系统要求微机保护装置有较高的硬件设施，能实现高可靠性，高实时性及高扩展性，并且通信能力强大，人机交互界面友好。电力系统微机实时保护系统采用嵌入式实时操作系统，不但能够实现多任务的高效优先级管理，而且具有强大的可移植性和扩展性，提高了电力系统自动化的控制效率。

5 结语

随着科技的不断进步提高，人们对于电力系统的要求也越来越高，电力系统自动化技术的发展和改进，要充分保证电力系统电能质量、安全性、可靠性及经济性，也要做到新技术应用的适应性、协调性、创新性和最优性的整体配合，在技术设计上尽量符合多机系统，以应对各种问题出现。

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