电力系统自动化研究

电力系统自动化研究（精选十篇）

电力系统自动化研究 篇1

关键词：电力系统,继电保护,自动化装置

随着社会的发展和时代的进步, 自动化技术开始发展起来, 这是其在现代化建设中起到了积极的作用。电力系统是我国进行现代化建设的重要保障, 自动化技术在电力系统的广泛应用, 有效的提高了系统的稳定性, 保证了系统的正常运营。特别是在继电保护装置上应用, 有效的提高继电保护装置的自动化水平, 同时对其稳定性和安全性也产生了很大的影响。自动化技术已越来越成为我国社会发展的必然趋势, 所以继电保护自动化的实现, 也是社会发展的必然, 这对电力系统的安全平稳运行起到了极其重要的作用。

1 继电保护自动化装置的运行特点

在电力系统正常运行时, 发生故障的机率并不是很高, 但一旦有故障发生时, 继电保护装置则会及时的根除故障, 从而保证无故障线路及设备的正常运行, 这对减少故障发生时所波及的范围, 减少故障损失及保证电网的安全运行具有极其重要的作用。

但继电保护装置在运行时, 也会由于自身的原因而导致故障的发生, 继电保护装置通常有二种故障形式, 其一为拒动故障, 这主要表现为在电力系统某一部位出现故障时, 继电保护装置没有及时的进行信号的传递, 切除故障, 从而使电力系统的稳定运行受到影响。其二为误动故障, 主要表现在当电力系统处于正常运行时, 继电保护装置由于报错信号而会发生误动作, 从而使运行的稳定性受到影响。

传统的继电保护装置其功能性较少, 而自动化装置在传统装置的功能基础上具有实时监测的功能, 可以实现对电力系统运行时的状况进行实时监测, 并实现远程控制。

2 继电保护的基本要求与应用

2.1 继电保护装置的任务和基本要求

继电保护装置当电网在运行时有故障发生时, 则会通过信号的传递及时将故障部位切除除, 从而保证系统的正常运行, 同时在系统运行时, 还能提供实时的监控工作, 对运行的状态及各种参数进行有效的监测, 从而使工作人员清晰的了解到系统的运行的状态。

要确保电力系统的安全平稳运行, 继电保护系统就要做到以下几点内容, 即基本要求是:

选择性:即准确的确定故障的位置后实施选择性的切除, 从而使无故障部分继续平稳的运行。

灵敏性:继电保护装置所保护的范围都是固定的, 当这一范围内有故障发生时, 需要保护装置及时动作, 从而保证系统的安全运行, 则对于保护范围以外的故障则不会做出反应。

速动性:即切除故障的速度, 继电保护装置在接到故障信号的第一时间内即应做出反应, 及时对故障部位进行切除, 从而避免故障范围, 减少损失的发生, 同时也能有效的保证非故障部位得以持续平衡的运行。

可靠性:继电保护装置的可靠性对于系统的正常运行是十分关键的, 只有具有较好的可靠性, 才能在故障发生时进行及时反应, 从而避免故障损失的扩大, 使系统处于安全的运行状态。

2.2 保护装置的应用

继电保护自动化装置的应用范围非常广泛, 其应用范围主要有供电系统、变电站等, 多用于保护高压供电系统线路、主变保护、电容器保护等。

3 继电保护自动化装置的优缺点

自动化装置在继电保护上的应用, 使供电系统的安全性有了很好的保障, 同时由于其自身具有的优越性, 使其在使用上具有明显的优势。

其一, 性能和稳定性都较高。能够迅速的对故障进行反应, 判断准确, 有选择性的切除故障, 从而保证系统的正常运行。

其二, 可以完成复杂的工作。继电保护自动化装置在使用过程中, 可以有效的代替值班人员完成一些复杂性的工作, 并及时的进行信号的传递、警报的发出, 保证了故障切断的快速、及时, 使系统的运行处于正常状态。

由于继电保护自动化装置在电力系统上推广和使用的时间还较短, 其还处到不断发展和完善的阶段, 所以有许多不完善的地方, 这首先体现上其功能上还有些欠缺, 无法满足当前电网和变电站快速发展的需求;其次自动化系统对于环境因素具有较高的要求, 这就会为了保证其稳定的运行而加大投资的成本;最后继电保护自动化装置还无法更好的承受外来的干扰因素, 如雷击, 所以就需要在系统运行时提供更好的管理保护措施。因此在当前运行的继电自动化保护装置中由于供电系统的快速发展, 使其在功能还不是十分完善的情况下, 还无法全面的满足电网安全运行的要求, 所以还需要我们在应用中不得的加大研究力度, 使其功能不断的改进, 从而使其运行的可靠性得以不断的提高。

4 继电保护装置报错时的处理方案

当继电保护装置出现故障或者问题时, 解决方案主要有以下几种:一是逆序检查法:逆序检查法主要针对解决装置出现误动时的问题, 即当出现在短时间内无法找出原因时, 就要从结果出发, 逆向的逐级进行检查, 直到找到问题症结在哪;二是顺序检查法:顺序检查法主要应用在继电保护自动化装置不能正常运行的问题上, 这一方法能够有效的解决获取故障根源较难的问题, 即根据外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行;三是运用整组试验法:整组实验法主要用于检查保护装置的反应动作、反应时间是否合理, 是否能够做到短时间内切除故障的要求。

5 管理维护继电保护装置

为了确保继电保护装置稳定运行, 应做好装置的维护管理工作, 定期进行检修及设备查评, 具体的内容有:一是核对各个设备的标志名称, 看其是否合乎要求;二是检查各个设备的按钮、开关等部件是否灵敏, 能否保证设备的正常工作运行, 如果出现破损或者开关不够灵敏, 应做到及时更换和检修, 确保设备正常工作;三是检查工作要确保控制室离得指示灯等指示标志能正常运行;四是检查装置各处的螺丝钉等需加固的部件是否牢固;五是检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;六是配线是否整齐, 固定卡子有无脱落。只有切实的做好装置的管理检修工作, 才能及时发现问题解决问题, 防患于未然。

6 结束语

继电保护自动化装置对维护供电系统安全稳定运行有重要的作用, 文中详细的介绍了该装置的运行特点, 还有装置尚存在的一些问题以及解决办法, 希望文中的一些措施和方法能够有效的帮助解决上述问题, 提高自动化装置的性能和可靠性, 为电力系统的正常运行提供保障。

参考文献

[1]原宇光.浅谈电网继电保护综合自动化系统[J].黑龙江科技信息, 2007, 2.

[2]颜俊, 刘沛, 苗世洪.无线网络在变电站自动化中应用[J].电力自动化设备, 2005, 4.

电力系统自动化研究 篇2

有关电力系统及其自动化的研究内容细分

有关电力系统及其自动化的研究内容细分 电力电子技术应用-补偿、调节装置)电力电子技术应用-超导电力-超导储能 电力电子技术应用-超导电力-超导限流器 电力电子技术应用-电力操作电源 电力电子技术应用-电力有源滤波器

电力电子技术应用-电能质量控制

电力电子技术应用-电能质量扰动检测

电力电子技术应用-动态电压恢复器（DVR）

电力电子技术应用-多端直流输电

电力电子技术应用-固态限流器(FCL)电力电子技术应用-逆变装置

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电力配网自动化系统体系研究 篇3

[关键词]配网自动化系统；结构；数据

一、配网自动化系统体系的结构研究及功能

1.配网自动化对网络及硬件结构的运用。配电网监控系统、用户的用电管理和配电过程中的工作管理是电力配网自动化系统的优化方案。对网络管理的安全性、可靠性等众多性能的体现中发挥着重要的作用。从电力企业的实际情况和投资规模出发，对电力配网自动化系统的优化很有必要。上述的优化方案中，能够通过网络交换机把主站中的数据服务和各个功能站进行有效的连接，使它们成为一个局域子网，代替了传统的通讯前置机设置，在提高数据通讯性能的同时，简化了配置设备。使通讯瓶颈问题得到了有效的解决。

2.软件系统结构研究。作为一项复杂的软件系统工程，配电自动化系统的建立是以计算机、通讯、网络为基础，进行的层次化系统设计，对其整体性能的正常发挥提供了物质保障。同时对高性能支撑系统的运用，使配网自动化系统成为了一种分布式的管理系统。其中，网络任务管理系统、地理信息支撑平台、历史数据库等系统是支撑系统环境的主要包括内容。支撑软件进行服务的方式包括：信息查询服务、对约定对象进行的数据结构描述、将调用接口提供给应用程序。

3.配网自动化系统体系的主要运用功能。在配电工作管理中，地理信息的配电设施对系统进行管理；WEB对信息实时发布。配网实时监控，对高级自动化部分中的应用。配网自动化系统体系的不断完善使供电可靠性得到不断的提高、最大限度的降低了供电的成本、实现更全面的为客户提供服务，达到了提高服务质量的目的。

二、对配网自动化系统体系的运用

1.对补偿性电容器投切的控制。电力配网的正常运行离不开补偿电容器，对其安装位置的确定，需要分析电压的稳定情况和馈线首端的功率因数。在配电网的优化补偿中，为了提高电网的功率因数，往往通过对静电电容器的容性无功的使用，对电网中的流动无功进行补偿。对电容器运行电压的补偿、对电容器切投的控制，是通过变压站对自动化系统中线路运行参数的调度来实现的。上述种种操作均是为了对控制电网进行优化，满足电力市场的多元化需求，使电能的质量和供电的可靠性得到了提高。

2.配电网自动化系统的切投控制。在对变电站的调度自动化控制系统、配电网自动化控制系统的相互联系共同作用功能进行优化之后，需检测不同补偿线路首端参数中的功率因素、有功功率和无功功率。在检测中一旦发现控制投切参数与事先制定的不同，问题线路的补偿器就会收到上位机自动化控制系统发送过来的切除命令，并对切除命令进行及时的执行，从而使系统可以正常，有效的运行。反之则会收到投入的命令，使工作继续。这样系统的整体安全就可以得到有效的保障。

3.配电网自动化系统的投入控制。对配电网自动化系统的投入进行控制时，要准确的判断功率因数，若补偿下限大于功率因数，那么需要进行无功投入。在进行等量电容器投入时，遵照序号递减方式完成电容器的排序投入，经过第一次电容器的投入后，电容器的无功优化依然状态未得到满足，要及时进行第二次的重复补偿。系统自动检测到未满足状态时，则会自动的对电容器的投入运行进行重新的选取，依照上面的描述，随着自动检测和投入补偿的多次运行，电网线路最终将达到无功优化状态。

4.配电网自动化系统的切除控制。当无功功率比0小时，会出现无功反送现象，这种现象的出现是因为无功补偿过多，导致了“过补”。出现这种情况应当对已经投入的电容器进行及时的切除。切除原则是先对最接近无功功率值的电容器进行切除。投入电容器的排序原则是容量递增，序号递增。要切除最接近无功功率的电容器。使电网线路最终达到非过补的状态。

5.配电网自动化系统中通信协议规定。在配电网的自动化控制系统中，要以通信协议中的规定来要求控制器和上位机的控制系统。对数据包的含义要进行明确，这样才能够确保传输数据包对上位机的事件命令进行清晰的表述，数据包的命令才能够被控制器容易的解析，并对操作命令进行执行。其中，在上位机与下位机之间进行传递的数据包包括：①对数据包的连续确认。一般情况下，如果上位机的指令连续发出三次之后，控制器未作出相应的回复报告，证明系统的整体通信连接失败，当系统通过了检测确定没有出现故障时之后，对上位机连续发出的指令做出了相应的回复，才能够证明通信连接良好。②对系统中所有投入和切除的有效控制。下位机一旦接收到系统的投切指令数据包，下位机要及时准确的进行投切动作，因此，要求下位机在进行数据包的反馈时，要保证数据包具有一定的状态性，因而使执行的操作和信息能够被上位机控制和清晰的反馈。③参数回复。电容器在进行运行时，上位机控制系统要对电容器的实际运行状态进行准确的接收，状态参数请求发布完成之后，对应控制器要准确及时的将状态参数的所有信息进行封装，然后发送给上位机。

6.配电网自动化系统中的系统软件。软件的构架。多线程技术和模块化架是电力配网优化自动控制系统的主要构成部分之一，其中上位机和下位机同步的实现是通过GPRS通信来进行的，远程控制器数据包的传递要通过中心模块的接收，然后使上位机下达控制命令给控制器。电容代理器及其他控制代理器作为逻辑周转中心，对在自动化控制系统中发挥着至关重要的作用。依据电容代理器和控制代理器之间的信息周转，上位机决策模块对控制指令进行下达，并根据周转的信息，实现对下位机运行状态的投切，并向上位機反馈操作状态。

三、结束语

电力系统自动化控制技术研究 篇4

进入21世纪后, 我国经济迅猛发展, 人们的生活水平大幅提高, 在这种背景下, 各行各业对供电系统的要求开始不断 增多, 这既是对电力系统运营水平的考验, 也为其提供了一个 发展机遇。于是, 各种新兴智能技术在电力系统的应用上显示出了强大的生命力。此外, 在解决电力系统的相关结 构问题上, 其作用也是不可小觑的。而作为电力系统中先进技术的代表, 自动化控制技术在电力系统的运行中已然占有了举足轻重的地位, 这是因为, 自动化控制技术提高了电力部门的管理水平, 管理效率也就随之提高。而在生产力水平不断提高的今天, 很多现实条件都对电力系统的自动化控制技术提出了更高的要求, 因此, 研究其技术概念、技术构成, 无疑对提高电 力系统自动化控制水平、减少人力资本投入、提高运作效率有 着巨大的帮助。

1电力系统自动化概述

1.1自动化概念

想要对电力系统自动化控制技术进行深入研究, 首先需要弄清楚“自动化”的具体概念。从实际来看, 电力系统自动化主要是通过应用多种能够自动进行检测、决策和控制的装置, 在完成自身任务的基础上, 通过信号系统和数据信息传输系 统, 对电力系统的整体以及各个部分进行远程监测和控制, 保证整个电力系统的安全、稳定、高效运行。可以说, 自动化技术能够在实践中为人们提供更为优质的供电服务。电力系统自动 化技术是一种高新技术, 这主要表现在电力系统自动化控制技术的“简易性”上, 自动化控制技术只需要通过数据信息传输系统就能够稳定工作, 这也就使得其应用能够在保证电力系统各个生产、供电环节安全、稳定、高效的基础上, 更好地实 现整个系统经济效能的增加, 同时尽可能降低生产成本。现代科学技术发展最为显著的特征就是自动化技术在各个领域的应用, 而在电力系统这一领域, 由于其关乎社会生产和生活, 毫无疑问 就更应该通过先进的科学技术, 来提高自身的发展水平, 使民众能够更好地享受新时代的电力服务。

1.2自动化构成

电力系统自动化主要分为3大类:

(1) 电力系统调度自动化。这是电力系统自动化控制的基础和重点部分, 同时也是当前电力系统中发展最快的技术。这一技术主要是指在 具体的工 作中, 进行相关 数据的采 集和监控, 以此来为自动化技术的实现提供基础条件。调度自动化在一定程度上就是为电力系统运行提供决策依据, 实现电站的综合自动化。可以说, 电力系统调度自动化是整个电力系统自动化控制技术应用的关键, 其对整个电力系统自动化控制运行的质量起着决定性的作用。

(2) 变电站自动化。从实际情况来看, 变电站自动化主要是利用现代电子计算机和相关的网络技术、通信技术、信息 处理技术等, 提升传统变电站二次设备性能, 使整个变电站 处于合理的运行状态。这样, 在科学统一的协调管理 之下, 变电站运行的安全性 就能够得 到保障, 其具体的 运行也会 越来越稳定、高效。

(3) 配电网自动化。我们知道, 传统的配电网只能通过人工手动操作来进行控制, 这在一定程度上不可避免地会产生很多不安全因素, 毕竟人为因素是很容易受到外界环境影 响的。近几年来, 具有独立功能的孤岛自动化技术开始逐渐应用到电力系统中, 并在现代网络信息技术的推动下越发完善, 从而形成了目前的以信息技术为基础的配电网自动化技 术。在实际供电过程中, 配电网自动化技术能够通过大量的智能终端和先进的通信技术, 搭配技术 领先的后 台软件, 实现资源 的有效利用。

总而言之, 无论是调度方面还是变电站、配电网方面, 其对于自动化技术的应用共同构成了电力系统总体的自动化控制技术, 同时也直接提高了我国电力系统的运营水平。

2电力系统自动化控制的相关技术

2.1基于神经网络的控制技术

对于电力系统自动化控制技术整体而言, 其存在着多种分支技术, 而最具代表性的技术之一就是基于神经网络的控制技术。该技术的基本原理主要表现在其具体特征上, 神经网络的基本特征包括非线性、并行处理、鲁棒性以及自组织学习能力。而也恰恰是因为神经网络的这些特点与优点, 基于神经网络的控制技术才成为最受到相关人士关注的控制技术之一。在 连接方式方面, 神经网络主要是通过大量的神经元以一定的方式进行连接, 这样大量的信息便会隐含在连接的权值上。在具体的供电过程中, 相关人员可以根据一定的算法, 对神经权 值进行调节, 以此来完成整个工作。

2.2基于专家系统的控制技术

基于专家系统的控制技术也是我国电力系统 自动化控 制的具体技术之一。在我国电力系统中, 专家系统 应用较广, 这一系统既包括处于警告状态或者紧急状态等特殊状态下的辨别能力, 同时也包括紧急处理能力, 系统还具有恢复控制 的能力。从实际情况来看, 专家系统虽然应用十分广 泛, 但是也存在一定的局限性, 这一点需要相关人士注意。

2.3面向对象数据库的技术

面向对象数据库的技术在近几年电力系统自 动化的发 展中越发成熟, 其具有的开放性、继承性、共享功能 和智能性, 使得该技术在其他领域也有着较为广泛的应用。当然, 在电力系统自动化建设上, 其毫无疑 问具有极 大的影响 作用。我们知道, 现代电力系统提供的供电服务, 主要建立在科学的调度 基础上, 而具体调度所依据的则主要是面向对象的数据库, 这样相关人员才能够据此作出决策。在这一过程中, 面向对象数据库技术就显示出了传统技术不可比拟的优越性, 其能够利用数据库的触发子系统, 对电力系统进行全面监控。可以 说, 数据库的建立和应用, 无论是在提高数据存储量方面, 还是在提 高输出效率、存储安全性方面, 都具有较为积极的意义。

2.4光互联技术

光互联技术主要是指光信号的连接技术, 这一技术丝毫不受电容性负载的影响, 这也是它具体的优点之一。除 此以外, 其也突破了平面的限制, 实现了在三维空间内相关数据的相互传输不受干扰。从实践来看, 这一技术直接解决了没有终端机的电互联线受临界线长短限制的问题, 也就实现了信号在系统内部传递信息速度加快的最终目的。

3结语

综上所述, 我国电力系统自动化控 制技术的 应用 , 已使我国电力系统的运营水平提升到了一个新的高度, 同时, 相关的控制技术也将继电保护提升到一个新的技术水平。正 是在这种条件下, 我国电力系统实现了安全可靠运行这一重要 目标。而伴随着人们的日常生活对电力的需求越来越大的现状, 对于电力系统自动化控制技术的相关研究, 也就还需要继续进行下去。

参考文献

[1]李小燕, 嵇拓, 李建兴, 等.电力系统自动化控制中的智能技术应用研究[J].华章, 2011 (16)

[2]唐亮.论电力系统自动化中智能技术的应用[J].硅谷, 2008 (2)

变电站综合自动化系统研究 篇5

刘欣宇

（开滦荆各庄矿业公司

河北唐山

063026）

摘要

随着计算机技术和网络技术的发展，变电站综合自动化技术也得到高速发展。变电站综合自动化技术实际上是利用计算机技术、现代通信技术，对变电站内的二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障滤波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。它的出现为变电站的小型化、智能化、扩大设备的监控范围、提高变电站安全可靠、优质和经济运行提供了现代化的手段和基础保证。它的运用取代了运行工作中的各种人工作业，从而提高了变电站的运行管理水平。

【关键词】

自动化

优化设计

智能化

第一章、绪

论

变电站综合自动化技术实际上是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术，对变电站内的二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障滤波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。1.1发展变电站综合自动化的必要性及意义

变电站作为整个电网中的一个节点，担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务。变电站的继电保护、监控自动化系统是保证上述任务完成的基础，变电站自动化是电网自动系统的一个重要组成部分。另外，随着电网规模不断扩大，新增大量的发电厂和变电站，使得电网结构日趋复杂，这样就要求各级电网调度值班人员掌握、管理、控制的信息量也大量增长，电网故障处理和恢复却要求更为迅速和准确，发展变电站综合自动化已经是大事所趋，作为变电站自动化系统，它应确保实现以下要求；

（1）实时检测电网故障，尽快隔离故障部分。

（2）采集变电站运行实时信息，对变电站运行进行监视、计量和控制。

（3）采集一次设备运行状态数据，供维护一次设备参考。（4）实现当地后备控制和紧急控制。（5）确保通信要求。1.2变电站综合自动化系统状况

现有的变电站有三种形式：第一种是传统的变电站；第二种是部分实现微机管理、具有一定自动化水平的变电站；第三种是全面微机化的综合自动化变电站。我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术，到70年代初，先后研制出了电气集中控制装置和集保护、控制、信号为一体的装置。具有代表性的有：北京四方公司的CSC2000系列综合自动化系统、南京南瑞集团公司的BSJ—2200计算机监控系统、上海惠安PC2000变电站自动化监控系统、南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS—9000系列综合自动化系统等。

目前变电站综合自动化技术在我国的应用范围，由电力系统的主干网、城市供电网、农村供电网扩展到企业供电网；其电压等级，由当初的35—110KV变电站，向上扩展到200—500KV变电站，向下延伸到10KV乃至0.4KV配电网络，几乎覆盖到全部供电网络。其技术涉及到自动控制、远动、通信、继电保护、测量、计量、在线监测、信号及控制等二次系统。

第二章、变电站自动化系统设计概述

自1987年我国自行设计、制造的第一个变电站综合自动化系统投入运行以来，变电站综合自动化技术已得到了突飞猛进的发展，结构体系也不断完善，技术日趋成熟。2.1变电站综合自动化的体系结构

变电站综合自动化采用自动控制和计算机技术实现变电站二次 系统的部分或全部功能。为达到这一目的，满足电网运行对变电站的要求，变电站综合自动化系统体系结构如图1所示。

调度控制中心变电站主计算机系统通信控制管理直流电源数据采集系统与控制电气计算自动装置继电保护辅助设施系统电量和非电量检测开关量信号采集操作控制线路保护主变和电容器保护母线保护图1 变电站综合自动化体系结构图

“数据采集和控制”、“继电保护”、“直流电源系统”三大块构成变电站自动化基础。“通信控制管理”是桥梁，联系变电站内部各部分之间、变电站与调度控制中心之间使其相互交换数据。“变电站主计算机系统”对整个综合自动化系统进行协调、管理和控制，并向运行人员提供变电站运行的各种数据、接线图、表格等画面，使运行人员可远方控制断路器分、合闸操作。“通信控制管理”连接系统各部分，负责数据和命令传递，并对这一过程进行协调、管理和控制。2.2变电站综合自动化的结构模式

变电站综合自动化系统的结构模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式三种。本次优化设计采用的是分布分散式结构。分布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即变电站层和间隔层。

该系统的主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，相互之间用光缆或特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的可靠性，比较好的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展。分布分散式结构框图如图2所示。

打印机运行工作站以太网电网调度中心操作控制中心通信控制器现场总线保护测控单元1#保护测控单元公用信号单元保护测控单元1#保护测控单元图2 分布分散式系统框图分布分散式结构的主要优点有；

（1）间隔级控制单元的自动化、标准化使系统适用率较高。（2）包含间隔级功能的单元直接定位在变电站的间隔上。（3）逻辑连接到组态指示均可由软件控制。

（4）简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积。（5）简化了变电站二次设备之间的连线，节省了大量连接电缆。（6）分布分散式结构可靠性高、组态灵活、检修方便。2.3变电站自动化系统设计所具有的功能

根据实际应用需要，本次所设计的变电站自动化系统具有以下主要功能：

一、监控子系统的功能

监控子系统取代了常规的测量系统，取代针式仪表；改变常规的操作机构和模拟盘，取代常规的告警、报警、中央信号、光字牌等；取代常规的运动装置等等。监控子系统功能有： 1.数据采集

数据采集有两种。一种是变电站原始数据采集。原始数据直接来自一次设备，如：电压互感器、电流互感器的电压和电流信号、变压器温度以及断路器的辅助接点、一次设备状态信号。变电站原始数据包括模拟量和开关量。另一种是变电站自动化系统内部数据交换或采集，典型的如：电能量数据、直流母线电压信号、保护信号等。

2.数据库的建立与维护

监控子系统建立实时数据库，存储并不断更新来自I/O单元及通信接口的全部实时数据；建立历史数据库，存储并定期更新需要保存的历史数据和运行报表数据。3.顺序事件记录及事故追忆

顺序事件记录包括；断路器跳合闸记录，保护及自动装置的动作顺序记录，断路器、隔离开关、接地开关、变压器分接头等操 作顺序记录，模拟输入信号超出正常范围等。事故追忆功能，追忆范围为事故前1分钟到事故后2分钟的所有相关模拟量值，采样周期与实时系统采样周期一致。4.故障记录 5.操作控制功能

变电站运行人员可通过CRT屏幕对断路器、允许远方电动操作操作的隔离开关和接地开关进行分、合操作；对变压器及站用变压器分接头位置进行调节控制；对补偿装置进行投、切控制，为了防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在设计时，保留人工直接跳、合闸方式，即操作控制有手动和自动两种控制方式。6.安全监视功能

监控系统在运行过程中，对采集的电流、电压、主变压器温度、频率等量要不断进行超限监视，如发现超限，立刻发出告警，同时记录和显示越限时间和越限值，另外，还监视保护装置是否失电，自控装置是否正常。7.人机联系功能

（1）CRT显示器、鼠标和键盘是人机联系的桥梁。（2）CRT显示画面，实时显示各种技术数据。

（3）输入数据，指输入电流互感器和电压互感器变比、保护定值和越限报警定值、自动控制装置的设定值、运行人员密码等。

8.打印功能 9.在线计算及制表功能 10.运行管理功能

运行管理功能包括：运行操作指导、事故记录检索、在线设备管理、操作票开列、模拟操作、运行记录及交接班记录等。

二、微机保护系统功能

微机保护系统功能是变电站综合自动化系统的最基本、最重要的功能，它包括变电站的主要设备和输电线路的全套保护：高压输电线路保护和后备保护；变压器的主保护、后备保护；母线保护；低压配电线路保护；无功补偿装置保护；所用变压器保护等。

各保护单元，除具备独立、完整的保护功能外，还具有以下附加功能：

1.具有事件记录功能。2.具有与系统对时功能。3.具有存储多种保护定值功能。4.具备就地人机接口功能。5.具备通信功能。6.具备故障自诊断功能。

7.具有满足保护装置的快速性、选择性和灵活性要求。

第三章、变电站自动化系统设计方案

本设计采用RCS—9600系列分布变电站综合自动化系统，此系统是南瑞继保电气有限公司为适应变电站综合自动化的需要，在总结多年从事变电站综合自动化系统开发、研究经验的基础上，运用新 技术、新规约推出的新一代集保护、测控功能于一体的新型变电站自动化系统。实用于高压和超高压等级变电站，满足35—500KV各种电压等级变电站综合自动化需要。3.1 RCS—9600系统构成

RCS—9600综合自动化系统整体分三层，即变电站层、通信层、间隔层，硬件主要由保护测控单元、通信控制单元和后台监控系统组成。其系统结构图如图

3、图4所示

工作站1#打印机1#工作站2#打印机2#以太网通信控制器调度通信现场总线硬件对时通信控制器保护测控单元电流、电压开关信保护测控单元电流、电压开关信保护测控单元电流、电压开关信保护测控单元电流、电压开关信图3 RCS—9600系统结构图1

计算机监控系统打印机五防工作站以太网电网调度中心操作控制中心通信控制器保护测控单元1#保护测控单元公用单元保护测控单元1#保护测控单元图4 9600系统结构图23.2 RCS—9600后台监控系统一、硬件部分

系统结构采用双机配置，其中两个工作站用于变电站实时监控，相互备用。主计算机系统通过两台通信控制器与变电站内的保护、测量相连接，实现变电站数据采集和控制，两台通信控制器互为备用，任一台出现故障，可自动切换，接替故障设备工作。图

3、图4两种配置软硬件平台完全一样。用户可随着变电站规模的扩大，逐步发展扩充原有系统。保护测控单元是硬件的主要部分，保护单元主要有交流插件、CPU插件、继电器出口回路、显示面板和电源及开入插件等模块构成。RCS—9600系列保护测控单元硬件典型结构如图5所示。

通信接口液晶显示面板交流插件板板出口继电器板交流电压 输入交流电流 输入控制电源手动操作去跳合闸线圈电源与开入板直流电源空接点信号输入

图5 保护测控单元硬件结构框图

二、软件部分

软件部分包括WingdowsNT/2000操作系统、数据库、画面编辑和应用软件等几个部分，如图6所示。

数据库生成器前置实时数据库计算数据库 保 护 操作票历史数据库事件库事故追忆库滤波数据库 画 面 画面库报表曲线报警事件事故追忆滤波画面编辑器

图6 监空控系统软件结构图

软件平台为WingdowsNT/2000操作系统，提供数据库ANSI标准SQL接口，适用工业标准的TCP/IP网络构成分布网络结构，采用面向对 象的VC++语言编程，系统具有广泛的实用性和可移植性。三.保护测控单元装置

RCS—9600系列保护测控单元主要有：电源自投保护测控单元、变压器保护测控单元、线路保护测控单元、公用信号测控单元、通信控制单元等组成，完全可以满足整个电网系统的各类保护需要。电源自投保护装置适用于图

7、图8两种连接方式，假定两台主变压器分列运行或一台运行一台备用。

（1）若正常运行时，一台主变压器带两段母线并列运行，另一台备用，采用进线（变压器）备自投；若正常运行时，两段母线分列运行，每台主变压器各带一段母线，两段母线互为备用，采用分段备自投。

（2）若正常运行时，一条进线带两段母线并列运行，采用进线备自投；若正常运行时，两段母线分列运行，每条进线带一段母线，两段母线互为备用，采用分段备自投。

号主变号主变

图7 备自投接线方式1

号进线号进线

图8备自投接线方式2 以上是电源自投保护测控单元控制原理，其他保护单元在此不做详细叙述。

第四章、结 束 语

随着计算机技术、电子技术和网络技术的发展，变电站综合自动化技术将得到更快的发展。未来的变电站自动化系统也将更完善成熟，逐步实现变电站的小型化、智能化、无人职守化、提高变电站安全可靠、优质和经济运行；提高变电站的运行管理水平，更好的服务于社会经济建设。

参考文献

【1】王远章、徐继民等，《变电站综合自动化现场技术与运行维护》.第一版.北京.中国电力出版社、2004.9 【2】郑文波、阳宪惠等，《现场总线技术综述》第一版.北京.机械与电子出版社.1997 【3】胡穗延.《全矿井综合自动化控制系统》，第一版、北京、清华大学出版社、1998 【4】祝龙记、王汝琳等，《变电站分布式智能控制系统》.第一版.北京.工矿自动化.2003 【5】张全元.《工厂供电》.第一版.北京.机械与电子出版社.2003

浅谈对电力系统中自动化的研究 篇6

【关键词】　电气 自动化 变换器 系统

前言

电气自动化专业在我国最早开设于50年代，名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整，但由于其专业面宽，适用性厂，一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录，它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。

随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展，原有的电力传动（电子拖动）控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且，电力拖动控制已经走出工厂，在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统，下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。

1全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管

50年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件，在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起，相继出现了全控式器件——　GTR、GTO、P—MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流／电压定额和开关时间的不同，各种器件各有其应用范围。

GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题，使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上，这也使得电路比较复杂，难以掌握。

GTO是一种用门极可关断的高压器件，　它的主要缺点是关断增益低，一般为4～5，这就需要一个十分庞大的关断驱动电路，且它的通态压降比普通晶闸管高，约为2～4.5V，开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因，前者约为500A/u　s，后者约为500V/u　s，这就需要一个庞大的吸收电路。

由于GTR、GTO　等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流，因而使门极控制电路非常庞大，从而促进厂新一代具有高输入阻抗的MOS结构电力半导体器件的一切。功率MOSFET是一种电压驱动器件，基本上不要求稳定的驱动电流，驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流，而关断时提供放电电流即可，因此驱动电路很简单。它的开关时间很快，安全工作区十分稳定，但是P—MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大，这就给制造高压P—MOSFET造成了很大困难。

IGBT是P—MOSFET工艺技术基础上的产物，　它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P—MOSFET低，但比GTR快　其通态电压降与GTR相拟约为1.5～3.5V，比P—MOSFET小得多，其关断存储时间和电流I、降时间为别为0.2～0.4　u　s和0.2～1.5　s，因而有较高的工作频率，它具有宽而稳定的安个工作区，较高的效率，驱动电路简单等优点。

2.变换器电路从低频向高频方向发展

随着电力电子器件的更新，由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时，直流传功的变换器主要是相控整流，而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后，更多早采用PW　M　变换器了、采用PW　M　方式后，提高了功率因数，减少了高次谐波对电网的影响，解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。

但是PW　M　逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上，使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题，一种方法是提高开关频率，使之超过人耳能感受的范围，但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断，开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。

1986年美国威斯康星大学Divan教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上，电力电子器件是在高电压下进行转换的“硬开关“，其开关损耗较大，限制了开关在频率上的提高。而谐夺式直流环逆变器是把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上，使电力电子器件在零电压或零电流下转换，即工作在所谓的“软开关”状态下，从而使开关损耗降低到零。这样，可以使逆器尺寸减少，降低成本，还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此，谐振式直流逆变器电路极有发展前途。

3.交流调速控制理论日渐成熟

矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式，把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来，分别加以控制。这种解藕，实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式，这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向，且其性能易受转子参数，特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性，使得实际的控制效果难于达到分析的结果。

大致来说，直接转矩控制，用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节（Band—Band控制）产生PwM　信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换与电动数学模型的简化处理，大大减少了矢量控制中控制性能参数易受参数变化影响的问题，没有通常的PW　M　信号发生器，其控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理物理概念明确，转矩响应迅速，限制在一拍之内，且无超调，是一种具有高静动态性能的新型交流调速方法。

結束语

随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展，原有的电力传动（电子拖动）控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且，电力拖动控制已经走出工厂，在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统，仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。

电力系统自动化的维护研究 篇7

关键词：电力系统,自动化,维护,研究

1 电力系统自动化维护必要性与要求

1.1 电力系统自动化维护必要性

电力系统的发展与电力市场需求的变化、相关通信技术、自动控制技术与电力技术的开发与应用息息相关, 电力系统自动化是电力产业向科技化、信息化、自动化发展的重要产物。电力系统自动化的引入与应用是实现电力企业运行环节规范化、标准化管理的基础, 高效的电力系统自动化运行与管理能够显著提升电力企业高效的内部运行与控制, 在优化企业内部运行管理控制的同时, 有效提升系统运行管理效率、降低各环节运行管理成本, 帮助企业在激烈的市场竞争中立足与发展。电力系统自动化运行中常在数据处理、设备安装与运行过程中出现不同程度的问题, 系统自动化维护工作应紧跟自动化发展步伐, 确保电力系统正常、高效运行。

1.2 电力系统自动化维护要求

当前, 我国电力系统自动化维护工作主要针对数据处理、信息读取等软故障类问题及设备安装、设备运行等硬故障类问题着手进行维护工作。电力系统自动化维护工作首先应确保系统安全, 着重从系统病毒防护与黑客防护两个方面进行;其次, 以远程维护为主的电力系统维护工作应注重数据的合理处理, 并根据数据处理要求给予相应的网速保障。

2 电话拨号远程技术维护

电话拨号是当前电力系统远程维护的主要方式之一, 具有明显的经济优势和快捷方便的特点, 然而, 电话拨号式的电力系统自动化远程维护方式也存在速度慢的弱点。电力企业在利用电话拨号远程技术进行系统自动化维护时, 应扬长避短, 将电话拨号处理方法经济、便捷的优势有效与其他处理方式快速的特点相结合, 通过以下几种途径实现电话拨号维护工作:

2.1 振铃遥控电路处理。

设立合理的驱动遥控系统, 预设有权用户信息, 专门负责接收有权用户发出的故障信息, 通过对电话信息的提取分析, 驱动系统既有的遥控电路, 方便实现系统自动化维护。

2.2 手机短信遥控电路维护。

设立合理的驱动遥控系统, 预设有权用户信息, 专门负责接收有权用户发出的短信故障信息, 系统自动匹配短信内容与系统预设故障内容, 当两者内容相符时, 则驱动系统既有的遥控电路, 方便实现系统自动化维护, 并回复相关处理信息。

2.3 DTMF拨号遥控电路维护。

DTMF拨号维护方式的核心是DTMF信号, 此种信号由高音组和低音组各4个音频信号组成, 采用8中取2的方式, 从高低两组中各取一个音频信号复合而成, 共可组成16个编码信号。当用户拨号通过验证后, 系统则根据既定的DTMF编码拨号遥控实现维护。

2.4 告警信息采集与回传。

此种方法使用单片机电路实现系统自动化维护, 电路接口通过上沿触发与下沿触发的方式以适应不同类型的传感器, 在接到告警信息之后, 通过电路回传报警短信息至系统主机及相关维护站点。

2.5 远程电话控制。

远程电话维护方式主要通过GSM手机电路、单片机处理电路、继电器隔离、驱动板、工作电源与后备电池、代码数字转换电路, 接B电路组成的系统完成系统自动化维护工作。

3 以太网远程技术维护

以太网维护模式主要通过光纤收发器与以太网卡的安装与利用, 组成光纤通道, 并通过光纤通道的有效运行实现系统自动化维护工作。以太网电力系统自动化维护模式具有网络速度快、安全可靠、网络连接点对点的优势, 电力企业应充分认识到以太网的这一优势, 积极引入计算机控制软件, 有效联合以太网与电话拨号两种处理方式的优势, 实现高效、安全、可靠、便捷、低成本的电力系统自动化维护工作。

4 接地防雷系统维护

电力系统自动化维护工作需要严格、科学的防雷工作给予支持。工作中, 既要通过有效的接地实现防雷目的, 又要通过相应的防雷设备的安装与运行辅助实现电力系统自动化的防雷工作。接地防雷工作中, 应明确电压值与接地电阻值之间的关系, 通过多种途径降低接地电阻, 以将电压控制在一定的范围内。系统自动化维护部门应采取“整体防御、综合治理、多重保护”的方针, 在严格依照电力系统运行实际情况及系统避雷特点进行接地处理的基础上, 将金属氧化物制成的避雷设备安装于系统配电变压器高低压两侧, 同时进行三点联合接地处理。根据系统自动化运行实况与电网规模, 选择性地为系统配备网络防雷器, 尽量选用安全、可靠、维护方便、符合系统运行特点的装置。

5 电力系统自动化维护实践分析

电力系统自动化维护模式多种多样, 当前常用的有电话拨号与以太网两种处理方式。此处以电话拨号方式为例, 来具体分析远程电话控制在电力自动化系统的远程维护中的实践应用。

某省供电公司利用电话远程控制技术, 建立并完善了“电力系统8动化设备远程电话控制模块”, 并将其成功地应用于自动化系统的远程维护中。电话控制模块采用了电话呼叫、短信、单片机智能控制与DTMF拨号编码技术, 利用了中国移动与中国联通GSM网络, 共同组建电话远程控制模块, 有效实现了系统远程遥控、远程诊断、维护信息处理、信息记录等功能, 同时通过多个接口与驱动部件的辅助, 有效实现了自动化设备远程复位与开关机等功能, 全面实现智能系统控制。

可见, 以远程电话控制为主的自动化远程维护方式的开发与利用, 能有效实现电力系统自动化远程维护, 帮助电力自动化系统安全、稳定、高效运行。

6 结语

电力系统自动化改革与通信技术、自动控制技术与电力技术共同发展的新时期, 电力系统自动化维护工作日渐复杂, 系统自动化维护理念与维护方法也应随系统自动化与相关技术的发展及时转变, 当前, 电力企业应着重从远程维护入手, 加强自动拨号远程技术维护、以太网远程技术维护、接地防雷系统维护、应用软件维护等方面的维护工作, 切实提升电力系统自动化运行质量与运行效益。

参考文献

[1]郎建辉.可移动的电力系统监视和维护[J].机器人技术与应用, 2001, (6) :36-39.[1]郎建辉.可移动的电力系统监视和维护[J].机器人技术与应用, 2001, (6) :36-39.

[2]钟艳华, 陈炳.电力调度自动化系统高级应用软件的维护[J].广西电力, 2007, 30 (4) :35-37.[2]钟艳华, 陈炳.电力调度自动化系统高级应用软件的维护[J].广西电力, 2007, 30 (4) :35-37.

[3]李明珍, 李雨舒, 谢宇昆等.通信自动化通道故障分析与维护[J].电力系统保护与控制, 2009, 37 (23) :167-169.[3]李明珍, 李雨舒, 谢宇昆等.通信自动化通道故障分析与维护[J].电力系统保护与控制, 2009, 37 (23) :167-169.

[4]黄伟, 钱奇, 刘军, 等.调度自动化系统开放式数据维护模型[J].电力系统自动化, 2008, 32 (2) :63-66.[4]黄伟, 钱奇, 刘军, 等.调度自动化系统开放式数据维护模型[J].电力系统自动化, 2008, 32 (2) :63-66.

[5]徐兵.电力调度自动化系统高级应用软件 (PAS) 在庆阳电网中的应用[C].//甘肃省电机工程学会2011年学术年会论文集.2011:840-846.[5]徐兵.电力调度自动化系统高级应用软件 (PAS) 在庆阳电网中的应用[C].//甘肃省电机工程学会2011年学术年会论文集.2011:840-846.

电力系统电网调度自动化研究 篇8

一、实施电网调度自动化的意义

(一) 提高供电质量

电网调度自动化能利用各种终端系统, 实现对电网运行过程中电压、频率、负荷、潮流等数据变化的实时监控, 并通过对电网中各类设备运行的动态调整, 从而使无功功率趋向于平衡, 并保证主设备的位置状况及各种指标能符合标准规定, 从而有效提升供电质量与供电安全。

(二) 提高供电可靠性

由于导致电网故障和异常情况发生的因素非常复杂, 且发生过程非常迅速, 如果不能及时预测、判断和处理各类电网故障, 不仅可能危害到人身及设备的安全, 甚至会引发电网的大面积崩溃瓦解, 造成大面积停电事故, 给国民经济带来巨大的损失。

通过电网调度自动化技术的应用, 一方面能对复杂的电力网络及设备进行实时的状态监控, 当故障发生后能及时对故障原因、故障发生地点进行判断及分析, 从而使运行人员能及时的处理故障;另一方面, 调度自动化技术还能通过馈线自动化的故障隔离, 以及故障区域的供电恢复, 以极大的减少停电时间和停电范围, 这都有效保证了供电的可靠性。

(三) 提高了供电的经济性

在对电网进行安全监控的基础上, 通过电网调度自动化技术, 还能进行电网的拓扑分析、状态估计、潮流计算以及负荷预测等多种功能, 以实现电网运行的经济调度, 从而达到降低供电损耗, 节省能源, 多发电和多供电的目的, 有效提高供电的经济性。

二、电网调度自动化的功能及应用

(一) 电网调度自动化的分层控制应用

随着近年来我国电力网络的逐步扩大, 在全国范围内已形成了东北电网、华北电网、西北电网、华中电网、华东电网以及南方电网这六个跨省市的大型区域电网。而基于这样庞大的电力网络, 为保障大型电力网络之间的能量交换, 必须实现自动化的分级控制与管理。目前, 我国电网的自动化分层控制主要分为5级, 分别为国家电网调度自动化系统、大区电网调度自动化系统、省级电网调度自动化系统、地市级电网调度自动化系统、县级电网调度自动化系统, 如图1所示。

如图1所示, 我国电网通过实施分层自动化管理, 各层次之间的调度自动化系统通过数据信息的分层采集、逐级上传, 以保证整个电力网络的经济、安全和可靠运行。以国家电网调度自动化系统和大区电网调度自动化系统为例, 其主要功能和特点有:

1国家电网调度自动化系统。在该级系统中通过通信技术与网络技术, 与大区电网调度系统之间相连接, 以协调和控制大区电网的潮流分布与运行方式, 并且实时监控与管理全国电网的运行状况。其功能主要包括:

一是收集和整理大区域电网和相关省网的数据信息, 实时监控全国电网和大区重点电网的运行工况, 并进行数据统计分析和相关报表生成;二是进行全国电网的潮流分析、短路电流分析、稳定电流分析以及电网的经济分析等, 并通过数据通信技术和计算机技术, 以校核数据传输的正确性, 并对所收集信息进行处理, 提出全国电网长期安全经济运行的对策。

2大区电网调度自动化系统。在该级系统中根据统一调度和分级管理的原则, 对东北电网、华北电网、西北电网等各大区电网的安全运行、用电计划负责, 以提高供电的质量和安全、经济运行的水平。其功能主要包括:

一是进行各大区电网的数据采集、经济调度、实时监控与安全分析等多项功能;二是进行大区电网的负荷预测、经济调度分配以及自动发电控制等功能, 并进行省级电网和地市级电网的供电量和受点量的计划编制与分析;三是进行大区电网的潮流分析、短路电流分析、稳定电流分析以及电网的经济分析等, 并对数据进行上传或下传。

(二) 电网调度自动化的具体功能应用

根据各级电网的具体情况, 可以采取不同功能、不同档次及不同规格的电网调度自动化系统。目前, 最为基本的是监视控制与数据采集系统 (SCADA) , 其功能主要包括了数据采集、信息显示、远方控制、远程监控、数据计算等;而另外一些系统则是在SCADA的功能基础上, 在额外添加了部分功能, 例如自动发电控制 (AGC) 、经济调度 (EDC) 等等。

目前, 电网调度自动化中功能最为完善的一种系统被称为能量管理系统 (EMS) , 它能够将SCADA系统、AGC系统、EDC系统的功能融为一体, 以实现电网的网络分析、数据采集、数据监控以及自动发电控制等多种分散的功能进行有机的结合, 并进行统一化的管理, 为我国电力系统电网调度自动化水平的提升与发展创造出了有力的条件。EMS调度自动化系统的主要应用功能, 集中在以下几个方面:

1网络拓扑分析

网络拓扑分析也被称为网络接线分析, 它是根据电网一次接线图以及开关闭合状态, 来确定电网节点与支路之间的连通关系。利用网络接线分析, 不仅能给出系统中各子系统的拓扑结构, 而且还能对网络元件进行跟踪着色, 用直观、形象的方式来表现出各网络元件的运行状态以及网络各节点间的连通性。由于网络拓扑分析是其它应用功能的基础, 要求其分析软件必须反应快速, 运行安全可靠。

2状态估计

利用SCADA系统进行全电网实施数据收集和汇总时, 其数据汇总得到的SCADA数据库往往存在以下缺陷:一是部分设备的运行参数无法测量, 导致所收集数据的不全面;二是数据采集和转换环节容易存在误差, 导致数据不精确;三是因滤波或干扰编码等, 造成所收集数据错误;四是因各种误差的存在, 导致数据计算分析的不准确。

正是由于SCADA实时数据库所存在以上缺点, 近年来广泛采用了EMS系统的状态估计功能, 以提高数据收集的质量与可靠性。状态估计作为一种计算程序, 它不仅能够根据最佳估计准则以及网络方程, 并通过网络拓扑分析结构, 对所收集进行计算, 从而得出与系统真实状态最接近的数值;而且还能对错误数据进行有效的辨识与检测, 以及时删除或改正错误数据, 从而提高了所收集数据的准确度与可靠性。

3潮流计算

潮流计算是保证电网稳态运行的重要计算功能, 它能根据整个电网的运行条件、网络拓扑分析结果以及相关设备的运行参数, 对各母线电压、各电力元件功率以及整个电网功率损耗等运行状态数据进行求解。电力系统运行调度人员, 则可以根据潮流计算结果, 对当前电网供电方案、运行方式进行对比分析, 从而制定出最合理、经济的电网运行方案。

4负荷预测

EMS系统主要负责对电网过去、现在及未来三类数据信息的收集与分析, 其中未来数据信息就主要来源于电网的负荷预测。负荷预测主要可分为系统负荷预测以及母线负荷预测这两类, 它作为EMS系统的主要功能模块, 对于整个电网的经济运行以及安全控制都是非常重要的。近年来, 我国各省、市、地区的电力管理部门都非常重视电网的负荷预测, 并通过不断提高负荷预测的精度, 以提高电网运行的安全性与经济性。

三、对电网调度自动化技术的发展展望

我国电力系统电网调度自动化技术的研究与应用工作, 最初起始于20世纪70年代。经过多年以来的发展与应用, 相关技术的应用已逐步实现了实用化与商业化。目前, 我国已有38个省市的电网调度中心建立了较为完善的SCADA系统或者EMS系统。

自2009年开始, 国家电网公司提出了建设智能电网的发展战略, 要求电网应当以坚强网架为基础, 以电网调度自动化系统为技术支撑平台, 以实现电网的信息化、自动化与互动化特征, 这也进一步推动了我国电网调度自动化技术的发展与应用。可以预见电网调度自动化技术在未来的发展趋势是:

一是能更加适应坚强智能电网的发展需要, 并不断开发出与之相适应的分析功能与决策功能, 能够更好的辅助调度人员实时监控与智能控制;二是电网调度自动化技术在未来将更加标准化、开放化, 以不断适应新技术的发展需要, 并能更好的满足各级电网调度中心的信息数据交互和融合的需要。

结语

本文从实施电网调度自动化的意义出发, 并着重就电网调度自动化在电力系统中的应用与发展进行了研究与探索。随着电力系统电网调度自动化技术的应用与发展, 它不仅已成为了各省、市地区电网调度工作的重要技术工具与分析手段, 而且明显提升了电网的调度运行水平, 对保障整个电力系统的经济、安全运行都起到了非常重要的作用。

参考文献

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[2]李海燕.地区电网调度自动化EMS系统设计规划研究[J].科技与生活, 2014 (07) .

[3]周全仁.现代电网自动控制系统及其应用[M].北京:中国电力出版社, 2012.

电力系统配网自动化技术的研究 篇9

国家电网提出的智能配网计划, 其建设工程主要包括配电网网架建设和改造、配电网自动化试点和实用化、分布电源的介入与控制、配电网系统的互动应用等。自动化技术的功能主要是自动处理一些突发状况等, 其能够识别电力系统中一些线路问题, 如果线路出现短路等情况, 该技术则会以最快的速度对其进行控制, 将短路区域与其它正常线路隔离开来, 并利用备用的线路进行重组, 恢复正常供电。

电力系统配网自动化技术应用如图1所示。

2 我国目前配电网自动化技术应用中的问题

(1) 政府投入力度不大。我国的电力系统对输电网的投资非常大, 有部分用于电力系统建设的资金都投入到了输电网络的建设中, 因此, 对于配网投入的力度并不大。

(2) 应用设备的不足。当电力系统在运行时, 如果出现配网故障, 基于自动化技术的管理系统能够对其进行及时处理, 并根据故障进行控制。但系统常处在不稳定的情况下, 故障的处理达不到绝对及时和有针对性的要求, 并且不能够很快找出故障原因, 使配网系统出现较大的问题。

(3) 运行过程的不足。配网自动化在大多数电力系统中的运用并不成熟, 正处于逐步适应的阶段, 该技术对系统、设备的要求较高, 许多地方的电力设备还没有跟上, 自动化技术的功能没有完全发挥出来, 而且基于该技术下系统运行的稳定性还有待加强。当故障发生后, 该技术对故障的隔离效果还不够明显, 容易造成电力系统的暂时瘫痪。因此, 基于配网自动化技术的电力系统还需要更多的网络技术、信息技术的支持, 只有这样, 它才能够将自动化技术的智能特点完全发挥出来。

(4) 技术人员缺乏。我国于电力系统配网建设中使用的技术人员不多, 该方面的人才目前是十分缺乏的, 这也是对配网资金投入力度较小所致。相关电力企业对该领域技术人员的培训工作也没有到位。

3 改进措施

(1) 加快改造电力配网系统。在建设电力系统配网时, 要对整个电力系统的工作范围进行确定, 并且针对不同的区域设计不同的电网, 保证设计的电网能够满足用户的需求, 并使供电过程更加稳定。电力系统配网自动化的实现对整个电网的优化起到了至关重要的作用, 为电网高质量及高速供电提供了条件, 因此, 加快改造电力系统配网是当务之急。

(2) 建立有效硬件支持及管理支持。在原有电力系统的基础上, 加强硬件支持, 能够使系统更加稳定。系统能够针对电力系统运行过程中可能出现的故障进行屏蔽, 这需要先进的硬件支持系统及修复系统来完成。这两个系统能够对电力系统进行双面控制, 一方面从根本上避免故障的发生, 另一方面从结果上对故障进行处理、修复。硬件系统能够对电力系统运行中产生的一些数据进行收集, 并加以对比分析, 找出其规律并总结出电力系统运行中存在的问题, 然后在设计过程对系统进行完善, 以避免故障的产生。另外, 该系统通过对数据的收集还能够判断线路产生故障的可能。

管理修复系统的支持使电力系统在整个运行过程中都得到监控, 以保证产生故障时能够及时对其进行处理。管理修复系统工作原理如图2所示。

(3) 完善自我诊断功能。

只有拥有较好的自我诊断的能力, 电力系统才能够在运行过程中针对突发故障进行及时处理, 并迅速定位故障。电力系统需要结合各种信息技术及计算机技术, 来完善其自身的供电能力, 使电网的运行更加智能、稳定, 避免配网工作故障带来的供电问题, 保障用户的正常用电需求。

参考文献

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[8]阎洁.丰台供电公司配网自动化方案设计与实现[D].北京:华北电力大学, 2013

[9]阎阳.配网自动化通信技术的研究[D].北京:华北电力大学, 2011

电力系统自动化研究 篇10

1 电力系统的运行概述

1.1 电力系统的运行方式

电力系统的运行方式的分类是在安全性、经济性和维修要求的基础上, 根据短路阻抗值得大小分为最小和最大两种运行方式。在实际的电力系统运行中, 这两种运行方式是可以根据实际的工作需求进行转换的。当电力系统的阻抗值最大时, 被称为最小运行方式, 此时的短路电流量为最小, 因此这种运行方式主要用于机电保护装置灵敏度的校验。反之当电力系统的阻抗值最小时就是最大运行方式, 这种方式主要用于开关电器稳定性的校验。

1.2 影响电力系统运行的因素

就目前对电力系统的分析而言, 有很多因素都在影响着它的安全运行。可以简单的归纳为这三种因素:人为因素、设备故障和自然环境因素, 其中自然因素是最常见和最主要的因素。在日常的维修中无意拉断开关等都属于人为因素;设备设计不合理或线路老化等则属于设备故障因素;在检查读设备的时候, 设备在没有遵循正常程序的情况下就退出了系统, 这就会使得设备出现暂态电压的问题, 进而导致击穿固体绝缘, 这也是十分危险的情况;而暴雨、大风、海啸等引起的电力系统阻断和损坏就属于自然环境因素。在电力系统的运行中, 应该尽量避免人为和设备因素引发的安全事故。

1.3 电力系统的设计应该考虑的因素

在设计电力系统的时候, 需要充分考虑各种因素, 这主要是因为输电线路以及设备的分布都较为广泛, 自然因素仍然是决定电力系统运行安全的一个关键因素。例如在云心过程中, 雷电会影响架空路线, 暴风雨会影响输电线路。而且当雷击中架空路线的时候, 雷电会通过接地线流入大地, 虽然对电力系统的安全运行不会产生严重的影响, 但是当雷电击中了输电线路, 就会导致线路的高暂态电压出现, 进而引发绝缘子串闪络, 进而影响电力系统的运行, 因此在设计中要对这些因为加以着重考量。

2 自动化调度系统和电力系统的运行

2.1 电力自动化调度系统的发展

自动化调度系统对于整个电力系统安全运行而言有着重大的历史意义。二十世纪70年代首次出现了专用机自动化调度系统, 其后自动化调度系统还经历了四个阶段的发展, 在八十年代和九十年代分别出现了双机热备用系统和分布式系统, 最终由专用发展为通用、由集中发展为分布、由数据采集到实时监测, 目前我国还率先开发了处于国际先进水平的“图模库一体化”建模技术, 现代化自动化调度系统除了要对IEC61970的公共信息模型以及可缩放矢量图形标准加以遵循以外, 还能够扩展一系列的应用软件功能, 例如实现了网上浏览操作以及远程维护等。

2.2 电力系统安全运行与自动化调度系统

自动化调度的发展是电力系统安全运行的关键, 随着电力系统的发展对自动化调度系统的要求也越来越多。例如随着电网规模的不断扩大, 互联性能的不断增加, 这就要求自动化调度系统能够对大量的数据和信息进行采集和分析, 不仅能够将动态、静态和暂态结为一体进行分析处理, 还要实现一次和二次系统的同步建模与数据采集分析。未来的自动化调度系统还要将市场中的实际用电量和电网信息进行分析处理, 确保经济和物理上的稳定性。此后电力系统动态行为将不断复杂化, 规模也会越来越大, 以往的管理系统将不能满足现代化的发展需求, 因此自动化调度系统应该由单一的监控分析发展为安全协调和广域保护为一体的综合型系统。

3 自动化调度系统的发展趋势

未来自动化调度系统的发展不仅要满足特高压电网的需求同时还要满足全国互联大电网的发展需求, 它将是集市场化、标准化、数字化和智能化为一体综合性系统。智能化是指对电力系统元件实现控制一体化;标准化则是指实现相关应用软件的即插即用, 就目前而言智能化和标准化都还有待研究和提高。例如智能预警、调度技术的优化和对事故的处理都属于智能化调度研究的范畴, 这一技术实现的真正目的就是能够大范围的预防和处理电力系统故障, 避免造成重大事故。而数字化则包含了信息、通信、管理和决策等四个方面, 其中信息数字化包含有两个方面, 分别是信息的共享以及数据的集成, 其数据的集成就是将各种信息的模拟信号转化为数字信号, 这不仅能对系统的实际运行情况加以直接具体的反映出来, 还能够确保其管理和决策在一定程度上的准确性。其智能化就是将电力系统中的元件保护紧急、解列以及恢复控制集于一体, 标准化则是指相关应用软件满足即插即用目标的实现。市场化是指未来自动化调度系统应该增加对市场环境下电网安全性分析的功能, 进而满足电网在线输电能力和运行安全稳定性的计算分析。

4 结束语

综上所述, 我们不难看出自动化调度系统的发展是特高压电压网的发展需求, 充分了解、认识和掌握自动化调度系统将对电力系统的安全运行起着重要的作用。与此同时增加对电网系统安全性分析的功能, 实现安全稳定和输电能力的计算是自动化调度系统的发展条件。目前人工智能技术和社会信息技术的发展, 在一定程度上为自动化调度系统的发展提供了绝对优势。所以我们有理由相信, 自动化调度系统通过不断的发展和完善, 将会在更大规模的电力系统中扮演着重要角色, 得到更好的运用。

参考文献

[1]窦瑞娟.自动化调度系统与电力系统的运行分析[J].产业与科技论坛, 2012, 13:87-88.

[2]任勇.电力系统自动化调度策略及影响因素研究[J].科技创新导报, 2013, 32:11-12.