電力系統自動裝置的現狀與發展

『壹』 電氣系統自動化歷史與現狀

答:近年來，我國經濟的不斷發展以及城市化進程的不斷加快，人們的生活水平不斷提高，用電的需求量更是日益增長。在信息技術快速發展的情況下，我國一直致力於電力系統自動化技術的發展和創新，盡可能地提高電力系統的自動化技術水平，從而為電力系統的長期、高效和穩定運行創造有利條件。文章就電力系統自動化技術發展的現狀及未來的發展方向進行了分析和探討。

『貳』 電力系統調度自動化的發展歷史

你想具體了解什麼？到80年底初期還談不上電力系統調度自動化，那時電網專調度全靠電話聯系，省調屬、市調調度室都只能看見系統頻率。80年代後期，大力發展遙測遙信，調度室裡面逐步可以看到主要線路潮流和主要電廠出力。90年代開始計算機聯網，電力調度開始進入計算機化，提高了辦公效率。90年代後期，電力系統調度正在開始自動化，調度員在調度室就可以設定主力機組的發電曲線，自動調頻調壓也長足發展。繼電保護及自動化裝置不斷完善，變電站普及無人值班。現在肯定更加先進了，不過咱們退休了。

『叄』 電力系統自動化的發展趨勢

電力系統分為五大環節，其自動化應用與傳統工作模式相比，能夠大幅縮減工人運作成本。隨著自動化技術的推行與應用，電力系統運作效率更為高效。自動化系統一般將其應用於控制中心，用以調節電力系統內部操作結構與模式。同時現代化的控制中心可以提供電力系統更為精準的電力控制，從而全面監控電路系統運作狀況。自動化系統一般從控制中心呈輻射線狀網路鋪蓋整條電路系統，全面且立體化的網路覆蓋設置，可以確保相應的電路系統信息傳遞更為精準、更為高效。

（二）當前電力自動化技術應用范圍

1.電網的自動調節與配比

電力系統自動化設備與應用范圍比較廣泛。隨著計算機技術自動化的普及，電力供應模式早已摒棄傳統的單一電路管理方式，而是利用自動化設備對電力線路選擇進行最優擇取。不僅有效提高了電路系統自動化控制水平，還提高了智能化在電路系統應用的進程腳步。電網自動化調節與配比，正是其主要應用和價值體現的所在。利用自動化技術能夠有效控制與採集電力生產數據，通過自動監控與評估系統，能夠使工作人員在PC終端掌握電路生產情況，以及電壓情況。最終可以確定各項設施的工作效益，保障電廠電力供應能力一直處於穩定且高效狀態。

2.電力系統變電站技術

在電力系統中，變電技術是其核心價值及工作重要環節。作為電力轉換承軸，變電站電力變壓技術主要為高壓電轉化為低壓電，及低壓電轉化為高壓電兩種電力轉化模式。變電技術的核心設備是變壓器，通過變壓器能有效轉變與控制電路電壓，確保工作更為安全穩定。另外變電站技術的自動化進程可提升線路穩定和數據實時傳輸，確保數字化發展進程更為有效。對於電網調度的自動化也能起到一定積極影響。可以說變電站的應用與發展是電力系統發展核心關鍵，也是重要基礎步驟。

二、電力系統自動化技術發展的現狀

我國的電力系統自動化技術在建國之初就有了初步的發展，並保持了快速的發展趨勢，互聯網技術和計算機計技術的迅猛發展為電力系統自動化技術的發展提供了巨大的技術支持。

（一）自動化技術在電網調度中的應用

電網調度的現代化自動控制系統以計算機技術為核心，計算機技術對電力系統的實時運行信息進行監測、收集和分析，並完成系統操作的高效進行。電網的調度自動化操作，通過自動控制技術的應用，實現電網運行狀態的實時監測，確保了電網運行的質量和可靠性，實現了電能的充分供應，使人們的需求得到滿足。

自動化技術應用的同時，將能源損耗達到最低，確保了供電的經濟性和環保性，實現了電能的節約。

『肆』 電力系統自動裝置的作用

電力系統自動裝置的作用是防止電力系統失去穩定、避免電力系統發生大面積停電。

電力系統常見的自動裝置有：

1、發電機自動勵磁-自動調節勵磁。同步發電機為了實現能量的轉換，需要有一個直流磁場而產生這個磁場的直流電流，稱為發電機的勵磁電流。根據勵磁電流的供給方式，凡是從其它電源獲得勵磁電流的發電機，稱為他勵發電機，從發電機本身獲得勵磁電源的，則稱為自勵發電機。

2、電源備自投（BZT）---備用電源自動投入。備自投是備用電源自動投入使用裝置的簡稱，應急照明系統就是一個備自投備自投的電源系統。備用電源自動投入使用裝置通常採用繼電接觸器作為蓄電池自投備的控制。當主電源故障，繼電接觸器控制系統的控制觸頭自動閉合自動將蓄電池與應急照明電路接通。

3、自動重合-自動判斷故障性質，自動合閘。自動重合閘裝置是將因故障跳開後的斷路器按需要自動投入的一種自動裝置。

4、自動准同期---自動調節，實現准同期並列。自動准同期是利用頻差檢查、壓差檢查及恆定導前時間的原理，通過時間程序與邏輯電路，按照一定的控制策略進行綜合而成的，它能圓滿地完成准同期並列的基本要求簡稱AS。

5、還有自動抄表，自動報警，自動切換，自動開啟，自動點火，自動保護，自動滅火，等等。

(4)電力系統自動裝置的現狀與發展擴展閱讀：

電力系統中裝設的反事故自動裝置：

①繼電保護裝置：其功能是防止系統故障對電氣設備的損壞，常用來保護線路、母線、發電機、變壓器、電動機等電氣設備。按照產生保護作用的原理，繼電保護裝置分為過電流保護、方向保護、差動保護、距離保護和高頻保護等類型。

②系統安全保護裝置：用以保證電力系統的安全運行，防止出現系統振盪、失步解列、全網性頻率崩潰和電壓崩潰等災害性事故。系統安全保護裝置按功能分為4種形式：

一是屬於備用設備的自動投入，如備用電源自動投入，輸電線路的自動重合閘等；

二是屬於控制受電端功率缺額，如低周波自動減負荷裝置、低電壓自動減負荷裝置、機組低頻自起動裝置等；

三是屬於控制送電端功率過剩，如快速自動切機裝置、快關汽門裝置、電氣制動裝置等；

四是屬於控制系統振盪失步，如系統振盪自動解列裝置、自動並列裝置等。

『伍』 電力系統中自動控制技術的應用和發展方向

1、電力系統自動化技術概述
電力系統由發電、輸電、變電、配電及用電等環節組成。通常將發電機、變壓器、開關、及輸電線路等設備稱作電力系統的一次設備，為了保證電力一次設備安全、穩定、可靠運行和電力生產以比較經濟的方式運行，就需要對一次設備進行在線測控、保護、調度控制等，電力系統中將這些測控裝置，保護裝置，有關通信設備，各級電網調度控制中心的計算機系統，（火）電廠、（水核能、風能）電站及變電站的計算機監控系統等統稱為電力系統的二次設備，其涵蓋了電力系統自動化的主要技術內容。
1.1 電網調度自動化
1.2 變電站自動化
1.3 發電廠分散測控系統

2、當前電力系統自動化依賴IT技術向前發展的重要熱點技術
當前電力系統自動化依賴於電子技術、計算機技術繼續向前發展的主要熱點有：
2.1 電力一次設備智能化
常規電力一次設備和二次設備安裝地點一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時考慮將常規二次設備的部分或全部功能就地實現，省卻大量電力信號電纜和控制電纜，通常簡述為一次設備自帶測量和保護功能。如常見的「智能化開關」、「智能化開關櫃」、「智能化箱式變電站」等。電力一次設備智能化主要問題是電子部件經常受到現場大電流開斷而引起的高強度電磁場干擾，關鍵技術是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信介面協議標准等技術問題。
2.2 電力一次設備在線狀態檢測
對電力系統一次設備如發電機、汽輪機、變壓器、斷路器、開關等設備的重要運行參數進行長期連續的在線監測，不僅可以監視設備實時運行狀態，而且還能分析各種重要參數的變化趨勢，判斷有無存在故障的先兆，從而延長設備的維修保養周期，提高設備的利用率，為電力設備由定期檢修向狀態檢修過度提供保
障。近年來電力部門投入了很大力量與大學、科研單位合作或引進技術，開展在線狀態檢測技術研究和實踐並取得了一些進展，但由於技術難度大，專業性強，檢測環境條件惡劣，要開發出滿意的產品還需一定時日。
2.3 光電式電力互感器
電力互感器是輸電線路中不可缺少的重要設備，其作用是按一定比例關系將輸電線路上的高電壓和大電流數值降到可以用儀表直接測量的標准數值，以便用儀表直接測量。其缺點是隨電壓等級的升高絕緣難度越大，設備體積和質量也越大；信號動態范圍小，導致電流互感器會出現飽和現象，或發生信號畸變；互感器的輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備介面。因此不少發達國家已經成功研究出新型光電式和電子式互感器，國際電工協會已發布了電子式電壓、電流互感器的標准。國內也有大專院校和科研單位正在加緊研發並取得了可喜成果。目前主要問題是材料隨溫度系數的影響而使穩定性不夠理想。另一關鍵技術是，光電互感器輸出的信號比電磁式互感器輸出的信號要小得多，一般是毫安級水平，不能像電磁式互感器那樣可以通過較長的電纜線送給測控和保護裝置，需要在就地轉換為數字信號後通過光纖介面送出，模數轉換、光電轉換等電子電路部分在結構上需要與互感器進行一體化設計。在這里，電磁兼容、
絕緣、耐環境條件、電子電路的供電電源同樣是技術難點之一。
2.4 適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置
電力系統採用光電互感器技術後，與之相關的二次設備，如測控設備，繼電保等裝置的結構與內部功能將發生很大的變化。首先省去了裝置內部的隔離互感器、)*+轉換電路及部分信號處理電路，從而提高了裝置的響應速度。但需要解決的重要關鍵技術是為滿足數值計算需要對相關的來自不同互感器的數據如
何實現同步采樣，其次是高效快速的數據交換通信協議的設計。
2.5 特高壓電網中的二次設備開發
「十五」後期，針對經濟和社會發展對電力的需求，電網企業在科技進步方面的步伐明顯加快。在代表當今世界輸變電技術最高水平的特高壓領域，國家電網公司的晉東南,南陽,荊門特高壓試驗示範工程可行性研究已於-月下旬通過評審，有望年底開工建設，這項試驗示範工程的特高壓輸電電壓為1000KV。
另外我國南方電網公司也准備建設一條800KV的雲廣特高壓直流輸電線路。
為特高壓輸電線路配套的一次和二次設備需要重新研發或從國外引進。開發特高壓輸電二次設備的主要技術關鍵點是特高壓電網的穩定控制技術和現場設備電磁兼容、抗干擾能力、絕緣等特殊問題的解決。

這么大的問題
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『陸』 電力系統自動裝置原理

在電力學中，諧振的概念如下：當激勵電源的頻率等於電路的固有頻率時，電路的電磁振盪的振幅將達到峰值。在電子與無線電領域，諧振常用於目標電信號的選取。類似地，在電力系統中，諧振也應用於諸多領域。

本文以消弧線圈的自動調諧裝置為例，結合其工作原理，闡述在快速熄弧以及電壓恢復等方面，諧振得到了怎樣的應用。

一、自動調諧指標

小電流接地系統中通常需要加裝消弧線圈，其目的在於確保單相接地故障時，消弧線圈能夠補償流經故障點的電容電流，從而降低故障點出現電弧的可能性。

消弧線圈在加裝自動調諧裝置後，強化了補償跟隨與補償精度兩方面的功能。自動調諧裝置會根據系統電容電流大小，自動調節消弧線圈檔位，從而確保檔位電流與電容電流相匹配；同時裝置會按照預先設定的調諧指標，選取能夠達到最優調諧效果的檔位。

自動調諧指標如下：

（1）殘流

定義：電容電流與電感電流之差:IC-IL

國網公司在《變電運維管理規定~消弧線圈運維細則》中指出，安裝自動調諧裝置的消弧線圈，正常運行條件下，殘流應在10A以內。

規定10A的目的在於，考慮到發生間歇性弧光接地的可能性，盡量減少單相接地故障時，流經故障點的電流數值（補償後的電流）。

同時，值得注意的是，此處的殘流特指過補償狀態下（電感電流大於電容電流）的數值。即，調諧裝置既要保證系統處於過補償狀態，也要保證過補償的程度不能過大。

（2）脫諧度

定義：電容電流與電感電流的差值與電容電流之比:(IC-IL)/IC。

同樣地，guo網公司在《bian電運維管理規定~消弧線圈運維細則》中規定，安裝自動調諧裝置的消弧線圈，正常運行條件下，脫諧度應在5%~20%。

從脫諧度的取值范圍可以看出，該指標整定時有兩點考慮：

1）脫諧度不宜過小。脫諧度表徵系統偏離諧振狀態的程度。此處諧振特指消弧線圈與系統對地電容之間的串聯諧振，該諧振會帶來中性點過電壓；因此過小的脫諧度增大系統發生串聯諧振的風險。

2）脫諧度不宜過大。與根據殘流整定原理類似，在脫諧度過大，補償程度過深時，瞬時單相接地故障後，電弧熄滅速度與系統電壓恢復速度較慢，不利於系統的穩定運行。

『柒』 電力系統及其自動化的前景展望

本專業的學生主要學習電力系統及其自動化學科的基本理論和應用技術。
學生畢業後可從事：
①各類發電廠、變電所和各種工礦企業供用電系統的設計、安裝、調試、運行管理、工程改造和研究。
②各種電力元件與系統的設計、開發、製造和研究。
③自動控制裝置和系統的設計、開發研製和運行調試。
④計算機控制保護系統的設計、研製、運行和調試。
⑤動用計算機進行發電機組、電力系統的模擬研究。
⑥進行計算機輔助設計
⑦電力系統及自動化學科新理論、新技術的研究和運用。
⑧經濟運行與管理
⑨電力系統調度自動化
⑩教學

『捌』 自動控制系統的發展及技術現狀是什麼

1基本概念

如圖4-1所示框圖說明了控制系統的基本概念，動作信號通過（經由）控制系統元件後，提供一個指示，此系統的目的就是將變數c控制於該指示內。一般來說，被控變數為系統的輸出，而動作信號為系統的輸入。舉一個簡單的例子，汽車的方向控制（Steering Control），兩個前輪的方向可視為被控制變數，即輸出；而其方向盤的位置可視為輸入，即動作信號e。再如，若我們要控制汽車的速度，則加速器的壓力總和為動作信號，而速度則視為被控變數。

圖4-13自動化生產線

5）大系統理論的誕生

系統和控制理論的應用從60年代中期開始逐漸從工業方面滲透到農業﹑商業和服務行業，以及生物醫學﹑環境保護和社會經濟各個方面。由於現代社會科學技術的高度發展出現了許多需要綜合治理的大系統，現代控制理論又無法解決這樣復雜的問題，系統和控制理論急待有新的突破。在計算機技術方面，60年代初開始發展資料庫技術，1970年提出關系資料庫，到80年代資料庫技術已經達到相當的水平。60年代末計算機技術和通信技術相結合產生了數據通信。1969年美國國防部高級研究局的阿帕網（ARPA）的第一期工程投入使用取得成功，開創了計算機網路的新紀元。資料庫技術和計算機網路為80年代實現管理自動化創造了良好的條件。管理自動化的一個核心問題是辦公室自動化，這是從70年代開始發展起來的一門綜合性技術，到80年代已初步成熟。辦公室自動化為管理自動化奠定了良好的基礎。

國際自動控制聯合會（IFAC）於1976年在義大利的烏第納召開了第一屆大系統學術會議，於1980年在法國的圖魯茲召開第二屆大系統學術會議。美國電氣與電子工程師學會（IEEE）於1982年10月在美國弗吉尼亞州弗吉尼亞海灘舉行了一次國際大系統專題討論會。1980年在荷蘭正式出版國際性期刊《大系統──理論與應用》。這些活動標志著大系統理論的誕生。

6）人工智慧和模式識別

用機器來模擬人的智能，雖然是人類很早以前就有的願望，但其實現還是從有了電子計算機以後才開始的。1936年，圖靈提出了用機器進行邏輯推理的想法。50年代以來，人工智慧的研究是基於充分發揮計算機的用途而展開的。

早期的人工智慧研究是從探索人的解題策略開始，即從智力難題﹑弈棋﹑難度不大的定理證明入手，總結人類解決問題時的心理活動規律，然後用計算機模擬，讓計算機表現出某種智能。1948年美國數學家維納在《控制論》一書的附註中首先提出製造弈棋機的問題。1954年美國國際商業機器公司（IBM）的工程師塞繆爾應用啟發式程序編成跳棋程序，存儲在電子數字計算機內，製成能積累下棋經驗的弈棋機。1959年該弈棋機擊敗了它的設計者。1956年赫伯特·西蒙和艾倫·紐厄爾等研製了一個稱為邏輯理論家的程序，用電子數字計算機證明了懷特海和羅素的名著《數學原理》第二章52條定理中的33條定理。1956年M．L．明斯基、J．麥卡錫、紐厄爾、西蒙等10位科學家發起在達特茅斯大學召開人工智慧學術討論會，標志人工智慧這一學科正式誕生。1960年人工智慧的4位奠基人，即美國斯坦福大學的麥卡錫、麻省理工學院的明斯基、卡內基梅隆大學的紐厄爾和西蒙組成了第一個人工智慧研究小組，有力地推動了人工智慧的發展。從1967年開始出版不定期刊物《機器智能》，共出版了9集。從1970年開始出版期刊《人工智慧》。從1969年開始每兩年舉行一次人工智慧國際會議（IJCAI）。這些活動進一步促進了人工智慧的發展。70年代以來微電子技術和微處理機的迅速發展，使人工智慧和計算機技術結合起來。一方面在設計高級計算機時廣泛應用人工智慧的成果，另一方面又利用超級微處理機實現人工智慧，大大地加速了人工智慧的研究和應用。人工智慧的基礎是知識獲取﹑表示技術和推理技術，常用的人工智慧語言則是LISP語言和PROLOG語言，人工智慧的研究領域涉及自然語言理解﹑自然語言生成﹑機器視覺﹑機器定理證明﹑自動程序設計﹑專家系統和智能機器人等方面。人工智慧已發展成為系統和控制研究的前沿領域。

1977年E．A．費根鮑姆在第五屆國際人工智慧會議上提出了知識工程問題。知識工程是人工智慧的一個分支，它的中心課題就是構造專家系統。1973—1975年費根鮑姆領導斯坦福大學的一個研究小組研製成功一個用於診治血液傳染病和腦膜炎的醫療專家系統MYCIN，能學習專家醫生的知識，模仿醫生的思維和診斷推理，給出可靠的診治建議。1978年費根鮑姆等人研製成功水平很高的化學專家系統DENDRAL。1982年美國學者W．R．納爾遜研製成功診斷和處理核反應堆事故的專家系統REACTOR。中國也已經研製成功中醫專家系統和蠶育種專家系統。現在專家系統已應用在醫學﹑機器故障診斷﹑飛行器設計﹑地質勘探﹑分子結構和信號處理等方面。

為了擴大計算機的應用，使計算機能直接接受和處理各種自然的模式信息，即語言﹑文字﹑圖像﹑景物等，模式識別研究受到人們的重視。1956年，塞爾弗里奇等人研製出第一個字元識別程序，隨後出現了字元識別系統和圖像識別系統，並形成了以統計法和結構法為核心的模式識別理論，語音識別和自然語言理解的研究也取得了較大進展，為人和計算機的直接通信提供了新的介面。

60年代末到70年代初美國麻省理工學院﹑美國斯坦福大學和英國愛丁堡大學對機器人學進行了許多理論研究，注意到把人工智慧的所有技術綜合在一起，研製出智能機器人，如麻省理工學院和斯坦福大學的手眼裝置﹑日立公司有視覺和觸覺的機器人等。由於機器人在提高生產率，把人從危險﹑惡劣等工作條件下替換出來，擴大人類的活動范圍等方面顯示出極大的優越性，所以受到人們的重視。機器人技術發展很快，並得到越來越廣泛的應用，並在工業生產﹑核電站設備檢查﹑維修﹑海洋調查﹑水下石油開采﹑宇宙探測等方面大顯身手，正在研究中的軍用機器人也具有較大的潛在應用價值。關於機器人的設計﹑製造和應用的技術形成了機器人學。

總結人工智慧研究的經驗和教訓，人們認識到，讓機器求解問題必須使機器具有人類專家解決問題的那些知識，人工智慧的實質應是如何把人的知識轉移給機器的問題。1977年，費根鮑姆首倡專家系統和知識工程，於是以知識的獲取﹑表示和運用為核心的知識工程發展起來。自70年代以來，人工智慧學者已研製出用於醫療診斷﹑地質勘探﹑化學數據解釋和結構解釋﹑口語和圖像理解﹑金融決策﹑軍事指揮﹑大規模集成電路設計等各種專家系統。智能計算機﹑新型感測器﹑大規模集成電路的發展為高級自動化提供了新的控制方法和工具。

50年代以來，在探討生物及人類的感覺和思維機制，並用機器進行模擬方面，取得一些進展，如自組織系統﹑神經元模型﹑神經元網路腦模型等，對自動化技術的發展有所啟迪。同一時期發展起來的一般系統論﹑耗散結構理論﹑協同學和超循環理論等對自動化技術的發展提供了新理論和新方法。

『玖』 電力系統自動裝置有哪些功能

發電機自動勵磁、電源備自投（BZT）、自動重合閘、自動准同期、自動抄表、自動報警、自動切換和自動開啟等。

『拾』 電力系統自動化的發展過程

20世紀50年代以前，電力系統容量在幾百萬千瓦左右，單機容量不超過10萬千瓦，回電力系統自動化多限於答單項自動裝置，且以安全保護和過程自動調節為主。例如，電網和發電機的各種繼電保護，汽輪機的危急保安器，鍋爐的安全閥，汽輪機轉速和發電機電壓的自動調節，並網的自動同期裝置等。50～60年代，電力系統規模發展到上千萬千瓦，單機容量超過20萬千瓦，並形成區域聯網，在系統穩定、經濟調度和綜合自動化方面提出了新的要求。廠內自動化方面開始採用機、爐、電單元式集中控制。系統開始裝設模擬式調頻裝置和以離線計算為基礎的經濟功率分配裝置，並廣泛採用遠動通信技術。各種新型自動裝置如晶體管保護裝置、可控硅勵磁調節器、電氣液壓式調速器等得到推廣使用。70～80年代，以計算機為主體配有功能齊全的整套軟硬體的電網實時監控系統 (SCADA）開始出現。20萬千瓦以上大型火力發電機組開始採用實時安全監控和閉環自動起停全過程式控制制。水力發電站的水庫調度、大壩監測和電廠綜合自動化的計算機監控開始得到推廣。各種自動調節裝置和繼電保護裝置中廣泛採用微型計算機。