電力系統自動控制與裝置電子版

Ⅰ 電力系統自動化技術論文

電力系統自動化技術的日新月異和控制水平的不斷提高搜企網版權所有，為電力工業解決能源資源和環境約束的矛盾創造了條件。我為大家整理的電力系統自動化技術論文，希望你們喜歡。
電力系統自動化技術論文篇一
淺析電力系統自動化技術

【摘 要】隨著電力電子技術、微電子技術溝迅猛發展，原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。而且，電力拖動控制已經走出工廠，在交通、農場、辦公室以及家用電器等領域獲得了廣泛運用。它的研究對象已經發展為運動控制系統，下面僅對有關電氣自動化技術的新發展作一些介紹。

【關鍵詞】電力自動化;現場匯流排;無線通訊技術;變頻器

0 引言

現今，創新的自動化系統控制著復雜的工藝流程，並確保過程運行的可靠及安全，為先進的維護策略打造了相應的基礎。

電力過程自動化技術的日新月異和控制水平的不斷提高搜企網版權所有，為電力工業解決能源資源和環境約束的矛盾創造了條件。隨著社會及電力工業的發展，電力自動化的重要性與日劇增。傳統的信息、通信和自動化技術之間的障礙正在逐漸消失。最新的技術，包括無線網路、現場匯流排、變頻器及人機界面、控制軟體等，大大提升了過程系統的效率和安全性能。

電力系統自動化系統一般是指電工二次系統，即電力系統自動化指採用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置並通過信號系統和數據傳輸系統對電力系統各個元件、局部系統或全系統進行就地或遠方自動監視、協調、調節和控制以保證電力系統安全穩定健康地運行和具有合格的電能質量[1]。

1 電力自動化的發展

我國是從20世紀60年代開始研製變電站自動化技術。變電站自動化技術經過數十年的發展已經達到一定的水平，在我國城鄉電網改造與建設中不僅中低壓變電站採用了自動化技術實現無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設中也大量採用自動化新技術，從而大大提高了電網建設的現代化水平，增強了輸配電和電網調度的可能性，降低了變電站建設的總造價，這已經成為不爭的事實。然而，技術的發展是沒有止境的，隨著智能化開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓模擬等技術日趨成熟，以及計算機高速網路在實時系統中的開發應用，勢必對已有的變電站自動化技術產生深刻的影響，全數字化的變電站自動化系統即將出現。

2 電力自動化的實現技術

現場匯流排(Fieldbus)被譽為自動化領域的計算機區域網。信息技術的飛速發展，引起了自動化系統結構的變革，隨著工業電網的日益復雜工業自動化網版權所有，人們對電網的安全要求也越來越高，現場匯流排控制技術作為一門新興的控制技術必將取代過去的控制方式而應用在電力自動化中。

3 無線技術

無線通訊技術因其不必在廠區范圍內進行繁雜、昂貴的布線，因而有著誘人的特質。位於現場的巡視和檢修維護人員藉此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯系，並實現信息共享。此外，無線技術還具有高度靈活性、易於使用、通過遠程鏈接可實現遠方設備或系統的可視化、參數調整和診斷等獨特功能。無線技術的出現及快速進步，正在賦予電力工業領域以一種嶄新的視角來觀察問題，並由此在電力流程工業領域及資產管理領域，開創一個激動人心的新紀元。

盡管目前存在多種無線技術漢陽科技，但僅有幾種特別適用於電力流程工業。這是因為無線信號通過空間傳播的過程、搭載的數據容量(帶寬)、抗RFI(射頻干擾)/EMI(電磁干擾)干擾性、對物理屏障的易感性、可伸縮性、可靠性，還有成本，都因無線技術網路的不同而不同。因此，很多用戶都傾向於“依據具體的應用場合，來選定合適的無線技術”。控制用的無線技術主要有GSM/GPRS(蜂窩)、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自組織網路等，其中尤以Wi-Fi和WIMAX應用增長速度最快，這是因為其在帶寬和安全性能方面較優、在數據集中和網路化方面具備卓越的安全框架、具有主機數據集成的高度靈活性、高的魯棒性及低的成本。

4 信息化技術

電力信息化包括電力生產、調度自動化和管理信息化兩部分。廠站自動化歷來是電力信息化的重點，大部分水電廠、火力發電廠以及變電站配備了計算機監控系統;相當一部分水電廠在進行改造後還實現了無人值班、少人值守。發電生產自動化監控系統的廣泛應用大大提高了生產過程自動化水平。電力調度的自動化水平更是國際領先，目前電力調度自動化的各種系統，如SCADA、AGC以及EMS等已建成，省電力調度機構全部建立了SCADA系統，電網的三級調度100%實現了自動化。華北電力調度局自動化處處長郭子明說，早在20世紀70年代華北電力調度局就用晶體管計算機調度電力，從國產121機到176機，再到176雙機，華北電力調度局全用過，到1978年已經基本實現了電網調度自動化。

5 安全技術

電力是社會的命脈之一，當今人類社會對電力系統的依賴已到了難以想像的程度。電力系統發生大災變對於社會的影響是不可估量的，因此電力系統最重要的是運行的安全性，但這個問題在全世界均未得到很好解決，電力系統發生大災變的概率小但後果極其嚴重，我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。由於我國經濟快速發展的需求，電力工業將會繼續以空前的速度和規模發展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國聯網等重大工程的實施，我國必將出現世界上最大規模的電力系統。

6 傳動技術

實現變頻調速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅動電路、保護電路以及控制器(MCU/DSP)等部分組成。變頻器作為節能降耗減排的利器之一，在電力設備中的應用已經極為廣泛而成熟。對於變頻器廠商而言，在未來30年，變頻器，尤其是高壓變頻器在電力節能降耗中的作用極為明顯，變頻器也成為越來越多電力行業改造技術的首選。

在業內，以ABB為首的電力自動化技術領導廠商，ABB建立了全球最大的變壓器生產基地及絕緣體製造中心。自1998年成立以來，公司多次參與國家重點電力建設項目，憑借安全可靠、高效節能的產品性能而獲得國內外用戶的好評。其公司多種產品，包括：PLC、變流器、儀器儀表、機器人等產品都在電力行業中得到很好的應用。

7 人機界面

發電站、變電站、直流電源屏是十分重要的設備，隨著科學技術的不斷發展，搜企網，單片機技術的日趨完善，電力行業中對發電站、變電站設備提出了更高精密、更高質量的要求，直流電源屏是發電站、變電站二次設備中非常重要的設備，直流電源屏承擔著向發電站、變電站提供直流控制保護電源的作用，同時提供給高壓開關及斷路器的操作電源，因此直流電源屏的可靠性將直接關繫到發電站的安全運行，直流電源屏的發展已經經歷了很長的時間，從早期的直流發電機、磁飽和直流充電機到集成電路可控硅控制直流充電機、單片機控制可控硅充電機、高頻開關電源充電機等，至目前直流電源屏已很成熟。

直流電源屏整流充電部分仍然採用目前國際最流行的軟開關技術，將工頻交流經過多級變換，最後形成穩定的直流輸出，直流電源屏系統控制的核心部件是V80系列可編程式控制制器PLC，它將系統採集的輸入輸出模擬量以及開關量經過運算處理，最終控制高頻開關電源模塊使其按電池曲線及有人為設置的工作要求更可靠地工作。

8 結束語

電氣自動化技術是當今世界最活躍、最充滿生機、最富有開發前景的綜合性學科與眾多高新技術的合成。其應用范圍十分廣泛，幾乎滲透到國民經濟各個部門，隨著我國科技技術的發展，電氣自動化技術也隨之提高。

【參考文獻】

[1]汪秀麗.中國電力系統自動化綜述[J].水利電力科技，2005(02).

[2]唐亮.論電力系統自動化中智能技術的應用[J].矽谷，2008(02).

[3]夏永平，唐建春.淺議電力系統自動化[J].矽谷，2010(06).
電力系統自動化技術論文篇二
電力系統自動化技術分析

摘 要：現代社會對電能供應的“安全、可靠、經濟、優質”等各項指標的要求越來越高，相應地，電力系統也不斷地向自動化提出更高的要求。電力系統自動化技術不斷地由低到高、由局部到整體發展，文章對此進行了詳細的闡述。

關鍵詞：電力系統;自動化;自動化技術

引言

近幾年來，隨著計算機和通信技術的不斷發展，電力系統已經發展成為融計算機、通信、控制和電力電子裝備為一體的系統。電力系統自動化處理的信息量越來越大，觀測范圍也越來越廣，閉環控制的的對象也越來越豐富。為確保電力系統安全、平穩、健康的運行，對電力系統的各個元件、局部、全系統，採用具有自動檢測、決策和控制功能的裝置，通過信號和數據傳輸的系統，就地或遠距離進行自動監視、調節和控制等，從而達到合格的電能質量。

1 電力系統自動化與智能控制系統

1.1 電力系統自動化

電力系統自動化主要是指通過具有自動控制功能和自動檢測功能的設備對電能傳輸和生產的全過程進行自動化管理和自動化調度。使用自動化技術能夠實現對電力系統遠程和就地的自動控制、調節和監視，為電力系統穩定、安全、正常的運行提供保障，最大限度的滿足電能質量的實際需求。實現電力系統化自動化對提高電力系統運轉水平有著極為重要的現實意義，其自動化主要包括變電站自動化、配電網自動化和以及調度電網自動化等方面。實現電力系統自動化能夠為電力系統穩定、安全的運行提供保障，提高電力系統供電質量，實現電力企業的經濟效益和管理效率。

1.2 智能技術與電力系統自動化的結合

智能技術的發展為電力系統自動化的發展提供了更高的平台。在電力系統自動化中應用智能技術不僅能夠發展和完善電力自動化技術，而且通過智能系統的有效應用，可以有效協調電力系統的不穩定性。考慮到當前電力系統的發展還不是很成熟，因此為了盡可能的滿足公眾對廉價和便利的電力網路需求，將智能技術應用到電力系統當中十分必要。但當前我國電力系統自動化水平還不是很高，各方面發展不太成熟，都不同程度的存在一些問題和不完善的地方。

2 電力系統中的自動化技術

2.1 變電站自動化

目前，我國變電站自動化的發展已經取得一定成效，使得變電站運行成本得到了很大程度的降低，增強了電網調度和輸配電的可能性。在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。由於變電自動化具有運行狀態穩定、自動化程度高等方面的特點，在各級變電站中得到了廣泛運用。利用自動化技術，能夠將電話人工操作和人工監視取代，從而使得安全運行水平和工作效率大大提高。

2.2 電網調度自動化

電網調度自動化主要包括核心計算機控制系統以及用於實時分析、計算的軟體系統。電網調度自動化技術能夠在進行電力生產時，利用對電網系統安全性和運行狀態的分析和監控，對電力市場進行自動調度，滿足電力市場實際運營需求。在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。在發電廠和變電站進行信息收集的部分為遠動端，調度端則主要用於對遠動端收集來的信息進行調度。

2.3 變電綜合自動化

變電綜合自動化通過對現代電子技術、信息處理技術以及計算機技術的運用，對變電站設備、儀器進行優化設計和功能組合，實現對變電站主要線路和相關設備的測量、自動控制以及監視等全面管理。追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如，勵磁控制、潮流控制。該技術具有維護調試和操作簡便等方面的特點，使得變電站保護性能大幅增強，從根本上實現了變電站遠程監控管理手段。

2.4 配電網自動化

配電網自動化技術通過將配電線路和配電變電站結合，共同合成配電網，具有分散、點多、面廣等方面的特點。該技術能夠對配電網運行狀態進行實時監控，從而對配電網運行模式進行改進和優化，當配電網發生故障，出現運行異常現象時，配電網自動化技術能夠將故障及時找出，並予以有效的處理措施。

3 電力系統中的智能技術

3.1 模糊控制

模糊控制主要採用的是一種模糊的宏觀控制系統，它具有易操作性、非線性、隨機性、簡單化和不確定性等特點，這些特點使得監理模糊關系模型變得十分簡單容易，並且具有非常大的優越性。模糊控制方法的優越性在任何地方都體現出來，包括家用電器中，他使得控制操作變得非常容易掌握並且十分的簡單。這種模糊理論的智能技術在電力系統自動化的控制中具有非常實用的價值，因為他能夠模擬人的決策過程和模糊推理過程。

3.2 線性最優控制

最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分，也是將最優化理論用於控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多，最成熟的一個分支。盧強等人提出了利用最優勵磁控制手段提高遠距離輸電線路輸電能力和改善動態品質的問題，取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機組方面應直接利用最優勵磁控制方式代替古典勵磁方式。電力系統線性最優控制器目前已在電力生產中獲得了廣泛的應用，發揮著重要的作用。

3.3 專家系統控制

專家系統在電力系統中的應用范圍很廣，包括對電力系統處於警告狀態或緊急狀態的辨識，提供緊急處理，系統恢復控制，非常慢的狀態轉換分析，切負荷，系統規劃，電壓無功控制，故障點的隔離，配電系統自動化，調度員培訓，電力系統的短期負荷預報，靜態與動態安全分析，以及先進的人機介面等方面。雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用。但仍存在一定的局限性。

3.4 神經網路控制

神經網路控制是通過人工神經網路發展而成的，它主要應用在學習方面以及模型結構方面，並且已經得到了廣泛的傳播和成果。神經網路控制的非線性是目前最受人們關注的，此外它的魯棒能力、處理能力以及自主學習能力也同樣受到人們的關注。神經網路是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的神經網路。根據具體問題的不同，已經有多種神經網路結構及其訓練演算法在電力系統中得到了應用，主要的神經網路理論研究有神經網路的硬體實現問題研究和神經網路學習演算法研究等。

4 智能技術與自動化的發展趨勢

目前， 自動化正由單個單元逐步發展為部分區域乃至整個系統，有單一功能逐步發展為一體化、多功能。在控制策略問題上日益向著適應化、最優化、區域化和智能化方向發展。隨著我國科技水平不斷進步，智能化技術已廣泛運用於各個領域，對電力系統而言，其意義尤為重要。雖然在電力電力系統中，智能技術已得到了廣泛運用，當就目前的發展趨勢來看，以計算機軟硬體為基礎的智能技術在電力系統中還將得到更為全面的應用。此外，智能技術與自動化技術將會得到更加緊密的結合，在電網系統中得到為好的運用。

5 結束語

隨著計算機技術，控制技術及信息技術的發展，電力系統自動化面臨著空前的變革。多媒體技術、智能控制將迅速進入電力系統自動化領域，而信息技術的發展，不僅會推動電力系統監測的發展，也會推動電力系統控制向更高水平發展。

參考文獻

[1]夏書軍，程志武，周曉東.自動化技術在電力系統配電網中的應用[J].中國新技術新產品，2010(2)：78-79.

[2]朱淋，徐秀英，肖中圖.淺論電力系統及其自動化技術的應用能力[J]科技風，2010(4)：36-37.

[3]曾琳，金濤.探討電力系統自動化智能技術在電力系統中的運用研究[J].北京電力高等專科學校學報(自然科學版)，2011(10)：94-97.

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Ⅱ 電力系統自動裝置的目錄

前言
第一章 緒論
第二章 同步發電機的自動並列裝置
2.1 概述
2.2 准同步
2.3 同步條件檢查
2.4 頻差方向鑒別
2.5 壓差鑒別
2.6 ZZQ5 自動准同步裝置
2.7 數字式並列裝置
復習思考題
第三章 同步發電機的自動調節勵磁裝置
3.1 同步發電機勵磁系統
3.2 同步發電機勵磁方式和勵磁調節方式
3.3 同步發電機勵磁系統中的可控整流電路
3.4 半導體勵磁調節器工作原理
3.5 勵磁調節器的靜特性調整及並列運行發電機間無功功率的分配
3.6 同步發電機繼電 強行勵磁
3.7 同步發電機的滅磁
3.8 同步發電機勵磁系統舉例
復習思考題
第四章 電力系統頻率和有功功率自動調節
4.1 電力系統功率-頻率特性
4.2 電力系統調頻方式與准則
4.3 電力系統的經濟調度和自動調頻
復習思考題
第五章 輸電線路的自動重合閘
5.1 輸電線路自動重合閘的作用及基本要求
5.2 單側電源線路三相一次自動重合閘
5.3 雙側電源線路三相自動重合閘
5.4 自動重合閘和繼電保護的配合
5.5 綜合自動重合閘簡介
復習思考題
第六章 備用電源和備用設備自動投入裝置ATS
6.1 備用電源和備用設備自動投入裝置的作用及基本要求
6.2 備用電源自動投入裝置的典型接線
復習思考題
第七章 自動按頻率減負荷裝置AFL
7.1 概述
7.2 電力系統頻率特性
7.3 按頻率自動負荷裝置的工作原理
7.4 按頻率自動減負荷裝置
復習思考題
第八章 電力系統其它安全自動控制裝置
8.1 自動解列裝置
8.2 水輪機組低頻自啟動
8.3 自動切機和電氣制動
8.4 電力系統安控裝置
復習思考題
第九章 故障錄波裝置
9.1 概述
9.2 故障錄波裝置基本原理
9.3 故障錄波裝置的應用
復習思考題
附錄一 新舊文字元號對照說明表
參考文獻

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全書共分為七章，主要內容包括同步發電機的自動並列、同步發電機的勵磁自動控制系統、電力系統頻率及有功功率的自動調節、電力系統自動化技術概論、輸電線路的自動重合閘裝置、電力系統低頻自動減負荷及其他安全自動裝置，同時在相應章節增加計算機模擬的內容，並且每章後附有復習思考題。