电力系统自动装置的现状与发展

『壹』 电气系统自动化历史与现状

答:近年来，我国经济的不断发展以及城市化进程的不断加快，人们的生活水平不断提高，用电的需求量更是日益增长。在信息技术快速发展的情况下，我国一直致力于电力系统自动化技术的发展和创新，尽可能地提高电力系统的自动化技术水平，从而为电力系统的长期、高效和稳定运行创造有利条件。文章就电力系统自动化技术发展的现状及未来的发展方向进行了分析和探讨。

『贰』 电力系统调度自动化的发展历史

你想具体了解什么？到80年底初期还谈不上电力系统调度自动化，那时电网专调度全靠电话联系，省调属、市调调度室都只能看见系统频率。80年代后期，大力发展遥测遥信，调度室里面逐步可以看到主要线路潮流和主要电厂出力。90年代开始计算机联网，电力调度开始进入计算机化，提高了办公效率。90年代后期，电力系统调度正在开始自动化，调度员在调度室就可以设定主力机组的发电曲线，自动调频调压也长足发展。继电保护及自动化装置不断完善，变电站普及无人值班。现在肯定更加先进了，不过咱们退休了。

『叁』 电力系统自动化的发展趋势

电力系统分为五大环节，其自动化应用与传统工作模式相比，能够大幅缩减工人运作成本。随着自动化技术的推行与应用，电力系统运作效率更为高效。自动化系统一般将其应用于控制中心，用以调节电力系统内部操作结构与模式。同时现代化的控制中心可以提供电力系统更为精准的电力控制，从而全面监控电路系统运作状况。自动化系统一般从控制中心呈辐射线状网络铺盖整条电路系统，全面且立体化的网络覆盖设置，可以确保相应的电路系统信息传递更为精准、更为高效。

（二）当前电力自动化技术应用范围

1.电网的自动调节与配比

电力系统自动化设备与应用范围比较广泛。随着计算机技术自动化的普及，电力供应模式早已摒弃传统的单一电路管理方式，而是利用自动化设备对电力线路选择进行最优择取。不仅有效提高了电路系统自动化控制水平，还提高了智能化在电路系统应用的进程脚步。电网自动化调节与配比，正是其主要应用和价值体现的所在。利用自动化技术能够有效控制与采集电力生产数据，通过自动监控与评估系统，能够使工作人员在PC终端掌握电路生产情况，以及电压情况。最终可以确定各项设施的工作效益，保障电厂电力供应能力一直处于稳定且高效状态。

2.电力系统变电站技术

在电力系统中，变电技术是其核心价值及工作重要环节。作为电力转换承轴，变电站电力变压技术主要为高压电转化为低压电，及低压电转化为高压电两种电力转化模式。变电技术的核心设备是变压器，通过变压器能有效转变与控制电路电压，确保工作更为安全稳定。另外变电站技术的自动化进程可提升线路稳定和数据实时传输，确保数字化发展进程更为有效。对于电网调度的自动化也能起到一定积极影响。可以说变电站的应用与发展是电力系统发展核心关键，也是重要基础步骤。

二、电力系统自动化技术发展的现状

我国的电力系统自动化技术在建国之初就有了初步的发展，并保持了快速的发展趋势，互联网技术和计算机计技术的迅猛发展为电力系统自动化技术的发展提供了巨大的技术支持。

（一）自动化技术在电网调度中的应用

电网调度的现代化自动控制系统以计算机技术为核心，计算机技术对电力系统的实时运行信息进行监测、收集和分析，并完成系统操作的高效进行。电网的调度自动化操作，通过自动控制技术的应用，实现电网运行状态的实时监测，确保了电网运行的质量和可靠性，实现了电能的充分供应，使人们的需求得到满足。

自动化技术应用的同时，将能源损耗达到最低，确保了供电的经济性和环保性，实现了电能的节约。

『肆』 电力系统自动装置的作用

电力系统自动装置的作用是防止电力系统失去稳定、避免电力系统发生大面积停电。

电力系统常见的自动装置有：

1、发电机自动励磁-自动调节励磁。同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。

2、电源备自投（BZT）---备用电源自动投入。备自投是备用电源自动投入使用装置的简称，应急照明系统就是一个备自投备自投的电源系统。备用电源自动投入使用装置通常采用继电接触器作为蓄电池自投备的控制。当主电源故障，继电接触器控制系统的控制触头自动闭合自动将蓄电池与应急照明电路接通。

3、自动重合-自动判断故障性质，自动合闸。自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。

4、自动准同期---自动调节，实现准同期并列。自动准同期是利用频差检查、压差检查及恒定导前时间的原理，通过时间程序与逻辑电路，按照一定的控制策略进行综合而成的，它能圆满地完成准同期并列的基本要求简称AS。

5、还有自动抄表，自动报警，自动切换，自动开启，自动点火，自动保护，自动灭火，等等。

(4)电力系统自动装置的现状与发展扩展阅读：

电力系统中装设的反事故自动装置：

①继电保护装置：其功能是防止系统故障对电气设备的损坏，常用来保护线路、母线、发电机、变压器、电动机等电气设备。按照产生保护作用的原理，继电保护装置分为过电流保护、方向保护、差动保护、距离保护和高频保护等类型。

②系统安全保护装置：用以保证电力系统的安全运行，防止出现系统振荡、失步解列、全网性频率崩溃和电压崩溃等灾害性事故。系统安全保护装置按功能分为4种形式：

一是属于备用设备的自动投入，如备用电源自动投入，输电线路的自动重合闸等；

二是属于控制受电端功率缺额，如低周波自动减负荷装置、低电压自动减负荷装置、机组低频自起动装置等；

三是属于控制送电端功率过剩，如快速自动切机装置、快关汽门装置、电气制动装置等；

四是属于控制系统振荡失步，如系统振荡自动解列装置、自动并列装置等。

『伍』 电力系统中自动控制技术的应用和发展方向

1、电力系统自动化技术概述
电力系统由发电、输电、变电、配电及用电等环节组成。通常将发电机、变压器、开关、及输电线路等设备称作电力系统的一次设备，为了保证电力一次设备安全、稳定、可靠运行和电力生产以比较经济的方式运行，就需要对一次设备进行在线测控、保护、调度控制等，电力系统中将这些测控装置，保护装置，有关通信设备，各级电网调度控制中心的计算机系统，（火）电厂、（水核能、风能）电站及变电站的计算机监控系统等统称为电力系统的二次设备，其涵盖了电力系统自动化的主要技术内容。
1.1 电网调度自动化
1.2 变电站自动化
1.3 发电厂分散测控系统

2、当前电力系统自动化依赖IT技术向前发展的重要热点技术
当前电力系统自动化依赖于电子技术、计算机技术继续向前发展的主要热点有：
2.1 电力一次设备智能化
常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离，互相间用强信号电力电缆和大电流控制电缆连接，而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现，省却大量电力信号电缆和控制电缆，通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰，关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。
2.2 电力一次设备在线状态检测
对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测，不仅可以监视设备实时运行状态，而且还能分析各种重要参数的变化趋势，判断有无存在故障的先兆，从而延长设备的维修保养周期，提高设备的利用率，为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保
障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术，开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展，但由于技术难度大，专业性强，检测环境条件恶劣，要开发出满意的产品还需一定时日。
2.3 光电式电力互感器
电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备，其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值，以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大，设备体积和质量也越大；信号动态范围小，导致电流互感器会出现饱和现象，或发生信号畸变；互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电子式互感器，国际电工协会已发布了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是，光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多，一般是毫安级水平，不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置，需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出，模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里，电磁兼容、
绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。
2.4 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置
电力系统采用光电互感器技术后，与之相关的二次设备，如测控设备，继电保等装置的结构与内部功能将发生很大的变化。首先省去了装置内部的隔离互感器、)*+转换电路及部分信号处理电路，从而提高了装置的响应速度。但需要解决的重要关键技术是为满足数值计算需要对相关的来自不同互感器的数据如
何实现同步采样，其次是高效快速的数据交换通信协议的设计。
2.5 特高压电网中的二次设备开发
“十五”后期，针对经济和社会发展对电力的需求，电网企业在科技进步方面的步伐明显加快。在代表当今世界输变电技术最高水平的特高压领域，国家电网公司的晋东南,南阳,荆门特高压试验示范工程可行性研究已于-月下旬通过评审，有望年底开工建设，这项试验示范工程的特高压输电电压为1000KV。
另外我国南方电网公司也准备建设一条800KV的云广特高压直流输电线路。
为特高压输电线路配套的一次和二次设备需要重新研发或从国外引进。开发特高压输电二次设备的主要技术关键点是特高压电网的稳定控制技术和现场设备电磁兼容、抗干扰能力、绝缘等特殊问题的解决。

这么大的问题
去查几篇综述吧

『陆』 电力系统自动装置原理

在电力学中，谐振的概念如下：当激励电源的频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅将达到峰值。在电子与无线电领域，谐振常用于目标电信号的选取。类似地，在电力系统中，谐振也应用于诸多领域。

本文以消弧线圈的自动调谐装置为例，结合其工作原理，阐述在快速熄弧以及电压恢复等方面，谐振得到了怎样的应用。

一、自动调谐指标

小电流接地系统中通常需要加装消弧线圈，其目的在于确保单相接地故障时，消弧线圈能够补偿流经故障点的电容电流，从而降低故障点出现电弧的可能性。

消弧线圈在加装自动调谐装置后，强化了补偿跟随与补偿精度两方面的功能。自动调谐装置会根据系统电容电流大小，自动调节消弧线圈档位，从而确保档位电流与电容电流相匹配；同时装置会按照预先设定的调谐指标，选取能够达到最优调谐效果的档位。

自动调谐指标如下：

（1）残流

定义：电容电流与电感电流之差:IC-IL

国网公司在《变电运维管理规定~消弧线圈运维细则》中指出，安装自动调谐装置的消弧线圈，正常运行条件下，残流应在10A以内。

规定10A的目的在于，考虑到发生间歇性弧光接地的可能性，尽量减少单相接地故障时，流经故障点的电流数值（补偿后的电流）。

同时，值得注意的是，此处的残流特指过补偿状态下（电感电流大于电容电流）的数值。即，调谐装置既要保证系统处于过补偿状态，也要保证过补偿的程度不能过大。

（2）脱谐度

定义：电容电流与电感电流的差值与电容电流之比:(IC-IL)/IC。

同样地，guo网公司在《bian电运维管理规定~消弧线圈运维细则》中规定，安装自动调谐装置的消弧线圈，正常运行条件下，脱谐度应在5%~20%。

从脱谐度的取值范围可以看出，该指标整定时有两点考虑：

1）脱谐度不宜过小。脱谐度表征系统偏离谐振状态的程度。此处谐振特指消弧线圈与系统对地电容之间的串联谐振，该谐振会带来中性点过电压；因此过小的脱谐度增大系统发生串联谐振的风险。

2）脱谐度不宜过大。与根据残流整定原理类似，在脱谐度过大，补偿程度过深时，瞬时单相接地故障后，电弧熄灭速度与系统电压恢复速度较慢，不利于系统的稳定运行。

『柒』 电力系统及其自动化的前景展望

本专业的学生主要学习电力系统及其自动化学科的基本理论和应用技术。
学生毕业后可从事：
①各类发电厂、变电所和各种工矿企业供用电系统的设计、安装、调试、运行管理、工程改造和研究。
②各种电力元件与系统的设计、开发、制造和研究。
③自动控制装置和系统的设计、开发研制和运行调试。
④计算机控制保护系统的设计、研制、运行和调试。
⑤动用计算机进行发电机组、电力系统的仿真研究。
⑥进行计算机辅助设计
⑦电力系统及自动化学科新理论、新技术的研究和运用。
⑧经济运行与管理
⑨电力系统调度自动化
⑩教学

『捌』 自动控制系统的发展及技术现状是什么

1基本概念

如图4-1所示框图说明了控制系统的基本概念，动作信号通过（经由）控制系统元件后，提供一个指示，此系统的目的就是将变量c控制于该指示内。一般来说，被控变量为系统的输出，而动作信号为系统的输入。举一个简单的例子，汽车的方向控制（Steering Control），两个前轮的方向可视为被控制变量，即输出；而其方向盘的位置可视为输入，即动作信号e。再如，若我们要控制汽车的速度，则加速器的压力总和为动作信号，而速度则视为被控变量。

图4-13自动化生产线

5）大系统理论的诞生

系统和控制理论的应用从60年代中期开始逐渐从工业方面渗透到农业﹑商业和服务行业，以及生物医学﹑环境保护和社会经济各个方面。由于现代社会科学技术的高度发展出现了许多需要综合治理的大系统，现代控制理论又无法解决这样复杂的问题，系统和控制理论急待有新的突破。在计算机技术方面，60年代初开始发展数据库技术，1970年提出关系数据库，到80年代数据库技术已经达到相当的水平。60年代末计算机技术和通信技术相结合产生了数据通信。1969年美国国防部高级研究局的阿帕网（ARPA）的第一期工程投入使用取得成功，开创了计算机网络的新纪元。数据库技术和计算机网络为80年代实现管理自动化创造了良好的条件。管理自动化的一个核心问题是办公室自动化，这是从70年代开始发展起来的一门综合性技术，到80年代已初步成熟。办公室自动化为管理自动化奠定了良好的基础。

国际自动控制联合会（IFAC）于1976年在意大利的乌第纳召开了第一届大系统学术会议，于1980年在法国的图鲁兹召开第二届大系统学术会议。美国电气与电子工程师学会（IEEE）于1982年10月在美国弗吉尼亚州弗吉尼亚海滩举行了一次国际大系统专题讨论会。1980年在荷兰正式出版国际性期刊《大系统──理论与应用》。这些活动标志着大系统理论的诞生。

6）人工智能和模式识别

用机器来模拟人的智能，虽然是人类很早以前就有的愿望，但其实现还是从有了电子计算机以后才开始的。1936年，图灵提出了用机器进行逻辑推理的想法。50年代以来，人工智能的研究是基于充分发挥计算机的用途而展开的。

早期的人工智能研究是从探索人的解题策略开始，即从智力难题﹑弈棋﹑难度不大的定理证明入手，总结人类解决问题时的心理活动规律，然后用计算机模拟，让计算机表现出某种智能。1948年美国数学家维纳在《控制论》一书的附注中首先提出制造弈棋机的问题。1954年美国国际商业机器公司（IBM）的工程师塞缪尔应用启发式程序编成跳棋程序，存储在电子数字计算机内，制成能积累下棋经验的弈棋机。1959年该弈棋机击败了它的设计者。1956年赫伯特·西蒙和艾伦·纽厄尔等研制了一个称为逻辑理论家的程序，用电子数字计算机证明了怀特海和罗素的名著《数学原理》第二章52条定理中的33条定理。1956年M．L．明斯基、J．麦卡锡、纽厄尔、西蒙等10位科学家发起在达特茅斯大学召开人工智能学术讨论会，标志人工智能这一学科正式诞生。1960年人工智能的4位奠基人，即美国斯坦福大学的麦卡锡、麻省理工学院的明斯基、卡内基梅隆大学的纽厄尔和西蒙组成了第一个人工智能研究小组，有力地推动了人工智能的发展。从1967年开始出版不定期刊物《机器智能》，共出版了9集。从1970年开始出版期刊《人工智能》。从1969年开始每两年举行一次人工智能国际会议（IJCAI）。这些活动进一步促进了人工智能的发展。70年代以来微电子技术和微处理机的迅速发展，使人工智能和计算机技术结合起来。一方面在设计高级计算机时广泛应用人工智能的成果，另一方面又利用超级微处理机实现人工智能，大大地加速了人工智能的研究和应用。人工智能的基础是知识获取﹑表示技术和推理技术，常用的人工智能语言则是LISP语言和PROLOG语言，人工智能的研究领域涉及自然语言理解﹑自然语言生成﹑机器视觉﹑机器定理证明﹑自动程序设计﹑专家系统和智能机器人等方面。人工智能已发展成为系统和控制研究的前沿领域。

1977年E．A．费根鲍姆在第五届国际人工智能会议上提出了知识工程问题。知识工程是人工智能的一个分支，它的中心课题就是构造专家系统。1973—1975年费根鲍姆领导斯坦福大学的一个研究小组研制成功一个用于诊治血液传染病和脑膜炎的医疗专家系统MYCIN，能学习专家医生的知识，模仿医生的思维和诊断推理，给出可靠的诊治建议。1978年费根鲍姆等人研制成功水平很高的化学专家系统DENDRAL。1982年美国学者W．R．纳尔逊研制成功诊断和处理核反应堆事故的专家系统REACTOR。中国也已经研制成功中医专家系统和蚕育种专家系统。现在专家系统已应用在医学﹑机器故障诊断﹑飞行器设计﹑地质勘探﹑分子结构和信号处理等方面。

为了扩大计算机的应用，使计算机能直接接受和处理各种自然的模式信息，即语言﹑文字﹑图像﹑景物等，模式识别研究受到人们的重视。1956年，塞尔弗里奇等人研制出第一个字符识别程序，随后出现了字符识别系统和图像识别系统，并形成了以统计法和结构法为核心的模式识别理论，语音识别和自然语言理解的研究也取得了较大进展，为人和计算机的直接通信提供了新的接口。

60年代末到70年代初美国麻省理工学院﹑美国斯坦福大学和英国爱丁堡大学对机器人学进行了许多理论研究，注意到把人工智能的所有技术综合在一起，研制出智能机器人，如麻省理工学院和斯坦福大学的手眼装置﹑日立公司有视觉和触觉的机器人等。由于机器人在提高生产率，把人从危险﹑恶劣等工作条件下替换出来，扩大人类的活动范围等方面显示出极大的优越性，所以受到人们的重视。机器人技术发展很快，并得到越来越广泛的应用，并在工业生产﹑核电站设备检查﹑维修﹑海洋调查﹑水下石油开采﹑宇宙探测等方面大显身手，正在研究中的军用机器人也具有较大的潜在应用价值。关于机器人的设计﹑制造和应用的技术形成了机器人学。

总结人工智能研究的经验和教训，人们认识到，让机器求解问题必须使机器具有人类专家解决问题的那些知识，人工智能的实质应是如何把人的知识转移给机器的问题。1977年，费根鲍姆首倡专家系统和知识工程，于是以知识的获取﹑表示和运用为核心的知识工程发展起来。自70年代以来，人工智能学者已研制出用于医疗诊断﹑地质勘探﹑化学数据解释和结构解释﹑口语和图像理解﹑金融决策﹑军事指挥﹑大规模集成电路设计等各种专家系统。智能计算机﹑新型传感器﹑大规模集成电路的发展为高级自动化提供了新的控制方法和工具。

50年代以来，在探讨生物及人类的感觉和思维机制，并用机器进行模拟方面，取得一些进展，如自组织系统﹑神经元模型﹑神经元网络脑模型等，对自动化技术的发展有所启迪。同一时期发展起来的一般系统论﹑耗散结构理论﹑协同学和超循环理论等对自动化技术的发展提供了新理论和新方法。

『玖』 电力系统自动装置有哪些功能

发电机自动励磁、电源备自投（BZT）、自动重合闸、自动准同期、自动抄表、自动报警、自动切换和自动开启等。

『拾』 电力系统自动化的发展过程

20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右，单机容量不超过10万千瓦，回电力系统自动化多限于答单项自动装置，且以安全保护和过程自动调节为主。例如，电网和发电机的各种继电保护，汽轮机的危急保安器，锅炉的安全阀，汽轮机转速和发电机电压的自动调节，并网的自动同期装置等。50～60年代，电力系统规模发展到上千万千瓦，单机容量超过20万千瓦，并形成区域联网，在系统稳定、经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。系统开始装设模拟式调频装置和以离线计算为基础的经济功率分配装置，并广泛采用远动通信技术。各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70～80年代，以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时监控系统 (SCADA）开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控开始得到推广。各种自动调节装置和继电保护装置中广泛采用微型计算机。