浅析电力系统自动化的应用现状及其发展趋势

　　摘 要：随着信息科技时代的到来，电力调度自动化系统的发展越来越受到重视。我们要紧跟时代的步伐认清形势，掌握电力调度自动化系统的发展走向，利用电力调度自动化系统的功能与优势，积极探索出更能适应电网的电力调度自动化的系统。

　　关键词：电力自动化系统;应用现状;发展趋势

　　Abstract: With the information age arriving, the development of the electric power dispatch automation system is paid more and more attention. We need keep up with the pace of the times to clearly understand the situation, grasp the development trend of the electric power dispatching automation system, use the power dispatching automation system functions and advantages, and actively explore a better electric power dispatching automation system that adapts to the power grid.

　　Key words: power automation system; application status; development trend

　　中图分类号: TM247　文献标识码:A　文章编号：2095-2104(2012)

　　电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面，并形成一个分层分级的自动化系统。

　　1、电力系统自动化的应用现状分析

　　电力系统自动化是指对电力系统进行控制、监测、保护等行为的自动化建设，既包括硬件也包括软件。电力系统中的各种自动化，充分显示了电力系统的信息技术特点。从我国来看的话，电力调度自动化系统主要有CC-2000，SD-6000，OPEN-2000。它们的基本功能都能达到国内外的同系统的水平。

　　1.1 CC-2000系统。在不同的应用环境中，CC-2000系统提供两个种类的数据采集子系统，即为基于VME总线的工控机系统和基于终端服务器的系统。它们主要遵循两种不同的体系结构与技术思想，表现为系统的可靠性、适用性、实时性和灵活性等方面各有所侧重，而且在三十多个实际工程中有了应用，很好地适应了各类应用系统的需求。其主要运用开放式的系统结构设计，技术为面向对象，引用软件运用事件驱动和封装的思想为其提供透明的接口。由于应用面向对象技术，一个新的大对象的概念在自动化系统中得到了引用，与此同时，通用性和专有性的结合，使得支撑系统同时满足了电力系统一方的需求与其他行业的实际需求。

　　1.2 SD-6000系统。SD-6000系统是电力自动化研究院为满足广东电网发展的需要而开发的一套新型能量管理系统，是我国电力部门的重点项目，主要集合了超大规模的调度投影屏、调度电话自动拨号、气象卫星云图等新型技术，开放式和分布式的支撑系统平台是其特点，具有较高稳定性和可靠性的电网元件模型，场站单线图等技术为关键技术。

　　1.3 OPEN-2000系统。PEN-2000系统在新型的能量管理系统中被运用,由于自身性能的完善、适用面广泛、可靠性高、成熟性好、等优势使其快速的在国内外发展,同时其双网机制的采用使它的流量和可靠性都得到了很大的提升。

　　2、电力系统自动化系统的新技术应用

　　当今电力系统的自动控制技术正在向以下几个方面发展：在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展;在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题;在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论;在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用;在研究人员的构成上日益需要多“兵种”的联合作战。

　　2.1 电力系统的智能控制。电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段：基于传递函数的单输入、单输出控制阶段、线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段、智能控制阶段。智能控制是当今控制理论发展的新的阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景，其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制，基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构，多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。

　　2.2 FACTS和DFACTS。FACTS(柔性交流输电系统)，就是在输电系统的重要部位，采用具有单独或综合功能的电力电子装置，对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制，使输电更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统，以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量，并可获取大量节电效益的新型综合技术。FACTS的核心装置是ASVC，基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FACTS装置的各种核心技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。ASVC由二相逆变器和并联电容器构成，其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压，而且可以在故障后的恢复期间稳定电压，因此对电网电压的控制能力很强。DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术，它是1988年针对配电网中供电质量提出的新概念，其主要内容是：对供电质量的各种问题采用综合的解决办法，在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。

　　2.3 基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统。基于GPS统一时钟的新一代EMS目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余，记录时间较短，不同记录仪之间缺乏通信，使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长，只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足，即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记，记录数据只是局部有效，难以用于对全系统动态行为的分析。基于GPS的新一代动态安全监控系统基于GPS的新一代动态安全监控系统，是新动态安全监测系统与原有SCADA的结合。电力系统新一代动态安全监测系统，主要由同步定时系统，动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用GPS实现的同步相量测量技术和光纤通信技术，为相量控制提供了实现的条件。GPS技术与相量测量技术结合的产物——PMU(相量测量单元)设备，正逐步取代RTU设备实现电压、电流相量测量(相角和幅值)。

　　3、电力系统自动化系统的发展分析

　　整个电力系统自动化趋向于多方面的发展，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);由高电压等级向低电压扩展;由单个元件向部分区域及全系统发展;由单一功能向多功能、一体化发展;装置性能向数字化、快速化、灵活化发展;追求的目标向最优化、协调化、智能化发展。

　　3.1 市场化。在将来的电力调度自动化系统中，电力企业不断地适应市场的发展，而这种改革既是机遇也是挑战。电力企业为适应市场的改革为用户提供了多种选择，同时使用户自动作负荷管理，高峰负荷减少，装机容量减少，电力容量利用率和效益提高，更容易得到经济目标以促进系统的合理规划发展和电力工业的经营管理和持续良性发展，创造最大的社会效益。

　　3.2 数字化。随着数字化时代的到来，人们越来越意识到信息技术的重要性，数字化电网和数字化变电站的开发得到人们的普遍关注。电力调度自动化系统的数字化发展趋势主要指电网信息源的数字化发展，通过系统数字化使电网中的运行数据对电网的调度系统中的综合信息和通信进行分层分类和分区的采集和处理得到了实现。统一和规范了电网的整个监控过程，电力自身信息化、智能化和可视化的调度得到了促进,系统运行更加稳定、安全、经济。

　　3.3 智能化。智能调度是电网未来发展的必然趋势，智能调度技术采用先进的调度数据集成技术，进一步综合的利用电力系统的稳态、动态和暂态的运行信息进行有效整合，对电力系统的运行进行监测和优化，实施必要的预警和动态预防控制，增加系统的事故辨识、故障处理和系统恢复，从而更加协调与优化电厂质量、职场运营还有电网的调整。与此同时，在紧急的情况下，系统还能够进行协调控制，以达到调度、运行和管理。此外，电网调度的应用功能具有可视化等。

　　4、小结

　　随着计算机技术，控制技术及信息技术的发展，电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域，而信息技术的发展，不仅会推动电力系统监测的发展，也会推动电力系统控制向更高水平发展。

　　参考文献：

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