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關鍵詞：電力系統自動化；發展；應用

1 電力系統自動化總的發展趨勢

1.1 當今電力系統的自動控制技術正趨向于。

①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。

②在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。

③在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。

④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。

⑤在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。

1.2 整個電力系統自動化的發展則趨向于:

①由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。

②由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。

③由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。

④由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。

⑤裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變。

⑥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。

⑦由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。

近20年來,隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展,現代電力系統已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqments and Power Electronics)的統一體,簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入,外延不斷擴展。電力系統自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環控制的對象越來越豐富。

2 具有變革性重要影響的三項新技術

2.1 電力系統的智能控制。電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:

①電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。

②具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。

③不僅需要本地不同控制器間協調,也需要異地不同控制器間協調控制。

智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。

智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。

2.2 FACTS和DFACTS。

2.2.1 FACTS概念的提出。在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術――柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。

所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。

2.2.2 FACTS的核心裝置之一――ASVC的研究現狀。各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。

ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比,ASVC的調節范圍大,反應速度快,不會發生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC是一種固態裝置,所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化,因此其控制能力大大優于同步調相機。

2.2.3 DFACTS的研究態勢。隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關。可以說,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。

DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

2.3 基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統。

2.3.1 基于GPS統一時鐘的新一代EMS。目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。

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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，采用具有自動檢測、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臺。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絡需求，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。由于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于實時分析、計算的軟件系統。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，調度端則主要用于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，并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

模糊控制主要采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，并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并且十分的簡單。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于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，包括對電力系統處于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，以及先進的人機接口等方面。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 神經網絡控制

神經網絡控制是通過人工神經網絡發展而成的，它主要應用在學習方面以及模型結構方面，并且已經得到了廣泛的傳播和成果。神經網絡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。神經網絡是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的神經網絡。根據具體問題的不同，已經有多種神經網絡結構及其訓練算法在電力系統中得到了應用，主要的神經網絡理論研究有神經網絡的硬件實現問題研究和神經網絡學習算法研究等。

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于各個領域，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，以計算機軟硬件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

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電力系統自動化是對電能生產、傳輸和管理實現自動控制、自動調度和自動化管理。電力系統是一個地域分布遼闊，由發電廠、變電站、輸配電網絡和用戶組成的統一調度和運行的復雜大系統。電力系統自動化的領域包括生產過程的自動檢測、調節和控制，系統和元件的自動安全保護，網絡信息的自動傳輸，系統生產的自動調度，以及企業的自動化經濟管理等。電力系統自動化的主要目標是保證供電的電能質量（頻率和電壓），保證系統運行的安全可靠，提高經濟效益和管理效能。

一、電力系統自動化總的發展趨勢

（一）當今電力系統自動控制技術的發展趨勢

電力系統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；在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題；在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論；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；在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。

（二）整個電力系統自動化的發展趨勢

由開環監測向閉環控制發展，例如從系統功率總加到AGC（自動發電控制）；由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS（能量管理系統）到DMS（配電管理系統）；由單個元件向部分區域及全系統發展，例如SCADA（監測控制與數據采集）的發展和區域穩定控制的發展；由單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展；裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展，例如繼電保護技術的演變；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；由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展，例如MIS（管理信息系統）在電力系統中的應用。

二、電力系統的智能化技術

（一）變電站自動化

是在微機技術和網絡通訊技術的基礎上發展起來的。變電站自動化系統集保護、測量、控制、遠傳等功能為一體，采用微機化產品，并充分利用微機的數字通信的優勢來實現數據共享的一套電力系統二次設備的自動化裝置。它取代了常規的儀表盤、柜，以及一些中央信號裝置，節省了變電站的占地面積，節省了電纜的投資。整個變電站要實現自動控制，一套優秀的監控軟件是必須的。當操作人員進入變電站時，可以從自動化系統的當地監控軟件上了解變電站當前的運行情況和歷史記錄。當地監控軟件通過密碼實現多權限多級管理，一般操作人員可以看主接線圖、遙信遙控遙測表、特殊功能顯示圖、SOE等圖表，系統管理員可以修改軟件配置、各級權限范圍、各種圖表，操作員和監督員同時認可才能進行遙控操作。登入登出過程、執行操作后軟件都會詳細記錄操作人姓名、密碼、操作等信息。軟件根據設定自動記錄所需的四遙量并進行統計，形成曲線、棒圖等。

（二）建立堅強、靈活的網絡拓撲

堅強、靈活的電網結構是未來智能電網的基礎。我國能源分布與生產力布局很不平衡，為了緩解此現狀所帶來的不利影響，我國開展了特高壓聯網工程、直流聯網工程、點對點或點對網送電等工程的實施建設。如何進一步、優化特高壓和各級電網規劃成為需要解決的關鍵問題。隨著電網規模的擴大、互聯電網的形成，電網的安全穩定性與脆弱性問題越來越嚴重，對主網架結構的規劃設計要求也相應地提高了。只有靈活的電網結構才能應對自然災害和社會災害等突發災害性事件對電網安全的影響。

（三）實現開放、標準、集成的通信系統

智能電網的發展對網絡安全提出了更高的要求，智能電網需要具有實時監視和分析系統目前狀態的能力：既包括識別故障早期征兆的預測能力，也包括對已經發生的擾動做出響應的能力，其監測范圍將大范圍擴展、全方位覆蓋，為電網運行、綜合管理等提供外延的應用支撐，而不僅局限于對電網裝備的監測。

（四）CAN總線技術在電力調度自動化系統的應用

CAN總線在電力調度的大系統中作為站點內部智能數據模塊與計算機之間的通信網絡，在通信速度、通信距離、抗干擾等方面完全能滿足控制系統的要求。隨著計算機科學的發展，現場總線控制系統在數據交換的實時性、準確性、快速性方面的突破性進展，為電力網系統經濟、合理的調度運行提供了技術保證和技術支持。CAN總線是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。

在該電力調度系統，每個分站點均由工控機和若干測控接點組成。所有測控點都以“平等主體”掛接在總線上，每一點對應35kV回路或6kV回路的測控。測控點能夠采集對應回路的遙信量及遙測量，能根據接收到的命令主動將數據發送到CAN總線，通過預先設定的驗收碼和驗收屏蔽碼可以控制該測控點從總線上接收哪些數據或命令。站點工控機通過CAN卡從CAN總線上接收各節點數據進行處理，再通過網卡到集團千兆網，轉發到總調度中心。該智能測控節點的軟件由兩部分組成：一部分為初始化程序，包括對單片機本身的中斷、定時器串行口等的初始化和CAN控制器的初始化；另一部分為測控供電回路電量參數的數據采集處理。CAN總線比其它形式總線在速度、抗干擾能力及高性能上有著巨大的區別，CAN總線設計靈活、可靠性高、布線方便，更加適合于工業領域到各種集散控制系統

（五）電力載波技術在自動抄表中的應用

目前在電能表遠程抄收中，最適宜采用的方式為低壓電力線載波與10kV電力線載波所組合而成的系統。其技術構成如下：

1.在硬件方面，為了減少各個電路部分相互之間的串擾，要合理劃分弱信號電路，強信號電路；合理劃分數字電路部分和模擬電路部分；對于模擬信號輸出和輸入口均采用磁路耦合方式進行隔離，同時對于輸入信號使用具有高的帶外衰減系數的無源帶通濾波器；對于外部數字信號接口電路部分使用具有良好電磁兼容性能的集成電路；在各輸入和輸出端口添加相應的保護器件；另外，還要使用具有高穩定性、高抗干擾性的電源，進一步提高整體的抗干擾能力。

2.在軟件方面，使用內置式看門狗，使之能夠有效地監測軟件運行故障，在合理的較短時間內從故障中恢復；在MCU軟件設計中使用分布式軟件陷阱，以監測軟件的運行并從故障中恢復；對端口采樣時，使用重復采樣判別技術，防止慢上升速率信號中疊加的噪聲對采樣精度的影響。

3.在數據傳輸方面，為了提高傳輸的可靠性，克服信道中噪聲對判決錯誤的影響，除了合理選擇調制與解調方法外，還要采用差錯控制編碼技術（也稱糾錯編碼），最大限度地保證數據傳輸的可靠。

（六）配電網自動化

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1電力系統自動化的主要內容

針對電力企業的特點，實現電力系統的自動化應符合如下要求：快速、準確的收集、檢測和處理電力系統各系

統、部件的運行技術參數。根據電力系統的實際運行狀態和系統各部件的技術要求，為運行人員提供調控的指令，或能夠自動對各部件進行調控。實現全系統分層次、分部分的綜合調控，探索電力系統優質電力系統管理的最佳方式。電力系統實現自動化不僅能節省大量人力、物力、財力，而且還能降低電力系統事故的發生率，增加電力設備的使用壽命，綜合提高和改善電力系統運行性能。

2幾種電力系統自動化技術探討

（1）主動的對象數據庫技術及其在電力系統自動監視與控制中的運用面向對象技術在軟件的重用性、繼承性、封裝性、開放性及軟件工程等方面帶來革命性的影響，已經深刻影響軟件系統開發與設計的各方面，如面向對象的分析、面向對象的設計、面向對象的編程等。新一代的電網調度自動化系統應該全面地采用面向對象技術，支持面向對象的標準。

主動的對象數據庫與一般的關系數據庫相比，主要的優勢在于主動功能以及對對象技術的支持。關系數據庫要實現數據的判斷(如數據發生變化，數據越限)以及數據的分析都是由外來程序完成的。而在主動的對象數據庫中，利用數據庫的觸發子可以實現系統的監視功能，利用數據庫中對象的函數可以實現系統的控制功能。

由于引入觸發機制以及對象技術，這就可以在數據庫中實現自動監控，在節省數據讀出和寫入時間的同時，又充分地利用數據庫對數據的管理功能，提高數據可靠性，維護數據的一致性，便于數據的共享等。隨著數據庫技術的發展，以及對監控系統中觸發子和對象的函數功能的進一步研究，有望實現電力系統自動監視與控制的更加復雜的功能。

（2）現場總線控制系統。現場總線技術(FCS)實際上是將安裝在工業過程現場的智能自動化儀表和裝置與設置在控制室內的儀表和控制設備連接起來的一種數字化、串行、雙向、多站的通信網絡。現場總線技術將專用微處理器置入傳統的測量控制儀表，它作為智能設備的聯系紐帶，把掛接在總線上、作為網絡節點的智能設備連接為網絡系統，并進一步構成自動化系統，實現基本控制、補償計算、參數修改、報警、顯示、監控、優化及控管一體化的綜合自動化功能。這是一項智能傳感器、控制、計算機、數字通信、網絡為主要能容的綜合技術。

在我國電力系統中，目前DCS系統得到廣泛的應用。這種控制方式的實現需要通過傳感器、變送器將所有被控設備的狀態、電量、非電量信號收集到中央控制室的主控計算機上，然后在計算機上按照規定的數學模型進行計算、判斷、進而向被控設備發出指令。其在本質上仍然為數字控制器與模擬變送器組成的模擬-數字混合系統，在電廠或變電站內受電磁干擾嚴重，難以達到嚴格的計算精度，并實施準確控制。另一方面，模擬變送器位于測控現場，而控制器位于集中控制室。這從構成控制系統的信號流的角度來看，在現場把被控參數轉換為測量信號后，被送往位于集中控制室的控制器，再把所得到的控制信號由控制室送往現場的調節閥或控制電機。這樣，即使是一個簡單的回路控制系統，其信號的必經路徑也將會很長，因而會引起許多弊端和隱患。

將FCS引入電力系統將在根本上優化控制系統的各種性能。將整個生產過程的控制功能分散，為每個被控設備就地配備專用的底層前置控制計算機，這些專用的前置機根據控制要求負責管理被控設備的有關信息。這些信息經前置機處理后通過通訊接口由現場總線與上位計算機相聯。此時上位機的任務已不再是全面監控所有設備，而是擔負人機對話或向上級調度遠傳信息的任務。在上位機可以根據前置機上傳的信息構造各種畫面、圖象、圖表、曲線來直觀地反映現場設備的運行情況。不僅前置機可以配合PLC根據所取的實時數據對被控設備實行必要的調節和控制，而且上位機也可以直接通過前置機對被控設備進行實時性不強的調節和控制，把控制功能下放到現場，僅由現場儀表就可以實現控制功能。這樣無疑增強整個電力系統自動控制系統的可靠性和系統組織的靈活性。并且基于這種現場總線技術的系統，還可與其它計算機、節點通訊，構成高性能的控制系統。

（3）光互連并行處理器陣列在電力系統自動控制和繼電保護中的應用研究。光互連技術的特點：①光互連不受電容性負載的影響，其輸入輸出可根據需要具有很大靈活性。②光互連的扇出數主要受探測器功率限制。光互連既可解決無終端的電互連線受到臨界線長度的限制的問題，又可解決有終端線受到沿該線輸出端密度限制的問題，它可以在計算系統內部實現高性能互連。它以光速傳遞信息，可將時鐘扭曲問題減小到最小程度。③光互連不受平面和準平面的限制，光在光波導中可以大于10°的交叉角相互交叉，自由空間光束可相互穿越而不相互作用，可提高系統集成度。

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電力系統自動化是對電能生產、傳輸和管理實現自動控制、自動調度和自動化管理。電力系統是一個地域分布遼闊，由發電廠、變電站、輸配電網絡和用戶組成的統一調度和運行的復雜大系統。電力系統自動化的領域包括生產過程的自動檢測、調節和控制，系統和元件的自動安全保護，網絡信息的自動傳輸，系統生產的自動調度，以及企業的自動化經濟管理等。電力系統自動化的主要目標是保證供電的電能質量（頻率和電壓），保證系統運行的安全可靠，提高經濟效益和管理效能。

一、電力系統自動化總的發展趨勢

（一）當今電力系統自動控制技術的發展趨勢

電力系統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；在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題；在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論；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；在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。

（二）整個電力系統自動化的發展趨勢

由開環監測向閉環控制發展，例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)；由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)；由單個元件向部分區域及全系統發展，例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展；由單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展；裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展，例如繼電保護技術的演變；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；由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展，例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。

二、電力系統的智能化技術

（一）變電站自動化

是在微機技術和網絡通訊技術的基礎上發展起來的。變電站自動化系統集保護、測量、控制、遠傳等功能為一體，采用微機化產品，并充分利用微機的數字通信的優勢來實現數據共享的一套電力系統二次設備的自動化裝置。它取代了常規的儀表盤、柜，以及一些中央信號裝置，節省了變電站的占地面積，節省了電纜的投資。整個變電站要實現自動控制，一套優秀的監控軟件是必須的。當操作人員進入變電站時，可以從自動化系統的當地監控軟件上了解變電站當前的運行情況和歷史記錄。當地監控軟件通過密碼實現多權限多級管理，一般操作人員可以看主接線圖、遙信遙控遙測表、特殊功能顯示圖、SOE等圖表，系統管理員可以修改軟件配置、各級權限范圍、各種圖表，操作員和監督員同時認可才能進行遙控操作。登入登出過程、執行操作后軟件都會詳細記錄操作人姓名、密碼、操作等信息。軟件根據設定自動記錄所需的四遙量并進行統計，形成曲線、棒圖等。

（二）建立堅強、靈活的網絡拓撲

堅強、靈活的電網結構是未來智能電網的基礎。我國能源分布與生產力布局很不平衡，為了緩解此現狀所帶來的不利影響，我國開展了特高壓聯網工程、直流聯網工程、點對點或點對網送電等工程的實施建設。如何進一步、優化特高壓和各級電網規劃成為需要解決的關鍵問題。隨著電網規模的擴大、互聯電網的形成，電網的安全穩定性與脆弱性問題越來越嚴重，對主網架結構的規劃設計要求也相應地提高了。只有靈活的電網結構才能應對自然災害和社會災害等突發災害性事件對電網安全的影響。

（三）實現開放、標準、集成的通信系統

智能電網的發展對網絡安全提出了更高的要求，智能電網需要具有實時監視和分析系統目前狀態的能力：既包括識別故障早期征兆的預測能力，也包括對已經發生的擾動做出響應的能力，其監測范圍將大范圍擴展、全方位覆蓋，為電網運行、綜合管理等提供外延的應用支撐，而不僅局限于對電網裝備的監測。

（四）CAN總線技術在電力調度自動化系統的應用

CAN總線在電力調度的大系統中作為站點內部智能數據模塊與計算機之間的通信網絡，在通信速度、通信距離、抗干擾等方面完全能滿足控制系統的要求。隨著計算機科學的發展，現場總線控制系統在數據交換的實時性、準確性、快速性方面的突破性進展，為電力網系統經濟、合理的調度運行提供了技術保證和技術支持。CAN總線是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。

在該電力調度系統，每個分站點均由工控機和若干測控接點組成。所有測控點都以“平等主體”掛接在總線上，每一點對應35kV回路或6kV回路的測控。測控點能夠采集對應回路的遙信量及遙測量，能根據接收到的命令主動將數據發送到CAN總線，通過預先設定的驗收碼和驗收屏蔽碼可以控制該測控點從總線上接收哪些數據或命令。站點工控機通過CAN卡從CAN總線上接收各節點數據進行處理，再通過網卡到集團千兆網，轉發到總調度中心。該智能測控節點的軟件由兩部分組成：一部分為初始化程序，包括對單片機本身的中斷、定時器串行口等的初始化和CAN控制器的初始化；另一部分為測控供電回路電量參數的數據采集處理。CAN總線比其它形式總線在速度、抗干擾能力及高性能上有著巨大的區別，CAN總線設計靈活、可靠性高、布線方便，更加適合于工業領域到各種集散控制系統

（五）電力載波技術在自動抄表中的應用

目前在電能表遠程抄收中，最適宜采用的方式為低壓電力線載波與10kV電力線載波所組合而成的系統。其技術構成如下：

1.在硬件方面，為了減少各個電路部分相互之間的串擾，要合理劃分弱信號電路，強信號電路；合理劃分數字電路部分和模擬電路部分；對于模擬信號輸出和輸入口均采用磁路耦合方式進行隔離，同時對于輸入信號使用具有高的帶外衰減系數的無源帶通濾波器；對于外部數字信號接口電路部分使用具有良好電磁兼容性能的集成電路；在各輸入和輸出端口添加相應的保護器件；另外，還要使用具有高穩定性、高抗干擾性的電源，進一步提高整體的抗干擾能力。

2.在軟件方面，使用內置式看門狗，使之能夠有效地監測軟件運行故障，在合理的較短時間內從故障中恢復；在MCU軟件設計中使用分布式軟件陷阱，以監測軟件的運行并從故障中恢復；對端口采樣時，使用重復采樣判別技術，防止慢上升速率信號中疊加的噪聲對采樣精度的影響。

3.在數據傳輸方面，為了提高傳輸的可靠性，克服信道中噪聲對判決錯誤的影響，除了合理選擇調制與解調方法外，還要采用差錯控制編碼技術(也稱糾錯編碼)，最大限度地保證數據傳輸的可靠。

（六）配電網自動化

篇（6）

【關鍵詞】電力自動化；現場總線；無線通訊技術；變頻器

【 abstract 】 along with the power electronic technology, microelectronics technology ditch rapid development, the original power transmission (electronic drag) control concept has not fully grasp modern production automation department shall bear the first line in the flow of control equipment all tasks. And, electric drive control was already out of the factory, in traffic, farm, office and home appliances, etc have gained wide use. Its object of study has developed for motion control system, only for the relevant

Electrical automation technology of the new development introduced some.

【 key words 】 electric power automation; The fieldbus; Wireless communication technology; inverter

中圖分類號：F407.61文獻標識碼：A 文章編號：

1.引言

現今，創新的自動化系統控制著復雜的工藝流程，并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，包括無線網絡、現場總線、變頻器及人機界面、控制軟件等，大大提升了過程系統的效率和安全性能。

2.電力自動化的發展

我國是從20世紀60年代開始研制變電站自動化技術。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采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采用自動化新技術，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仿真等技術日趨成熟，以及計算機高速網絡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。

3.電力自動化的實現技術

現場總線(Fieldbus)被譽為自動化領域的計算機局域網。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，現場總線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。

4.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。位于現場的巡視和檢修維護人員借此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯系，并實現信息共享。此外，無線技術還具有高度靈活性、易于使用、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，并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于電力流程工業。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，都因無線技術網絡的不同而不同。因此，很多用戶都傾向于“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)、自組織網絡等，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、在數據集中和網絡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。5.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后還實現了無人值班、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1 2 1機到1 7 6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。

6.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象的程度。電力系統發生大災變對于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后果極其嚴重，我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。由于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。

7.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。對于變頻器廠商而言，在未來三十年，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制造中心。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。

8.人機界面

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隨著國民經濟的發展，人民生活水平的提高促使了用電量的不斷增漲，與此同時對于電能質量、可靠性、安全性和穩定性也提出了新看法。在這種社會發展形勢下，供電企業做好電力調度工作尤為關鍵，其調度自動化系統的應用也越來越發揮出其重大優勢。

一、電力調度自動化系統分析

經過國內外社會發展實踐表明，現代化電力系統管理的基礎在于調度自動化，開展調度自動化工作可以有效的提高電力系統的安全性、經濟性和穩定性，也有助于提高電能質量，增加企業經濟效益和社會效益，同時達到電能高效利用的目的。

1、電力系統自動化

電力系統自動化主要指的是在工作中采用各種具備自動計數的監測設備、決策方案、控制功能的裝置和通信信號系統來數據傳輸和管理的電力系統元件、系統組成來進行監控、調節、控制，以保障電力系統運行安全、高質、穩定運行，從而為人們生活和工作提供充足的電能。

2、電力調度自動化

截至目前，電力系統已成為社會發展中的核心環節，而電力調度自動化則是電力系統中最為關鍵的內容，也是電力系統自動化的一部分。在目前的社會發展中，我們常說的電力調度自動化主要指的是在工作中以計算機技術為核心、以信息技術為平臺形成的電網監控調度自動化系統，其基本在構成按照功能和組成可以分為以下環節：

2.1、信息采集和命令執行環節

信息采集和命令執行子系統是整個電力調度系統中的初始階段，是電廠、變電站運動終端的主要構成。而運動終端與主電站配合能夠形成一個功能齊全、準確的數據采集系統，從而形成一個系統的實時參數，在遙信方面的主要功能在于采集并傳送極端保護器的動作信息、參數和斷路器的狀態信息。

2.2.信息傳輸子環節

信息傳輸環節是實現電力調度自動化的主要設施，是信號傳遞媒介，一般在目前的工作中，按照信息傳輸子系統的通道結構我們可以將其分為模擬傳輸系統和數字傳輸系統兩個不同組成環節。

2.3、信息收集、處理和控制環節

為了實現對電力系統調度自動化的管理和控制工作，在目前的管理工作中我們可以通過從技術標準、管理策略方面入手，為實現對整個電網進行監測和控制功能，需要在工作中收集分散在各個發電廠和變電站的實時信息，并對這些信息及時的加以歸納和總結，并將結構顯示給調度員，產生相關的系統控制方法。

二、電力調度系統的自動化功能

通過對調度自動化系統進行開發利用和整理，使得電力公司調度系統能夠形成一個信息可靠、暢通性能好、主站處理功能完善、監控功能合理的綜合性整體，從而為電力系統的安全、經濟、高效運行提供扎實的技術保障。

1、電力系統的監控功能

在目前的電力調度系統中，對電力系統進行監視和控制尤為關鍵，是為自動發電控制、經濟調度、安全分析等高層次功能提供實時數據。其中監視主要是對電力系統運行信息的采集、處理、顯示、告警和打印，以及對電力系統異常或事故的自動識別，向調度員反映電力系統實時運行狀態和電氣參數。而控制主要是指通過人機聯系設備執行對斷路器、隔離開關、靜電電容器組、變壓器分接頭等設備進行遠方操作的開環控制。

2、電力系統安全分析

電力系統安全分析主要內容是利用實時數據對電力系統發生一條線路、或一臺發電機、變壓器跳閘的假想事故進行在線模擬計算，以便隨時發現每一種假想事故是否可以造成設備過負荷、以及頻率和電壓超出允許范圍等不安全情況，是一系列以單一設備故障為目標而進行的在線潮流計算。

3、電力系統經濟調度

電力系統經濟調度是在滿足安全、電能質量和備用容量要求的前提下，基于系統有功功率平衡的約束條件和考慮網絡損失的影響，以最低的發電（運行）成本或燃料費用，達到機組間發電負荷經濟分配且保證對用戶可靠供電的一種調度方法。在調度過程中按照電力系統安全可靠運行的約束條件，在給定的電力系統運行方式中，在保證系統頻率質量的條件下，以全系統的運行成本最低為原則，將系統的有功負荷分配到各可控的發電機組。經濟調度一般只按靜態優化來考慮，不計算其動態過程。

三、電力系統調度自動化技術在國外的應用

國外的電力系統調度自動化系統均是采用了RISC工作者，UNIX操作系統和國際公認的標準，主要有以下幾種：

1、西門子SPECTRUM系統。該系統是由德國西門子公司基于32比特SUN點的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平臺，引入軟總線概念，服務器之間及內部各進程與實用程序問的信息交換實現標準化開發的。采用了分布式組件、面向對象等技術，廣泛應用于配電公司、城市電力公司和工業用戶。

2、CAE系統。該系統采用64比特ALPHAI作站、客戶I服務器體系結構和雙以太網構成的EMS硬件平臺，選用分布式應用環境開發研制的，集DAC、SYS、APP、COM于一體。該系統功能分布于各節點，能有效地減少網絡數據流，防止通信瓶頸問題。

3、VALMET系統。該系統適用于多種硬件平臺，可連接SUN、IBM、PHA工作站。該系統包括實時數據、歷史數據和應用軟件三個服務器。

4、SPIDER系統。該系統是由ABB公司開發的，采用分布式數據庫和模塊化結構，可根據用戶實際需求配置系統。它具有雙位的遙信處理功能，使狀態信號穩定性好，并有一套完整的維護工具。

四、電力系統調度自動化技術的發展趨勢

隨著計算機技術、通信技術、數據庫技術等技術的快速發展，電力系統調動自動化技術應朝著模塊化、面向對象、開放化、只能化合可視化等方面發展。

1、模塊化與分布式。電力系統調度自動化系統軟件設計的重要思想就是模塊化和分布式。組件技術是一種標準實施的基礎，能夠實現真正的分布式體系結構，基于平臺層解決數據交換的異構問題，是一種重要的電力系統調度自動化技術。

2、電力系統調度綜合自動化。全面建立調度數據庫系統，提高電力系統調度自動化的綜合管理水平，使電力系統運行達到最優化，避免電力系統崩潰或大面積停電事故，提高電力系統的安全性和可靠性；建立并完善電氣事故處理體系，使事故停電時間降到最短，降低各種不必要的影響。

五、結語

隨著電力市場的引入，更多的市場參與者要求能夠使用調度自動化系統進行信息上報和查詢等操作，這就對智能調度系統的信息安全防護能力提出了更高的要求。盡管國家經貿委和電監會已經出臺了相關技術規定，但是可以預計電力二次系統安全防護問題將面臨更多的挑戰。“智能調度”系統將能夠滿足客戶在信息安全防護能力方面更高的需求。

篇（8）

社會經濟的發展水平不斷的提高，同時人們對電能的需求也大大的增加，在這樣的情況下電能的可靠性和安全性也提出了更高的要求，最近幾年，計算機技術也在不斷的發展和完善，所以電力調度工作的質量和水平也在不斷的提升，如何提高電力系統調度自動化的水平也成為了當前非常重要的內容之一。

1.電力調度自動化概述

電網調度自動化通常就是指借助電網運動化和數字化會發展，在市場經濟發展的條件下，電網的規模也不斷的增大，人們的在用電量上有更高需求的同時也使得用電的可靠性和安全性都提出了更高的要求，在這樣的情況下，如果一個部件出現了問題就很有可能會使得整個電網有癱瘓的風險，這樣就會出現大范圍停電現象。因為人民生活水平都在不斷的提升，為了保證工作的過程中不能產生停電現象，所以就必須要對電力的供應進行嚴格的控制，同時還要在停電之前貼出通知，電力企業在這樣的情況下就要面臨非常嚴峻的考驗，所以在這一過程中必須要對電力調度自動化系統進行嚴格的控制。

1.1電力調度系統的發展

在電力系統最早起源于20世紀中期，最早是為了解決電網在工作中很難控制的一些問題，在那個階段主要的目的就是對系統信號進行及時的控制，在實施控制的過程中采用的技術主要有接點遙控或者是其他裝置對其進行有效的控制，在當時主要是為了可以更好的對電網頻率予以適當的調整和控制。通常我們所說的電力系統自動化通常就是指在實際的工作中采用現代化先進技術對設備的運行情況進行實時的監測和控制，這樣就可以很好的體現出其自身的安全性和穩定性，這樣才能更加充分的體現出其自身的優勢，保證人們正常生產和生活上的電力供應。

1.2電力調度自動化分析

在很長時間的社會實踐和研究之后，相關人員得出了如下結論。在電力系統的運行和發展中，要想有效的提高電力調度控制和管理的工作質量一定要在實際的工作中采用適當的方法對其進行有效的控制，而只有這項工作的質量能夠得到保證，才能更好的確保電網的正常運行。在實際的工作中，它一方面可以有效的提高電網的工作質量，同時也能夠提高電力企業在發展中所獲得的經濟效益，在節能方面也越來越成熟，在這樣的情況下電力行業的發展就成為了社會發展中一個非常重要的問題。而電力調度方面的研究也更加的深入。通常所指的電力調度是在電力企業的發展中以計算機作技術作為主要的依托，以現代化的信息技術作為發展的條件，將電力調度作為調度工作中采用的主要方法，在應用的過程中，它的運行方式也是有著自身獨到特點的。

1.2.1信息采集與命令系統

該系統是電力調度自動化系統中一個非常重要的組成部分，這一系統的出現也是當今系統發展過程中一個剛剛起步的時期，在運行的過程中它主要是通過電廠、發電終端以及相關的設備對運行中相關的信息予以有效的整理，這樣就可以將這些信息傳遞給計算機集控平臺，從而可以對系統進行有效的遠程控制。

1.2.2信息傳輸環節

信息傳輸是整個工作中最為關鍵的一部分，在過去的信息傳輸工作中，因為信息傳輸技術的不科學而引發了許多的工作控制失誤，給工作的開展造成嚴重的損失，甚至是給人們生活帶來一定的影響。近年來，隨著無線電通信技術、電磁波通信等新方式的產生，信息傳輸控制工作逐漸得到改善與優化，為整個電網調度系統工作的開展打下了堅實的指導基礎。

1.2.3信息收集、處理和控制環節

為了實現對電力系統調度自動化的管理和控制工作，在目前的管理工作中我們可以通過從技術標準、管理策略方面入手，為實現對整個電網進行監測和控制功能，需要在工作中收集分散在各個發電廠和變電站的實時信息，并對這些信息及時的加以歸納和總結，并將結構顯示給調度員，產生相關的系統控制方法。

2.電力系統調度自動化技術在國外的應用

2.1西門子SPECTRUM系統

該系統是由德國西門子公司基于32比特SUN點的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平臺，引入軟總線概念，服務器之間及內部各進程與實用程序問的信息交換實現標準化開發的。采用了分布式組件、面向對象等技術，廣泛應用于配電公司、城市電力司和工業用戶。

2.2 CAE系統

該系統采用64比特ALPHAI作站、客戶I服務器體系結構和雙以太網構成的EMS硬件平臺，選用分布式應用環境開發研制的，集DAC、SYS、APP、COM于一體。該系統功能分布于各節點，能有效地減少網絡數據流，防止通信瓶頸問題。

2.3 VALMET系統

該系統適用于多種硬件平臺，可連接SUN、IBM、PHA工作站該系統包括實時數據、歷史數據和應用軟件三個服務器。

3.自動化系統技術的產生背景

隨著我國電力系統的不斷發展，網絡分布也越來越廣。電力系統網絡的運營與維護同樣需要大量的人力、物力與財力。傳統的人工抄表、監測技術已經不再滿足目前日益發達的電力系統現狀。自動化系統能夠對目前應用的電力系統進行全面監測，對在系統運營過程中出現的故障進行記錄與處理，大大提升了電力系統運行的穩定性。

4.電力系統應用互聯現狀

目前，我國應用的電力調度自動化系統在應用中主要有以下幾種：首先是CC一2000型電力調度自動化系統，它由部分高等院校與研究機構合作而成，充分利用了標準化技術為軟件提供接口，此電力調度自動化系統采用實時數據采集的方式，在不同的服務器分布相對的應用功能，即使在某一區域發生故障，也不會對整個系統的正常運行造成干擾。現代電力系統的自動化技術已經體現出更多的成熟的特點，開始廣泛應用于我國電力系統的建設與運行中。SD一6000～量管理系統具有統一的支持平臺，具有較大屏幕與調度自動撥號功能，在信息的傳遞時具有高實時性與超高質量的人機界面，是目前國內相對先進的的EMS系統，在我國的南方地區已經得到應用。OPEN一2000，量管理系統能夠實現監控與數據采集功能、自動發電控制技術功能等軟件，把調度與管理等應用于一體，具有開放型與分布式的特點，適合于省高調等新一代管理系統。此系統維護方便，已經在我國部分的市調項目上得以應用，并取得了不錯的效果。

5.電力系統調度自動化技術的發展趨勢

5.1模塊化與分布式

電力系統調度自動化系統軟件設計的重要思想就是模塊化和分布式。組件技術是一種標準實施的基礎，能夠實現真正的分布式體系結構，基于平臺層解決數據交換的異構問題，是一種重要的電力系統調度自動化技術。

5.2電力系統調度綜合自動化

全面建立調度數據庫系統，提高電力系統調度自動化的綜合管理水平，使電力系統運行達到最優化，避免電力系統崩潰或大面積停電事故，提高電力系統的安全性和可靠性；建立并完善電氣事故處理體系，使事故停電時間降到最短，降低各種不必要的影響。

6.結束語

電力企業逐漸涌入了市場化的發展大潮當中，在這樣的情況下，市場參與者和競爭者都在實際的工作中引入了調度自動化系統，這樣就可以對信息進行查詢等操作，雖然國家相關部門已經出臺了相應的規定，但是我國電力調度自動化系統還是需要不斷的改進和完善。

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中圖分類號： TM73 文獻標識碼：A

隨著經濟的不斷發展，傳統的電力系統在提供生活用電和生產用電方面表現得越來越力不從心，用電量的不斷提高，對電力系統發電量提出了更高的要求和挑戰，電網的不斷擴大需要強化電力系統的安全性和穩定性。電力系統電力調度自動化，是電力事業發展的必然，不僅能夠有效提供電力系統運行的相關信息，還能方便電網運行監控人員進行相關的系統數據處理，是當前電力系統的重要組成部分，是保證電力系統安全性、穩定性、經濟適用性的基石，能夠促進電力事業的快速發展，提高電力企業的經濟效益和社會效益。

一、電力系統電網調度自動化功能要求

電力系統，是現代人類生活的重要組成部分，生活用電和生產用電的不斷增加，要求電網的不斷擴大，但是電力系統是一個運行操作極為復雜的過程，處理不當不僅會影響電量的供需，而且還會帶來一定的安全隱患。電力系統電網調度自動化的出現，一定程度解決了這些問題。電力系統電網調度自動化，是電力系統的重要組成部分，不僅能夠有效提高電力系統的安全性、穩定性，還能夠有效提高電力系統的整體運行水平，確保生產生活用電的及時供應。信息化時代的到來，促進了信息技術的不斷發展，使得電力系統電網調度自動系統的配置越來越高，運行水平越來越強，有效保障了電力系統的安全。當今時代，電網運行監控人員已然將電網調度自動化作為了一種有效的安全監控工具，有效解決了運行信息及相關數據的分析處理，促進了電力系統結構的合理性和安全性，促進了電力系統電力設備的可靠性，并有效完善了電力系統自動裝置。電力系統關乎人們的生活生產水平，一時的疏忽可能會造成巨大的經濟損失和人身安全損失，電力系統電網調度自動化的出現，能夠及時處理局部電力故障，并在最短的時間內恢復正常，避免大面積區域停電的惡果，有效減少甚至拒絕了大面積區域電網系統崩潰的現象。

二、電力系統電網調度自動化技術應用分析

電力系統電網調度自動化技術應用對于整個電力系統的發展極為必要，相關的技術主要包括以下幾種：

1 集成化技術在電力系統中的應用

集成化技術，主要指的是電網調度的二次系統，二次系統的功能性是極為強大的，是數據處理的重要基礎，促進資源的合理配置，提高資源共享水平，協調電網發展要求，促進電力系統的全面信息化和自動化。

2 網絡化技術在電力系統中的應用

信息化時代的到來，互聯網時代的逼近，促進了信息的交流和共享，先進的網絡技術已經蔓延到了生活的各個方面，電力系統也不例外。電力系統中網絡化技術的應用，不僅促進了資源的整理和細化，而且有效協調了信息與資源共享之間的矛盾，保證了整個電網的安全，對于電力系統運行中出現的問題，及時應用網絡化技術的力量，不僅能夠有效避免較大的失誤和損失，而且能夠有效提取有價值的數據，并加以使用和分析，促進問題的有效解決和電力系統的正常應用和運行。

3 智能化技術在電力系統中的應用

現代社會的整體發展方向是智能化、自動化、信息化，智能化技術在電力系統中的應用，能夠高效率地集成數據，并加以分析和整理，不僅能夠促進電力系統的優化，檢測電力系統的運行，還能夠及時控制，禁止意外事故的發生，即使遇到不可抑制的故障，也能夠智能化地辨別事故并加以修正，及時恢復系統應用，促進電力系統的正常運行。此外，電力系統管理、運行、調度的智能化，是保證電網協調優化的重要舉措。

4 數字化技術在電力系統中的應用

時代的發展，科學的進步，極大程度上帶動了信息技術的不斷發展。數字化技術在電力系統中的應用，主要體現在電網運行數據的相關處理、收集、利用，以便更好地完善數字化電網調度體系，促進電網管理的規范化、智能化，促進電力系統的穩定性和安全性。電網系統的數字化主要包括數字化管理，數字化決策，數字化通信，數字化信息處理，這些在電網系統中都是不可或缺的，各司其職，各盡其用。數字化管理，主要是大量設備運行和生產的數據應用，以便實現電網在進行維護、運行、管理中的信息化。數字化決策主要為了保證電網運行的穩定、安全、經濟。當然，這些需要有強大的決策分析能力，才能及時控制，促進優質高效。數字化通信和信息處理也是電力系統極為重要的方面，能夠有效實現市場信息監控和管理，進而促進電力系統設備的有效運行。

總而言之，電力系統電網調度自動化，是時代的發展要求，是現代社會電力事業發展的必然走向，是提高電力系統經濟效益和社會效益的重要保障，符合社會的整體要求和歷史走向，滿足了現代人對電力事業的整體愿望。當前電力系統電網調度自動化功能正逐步健全，技術應用正不斷拓寬，雖然在其應用和發展過程中存在一些暫時的缺陷和不足，但是為電力系統的進一步發展奠定了堅實的基礎。了解電力系統電網調度自動化的現有功能，熟練地應用相關技術，及時彌補自動系統過程中已經出現的問題和不足，并加以改進和修正，是未來電力系統電網調度自動化的必然要求，只有這樣，才能不斷提高電力系統效力，確保電力系統穩定，推動電力系統高效運行，確保生產用電和生活用電的及時到位、方便快捷，促進電力事業的整體發展。

參考文獻

篇（10）

前言

在信息技術的帶領下，自動化也擴大了使用的范圍。在農業方面，可以自動的為農作物施肥，噴水。在工業方面，可以自動的生產，自動的進行包裝。在電氣方面，也慢慢的使用在我國的電力系統中。但在電力中的應用還不是很成熟，還有不足的地方需要去改正。怎樣才能更好的在電力系統中使用自動化，現在還是一個謎團，等待著研究人員分析以后的結果。研究的主要對象要與實際的電網相結合，從而得到兩者更匹配的結果。

1、電氣自動化發展現狀

電氣自動化的發展離不開信息技術的發展，信息技術才使得電氣自動化技術的產生，并且在其他的方面也運用的很廣泛。據現實的情況而言，電氣自動化技術的提高以以下幾點為主。

高度信息化

當前我國電氣自動化技術發展的高度信息化不僅表現在其技術、機器的使用等方面，而且在部門管理或者數據的處理等方面也實現了信息化。信息化技術的提高模糊了原本較為明確的設備界限，如控制系統的模糊化，同時與之相應的軟件、通訊等方面要求更高了。由于電氣自動化技術與電腦的發展技術是相關的，所以多媒體技術與信息技術的發展在電氣自動化發展進程中占據很大的作用。

易于維護

正如前面所講，電氣自動化技術是與Internet的發展緊密聯系的，計算機技術的一個優點就是其有較大的靈活性及能迅速地集成或提供信息，這也就使得電氣自動化較以往的傳統技術相比，更易于維護。

易于控制

電氣自動化技術使用范圍的增大，和它本身的容易控制的有點是密不可分的。隨著經濟的發展，市場的變化，電氣自動化技術需要時刻的改變來適應變化，以便協調性的發展。例如：將馬達和變壓器用線連接起來，在作業時只需要控制這一根線，就可以控制其兩者的操作，簡單易實施。

2、電氣自動化技術在電力系統中的應用

電氣自動化技術離不開計算機，計算機是自動化技術的核心，所有自動化的工作都由計算機支配。以下是在電力系統中電氣自動化技術的應用。

仿真技術

在電力系統中自動化技術日漸真態化，它不僅能夠呈現大量的實驗數據，而且可以支持多項操作同時進行，并能夠幫助實驗人員測試新的裝置，同時能實施同步控制，所以仿真技術為電力系統提供了較好的實驗條件，有助于對電力系統實施動態監控及仿真建模等技術的應用，既有利于操作又易于控制。

智能技術

電氣自動化技術的引進加強了電力系統的控制技術。不僅是在操作方面，在電網的監控方面也提供不少的幫助。例如：一個地方的電網出現故障，通過電腦的監控就可得知，以最短的時間通知電力部門修復，降低危險的發生。

多項技術的集成

現代的自動化電力系統將多項技術集成一體，易于管理，又不會因為客戶有不一樣要求而達不到。與傳統電力系統相比，有點在于可以提高電力系統的競爭意識。因為電氣自動化的統一化可以對于不同的項目給予支持，統一的工作實踐少于每個部門單獨作業。

人工智能技術

電力系統中自動化技術不需要人工的操作，可以自動的對電網中出現的問題及時反應在計算機上，如果問題不是很大的話，自動化技術可以自動的對該故障進行解決。自動化技術的發展增強了電力系統的運作。

電網技術

電網技術的應用推動了電網技術一體化及其調度自動化的發展，而電網技術的一體化加強了電力系統中配電模型及高級軟件等技術的發展，同時提高了數字信息技術處理能力。電網調度自動化的發展是電力系統自動化的主要組成部分，而調度自動化的發展與計算機技術的發展也是息息相關的。

3、電子自動化技術的未來發展走向

全控型電子開關技術的應用

在以往的電力控制開關中我國采用的是半控型晶閘管，該開關控制的缺點在于不能對整個電路實施很好控制，而全控型電子開關技術如IGBT這一技術，其不僅電流密度大且開關速度相較其他電子開關較低，而且整個電路相對簡單，無論在維修還是處理等方面都較便捷。

變換器電路的發展逐漸高頻化

變換器電路的發展的趨勢是逐漸高頻化，高頻率和低頻率相比，優點在于許多干擾因素無法到達高頻，對電路沒有影響。而且低頻化電力在開關過程消耗的也比高頻化電力消耗的多。

電流控制技術的發展

電流控制技術的發展主要體現在將定子電流的磁場分開，將各磁場加以控制。但是這種控制技術的發展離不開坐標變化的發展，這種技術的發展加強了電流控制技術的管理，這是一種新穎的管理手段，不僅其結構較為簡單，且手段較為直接，是一種有效的動態交流方法。

通用變電器的大量使用

所謂通用變電器指的是中小功率在400kVA以下的變頻器。當前使用的較為普遍的是沒有跳閘的變頻器，通用變電器使得自動化控制更為簡單，易于操作，因為如果在整個電力系統中采用通用變電器，無論是計算機網絡的總體控制，還是各線路數據的管理、控制、處理等階段與傳統使用的變電器相比較都要容易。

4、結語

綜上所述，電氣自動化技術的發展對于電力系統是非常關鍵的。電力系統是一個較為復雜的系統，光靠人為的操作是不足夠的。而自動化技術可以簡化電力系統，在控制，操作，和處理問題時就變的容易。使用自動化可以減小人們的勞動時間，反應問題的時間也短，降低損失。而對自動化技術而言，最重要的就是計算機的使用，信息技術是否發達決定著計算機的靈敏程度，計算機的靈敏度越高，自動化就越快，電氣系統的發展才會更順利。雖然電氣自動化技術在我國的電力使用中還不是很成熟，但是在我國科研人員的努力下，就會不斷的將這門技術發展。

參考文獻

篇（11）

當前電氣自動化的系統構成主要技術支撐點仍然是微軟的Inter-netExplore、WindowsNT，這些技術擁有非常標準的執行語言以及相應的操作規范，在該項技術發展的過程中逐步建立了標準的平臺。由于電氣自動化系統越來越多的得到廣泛的使用，該系統也被越來越多的企事業單位采用，因此隨著科技的飛速發展，電氣自動化系統的維護過程也變的越來越簡單方便，系統的操作界面也得到了極大的改善。

1．2分布式控制應用

分布式控制系統在實際應用中往往被稱為分散控制系統，系統可集中進行管理、收集數據和集中控制自動控制系統，同時還可以在生產過程中用數臺計算機分別控制多個回路。電氣自動化系統的目的就是為了達到對每個運行的組成單元部分進行有效管理和調控，同時還要兼顧好設備與線路之間、設備與設備之間的相互關系，所以分布式控制系統的應用在電氣自動化系統中的地位非常重要。

1．3IEC61131標準使編程接口標準化

在IEC61131標準頒布之前的最初階段每個生產廠家都有自己企業的執行標準，每個廠家的每種元器件不論是使用范圍、功能還是型號都有著巨大的區別和不同，因此造成標準互不通用，元器件市場非常混亂，設備之間也不能夠相互匹配組合使用，對設備進行統一管理維護也就更是無從談起。在IEC61131標準頒布之后，這一行業中有了行業執行標準，因此無論是何廠家所生產的元器件均可以以最佳的組合進行匹配，極大的提高了生產效率。

2電氣自動化技術在電力系統中的應用

2．1計算機技術在電力系統自動化應用

計算機的出現對人類社會的進步起到了巨大的促進作用，而電力系統中采用計算機控制技術對電力系統的發展也做出了巨大的貢獻。計算機技術的發展速度日新月異，其在電力系統中的眾多關鍵環節中都發揮著重要的作用，例如發電、變電、輸電以及配電等關鍵環節。因此也就促進了電力系統的電氣自動化技術的飛速發展。

2．2智能電網技術的應用

智能電網技術是指由計算機技術與電力系統自動化技術有機結合而形成的一個面向全局的智能控制技術，它涵蓋了輸電、變電、配電、用戶、發電及調度的每個環節，智能電網技術是一個非常典型的技術。而在計算機技術中被廣泛應用的一個技術便是細心管理系統。計算機技術系統納入了很多穩定控制系統、變電站自動化系統，同時一樣的還有諸如調度柔流輸電以及自動化系統等。智能電網的最初原形在某種程度上就可以認為是數字化的電網建設，這一前期鋪墊過程也可歸于為我國建設智能電網所做的預備建設。智能電網的通信技術又是智能電網中比較典型的技術，當然也離不開計算機技術作為技術支撐，需要應用現代最先進的網絡通信專業技術，需要擁有可靠性、雙向性、實時性等等特點，并且這一系統是完全靠計算機技術而存在的，同時還兼具信息管理的功能。

3電氣自動化技術發展趨勢

我國雖然現階段電力系統的電氣自動化技術發展迅速，但是與國外相比在我國起步較晚，因此很多技術及研發水平與國外很多方面還存在著巨大的差距。這也就要求我國在借鑒和學習國外電力系統電氣自動化技術的同時，還要客觀實際的結合我國電力系統的實際情況，不斷的研究和開發適合我國國情及發展需求的電氣自動化系統。

3．1保護、控制、測量一體化

根據專業分工、人員配置、運行體制角度出發，目前我國的的自動化系統采用較多的是保護相對獨立而站內監控收集數據，從而提供詳細的分析結果和處理結果。將測量、控制及保護有機的結合在一起可以更加完美的實現設備無重復配置、技術合理性、維護工作量變繁為簡及未來快速發展趨勢。測量、控制及保護的信息來源全部都是來自于現場，測量和控制一般采集的是電力系統的運行狀態等信息，設計要求測量范圍較窄，對其精度的要求較高，數值一般在測量額定值左右浮動，保護主要收集一次設備的異常狀態故障的信息，測量范圍則比較寬，常規定按額定值參考，因此其精度也較低。CPU(總控)單元只接受由當地上位機或遠方輸出的控制命令，通過規定的校核之后便可直接進行動作到保護回路，這樣一來就免去了遙控執行、遙控輸出等等步驟，提高了可靠性，也簡化了設備。同時這些裝置的運行可靠性必須達到要求。這也就要求在設計、運行、制造及管理各個部門之間突破原有專業界限，相互配合從而適應各種變化。

3．2國際標準的應用

經過多年的發展，IED電力自動化方面也得到了長足的進步和被廣泛的采用。國際電工委員會制定了IEC61850國際標準，目的是為了使不同廠家所生產的IED設備的信息相互之間可以無障礙操作以及實現信息共享，使得廠站電氣電氣自動化系統成為可持續開發系統。同時我國為了與國際標準接軌，我國已經展開了基于國際標準的電氣電氣自動化系統的研發計劃，因此我們有理由相信這也是未來自動化系統的主要發展方向。