簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)及自動(dòng)化研究

摘 要:電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的研究對(duì)于我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論意義，我國(guó)目前電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的研究方向有:(1)智能保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化、(2)電力市場(chǎng)理論與技術(shù);(3)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng);(4)電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng);(5)配電網(wǎng)自動(dòng)化;(6)電力系統(tǒng)分析與控制;(7)人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用;(8)現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用;(9)電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)等等，我國(guó)的電力自動(dòng)化還存在著傾向于配電系統(tǒng)的自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞:電力 配電系統(tǒng) 自動(dòng)化

中圖分類號(hào):TM5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)02(c)-0061-01

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的研究對(duì)于我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論意義，同時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的進(jìn)步也具有不可估量的現(xiàn)實(shí)意義。所以，對(duì)于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的研究是我國(guó)科學(xué)工作者需要付諸長(zhǎng)期努力的重要任務(wù)。下面謹(jǐn)對(duì)我國(guó)目前對(duì)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的研究方向，以及其未來(lái)的發(fā)展方向做簡(jiǎn)要論述。

1 我國(guó)目前電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的研究方向

1.1 智能保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化

目前我國(guó)科學(xué)工作者對(duì)電力系統(tǒng)電保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動(dòng)控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等理論應(yīng)用于新型繼電保護(hù)裝置中，使得新型繼電保護(hù)裝置具有智能控制等特點(diǎn)，大大提高了電力系統(tǒng)的安全水平。對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了多年研究，研制的分層分布式變電站綜合自動(dòng)化裝置能夠適用于35～500kV各種電壓等級(jí)變電站。微機(jī)保護(hù)領(lǐng)域的研究處于國(guó)際領(lǐng)先水平，變電站綜合自動(dòng)化領(lǐng)域的研究也已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

1.2 電力市場(chǎng)理論與技術(shù)

基于我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電力市場(chǎng)發(fā)展的需要和電力工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的具體情況，我國(guó)電力研究專家們認(rèn)真研究了電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)模式，深入探討并明確了運(yùn)營(yíng)流程中各步驟的具體規(guī)則，提出了適合我國(guó)現(xiàn)階段電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式的期貨交易(年、月、日發(fā)電計(jì)劃)、轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù)等模塊的具體數(shù)學(xué)模型和算法。

1.3 電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)

研究人員還對(duì)電力負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模等方面進(jìn)行了研究，引進(jìn)了加拿大teqsim公司生產(chǎn)的電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，建成了全國(guó)高校第一家具備混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。該仿真系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行多種電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)，提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并可和多種控制裝置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，協(xié)助科研人員進(jìn)行新裝置的測(cè)試，從而為研究智能保護(hù)及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供一流的實(shí)驗(yàn)條件。

1.4 電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)

電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)是針對(duì)我國(guó)電力企業(yè)職工崗位培訓(xùn)的迫切要求，將計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的最新成果和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析理論相結(jié)合，利用專家系統(tǒng)、智能cai(計(jì)算機(jī)輔助教學(xué))理論，進(jìn)行電力系統(tǒng)知識(shí)教學(xué)、培訓(xùn)的一種強(qiáng)有力手段。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎，并合理配置軟件資源分布，教、學(xué)員臺(tái)在軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上耦合性很少，且系統(tǒng)硬件擴(kuò)充簡(jiǎn)單方便，因此在學(xué)員臺(tái)理論上可無(wú)限擴(kuò)充。

1.5 配電網(wǎng)自動(dòng)化

配電自動(dòng)化是指，利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常以及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門(mén)的工作管理有機(jī)融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶的要求，力求供電經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)，企業(yè)管理更為有效。配電自動(dòng)化是一個(gè)龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對(duì)用戶的供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運(yùn)行費(fèi)用的觀點(diǎn)來(lái)看，配電自動(dòng)化是一個(gè)統(tǒng)一的整體。

1.6 電力系統(tǒng)分析與控制

這一方向?qū)υ诰€測(cè)量技術(shù)、實(shí)時(shí)相角測(cè)量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、小電流接地選線方法、電力系統(tǒng)振蕩機(jī)理及抑制方法、發(fā)電機(jī)跟蹤同期技術(shù)、非線性勵(lì)磁和調(diào)速控制、潮流計(jì)算的收斂性、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化仿真、基于柔性數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控的電網(wǎng)故障診斷和恢復(fù)控制策略、電網(wǎng)故障診斷理論與技術(shù)等方面進(jìn)行了研究。同時(shí)對(duì)非線性理論、軟計(jì)算理論和小波理論在電力系統(tǒng)應(yīng)用方面，以及在電力市場(chǎng)條件下電力系統(tǒng)分析與控制的新理論、新模型、新算法和新的實(shí)現(xiàn)手段進(jìn)行了研究。

1.7 人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，我國(guó)開(kāi)展了將專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及進(jìn)化理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)及其元件的運(yùn)行分析、警報(bào)處理、故障診斷、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面的實(shí)用研究。在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上開(kāi)展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究，以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行與控制的智能化水平。

1.8 現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前我國(guó)開(kāi)展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的行為和作用、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流輸電的微機(jī)控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)、有源電力濾波技術(shù)、大容量交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)和新型儲(chǔ)能技術(shù)等方面的研究。

1.9 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)

通過(guò)將傳感器技術(shù)、光纖技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)以及模式識(shí)別技術(shù)等結(jié)合起來(lái)，針對(duì)電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)方法和故障診斷的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的基礎(chǔ)研究，開(kāi)發(fā)了發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、電容型設(shè)備和直流系統(tǒng)等主要電氣設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，全面提高電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。

2 傾向于配電系統(tǒng)的自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)電力工業(yè)的不斷發(fā)展，含配電系統(tǒng)自動(dòng)化在內(nèi)的城網(wǎng)建設(shè)改造和電力市場(chǎng)已提上了日程，電力系統(tǒng)自動(dòng)化也正朝著配電系統(tǒng)自動(dòng)化的方向不斷發(fā)展。發(fā)電市場(chǎng)也朝著配電市場(chǎng)的前景發(fā)展。

配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化中，各有關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享、功能互補(bǔ)和通道公用的方式有以下幾種:

(1)環(huán)網(wǎng)故障定位、隔離和恢復(fù)供電系統(tǒng)和許多配電自動(dòng)化裝置類似，環(huán)網(wǎng)故障定位、隔離和恢復(fù)供電系統(tǒng)也經(jīng)歷了從免通信的單項(xiàng)自動(dòng)化向帶通信的綜合自動(dòng)化發(fā)展的過(guò)程。

(2)“投訴熱線處理”是供方和廣大用戶建立雙向聯(lián)系的又一渠道。因此，進(jìn)行低壓線路和一戶一表的建設(shè)改造時(shí)，一二次系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期建立一個(gè)面向用戶(含物業(yè)管理)分級(jí)分片雙向通信的聯(lián)系機(jī)制，提高供電服務(wù)水平。

(3)管理信息系統(tǒng)基于自動(dòng)繪圖和設(shè)備管理(AM/FM/GIS)，含變電、配電、用電、檢索、決策、以及辦公自動(dòng)化(OA)等在內(nèi)的管理信息系統(tǒng)(MIS)，早期是作為離線管理系統(tǒng)而獨(dú)立運(yùn)行的。現(xiàn)在，AM/FM已發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件產(chǎn)業(yè)，支持包括電力系統(tǒng)特別是配電系統(tǒng)在內(nèi)的具有空間數(shù)據(jù)的行業(yè)開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用。

隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電力行業(yè)進(jìn)入了由實(shí)時(shí)信息提供管理服務(wù)、管理信息(包括地理信息)支持實(shí)時(shí)應(yīng)用的新階段，甚至發(fā)展了SCADA/GIS系統(tǒng)。

電力和自動(dòng)化的研究方向和發(fā)展方向?qū)τ谖覈?guó)的電力行業(yè)進(jìn)步具有著不可估量的重要作用，所以，還需要我國(guó)科學(xué)工作者不斷的努力、奮力的鉆研！