電力系統及其自動化的發展方向研究

【摘 要】電力系統具有結構復雜、分布廣泛的特點，在信息時代，電力系統自動化技術被越來越廣泛的應用，自動化系統的穩定、先進，有利于提高電力公司的經濟效率，也有利于保證廣大用戶的利益。電力系統自動化是將傳統技術和現代技術相結合的一項綜合性技術，本文主要介紹電力系統及其各種自動化技術，來探討電力系統自動化的發展方向。

【關鍵詞】電力系統；自動化；發展方向

當今社會，人們對電能供應的各項指標要求越來越高，提供安全、可靠、優質、經濟的電能是電力公司的服務標準，這就要求電力系統極其自動化技術都要不斷提高。當前，電力系統自動化已有了一定的發展，但由于其起步比較晚，以及我國對電力需求大的實際情況，必須引進先進技術和設備，同時加強改進傳統技術和設備，保證電力系統自動化的全面實現。

1.電力系統概括

電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的電能生產、傳輸、分配和消費的系統。電力系統的功能是通過各種發電動力裝置，把自然界中的一次性能源轉化為電能，然后經過輸電、變電、配電等環節，將電能供應給各個用戶。為更好的實現這一功能，在電力系統各個環節和層次都裝有相應的信息及控制系統，用這些系統對電能的生產過程進行測量、調節、控制、調度等，從而保證客戶用上經濟、安全、優質的電能。

電力系統的主體結構有電源、變電所、輸電、配電線路和負荷中心等環節，變電所和輸電、配電線路有稱為電力網絡，只有在這些環節都處于執行功能的狀態時，電力系統才能正常運行。因此，必須在電力系統各個層次上根據不同的要求，為其配置各類自動控制系統和通信系統，從而組成信息和控制子系統，才能更有效的保證電力系統安全、穩定的運行。

電力系統是一個規模大、層次復雜、要求嚴格的實體系統，比如電力系統中有千百個網絡節點密布交織在一起，并以光速傳播給全系統范圍，因此，它能通過輸送大量的電能來創造財富，如果其中一環節出錯，也能造成巨大的災難，因此，采用先進技術保證電力系統安全、穩定的運行有重要意義。

2.電力系統自動化的應用

電力系統自動化是電力系統力求的發展方向，主要指在電力系統中，使用具有調理信號或遠程監測、控制的自動裝置，來自動監測或遠程控制、監測電力系統的各個元件、系統，目的是保證電力系統的安全運行和電能質量的合格達標。電力系統自動化包含了豐富的內容，主要有發電控制的自動化、電力調度的自動化和配電自動化。

電力系統自動化的基本流程是，通過在相對中心地帶的調控中心安置計算機，來向周圍輻射網絡系統，在發電廠、變電站設置遠方監控裝置，用來提供信息服務和反饋信息，這樣就形成了一個全面、立體化的信息傳達和指令傳輸的系統。在整個流程中，中心計算機的職責是總體調控，其他相關的監控設備則主要負責記錄事故內容、編制報表的記錄處理、設備操作、系統異常導致的自動恢復操作、以及一些常規操作的自動化。在整個自動化系統中，控制部件是中心，通過計算機之間的結合，運用各種軟件擴大控制范圍和深化自動化程度。電力系統自動化在調度所、變電站、控制所及變電站采用分層控制的操作方式，按其所管轄的范圍進行分擔調控，使整個控制系統達到合理、可靠、經濟的效果。其中中央控制負責總體性的控制，是整個系統的中樞神經，其主要功能是使整個系統有效運行，保證設備的完整性。地方控制的主要功能是監控發電廠、變電所，并執行中央控制下達的任務。中央和地方控制是調度自動化的主要內容，它的主要功能是監控電網的安全運行、對電網做有效的經濟調度和安全分析、事故處理等，這些功能的實現要依賴于數據的采集和監控，這需要以計算機系統和數據信息傳輸網絡為基礎，再加上自動發電控制、經濟調度控制、安全分析等軟件的輔佐。

有一個可靠的調度通信網來保證數據信息的傳輸，是電力系統自動化實施的一個非常重要的手段，這樣，在電力生產過程中，安全檢測數據、生產調度數據、以及其他管理數據都能得到有效的傳輸。

3.電力系統自動化的發展方向

3.1自動控制技術的發展趨向

當今電力系統的自動控制技術有了其新的發展方向，比如在設計分析上，處理問題時面對多機系統的模式，被耍求的越來越多：計算機、遠程通信、電力電子器件成為主要的控制手段：控制策略朝著最優化、智能化、協調化、區域化的方向發展；現代控制理論成為其主要的理論工具：對工作人員的技能及其之間的配合要求越來越高。

3.2變電站自動化的發展趨向

在電力系統自動化過程中，變電站也有了新的發展趨向，數據共享就是其自動化的主要特點，這一目標的實現是通過將監控和保護功能集成在一個裝置中，根據數據采集與監視控制系統兩者對繼電保護處理的數據以及其他的一些數據是一樣的這一特點，將數據采集與監視控制系統集成到相關的計算機保護中，使監控和保護共用一個硬件平臺，體現了供電系統的經濟性追求。

3.3供電方式朝多方案方向發展

由于我國地域遼闊，將配電網分為城市電網和農村電網兩種管理模式，電源點、線路開關設備和網架決定著配電網的供電方式，這三者的不同組合就使得供電方式變得多樣化，目前，以線路開關設備不同而形成的供電方案有自動配電開關方案、斷路器方案、電纜環網柜方案、架空重合器方案、負荷開關方案等。

3.4通信方案多樣化

不同地區、不同條件下，通信方案是豐富多樣的，比如光纖、有線電纜、微波、電力載波、擴頻等，自動化的通信方案主要有主站對子站、主站和子站各對現場單元、子站之間以及現場單元之間的通信。目前，主站對子站、主站對現場單元的通信方式是自動化試點工程系統的配套方案。

3.5整個電力系統自動化的總體發展趨向

自動化就是用機器代替人的體力勞動，同時代替或輔助腦力勞動，使整個系統得到協調、管理和優化。在整個電力系統自動化過程中，閉環控制最終取代開環檢測；電壓的等級開始向低電壓擴展，比如建立和發展配電管理（DMS）系統是我國當前電力系統自動化的一個目標；整個電力系統開始向一體化、多功能的方向發展：裝置性能也開始向快速化、數字化、靈活化的方向發展i追求目標也更高，向著最優化、智能化、協調化的方向發展。

4.結語

電能在社會資源總消耗中的比例越來越大，尤其在當今信息社會，對電能的需求和依賴程度更大，因此，必須加大對電力系統建設和發展的投資，電力系統自動化是電力系統發展的必然趨勢。當電能的供應不可靠時，會直接影響國民經濟的發展，造成經濟損失，必須對電力系統做全面規劃，將各種先進的自動化技術應用到電力系統中，并科學判斷電力系統自動化的發展方向，確保用戶和企業等獲得安全、優質的電能，推動各行業生產建設的快速發展。

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