電力系統及其自動化的發展方向研究分析

羅益群

【摘要】文章分析了電力系統自動化的發展現狀及影響因素，探討了電力系統未來的發展趨勢與方向。

【關鍵詞】電力系統；自動化；發展方向

引言

電力系統指的是包括發電、輸電、變電、配電以及用電等幾個環節組成的電能的生產與消費的系統。電力系統是維持社會生產和生活的基本能源，也是促進我國經濟發展的重要基礎設施。電力系統的構成較為復雜，而且通常具有較大的規模和較為復雜的層次，系統運行對實時性和可靠性都有著較高的要求。在電力系統的構成中，以電源、電力網絡和負荷中心為主體結構，將電源發出的電能進行升壓，到一定的等級之后便輸送到變電中心，然后在經過降壓，在配電線路與用戶之間相連，以此來完成整個系統的運轉。

在電力系統中存在著多個網絡節點，分布在不同的區域內，通過這些網絡節點的有效傳輸，實現電能的輸送，以此來為電力事業的發展提供保證。無論是從系統規劃和建設方面來看，還是從系統的運行與管理方面來看，電力系統都必須要向著自動化方向發展，而科學技術的運用促進了電力系統自動化水平的不斷提升，其主要是實現了將自然界的能源轉化為電能，并且通過系統的運行將電能進行轉化和傳輸，以此來滿足用戶的需求。

隨著時代的發展，人們生活水平的提高，時代要求電力系統實現自動化運行與管理，同時也是有效解決現代城市電力需求辦法。在現代計算機技術等的不斷發展下，極大地改變了原來電力系統自動化內涵，在EMS系統中已經綜合了PAS工程，而且開發電力系統故障管理數據軟件技術也成熟起來，電力系統的CCCPE統一體自動化就是最好的見證。CCCPE軟件管理系統把電力電子管理裝置和通信以及計算機控制集合于一體，能夠檢測與監控電力運行故障，而且對管理的全程都可實現自動化監控，對電力系統的電力調度能夠成功承擔完成。就裝配電力系統各種自動化設備來看，與其他投資相比，引入自動化設備所用投資比重不大，但重要性能夠與投資的電力系統主設備媲美。在電力系統中引進先進的自動化設備在一定程度上能夠促進系統主設備運行效率的提高，使運行故障避免發生，并能夠使主設備的使用壽命最大限度的延長，使配置新設備的時間推遲，能節約資源，使電力公司在設備投資上節省。為使用電需求的日益增多狀況得到滿足，使電力系統供電量與用電量處于平衡好的狀態。

1、電氣自動化發展主要影響因素

信息技術的決定性影響。信息技術是包括計算機、世界范圍高速寬帶計算機網絡及通訊技術，廣泛的講就是指人類開發和利用信息的一切手段這些技術手段主要目的是用來處理、傳感、存儲和顯示各種信息等相關支持技術的綜合體。

與物理科學的聯系。更加緊密2O世紀的后半葉對電氣工程的成長起到了巨大的推動作用。固體電子學也主要是由于三極管的發明和大規模集成電路制造技術的發展，電氣自動化與物理科學間的緊密聯系與交叉仍然是今后電氣自動化的關鍵，并且將拓寬到微機電、生物系統、光子學系統。

現代技術的迅速發展。現代技術的飛速進步和分析方法勢必帶動著依賴現代技術的電氣自動化、設計方法的日新月異也將迅速發展起來。

2、電氣自動化技術應用發展方向

2.1、電力系統自動化實時仿真系統的應用

該仿真系統在可提供大量實驗數據的前提下，還可多種電力系統的暫態及穩態實驗同步進行，還能用以協助科研人員測試新裝置，且多種控制裝置都能與其構成閉環系統，從而為靈活輸電系統及研究智能保護的控制策略提供了一流的實驗條件。電力系統數字模擬實時仿真系統的引進，方便了對電力系統負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行深入研究，從而建成具備混合實時仿真環境的實驗室。

2.2 綜合自動化技術與智能保護的應用

目前國內的綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平，智能自動化保護技術領域的研究相對處于國際領先水平，研制的分層式綜合自動化裝置能夠適用于各種電壓等級電站。將國內外最新的人工智能、網絡通信、微機新技術、自適應理論、綜合自動控制理論等應用于電氣自動化保護裝置中，對電力系統自動化保護的新原理進行了研究，可以大大提高電力系統的安全水平，使得新型保護裝置具有智能控制的特點。

2.3電力系統中人工智能的應用

電力系統及其元件的故障診斷、運行分析、規劃設計等方面將模糊邏輯、專家系統以及進化理論應用到實際研究，并且結合電力工業發展的需要，開展了電力系統智能控制理論與應用的研究，同時也開展了在上述實用軟件研究的基礎上以提高電力系統運行與控制的智能化水平。

2.4電力系統配電網自動化技術

該技術采用的模型為最新國際標準公共信息模型，輸電網的理論算法采用與配網實際與高級應用軟件相結合，負荷預測時配合應用人工智能灰色神經元算法進行，最后進行潮流計算時采用配網遞歸虛擬流算法。電力系統配電網自動化技術取得了重大技術突破，主要表現在信息配網一體化、高級應用軟件、配網模型、中低壓網絡數字方面，最終，解決了載波在配電網上應用的路由、衰耗等技術難題，正是因為采用數字信號處理技術，才得以提高了載波接收靈敏度。

2.5供電方式以及一次設備

我國配電網根據不同地區的經濟發展水平，通常可以劃分為城市電網與農村電網兩個基本的配電網絡。在城市電網中以電纜為基本的供電方式，在農村電網中以架空線路為基本的供電方式。雖然在供電方式上具有一定的差異，但是在配電網的組成上，通常都是由電源點、開關設備和網架三個基本的組成要素，按照不同的組合形式構成多種不同的配電方案。在城市電網運行過程中，通常都采用環網柜作為配電線路的主要設備，而農村電網在架空線路中打賭使用重合器、分段器等作為主要的設備。以線路開關設備為主的供電方案則主要依靠斷路器、分段器等來實現。

2.6遠動系統以及二次設備

在電力系統中可以通過自動化技術的運用來實現遠動功能，同時實現對線路開關的即時監控。遠動系統的可靠性主要是通過保護動作來實現，在配電系統的遠動功能需要依靠電源和傳輸來實現，所以其通常廣泛的運用于室外環境，而且必須要依靠持續的電源作保證來實現系統的不間斷運轉。配電設備有著廣泛的應用范圍，而當前主要采用的有CDT、POLLING規約，規約與自動化系統之間存在一定的不協調性，所以必須要通過新的規約實現對系統自動化標準的新約束，這也是電力系統自動化發展的主流方向。

2.7通信方案以及設備

在電力系統的通信設備中一般需要實現主站與子站、主站與單元、子站之間的幾個通信方案，為了保證通信方案能夠有效的實現，需要實現設備的持續運轉，這也是電網運行過程中的一個基本要求。在不同的供電區域中，通信方案的實現有著不同的要求，而通信方案的構成也有著多種形式，常用的有光纖、電力載波、有線電纜等幾個方式。

2.8主站網絡與軟件功能

電力系統的自動化的主站功能包括SCADA實時監控、GIS（地理信息系統）在線管理、電網經濟運行分析等，主站框架要突破傳統的單一調度自動化系統C/S模式，以P-P-C/S-B/S-體化架構，充分體現分布式絡的管控一體的綜合集成系統特點，計算機網絡與軟件平臺技術充分體現功能與開放，并提供與異構系統跨平臺接口，與調度、負控、MIS、CIS等自動化子系統實現無縫集成。

參考文獻：

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[2]李金杰.探討電力系統及其自動化發展方向.民營科技[J].2015（07）