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摘要：本文首先分析了电力系统自动化的构成，然后分析了自动化技术的发展趋势，最后分析了电力系统自动化新技术的应用：电力系统的智能控制；FACTS 和 DFACTS。
关键词：电力系统；自动化；趋势
随着国民经济发展速度的不断提升,人们对电的需求量越来越大,有效提高电力技术是确保人们正常生活的重要保障。 通过国家扶持与大力倡导,计算机信息技术得到了快速发展, 在电力系统中计算机技术得到了广泛应用,为实现现代网络与 计算机技术的实时监控与管理,必须不断完善电力系统,将计 算机技术与电力技术进行有效结合,这也是我国电力技术发展 的有效措施。
1 电力系统自动化的构成
1. 1 电网调度
作为电力系统的核心内容,电网调度中自动化程度的高低 对其发展起到关键性作用。现阶段我国电网调度主要分为县、 地区、省、自治区及国家五个组成部分。随着信息时代的到来, 作为电网调度自动化最主要的内容,计算机网络系统的完善是 电网调度自动化实施的关键。显示器、工作站等装置是电网调 度自动化的其他组成部分。
1.2 配电
电网改造是配电系统的主要内容,随着科学技术的不断进步,我国电网技术也得到了极大的发展,配电系统网络化的发 展促使其结构高性能增长,并对电气系统建立与完善提供了强 有力的保障。相比电网调度自动化,配电自动化规模较小。电 力系统经济运行、降低工作人员劳动强度及供电可靠性提升等 都是配电自动化实施的目标。
1.3 变电站
相比传统人工操作与监视环节,电力系统内变电站、配电线器的应用促使变电站具有更高的自动化水平,这些技术的应 用不仅对变电站监控范围进行了有效扩大,还为工作效率的提 升提供了便利。利用计算机技术与网络通信技术,可以对变电 站内运作的电气设备进行全方位监控与控制,常规电磁式设备 也可以由全微机装置所代替。二次设备集成化与数字化的实 现可以通过计算机光纤、光缆等对电力信号电缆的替代来实 施。利用重组与设计优化等方式,进行监视、测量等具有较强 综合能力系统的建立。
2 自动化技术的发展趋势
自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、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,保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上需要多“兵种”的联合作战。自动化的发展则趋向于:1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)。2由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。3由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCA-DA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。4由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。5装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。6追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。7由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。
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3 电力系统自动化新技术的应用
3. 1 电力系统的智能控制
智能电网技术是对技术的全面控制,在物理性质的基础 上,智能电网技术有效结合通讯技术、传感技术、控制技术与信 息技术等,促使新型电网结构的形成。同时涵盖发电、调度、配 电等多个环节,将计算机技术的高效率充分发挥出来,并为控 制系统稳定性的提升及调度系统与变电站自动化的实现提供 强有力的保障。这种智能电网结构较为灵活,也是今后电网系 统的重要内容。其作用为对布局不平衡矛盾进行有效缓和,通 过计算机技术可以对电网结构进行优化,并扩大电网规模。
3. 2 FACTS 和 DFACTS
各种 FACTS 装置的共同特点是: 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。与旋转同步调相机相比,AS- VC 的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动 设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为 ASVC 是一 种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因 此其控制能力大大优于同步调相机。
DFACTS 是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是 Hingorani 于 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。我国电力系统自动化发展势必要同我国社会经济及市场发展趋 势相适应,未来我国电力市场运行模式仍有待改革,必须结合电力市场 的运行模式,深入分析运营过程的实际规则,尽量摸索出同我国电力市 场运营模式相适合的转运服务、期货交易模块的模型及算法,解决电力 市场运营中所存在的各种理论问题。当前,我国多数电力企业职工对于电力系统自动化技术的掌握情 况仍有待加强,因此,我国正加快培训仿真系统的研发,借助于计算机、 网络、多媒体等技术,结合电力系统相关理论,融合专家系统、智能理论 等,为电力企业员工的系统培训与教育提供有力的手段。之前的电力系统,是由发电机电力网络,负荷以及控制中心等不 可控的元素组成。近些年来,随着电力电子技术的发展,结合电力系统 自动化发展的需求,我国已经开始将人工智能神经网络、模糊及进化理 论、数字技术、传感技术、模式识别等技术进行充分结合,并应用于电力 系统的运行、故障分析、规划设计方面,以保障电力系统及相关设备的 稳定运行。
结语
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。电力系统自动化是电力供应各个环 节有效实现的保障,对电力系统运行的安 全、稳定、高效有着十分重要的意义。因 此,加强对电力系统自动化的研究,提高 新技术应用水平,使电力系统向着正确方 向发展,有着十分重要的现实意义。
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论文作者:陈延响
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
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