电力系统及其自动化(精选3篇)
时间：2023-06-22
时间：2023-06-22
电力系统自动化技术
王翼飞
2014118154
湖北文理学院物电学院
随着自动化技术的深化和发展，电力系统的自动化技术面临着更严峻的挑战。要真正意义上保证电力的安全可靠运行，不断的满足人们的需求，单一功能的电力系统的自动化设备已不能适应新时期电力发展的需要。本文重点对电力系统自动化技术的应用与发展趋势进行探讨。
电力系统是由发电机、变电站、电力线路、用电设备联系在一起组成的统一整体。总的来看，电力系统自动化不外乎两大部分：监测和控制，主要包括发电过程的自动检测和控制，自动调度，系统和设备的自动安全保护以及信息的自动传输等。根据具体的发电配电过程， 电力系统自动化主要包括电厂综合自动化、电网调度自动化、供电系统自动化等多个方面，并实现分层分级管理。随着世界社会经济的发展，负载终端设备变得多样化，电力系统这张网络越来越大，越来越复杂，逐渐演变为一个地域分布广阔，由各自独立的发电站、变电站、输配电网络、配电网络和用电设备组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量，具体体现在电压和频率上面，使系统安全可靠地运行，管理能力更加高效有力，实现较高的经济效益和生态效益。
1、电力系统自动化概述
电是人们日常生活中不可或缺的一种物质，保障电量源源不断的输入到居民家中变得非常重要，电力系统自动化技术在其中扮演着不可或缺的作用。电力系统自动化是利用计算机和通信技术对电力生产和运输的各个方面进行有效监控，从而保障电力系统的正常运行，其基本流程是：在电力调控是的中心区域安装一些计算机，在周围的电厂和变配电站中安装一些控制设备，对这些电厂和变配电站进行辐射，之后对安装在电厂和变配电站中的设备进行设置，并实现远程监控，这样就建立了一个网络系统，通过这个网络系统可以及时了解电力系统的运行状况，并对运行中发生的故障进行监视和控制，从而使整个电力系统保持良好的运转。
2、电力系统自动化的现实状况
我国从20 世纪50 年代就开始大力发展电力系统自动化，伴随着科学技术的不断发展，我国电力系统自动化已达到相当先进的水平，具体表现为以下几个方面：
2、1 电力系统自动化在电网调度中的运用
电力系统自动化在电网调度中的运用主要是基于计算机及信息技术，通过计算机和信息技术的应用，可以有效地收集、计算和分析电网调度过程中的信息。一方面，电力系统自动化技术可以运用于电网运行的实时监控，通过这种监控，可以有效掌握电网运行中产生的异常状况，从而为居民的用电提供更好的保障；另一方面，电力系统自动化技术还可以运用于节能减耗，在进行电网运行的监控同时可以通过自动化技术对电网运行进行调控，从而提高供电效率。
2、2 电力系统自动化在配电系统中的运用
电力系统自动化技术可以使配电系统达到更高层次的网络化水平，通过建立主站、子站和光纤终端这种多层次的结构，使每个层次能够紧密配合，可以高效的进行通信传输，从而优化了配电系统。
2、3 电力系统自动化在变电系统中的运用
电力系统自动化在变电系统中的运用主要体现在对处理二次设备进行监控和测量，通过运用计算机通信技术和网络技术，可以对变电系统进行优化，建立一种集监视、测量和协调于一体的综合性系统，对变电系统中各种设备信息进行搜集，通过这种信息搜集，可以使电力工作管理人员清楚的了解变电系统的运行状况，及时掌握变电系统中产生的故障，为相应的调试和修理带来极大的方便，从而使变电系统更加流程的运转。
3、电力系统自动化的未来发展方向
虽然我国电力系统自动化已经发展到了很高的水平，为我国的电力事业打下了良好的基础，但仍有许多不足之处，未来我国的电厂电力系统自动化将会在以下几个方面进行突破发展：
3、1 电力系统自动化在电网调度中的发展趋势
随着现代计算机信息技术的不断发展，电网调度系统也进行了不断的更新换代，但电网调度还面临着一项严峻的挑战，那就是电网调度的安全问题。网络安全是电网调度正常运行的一个重要保障，但互联网技术的发展也使得病毒、黑客之类的网络隐患不断猖獗，这将会给电网调度系统的正常运行带来极大的威胁，因此，未来电力系统自动化在电网调度中的运用要重视和改进安全问题。一种可行的方法就是将电网调度系统和其他网络系统隔离开来，使电网调度系统在机密的掩护下安全运行，防止潜在威胁从其他系统中进入对电网调度系统进行攻击。另外，随着电网调度中电力系统自动化变得越来越复杂，中心控制系统和各个子项之间的相互交往日趋频繁，这就需要对整个电网调度电力系统自动化进行集成，集成过程中的安全
问题也要受到不断的重视。总之，电网调度中电力系统自动化的安全问题将会是未来的一个重要研究方向，只有使电网调度集高效、稳定和安全为一体，才能为居民的供电提供可靠保障。
3、2 电力系统自动化在配变电系统中的发展趋势
我国电力系统自动化技术已经成熟的运用于变配电系统，无论高压、中压还是低压变配电站，从而使变配电站可以正常的运转，但相比于国外，我国的变配电站自动化技术有待提高。国外的变配电站无论在常规的RTU 方式还是分层分布式系统下均能实现无人值班的监控功能，而我国在这方面还达不到这种效果，在今后的变配电站改造或新建时可以考虑引入此种功能。此外，变配电站的运行管理方式对变配电站的运行效果也有很大的影响，由于种种原因，我国的变配电站的自动化技术的后台运行系统过于复杂庞大，这给日常的管理工作人员带来了不小的工作量，今后我国的变配电自动化技术将会沿着精简的方向发展。
3、3 电力系统自动化在GPRS 技术的发展趋势 我国的低压配电本身的特点是：数量多，安置分散。所以对低压配电设备具有较高的要求，必须做到精确无误，性价比高。在移动公司GPRS 提供的各种业务中，电力远程抄表系统有效应用当前的网络资源，大大减少了工程建设时间，节约了工程建设成本，同时安装和维护此设备也较为方便。
3、4 电力系统自动化在现场总线技术的发展趋势
现场总线技术是自动化范围内的计算机局域网，主要特点就是数字化，可以连接自动化仪表与控制室内的仪表，与传统控制系统相比，无论是安全性还是经济性方面都要优越。利用现场总线控制系统，可以分散生产过程的控制功能，同时将底层前置控制计算机安装在各个被控装置中。
3、5 电力系统自动化在视觉信息技术的发展趋势
这种技术在电力系统应用中的发展趋势是：（1）在线监测，如可以监测断路器的开关情况和一些异常现象。（2）无人操作。利用信息技术可以监测移动物体，假如发现异常情况，就会自动识别，并及时提醒。但因为这种技术还没有发展成熟，再加上图像识别困难，无人操作只能在一部分区域进行。
4、结语
我国电厂电力系统自动化已经发展到了一个相当高的水平，但还有许多需要改进的地方，今后我国电力系统自动化将会沿着安全、稳定和可靠的方向发展。人的生命是有限的，但科学是无止境的，相信随着我国科学技术的不断发展，电厂电力系统自动化技术也会变得更加完善，从而更好的保障我国居民对用电量的需求。
参考文献
[1] 李志勇。 电力系统自动化发展趋势及新技术的应用[J]。 中国
科技博览，2014（12）：89、 [2] 马桂余。 浅析电力系统及其自动化技术应用[J]。 技
术企业，2014（08）：56、 [3] 陈建明。 电力自动化技术的发展现状及方向[J]。 信
息，2014（11）：67、
中国高新中国科技
以上就是差异网为大家整理的4篇《电力系统及其自动化》，希望可以启发您的一些写作思路。
摘 要：伴随着经济的高速发展，电力行业取得了长足的进步。
经济建设和人民生活对电力的需求与日俱增，同时也对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。
由于影响电力系统运行的因素非常复杂，涵盖发变电、输配电等多个环节，且电力输送范围十分广泛，单纯依靠人工监测很难实现各个环节的实时监控。
引入计算机网络技术和自动化技术，是实现电力系统自动监控的重要手段。
通过实施自动监控，可以实现对整个电力系统运行状态的实时掌控，对实时发现故障并及时排除，保障整个电网平稳安全运行，具有十分积极的意义。
关键词：电力系统；自动化；控制
引言
电力系统承担着为经济发展和人民生活提供稳定可靠电能的重要职责。
由于电网规模总量逐渐扩张，电网结构深邃复杂和电网建设运行环境严苛多变，电网故障发生的频率和严重程度也越来越高，严重者会直接导致整个电力系统不能正常运行。
以往采用人工方式进行巡查，以保证电网安全。
由于人工巡查受巡查人员个人业务水平、工作素质、精神状态、行为习惯等因素的影响，往往不能取得理想的结果。
随着计算机和自动化技术的高度发展，建立自动化监控系统已经逐步成为现实。
通过对系统进行实时监测，能够及时发现问题，发出报警，自动分析原因，并采取应急措施，从而将损失降到最低。
下面分别对变电系统、配电系统及调度系统的自动化技术进行简单介绍，以供大家参考。
1 变电系统自动化
变压器是变电站的核心组件，在变压输电方面发挥着巨大作用，但随着用电量的逐步扩大，影响因素逐渐增多，变压器在运行过程中发生故障的概率日渐增大。
最常见的故障是过电压。
它严重干扰着电力系统的正常运行，必须采取相应措施加以限制。
通过建立自动监测系统对变电站过电压情况进行实施监控，从而采取针对性的措施，是解决变电站过电压的好办法。
该系统主要包括以下几个环节：
1、1 电压传感器
它的敏感度直接影响到监测系统的测量精确度，是整个系统的关键环节。
在线监测系统中的电压传感器由高压分压器和光纤传感器组成。
前者分为电容分压器、电阻分压器几种类型，具有结构简单，暂态响应和测量精度好的特点，专门用来获取电压信号。
由于运行状态下的分压器长期保持并联状态，所以电网的等级较高时，要做好相关人员安全防护工作；后者具有频带宽，绝缘性和抗干扰能力强的特点，适用于雷电过电压的测量。
光纤传感器分为有源光纤和无源光纤两种。
有缘光纤需配置高压分压器，无源光纤受环境温度影响大，都具有很大的使用局限性。
1、2 信号传输
该环节采用光纤或同轴电缆为媒质进行监测系统的数据传输。
同轴电缆造价低廉，安装简单，信号保真度高，但对安全防护有要求。
光纤绝缘性好，安全可靠，传输速率快，抗电磁干扰能力强，但需配备专门的接收机和光发射，成本较同轴电缆高，而且安装不便。
1、3 数据采集
模拟信号的转换处理在这个环节完成。
该环节由以下几个单元组成：一是多路转换单元，主要负责传感器的选择或监测，一般借助程控模拟开关完成选通信号；二是预处理单元，主要用来调整输入信号，为模数转换器提供必要条件，并提供一定的抗干扰功能；三是数据采集单元，采样保持负责模数转换周期内各输入量的存储工作，并进行筛选，将数值未发生变化的信号送入模数转换器。
模数转换器ADC是数据采集环节的核心部分，主要指标是转换速度和精确度。
1、4 数据处理
它是整个监测系统的核心环节，一般采用两种方法来完成。
一是在线监测，由相关软件提供硬件的驱动，实时完成过电压的采集监测工作；二是离线分析，通过计算机技术实现对电压信号采样的数据分析，从而完成对过电压的判断。
2 配网系统自动化
配网系统自动化以计算机技术和自动控制技术为基础，实现在线智能监控或离线监控，从而达到提高配电效率和供电质量的目的。
实施配网系统自动化，能够有效减少人力消耗，缩短事故持续时间，为配网管理系统规划提供实时信息。
该项技术具有工作效率高，维护成本低，经济效益高等特点。
配网自动化系统主要由以下几部分组成：
（1）配电主站，多位于城市调度中心，负责与各子站进行通信。
配电网具有系统复杂、内部设备繁多、监控对象规模大，分布广等特点，如果都连在主站上，系统难以正常运行。
因此设立子系统，减少主站压力。
（2）配电子站，多建于变电站内，负责和电力终端设备通信。
（3）配电远方终端。
该单元主要对配网辖区内的变压器、环网柜、开闭所以及柱上开关等进行实时监控，识别各种故障并加以控制等，通过这些功能和主站系统、子站系统相互配合，实现整个配网的'监控和优化。
（4）通信网络。
负责将主站的控制命令发送给终端，并将终端的各项参数信息反馈给主站，实现主站和终端之间的通讯联系。
鉴于系统复杂，工作环境恶劣，相关通信设备数量多且分布范围广等原因，在选择通信方式时，应对其安全性、实用性、可管理性及成本等多方面进行综合考虑，并结合当地实际，采取最优方案，保证配电系统自动化的正常工作。
现阶段有三种主要通信方式：(1)光纤，广泛应用于配电自动化系统，具有性能优、成本高的特点；(2)无线通信，在配网信息系统中比较常见，初期投资较少，但后期维护费用较高，目前部分地区正在研究将其应用到配电自动化中；(3)中压载波，正处于试验阶段，尚未投入正常使用。
3 调度系统自动化
倒闸操作和处理配网故障是配网调度的主要工作。
由于受各种因素影响，调度系统故障发生概率较高。
随着经济高速发展，实现调度系统自动化，保障配电网供电正常的要求日渐突显，由此导致了远动技术的诞生与发展。
远动控制系统主要由调度主站端的计算机系统、执行端的自动化系统以及连接两系统的通信信道系统组成，藉由数据采集技术、信道编码技术以及通信传输技术来实现电力系统的远程监控和操作。
调度系统自动化通过对数据的自动采集监控、自动发电控制、经济调度控制和能量管理等手段来实现信息收集、状态分析、层次协调的目的，进而为调度人员提供相应的决策参考。
该系统还有专门的抗干扰功能，以满足调度系统安全稳定的需要。
从电力系统整体的角度出发，可以建立一个总的监控系统，经由对以上子系统的控制，来实现对整个电力系统的监控。
4 结束语
电力系统的安全正常运行，直接关系到国家经济安全和社会稳定。
建立健全高效可靠的自动监控系统，实现电力系统的自动化，是保障电力安全的必要措施。
随着计算机技术和自动化技术的进一步发展，电力系统自动化必将迎来一轮新的研究热潮。
参考文献
[1]张勇。电力系统自动化技术[J]。自动化应用，2013，27(3)：173-175、
[2]滕建平。浅析电力系统调度自动化及其抗干扰控制措施[J]。科协论坛，2013，19(3)：217-220、
[3]杨立明，任恒杰。论电力系统自动化技术的运用及其发展趋势[J]。机电信息，2013，24(9)：168-170、
[4]李骥。探讨电力系统中配网自动化技术[J]。中国科技纵横，2013，30(4)：259-261、
[5]杨秀娟。综合监控系统在电力系统中的应用[J]。电力系统通信，2013，17(2)：236-238、
【摘 要】电力系统自动化技术是一个全新的技术领域，对传统技术进行改造，对现代技术进行有效利用，有助于电力系统总体技术的推进。
目前，电力系统的自动化技术发展到了一个高阶段，但还是存在一些问题需要提高和完善，尤其是对于用电需求量比较大、环境条件复杂等地区。
因此，必须从技术和人力方面不断发展和提高，保证电力系统自动化能够得到全面的实现。
本文结合多年工作实践，在概述电力系统自动化技术特点的基础上，对电力系统自动化技术的应用及其发展前景进行了探讨。
【关键词】电力系统；自动化技术；应用
随着社会经济的飞速发展，电力系统已经全面开始向自动化方向迈进。
目前，电力系统自动化技术主要有光电式电力互感器、电力一次设备在线状态检测、和光电互感器技术相关的二次设备、智能电力一次设备等。
电力系统及其自动化的应用，提高了电力系统服务的安全性和可靠性，使电力系统能够安全稳定的运行，推动我国的电力系统及其自动化技术向更高的层次发展。
1 电力系统自动化技术的特点
1、1 电网规模的扩大化
电力系统自动化技术的发展，不仅提高了现代供电系统的能力，而且还保证了经济建设的健康、可持续发展，为社会经济的发展做出了重大贡献，也为其打下了坚实的经济基础。
电力系统自动化技术主要构成有信息技术、网络技术、电子技术以及控制技术等，这也是电力系统的重要组成成分，其复杂性和综合性也使得整体系统得到很好的运行。
由于电网规模的扩大化使得电力系统得到很好的管理，消除了现代化信息和自动化技术之间的问题。
1、2 远距离供电
目前，由于电力系统的不断发展，其分布领域不断扩大，包括一些环境比较差的地区，这些地区都是高山峻岭，很难进行供电电线的施工，因为不仅成本高，还受到环境条件的限制。
合理的解决措施是建立合理数量的供电线路，通过柔性供电技术提高供电电量。
自动化技术的这一远距离供电特点解决了很多问题，特别是供电和输电方面。
不过，带来的困难也导致了需要不断地提高自动化技术。
2 电力系统及其自动化技术的应用
2、1 光电式电力互感器
对于输电线路来说，光电式电力互感器是必不可少的设备，它把输电线路中的大电流和高电压按一定比例降为可测量的电流和电压数值，能够用仪器直接来测量，但光电式电力互感器也有几个缺点：第一，当电压等级升高时，设备的质量与体积随之增加，绝缘的难度也将随之增大；第二，对电流互感器而言，但它的信号范围并不大，使得它很快饱或发生信号变形；第三，光电式电力互感器的输出信号不能和微机计量设备直接接口。
光电式电力互感器主要有以下几个技术难点：第一，材料的稳定性不够好，材料随温度系数的升高而升高；第二，与电磁式互感器输出信号相比，光电式电力互感器的输出信号要小的多，需要实时转换为数字信号后再通过光纤接口送出，不能通过电缆线直接送到保护和测控装置处；第三，在绝缘、电磁兼容和耐环境的情况下，电子电路的供电电源也存在着很大的技术问题。
针对光电式电力互感器的这些缺点和技术上的难点，不少发达国家已经研制出新型光电式电力互感器，对旧的光电式电力互感器进行了改进。
我国的各大院校和科研机构也在对光电式电力互感器进行研发，而且取到了不错的成果。
2、2 电力一次设备在线状态检测
在电力系统中，一次设备有汽轮机、发电机、变压器、开关和断路器等，实时监测重要运行参数，不仅能对设备运行状态进行监视，而且能对各种重要参数的变化情况进行分析，判断有没有故障发生的可能，保障设备的安全稳定运行，从而有效的控制故障的发生，延长了设备保修保养期，提高了设备的利用率。
目前，我国的电力部门加大了对电力一次设备在线状态检测的资金和人力投入，与各大院校和科研机构合作，在对在线状态检测技术研究和应用上取得了一些进展，由于电力一次设备在线状态检测其专业性强、技术难度大的特点，想开发出在恶劣的气候条件下仍能正常运转工作的产品还需要时间。
2、3 和光电互感器技术相关的二次设备
电力系统在采用光电互感器技术之后，和光电互感器技术相关的二次设备，如继电保护等装置、测控设备的内部功能都发生了非常大的变化，装置的响应性有了提高，省了隔离互感器、A/D转换电路等。
首先是设计高效、快速的数据交换通信协议；其次是为了满足计算数值的需要，对来自不同互感器的数据进行统一抽样采集。
2、4 智能电力一次设备
常规电力一次设备的安装地点相隔较远，需要通过大电流控制电缆与强信号的电力电缆进行连接，而智能电力一次设备简述为一次设备保护功能和自带测量，就地就能实现常规二次设备的全部功能，节约了大电流控制电缆与强信号的电力电缆，常见的如智能化开关柜、智能化开关、智能化箱式变电站等。
3 电力系统自动化技术发展前景以及发展方向
对DMS系统进行全面的建设和开发，是目前我国电力系统自动化的前景以及发展方向。
通过这一系统的建立，一方面，就整体设备来说，可以提高整个电力系统的运行水平，满足市场需要，并保证了电气设备的安全性，消除了大面积停电事故，减少了偶尔停电的时间。
另一方面，就全体工作人员以及管理人员来说，企业可以掌握整个电力系统的运行状况，掌握电压、电量以及各种基本数据的运行参数，对监控各系统、精确测量、…差异网 …电力平衡等有着重要的作用；就工作模式来说，降低了工作人员的工作强度，真正实现了无人值班的管理模式，避免了意外事故的发生。
电力系统自动化中有一个主要的特点，即数据共享，在同一个装置中，同时实现监控和保护的功能，对于SCADA而言，和继电保护装置相同，都是需要多项数据的支持，所以将分布类型的变电站SCADA集成到相关的微机保护中，实现监控和保护一体化，以便完善自动化技术，同时节约了经济成本。
4 结束语
伴随着电力系统自动化的不断发展和进步，自动化以及程序化操作得到了广泛的应用，同时，建设了数字化变电站，有效提高了电力设备的操作正确性、安全性与可靠性，降低了生产成本，提高了电能质量，减少了生产强度，在技术上支持了电力系统的发展与进步，为未来电力系统的发展做基础，推动我国电力事业稳定、健康发展。
参考文献
[1]梅海霞。电力系统自动化技术应用与发展[J]。电源技术应用，2012 (10)。
[2]罗岚。浅谈电力系统自动化技术应用及其前景[J]。科技创业家，2013 (08)。
[3]莫小勇。浅谈电力系统及其自动化技术应用[J]。中国高新技术企业，2013(26)。
[4]徐志明。电力系统及其自动化技术应用探究[J]。电子技术与软件工程，2013(17)。
[5]童雪桥。浅析电力系统自动化技术的应用及发展趋势[J]。中国新技术新产品，2012(06)。
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