关于电力系统及其自动化的发展现状及其发展趋势研究白江

白江

摘要：随着我国经济的快速发展，全国用电量猛增。电力部门得到了前所未有的进步，电力系统是世界上最复杂的系统，它包含发电、输电、配电、用电多个环节，目前初步建立了特高压输电、远距离直流输电等项目，然而其供电可靠性、安全性出现了很多问题，如：美国大停电事故直接造成经济损失数亿元。本文首先介绍了电力系统自动化在人们日常生活中的重要性，然后注重分析了其研究内容，最后结合实际案例，分析了其未来的发展方向，希望本文的工作能为从事相关工作的人员提供一定的指导和帮助。

关键词：电力系统自动化；安全性；可靠性；高压直流输电

引言

电力是清洁的二次能源，由发电设备、输电设备、用电设备构成的电力系统是人们获得电能的源头，对于促进区域经济发展至关重要。众所周知，电力系统拥有特别大的规模，且层次复杂，对实时性、可靠性的要求较高。电力系统以电源、网络、负荷为主体，在电源侧采用升压系统实现电压等级的提高，然后统一输送至变电所，经过降压变压器，给用户进行供电，从而实现整个电力系统的正常运行。电力系统中有许多网络节点，根据具体的情况来分配电能，为电力的发展奠定基础，大量的实践证明，在电力系统中安装大量自动化装置可以提高管理效率、降低网损率。随着人们生活质量的提高，家庭用电量逐年攀升，据统计，2016年全国需求电量为3920亿千瓦时，如此庞大的用电量需要建设更多的输电设备和发电机组，如何实现自动化管理成为了目前重要的研究内容。计算机技术的发展丰富了电力系统自动化管理，在能源管理系统中加入了PAS工程，且各种电力故障自动化监测软件也逐渐被研发出来。实际中在电力系统中投入了大量的自动化设备，这些设备虽然花费了一定的资金，但是与电力系统投资总成本来说可以说较小，但引入自动化设备不仅可以有效的切除故障线路，而且在一定程度上会增加主设备的使用年限，提高资源的整体利用效率。电力系统中采用大量自动化技术和设备保证了供电可靠性，为国家的经济发展和人们生活质量的提高提供了保障，电力部门应该给与高度重视。

1电力系统及其自动化的重要性

电能与人们的生产生活息息相关，其自动化程度的重要性可以从以下几点进行分析：第一点，电力系统比较庞大，当其中任何一个节点发生故障都有可能带来较大影响，甚至不断扩大的事故范围，最终导致电网解列，为此采用自动化技术瞬间快速的切除故障，将极大的保证供电可靠性和安全性。第二点，确保良好的电能质量。实际运行的电力系统需要依靠多个自动化监控系统来实现对电力系统频率、无功和有功的测量，以此及时做出调整来保证电力系统的供电质量。第三点，自动化装置的大量应用可以保证电力系统运行经济性。电力系统是一个综合的大系统，在何时、何地投建机组或机组发电多少等与自动化装置分不开，仅仅依靠现场值班人员来进行宏观调度显然比较慢，且容易发生人为事故。

2电力系统及其自动化的主要内容

电力系统自动化的内容以管理层面可以划分为调度、发电厂、变电站自动化，其中电力调度自动化的主要任务是调整系统运行方式，达到系统最优的运行目的，且在缺电或故障情况下可以快速的进行处理，对参与调度的人员提供一定的帮助。发电厂自动化系统则依照发电方式的不同所采用的自动化装置不同：（1）火电厂主要是将化学能转化为电能，主要的自动化装置为计算机监测系统、锅炉和发电机协调主系统，以此来提高火电厂运行可靠性。（2）水电厂中的自动化设备可分为水轮机自动化、给水自动化、电站计算机监测自动化等，其中水电厂自动化控制则根据全厂运行的具体要求，以整体经济性、可靠性最优为目标，确定投入的水电机组数量。（3）在我国核电是水电、火电之后的发电形式，由于核电具有污染程度大、事故危害性高的特点，自动化装置的应用更加广泛，必须对其运行可靠性严格控制，现阶段采用大量数字监控系统及综合控制系统实现了核电机组自动开停、稳定发电速度、数据实时性。

3电力系统及其自动化的发展方向

3.1采用实时仿真系统

电力系统由于过于大，为了测试系统的稳定性或可靠性不可能进行实地测量，因此采用仿真系统进行模拟是目前电力系统自动化发展的趋势，来用该系统不仅可以保证对电力系统暂态和稳态的验证，而且可以帮助科研工作者验证各种新型自动化设备，构成的模拟系统可以为灵活输电提供必要的条件，此外，值得一提的是该仿真系统引入可以对负荷进行动态控制，为下一步的模型建立提供基础。

3.2利用智能保护及综合自动化技术

我国的自动化技术在国际处于先进的研究水平，目前智能自动化技术也处于领先水平，综合装置在各等级电站的应用比较普遍，国内将最新的智能技术、网络技术、自适应及微机技术均应用在电气自动化设备中，通过不断研究新理论、新技术，可以提升电力系统整体安全性、可靠性。

3.3采用人工智能

根据电力企业的需求，我国已经逐渐将人工智能控制应用在系统故障元件自动诊断、电力运行自动检测分析、系统自动规划设计等方面，在实用软件的基础之上逐渐提升设备监测和管理的智能化水平。

3.4电力系统配电网自动化技术

我国采用的配电网自动化技术模型完全符合国际标准，将一些高级软件与输电网理论紧密结合，对于负荷的预测则采用神经网络或细菌趋药性算法，潮流计算采用虚拟流算法。此外，在技术方面，我国配电网自动化技术取得了长足的进步，在信息一体化、配网和中压网数字化方面领先与世界其他国家，并最后突破了线路损耗大、传输空间有限的问题。当然，支持这项技术成功的关键是数字信号处理技术。

3.5供电及一次设备和二次设备自动化技术

依据不同的经济发展形式，我国配电网基本上可以分为以下两类：第一类城市电网；第二类农村电网。前者主要以电缆为基本的供电模式，而后者则多是采用架空线路为主，虽然这两类存在不同，但其配电网主要由电源、自动化设备、网络架构构成，根据不同的形式组成了多种配网方案。第一类配网以环网柜等自动化装备为主，第二类则主要依据重合器、分段器等自动化装备为主，其线路开关以断路器为主。电力系统中选用自动化技术可以有效的实现远距离监测和控制功能，保护设备如继电器是远动设备实现可靠运行的根本，一般在室外场合的应用多，且需要不间断电源来保证系统长久的工作，配电自动化设备应用较广泛，目前采用CDT、POLLING规约，但自动化系统与规约两者之间不协调，需要科研人员不断研究，以研究出新的规约达到对系统自动化约束的目的。

4案例分析

以某供电局为例分析，该局是中国国家电网有限责任公司子公司，担负着向全市六个区域221万人供电的任务，其中电力服务点共有30个，供电面积为2000平方公里，1979年成立以来，向特区提供了可靠、安全的电力，随着特区的发展壮大，供电量由2007年的600亿千瓦时增长到1018.8亿千瓦时，成为我国第四负荷过千万的配电网供电中心。近年来，为了进一步提高供电可靠性，该供电局在500kV和220kV电压等级输配电中加入了众多配电网自动化管理设备，实现了实时监控及调度的科学合理性，并为深圳221万普通电力用户提供了良好的供电服务，受到了四川市民的拥戴，新的历史条件下，深圳供电局不断改革创新，扩大自动化设备的应用范围，为特区的明天奉献出了一份企业的力量。

5结束语

针对电力系统复杂的特点，采用自动化装置是未来电力系统发展的主要方向，电力企业单位需要广泛的采用自动化技术以便实现供电

的高可靠性，另外，为了满足客户对电能的质量要，也需要大量采用自动化设备。针对自动化技术，电力部门应该形成着手组建专门的团队进行研究，该团队以保证系统运行效益最优，不断彰显电力企业自动化优势。未来电力系统会更加普遍的采用自动化设备，对其进行理论研究有十分重要的意义。

参考文献：

[1]朱淋.浅论电力系统及其自动化技术的应用能力[J].科技风，2015，（04）.

[2]张锋.浅谈电力系统调度自动化及其发展方向[J].广东科技，2014，（08）.

[3]洪秀平.浅论电力系统及其自动化技术的应用能力[J].科技致富向导，2013，（05）.