趙文林國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司大興安嶺供電公司

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展

趙文林
國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司大興安嶺供電公司

摘要：為了保證電力系統(tǒng)的安全、正常、高效運(yùn)行，更好的滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求，提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平是唯一手段。因此，本文筆者從電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)總體發(fā)展趨勢(shì)為切入點(diǎn)，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用做了詳盡的闡述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；智能控制；系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

前言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的迅速提升，電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)逐漸趨向區(qū)域化、智能化、最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化和適應(yīng)化方向發(fā)展，下面我們根據(jù)電力系統(tǒng)總體發(fā)展趨勢(shì)及新技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析論述，希望能夠以此為突破點(diǎn)，推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

1.我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化總體發(fā)展趨勢(shì)

科學(xué)技術(shù)推動(dòng)了我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展，同時(shí)系統(tǒng)控制策略也日漸區(qū)域化、智能化、協(xié)調(diào)化、最優(yōu)化，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求也更加多元化；現(xiàn)代化控制理論被更多的應(yīng)用在理論工具上；技術(shù)研究人員還應(yīng)開展多“兵種”聯(lián)合作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)，做好相關(guān)技術(shù)研究。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化也逐步由開環(huán)監(jiān)測(cè)向閉環(huán)控制、高電壓向低電壓、功能多元化、裝置性能數(shù)字化、靈活化和快速化發(fā)展，進(jìn)而提升自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、安全、效率的管理和服務(wù)方向發(fā)展。

計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)推動(dòng)了現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展，并將其更好的融合在一起。隨著電力系統(tǒng)內(nèi)涵的不斷深入，電力系統(tǒng)外延逐漸擴(kuò)大，利用電力自動(dòng)化所進(jìn)行的信息量處理不斷增加，需要綜合考量因素也更多，系統(tǒng)觀測(cè)范圍也越加廣泛，同時(shí)閉環(huán)控制對(duì)象相對(duì)也較為豐富。

2.對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響的新技術(shù)

2.1電力系統(tǒng)智能控制

經(jīng)過幾十年的系統(tǒng)總結(jié)，電力系統(tǒng)控制大致可分為基于傳遞函數(shù)的單輸入和單輸出控制階段；非線性控制、線性最優(yōu)控制及多機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段；智能控制階段三個(gè)階段。不同階段的電子系統(tǒng)有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，下面我們就將電力系統(tǒng)控制將要面臨的技術(shù)困難做如下總結(jié)：

電力系統(tǒng)具有較強(qiáng)的非線性和變參數(shù)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，可以說該系統(tǒng)具有許多不確定因素和隨機(jī)性，故障方式與運(yùn)行方式并存。電力系統(tǒng)目標(biāo)最優(yōu)化及故障方式最佳性要求，該系統(tǒng)需要本地不同控制器和異地不同控制器加以協(xié)調(diào)。智能控制引領(lǐng)了當(dāng)今控制理論發(fā)展的主要潮流，相較于傳統(tǒng)的控制方法，智能控制主要用來應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)方法難以應(yīng)對(duì)的問題，尤其是那些具有強(qiáng)非線性和模型不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)，它是對(duì)系統(tǒng)控制的一種技術(shù)改進(jìn)和提升。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的智能控制極大的拓展了系統(tǒng)工程的拓展應(yīng)用，智能控制主要用于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)控制，它是以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合控制、勵(lì)磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制，進(jìn)而演變出多機(jī)系統(tǒng)自學(xué)功能等。

2.2FACTS和DFACTS

先進(jìn)輸配電技術(shù)是提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和電壓質(zhì)量的唯一手段，只有不斷進(jìn)行輸配電技術(shù)創(chuàng)新，才能夠提升輸電技術(shù)水平，這也導(dǎo)致了柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)的興起，解決了又一電力系統(tǒng)控制問題。“柔性交流輸電系統(tǒng)”又被稱作“靈活交流輸電系統(tǒng)”也就是我們常說的FACTS技術(shù)，該技術(shù)主要作用于輸電系統(tǒng)重要部位，運(yùn)用單獨(dú)或綜合功能的電子裝置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電系統(tǒng)參數(shù)的合理控制調(diào)整，不斷的提升輸電安全和可靠性，提高系統(tǒng)的使用效率和可控性。

該技術(shù)方式是將電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和微機(jī)處理技術(shù)等應(yīng)用在高壓輸電系統(tǒng)使用當(dāng)中，通過這一方式不斷提升電力系統(tǒng)的可控性、可靠性、電能質(zhì)量、運(yùn)行性能，進(jìn)而提升電能效益的綜合技術(shù)。

FACTS核心裝置發(fā)展現(xiàn)狀具體分析如下：無論哪種FACTS裝置都擁有同樣的應(yīng)用特點(diǎn)，該裝置是在大功率電力電子器件的基礎(chǔ)上組成的逆變器逆變作用和快速開關(guān)作用。電力系統(tǒng)中的AS?VC是由并聯(lián)電容器和二相逆變器共同構(gòu)成的，它所輸出的三相交流電壓同所接電網(wǎng)三相電壓同步；ASVC既有矯正穩(wěn)定運(yùn)行電壓的作用，同時(shí)還能夠保證故障后恢復(fù)期電壓的穩(wěn)定，它能夠極大的提升電力系統(tǒng)的控制力。相較于旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機(jī)，ASVC具有可調(diào)節(jié)范圍廣、反應(yīng)速度快，發(fā)生響應(yīng)遲緩的情況極少發(fā)生，沒有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械損耗、機(jī)械慣性、旋轉(zhuǎn)噪聲，作為固態(tài)裝置中的一種，它既能響應(yīng)穩(wěn)態(tài)變化也能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)暫態(tài)，ASVC的控制能力完全優(yōu)于同步調(diào)相機(jī)。

高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與信息化發(fā)展極大的推動(dòng)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的更新，電力用戶對(duì)系統(tǒng)可靠性及供電質(zhì)量也越發(fā)的敏感，系統(tǒng)電器設(shè)備的使用壽命和正常運(yùn)行都有著極大的相關(guān)性。信息時(shí)代背景下的電能質(zhì)量要求也不斷提高。

3.以GPS為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)和新一代EMS

3.1以GPS為基礎(chǔ)的新一代EMS

根據(jù)我國(guó)電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)水平來看，監(jiān)測(cè)手段主要包括對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況以及記錄電磁暫態(tài)過程中各種故障路波儀的監(jiān)視控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。前者數(shù)據(jù)刷新間隔長(zhǎng)，該手段應(yīng)用目的僅用于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性分析；后者所記錄數(shù)據(jù)冗余，各個(gè)不同的記錄儀之間的通信聯(lián)系不夠密切，信息交流不暢，通常記錄儀的記錄時(shí)間較短，這一點(diǎn)對(duì)于系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)分析十分不利。這兩者之間擁有同樣的缺點(diǎn)：不同地點(diǎn)間缺乏相同準(zhǔn)確的時(shí)間標(biāo)記，數(shù)據(jù)記錄僅能供局部使用，而對(duì)于全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為分析則并不適用。

3.2以GPS為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

以GPS為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，完全結(jié)合了原有SCADA和新動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)包括了動(dòng)態(tài)相量測(cè)量系統(tǒng)、同步定時(shí)系統(tǒng)、中央信號(hào)處理機(jī)以及通信系統(tǒng)四部分共同組成?；贕PS采取的光纖通信技術(shù)和同步相量測(cè)量技術(shù)，創(chuàng)造了極佳的相量控制實(shí)現(xiàn)條件。PMU設(shè)備這一相量測(cè)量技術(shù)與GPS技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，正逐步取代電流相量測(cè)量和RTU設(shè)備實(shí)現(xiàn)電壓。

從穩(wěn)態(tài)到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)監(jiān)測(cè)的發(fā)展是電力系統(tǒng)調(diào)度監(jiān)測(cè)的必然，它也標(biāo)志著電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制與安全監(jiān)測(cè)時(shí)代的來臨。

結(jié)束語

經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐總結(jié)、研究可知，我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化正面臨著前所未有的技術(shù)變革，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)逐步被用于電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，這雖然提高了我國(guó)供能質(zhì)量，但系統(tǒng)中仍存在一定的漏洞和不足，需要我們堅(jiān)定不移的始終努力下去，不斷創(chuàng)新、不斷進(jìn)步，進(jìn)而使電力系統(tǒng)控制提升到更高水平。

參考文獻(xiàn)：

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