电力系统及其自动化技术应用浅析

岳娟

摘要：我国电力事业的发展，无论是火电、风电、核电、还是新能源发电，都需要自动化集约化的用电管理模式，因而极大地推动了电力系统及其自动化技术的迅速发展。本文从电力系统及其自动化的含义出发，通过分析如今电力系统中存在的用电安全控制以及保障难题，来考虑并实施自动化技术在电力系统中的应用，并针对实际应用中出现的问题，提出相应的有效解决措施，另外分析了发展电力系统及其自动化技术的意义。

关键字：电力系统；安全保障；自动化应用；问题及意义

一、电力系统及其自动化的含义和基本内容

随着我国经济的快速发展，所需求的用电量也日益增大，因而在发展经济的同时，我国的电力事业得到了长足的发展。而随着科学技术的发展，很多新兴的先进科技（比如电力电子传感器）在电力系统的应用，使得电力系统控制的环境变得越来越复杂。因此将电力系统的控制与计算机技术结合的电力系统及其自动化技术应运而生，并且快速发展，成为如今电力系统控制中不可或缺的一部分。

电力系统及其自动化是指在电力系统的控制过程中，通过运用计算机技术，实现电力系统控制的信息化、数据化的自動控制。其内容主要包括：发电厂的自动化控制，变电站的自动化控制，传输电网的自动化分配，以及网络信息的自动化传递。通过对基础设备比如断路器、熔断器、变压器等的间接控制和对机械动力装置的直接控制，来保证电力系统的安全可靠运行，通过对电压、相位、频率的调节来保证电能的输出质量。

二、自动化技术在电力系统中的应用表现

电力系统及其自动化技术主要应用在电力系统中，通过与计算机信息技术的关联，完成电力相关系统的自动化控制。由于电力系统的组成有发电系统（发电机）、变电系统（变电站、变压器）和配电系统（配电站）以及用电系统（民用或工业用电）。因而电力系统及其自动化技术的应用可以从发电系统的应用、变电系统的应用、配电系统的应用三方面来划分。

2.1发电系统的自动化控制

由于发电厂有很多限制性的外在条件，使得设备处在高温度、高压力、高电压的环境中，这些环境是靠人力无法实现控制的，因而可以应用电力系统及其自动化技术，通过计算机来控制这些设备的安全运行，能够完成人力以外的电站工作，方便了发电厂（尤其是核电厂）的运行，并且提高了电站的工作和响应效率。主要应用范围是发电厂的控制单元和运行单元，比如高压断路器的开断，通过自动化控制，能够有效快速地断开断路器，从而抑制电弧的形成，为发电系统的安全作出了保障。

2.2变电系统的自动化控制

对于变电系统，也就是变电站，主要是应用于对变电站二次设备的优化控制，对变电站的运行状态进行实时监测，来实现对整个变电站的自动化控制。应用的自动化技术主要有：在线自动监测和智能控制。变电站的主要设备是变压器，通过对变压器的在线自动监测，可以实时了解变压器的工作负荷以及其他的运行情况。因而可以及时发现问题，并找到问题的所在，为变压器的故障分析提供了便利。通过对变压器的智能控制，可以根据发电厂的实际发电电压和电力用户的需求电压来调整变压器，减少电能损失，使得经济效益增大，另外，结合在线自动监测技术对故障位置及时作出响应，通过计算机控制解决故障，保证变电站的有效运行。

2.3配电系统的自动化控制

在配电系统，也就是在电网运行的过程中，对输出电压和频率进行实时的数据采集和检查，并且通过采集到的数据对电网的运行情况进行分析，如果出现输电与用户需求不匹配的现象，能够及时调整，从而保证供应电量合理地满足需求。常用的自动化技术有柔性交流输电技术，另外还有灵活交流输电技术。其主要内容是指将电力电子装置应用到输电系统中的关键位置，来调控实际的输电电压、频率以及相位等主要的电力参数。柔性交流输电技术能够有效地控制输出电力参数，保证对用户的供电需求，而灵活交流输电技术则是在电网供电系统和对用户的输电系统中采用电子远程控制技术，从而保证了电网的输电质量，也提高了电网控制的安全性。

三、电力系统及其自动化应用的难题及解决措施

尽管电力系统及其自动化在实际的电力系统中有着很广泛的应用，但是随着电力需求的扩大以及用户对于电力质量要求的提高，电力系统及其自动化技术也面临着一些难题和挑战。其中主要的难题便是电网规模的扩大化和远距离输电引起的电力系统的控制问题。

需求的不断增大，必然带动电网规模的扩大化，据中新网的全球调查数据显示，我国在2011年的电网规模已经达到了世界第一位。电网规模的扩大包括两个方面，一是发电厂的数量增大，发电功率增大；二是输电规模扩大。其中发电厂发电的输出功率增大，必然对电力系统及其自动化的电力电子设备的性能要求提高，需要寻求耐高温高压力、高电压、高功率负荷的材料，并且要拥有优越的电力电子性能。输电规模的扩大以及远距离输电也会对于电力电子设备的信号传输以及电能损耗带来负面效果。特别是在比较偏远的地区供电，电力电子信号缺少基站的信号强化，因而信号差，这也对电力系统的自动化控制造成信号干扰，给控制系统的稳定和安全性保证带来隐患。

为了解决这些困难，有效的应对措施便是，寻找适合在比较苛刻的条件下工作且电力电子性能良好的材料，运用到电力系统的自动化控制中作为控制和调节元件；另外对于远距离的输电控制，以及偏远地区的电力供应，应该在恰当的距离内建立电力电子控制信号站点，保证信号和数据的传输，为电力系统的调控作出安全性保证。

四、发展电力系统及其自动化的意义

（1）电力系统自动化控制的可靠性强，对于电力设备的维护和调试都很方便，操作简单，不需要靠机械操作，只需要通过按钮的控制便能完成一系列操作流程的实现，而且通过对于电子逻辑回路的动作准确设置，能够让装置操作和设备运行更加准确、安全。

（2）电力系统自动化控制的响应速度快，运行效率高。通过逻辑电路的通断来控制电力系统设备的功能，响应迅速，而且自动化控制能够通过负反馈调节，自动维持系统的稳定运行，给操作人员带来了很大的便捷，自动化控制通过对电力设备运行状态的实时监测，能够快速准确的发现故障位置，给工作人员的应急操作带来了方便，也给系统的故障维修节约了时间。

参考文献

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