电力系统及其自动化的发展方向研究分析

罗益群

【摘要】文章分析了电力系统自动化的发展现状及影响因素，探讨了电力系统未来的发展趋势与方向。

【关键词】电力系统；自动化；发展方向

引言

电力系统指的是包括发电、输电、变电、配电以及用电等几个环节组成的电能的生产与消费的系统。电力系统是维持社会生产和生活的基本能源，也是促进我国经济发展的重要基础设施。电力系统的构成较为复杂，而且通常具有较大的规模和较为复杂的层次，系统运行对实时性和可靠性都有着较高的要求。在电力系统的构成中，以电源、电力网络和负荷中心为主体结构，将电源发出的电能进行升压，到一定的等级之后便输送到变电中心，然后在经过降压，在配电线路与用户之间相连，以此来完成整个系统的运转。

在电力系统中存在着多个网络节点，分布在不同的区域内，通过这些网络节点的有效传输，实现电能的输送，以此来为电力事业的发展提供保证。无论是从系统规划和建设方面来看，还是从系统的运行与管理方面来看，电力系统都必须要向着自动化方向发展，而科学技术的运用促进了电力系统自动化水平的不断提升，其主要是实现了将自然界的能源转化为电能，并且通过系统的运行将电能进行转化和传输，以此来满足用户的需求。

随着时代的发展，人们生活水平的提高，时代要求电力系统实现自动化运行与管理，同时也是有效解决现代城市电力需求办法。在现代计算机技术等的不断发展下，极大地改变了原来电力系统自动化内涵，在EMS系统中已经综合了PAS工程，而且开发电力系统故障管理数据软件技术也成熟起来，电力系统的CCCPE统一体自动化就是最好的见证。CCCPE软件管理系统把电力电子管理装置和通信以及计算机控制集合于一体，能够检测与监控电力运行故障，而且对管理的全程都可实现自动化监控，对电力系统的电力调度能够成功承担完成。就装配电力系统各种自动化设备来看，与其他投资相比，引入自动化设备所用投资比重不大，但重要性能够与投资的电力系统主设备媲美。在电力系统中引进先进的自动化设备在一定程度上能够促进系统主设备运行效率的提高，使运行故障避免发生，并能够使主设备的使用寿命最大限度的延长，使配置新设备的时间推迟，能节约资源，使电力公司在设备投资上节省。为使用电需求的日益增多状况得到满足，使电力系统供电量与用电量处于平衡好的状态。

1、电气自动化发展主要影响因素

信息技术的决定性影响。信息技术是包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯技术，广泛的讲就是指人类开发和利用信息的一切手段这些技术手段主要目的是用来处理、传感、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合体。

与物理科学的联系。更加紧密2O世纪的后半叶对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。固体电子学也主要是由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展，电气自动化与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气自动化的关键，并且将拓宽到微机电、生物系统、光子学系统。

现代技术的迅速发展。现代技术的飞速进步和分析方法势必带动着依赖现代技术的电气自动化、设计方法的日新月异也将迅速发展起来。

2、电气自动化技术应用发展方向

2.1、电力系统自动化实时仿真系统的应用

该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下，还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行，还能用以协助科研人员测试新装置，且多种控制装置都能与其构成闭环系统，从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进，方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究，从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。

2.2 综合自动化技术与智能保护的应用

目前国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平，智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平，研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中，对电力系统自动化保护的新原理进行了研究，可以大大提高电力系统的安全水平，使得新型保护装置具有智能控制的特点。

2.3电力系统中人工智能的应用

电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究，并且结合电力工业发展的需要，开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。

2.4电力系统配电网自动化技术

该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型，输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合，负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行，最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破，主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面，最终，解决了载波在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题，正是因为采用数字信号处理技术，才得以提高了载波接收灵敏度。

2.5供电方式以及一次设備

我国配电网根据不同地区的经济发展水平，通常可以划分为城市电网与农村电网两个基本的配电网络。在城市电网中以电缆为基本的供电方式，在农村电网中以架空线路为基本的供电方式。虽然在供电方式上具有一定的差异，但是在配电网的组成上，通常都是由电源点、开关设备和网架三个基本的组成要素，按照不同的组合形式构成多种不同的配电方案。在城市电网运行过程中，通常都采用环网柜作为配电线路的主要设备，而农村电网在架空线路中打赌使用重合器、分段器等作为主要的设备。以线路开关设备为主的供电方案则主要依靠断路器、分段器等来实现。

2.6远动系统以及二次设备

在电力系统中可以通过自动化技术的运用来实现远动功能，同时实现对线路开关的即时监控。远动系统的可靠性主要是通过保护动作来实现，在配电系统的远动功能需要依靠电源和传输来实现，所以其通常广泛的运用于室外环境，而且必须要依靠持续的电源作保证来实现系统的不间断运转。配电设备有着广泛的应用范围，而当前主要采用的有CDT、POLLING规约，规约与自动化系统之间存在一定的不协调性，所以必须要通过新的规约实现对系统自动化标准的新约束，这也是电力系统自动化发展的主流方向。

2.7通信方案以及设备

在电力系统的通信设备中一般需要实现主站与子站、主站与单元、子站之间的几个通信方案，为了保证通信方案能够有效的实现，需要实现设备的持续运转，这也是电网运行过程中的一个基本要求。在不同的供电区域中，通信方案的实现有着不同的要求，而通信方案的构成也有着多种形式，常用的有光纤、电力载波、有线电缆等几个方式。

2.8主站网络与软件功能

电力系统的自动化的主站功能包括SCADA实时监控、GIS（地理信息系统）在线管理、电网经济运行分析等，主站框架要突破传统的单一调度自动化系统C/S模式，以P-P-C/S-B/S-体化架构，充分体现分布式络的管控一体的综合集成系统特点，计算机网络与软件平台技术充分体现功能与开放，并提供与异构系统跨平台接口，与调度、负控、MIS、CIS等自动化子系统实现无缝集成。

参考文献：

[1]谢鹏.电力系统及其自动化技术的应用.科技与生活[J].2014（08）

[2]李金杰.探讨电力系统及其自动化发展方向.民营科技[J].2015（07）