论述有关电力系统及其自动化的发展研究

孟山辉

【摘要】随着我国综合国力的增强，国际交往的扩大，人民生活水平的日趋提高，如今电力自动化的应用已經在我国取得了一定的成效，现阶段高新技术的应用日趋成熟，特别是先进的系统设备使我国的电力事业得到了飞速发展，随着社会各部门生产效率的日益提高。

【关键词】电力系统；自动化智能技术；发展研究

电力系统是一个巨维数的典型动态大系统，它具有强非线性、时变性且参数不确切可知，并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广阔，大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效控制是极为困难的。另一方面，由于公众对新建高压线路的不满情绪日益增加，线路造价，特别是走廊使用权的费用日益昂贵等客观条件的限制，以及电力网的不断增大，使得人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求。正是由于电力系统具有这样的特征，一些先进的控制手段不断地引入电力系统。回顾了模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等五种典型智能技术在电力系统中的运用。

一、综合自动化系统

电力系统结构图纸设计完成之后，电力自动化得到了开放式的管理与lED并网，可实际相关的灵活系统运行，已不能满足了高类别的变电站的运行需求。

㈠变电站电网自动化系统结构功能

（1）微机保护。含母线保护、多次重合闸、电容器保护、变压器的保护、备用电源能的自投。

（2）电力数据采集相近与采集的状态。①电力模拟量的采集：每个系统进出线的电力回路功率与电力的电流值、各阶段母线电压；配电网相位及电力频率等电力的电量的参数以及变压器的压力，温度等非电参数。②状态的采集：有变压器分、接地刀闸状态、开关的状态、断路器状态等，信号多数使用光电隔离方式开关量中断进行输入。

（3）关于时间上的记载和障碍点的记录。包括保护行动序列记录，及开关跳闸的记录，可存放100个时间记录。

（4）规划整定保定值。对保护装置，可以是设置多方面的定值，显示需要进行切换。

（5）操作与控制。可以对变压器进行分别接头调节控制，对进行控制隔离开关合与分，还可对断路器调换。

（6）和远程调控中心互相通信。可以将采集的状态量实时送往远程调控中心，方便装置的远程调控，接受远程调控中心所发来的一些指令。

㈡变电站自动化常见的通信方式

变电站的自动化系统通常采用的接口有以太网数据以及串行数据的接口等。

二、变电站自动化的调试的内容、目的与常见的故障

㈠调试的目的

变电站的自动化调试的目的是检验各变电站无人值班自动化系统的各部分（信息传输系统、调控信息处理系统以及自动化中断装置），包括各部分控制对象的计量及其控制、各种参数的测量、自动装置动作的信号、继电保护以及位置状态信号灯有关信息是否正确，运行是否能正常。

㈡调试的内容

变电站自动化系统调试的内容主要是指针对系统所包含的设备进行的安装调试的工作，包括GPS卫星时钟、网络交换机、网络设备、后台计算机以及二次电缆和通讯线等的调试安装工作，还包括装置参数的设置以及数据库和内部的监控系统软件等方面工作。

㈢经常性的调试困难与故障

由于多方面的原因，像厂家过多，中间的环节比较多，调试的内容比较复杂，在安装变电站调试过程当中会造成如下的困难：

（1）在本体的调试当中，由于中间的环节多，出现遥测、遥信等故障之后，找到故障的点比较困难，这样就把很多的时间和精力都花费在故障的排除上面。

（2）变电站与调度是联系密切的，变电站需要变电站与调度端之间相互配合才能顺利进各项数据的采集，上报，调度等各项命令工作。

（3）小电流和直流等设备厂家比较多，并且多数有自己的通讯的规约，不同的规约方式带来了通讯的调试的困难。

三、电力系统及其自动化研究方向

㈠智能保护与变电站综合自动化

将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，大大提高电力系统的安全水平。研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于35kV～500kV各种电压等级变电站变电站综合自动化领域的研究已达到国际先进水平。

㈡电力市场理论与技术

电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况，认真研究了电力市场的运营模式，深提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易（年、月、日发电计划）、紧紧围绕当前我国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。

㈢电力系统实时仿真系统

对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究，建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可进行多种电力系统的稳态及暂态实验，提供大量实验数据，协助科研人员进行新装置的测试，从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供了一流的实验条件。

㈣电力系统运行人员培训仿真系统

电力系统运行人员培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求，将计算机、网络和多媒体技术的最新成果结合，利用专家系统、进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。本系统设计新颖，并合理配置软件资源分布，教、学员台在软件系统结构上耦合性很少，且系统硬件扩充简单方便，因此学员台理论上可无限扩充。

㈤电力系统分析与控制

实时相角测量、小电流接地选线方法、电力系统振荡机理及抑制方法、非线性励磁和调速控制、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。软计算理论和小波理论在电力系统应用方面，以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新理论、新算法和新的实现手段进行了研究。

四、调试策略的应用

电站中装置及智能设备安装完毕，参数的设备设置完毕，终端装置的通信规约的选项，调控数据库以及自动化控制系统的建立，等设备都已准备完毕好后，就能用自动变电站系统进行联调与系统结构的无人在值班的情况下进行调试工作。变电站自动化调试主要包括：本体调试、与调度联调。其中，本体调试又分保护测控通讯调试、遥信信息调试、遥测数据调试、遥控调试、ERTU（电量采集系统）通讯调试、VOC（电压无功综合控制系统）调试等等。与调度联调包括104通道调试、上传遥信信息调试、上传遥测数据调试、调度遥控功能调试等。以下是调试策略在变电站中应用的效果：①当只进行调档的控制时，主变既发生急停的动作又发生调档的动作。可以采用本体的调试小的遥控的故障调试的策略，能够先排除二次回路故障的可能性，并发现装置收到的只是自动化系统的调档的命令，不用急停，说明数据库是正确的，问题在于装置的测控上面，此时可以检查参数的设置，可以发现时间的判断设置比较短。②当监控装置的装置告警的信号不能被系统及时收到时，可以采用本体调试当中遥信故障调试的策略，就能马上发现总控上面还没收到遥信位报文，说明测控装置存在问题，把测控装置的CPU板重新换上一个之后，故障就被排除了。

通过提出的地理系统变电站的自动化的试训的策略：并对调试过程中容易出现的一些故障进行排除，调试主要分为调度联调和本体的调试阶段两个阶段，并进行了进一步的细分，并对细分之后工作中所发生的故障进行了相应的调试的策略，有很强的学习指导的作用。此自动调试策略如果应用到新建110kV的变电站自动化工程当中，就会取得很好的效果，此调试的策略对110kV变电站来说相当的适合，对220kV及其以上的变电站来讲，策略尚不齐全。

参考文献：

[1]胡君君.电力系统及其自动化技术的应用探讨[J].机电信息，2011（12）

[2]许林冲.浅论现代电力系统自动化技术[J].中国城市经济，2011（18）

[3]向华.电力系统自动化的技术应用探讨[J].城市建设理论研究，2012 （17）