浅谈电力系统自动化发展趋势及新技术的应用

【摘要】现代社会越来越高的要求，综合指数的供电安全、可靠、经济、高质量的电力系统，相应的也不断向自动化技术提出了更高的要求。电力系统自动化技术不断从低到高，从局部到整体的发展趋势，本文也作出了详细的分析。

【关键词】电力系统自动化 发展 应用

【中图分类号】TM76 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0295―01

在过去的20年里，随着计算机技术的发展，通信技术，控制技术，现代电力系统已成为以计算机（Computer）、控制（Control）、通信（Communication）和电力设备和电力电子（Power System Equiqmentsand Power Electronics）为核心的自动控制系统，简称“CCCP”。电力信息系统自动化处理越来越大，考虑的因素较多，直接观察和测量范围更广泛，可以控制对象越来越丰富。

一、电力系统自动化控制的发展趋势：

1、现代电力系统自动控制技术具有以下的特性：

（1）在控制模式、区域、协调、智力和适应自动化技术的发展不断优化。

（2）应对面临的多机系统模型的设计和分析的问题。

（3）在基础理论上实现更多的现代化控制理论。

（4）远程通信的应用增加了电力电子器件和控制计算机的方法。

（5）研究人员在结构上需要的各种信息和仪器的联合行动。

2、电力系统自动化的发展趋向于以下的几个方向：

（1）系统监测向自动化控制系统的发展，如对AGC（自动发电控制）的总功率管理。

（2）从高电压扩展到较低的电压方向，例如EMS（能量管理系统）和DMS（配电管理系统）的电力管理。

（3）控制区域部分从各个组成部分向整个系统发展，如区域稳定控制系统和SCADA（监控和数据采集）的发展。

（4）从单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展。

（5）设备的性能向快速、灵活和数字化的方向发展，例如继电保护技术的发展方向。

（6）自动化控制的目标逐渐智能化，寻求协调的发展和优化，例如励磁控制的发展趋势。

（7）通过提高系统运行的经济性，在实现自动化管理和服务的基础上保证效率和安全性，例如将MIS（管理信息系统）应用到电力系统自动化管理系统。

二、对于电力系统自动化产生重要影响的三项技术

1、动力系统的智能控制技术

在过去的电力系统控制中的应用发展研究大致可以分为以下几个阶段：单输入单输出，基于传递函数的控制，线性最优控制，非线性控制和多机系统的协调控制等阶段。而面对智能控制阶段的主要技术难点如下：

（1）电力系统的多目标优化动态特性和失效模式的转换操作。

（2）电力系统是一个具有非线性、变参数（包括各种各样的随机性和不确定性因素并存，各种工作模式和故障模式）和动态变化等特点的系统。

（3）电力系统要求地方协调不同控制器，也需要不同的控制器的协调控制。

智能控制系统是控制理论发展的一个阶段，主要用于解决复杂系统的控制问题，这些问题难以用传统的方法解决；智能控制系统特别适合于具有模型不确定性的复杂控制系统，具有很强的非线性，需要高度的适应性。

智能控制系统在电力系统中的应用非常广泛的应用前景，已适应人工网络控制的快速汽门、人工控制网络、ASVG电力制动快速综合控制系统和基于多机系统（新型静止无功发生器）的自主学习功能等。

2.FACTS和DFACTS

（1）FACTS概念的提出

这是在电力传输和分配的一种先进技术，为了提高电压质量和系统稳定性的电力系统的发展迫切需要，改变传统的传输容量而产生的新技术――柔流输电系统（FACTS）。

所谓“柔流输电系统”的技术也被称为“柔流输电系统”，是独立或集成系统的重要组成部分，主要应用于传输系统功能的电力电子装置，还可以对传动系统的主要参数（如电压、电抗和相位差等）进行调节控制，使传输更可靠和具有更高的效率和更大的可控性。这是一种将控制技术、计算机技术、电力电子技术等多方面技术应用于高压输电系统中，既提高系统性能的可控性、可靠性和电能质量，又能达到节能新技术的要求。

（2）柔流输电系统（FACTS）的核心装置ASVC的研究现状

柔流输电系统（FACTS）装置的一个共同特点是：电力电子器件基于逆变器的快速切换。

ASVC由两相逆变器和并联电容器等组成。它不仅可以正确的稳态电压，而且在稳定电压的恢复期控制电压的能力是很强的。与传统设备和技术相比，ASVC控制的范围大，反应速度快，降低机械损耗和旋转噪声，因为ASVC固态装置，所以能稳定装置响应的变化情况，因此其控制能力比同步调相机要好得多。

（3）DFACTS的研究趋势

随着高新技术产业和信息化的发展，电力用户对供电质量和电气设备的正常运行可靠性更加注重，甚至与生活产生越来越密的关系。可以说在信息时代对电能质量提出了更高的要求。

DFAcTS技术应用于柔流技术的配电系统，它的根据是Hingorani于1988提出配电网电能质量的新概念。其主要内容是：对电能质量的各种问题的全面解决方案，使用新的电力电子控制器的配电网和大型商业用户端。

3、GPS时钟统一生成和基于EMS动态安全监测系统

（1）基于GPS统一的新一代EMS

电力系统的监测和监控和记录的电磁瞬态记录仪和对系统稳态运行的重点关注各种故障数据采集的主要手段（SCADA）系统。前记录的数据冗余，记录时间较短，不同记录仪缺乏沟通，使整个系统的动态特性分析是困难的；后者的数据刷新间隔时间较长，只能用于对系统的稳态特性分析。他们也有一个共同的缺点，在不同的地点之间的一个共同的准确的时间标记的记录数据的缺乏，仅部分有效，这是很难分析整个系统的动力学行为。

（2）基于动态安全监测系统的新一代GPS

GPS是基于动态安全监测系统的新一代动态安全监测系统，结合原有的SCADA系统。电力系统动态安全监测系统的新一代，主要以同步定时系统，动态相量测量系统，通信系统和中央信号处理器是由四部分组成的。利用GPS实现同步相量测量技术和光纤通信技术，提供了相位控制的条件。GPS技术和相量测量技术的PMU（相量测量单元）设备相结合，逐步取代了RTU设备实现电压，电流相量测量（相位和振幅）。对电力系统调度的稳定/准稳态监测动态监测发展是监测发展技术的必然趋势。电力系统动态安全监测和实时控制技术的结合以GPS技术的应用和相量测量技术相结合为标志。

随着控制技术的发展，电力系统自动化、计算机技术和信息技术面临着前所未有的改革。智能控制系统和多媒体技术将很快进入电力自动化系统领域，信息技术的发展将促进电力监控系统的发展和促进电力自动化控制系统发展到一个完美的水平。

参考文献

[1]何景斌.管理信息系统在电力调度管理自动化中的应用[J].建材与装饰，2007

[2]马红.电力调度自动化系统实用化应用[J].现代电子技术2004