浅析电力系统及其自动化的现状与发展趋势

【摘要】随着计算机技术、通信技术、功率电子技术和控制技术的发展，电力自动化技术也随之进入一个新的时期。这主要表现在：变电站自动化、电网调度自动化和配电网自动化水平这几个方面。

【关键词】电力自动化;现状;未来发展;综述

【 abstract 】 along with the computer technology, communication technology, power electronics and control the development of technology, power automation technology and then into a new period. This is mainly displays in: substation automation, grid dispatching automation and distribution network automation level these aspects.

【 key words 】 electric power automation; The present situation; The future development; review

中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：

20 世纪90 年代以来，计算机、通信、功率电子和控制等技术日新月异，而且这些新技术逐渐由理论和实验进入工程应用领域，这些都对电力自动化技术产生了巨大的影响。一些新的观点和理论应运而生，电力自动化技术随之进入一个新的时期。这解决了电力工业许多一直没有解决的问题。本文将对电力自动化的现状和发展进行综述。随着计算机技术、通信技术、功率电子技术和控制技术的发展，电力自动化技术也随之进入一个新的时期。考虑电力自动化的通信需求时，Internet 可提供一种可供选择的通信网络，以其现有的通信基础设施以节省成本的方式对变电站进行远程控制和监视。考虑个体通信能力以及电力系统基础设施的位置时，将整体通信系统考虑为如图1 所示的混合式网络体系结构笔者认为是合适的。

图1 电力自动化系统整体通信网络体系结构

1.变电站自动化的新进展

变电站自动化是将变电站的二次设备利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站实施自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。变电站自动化系统可以收集较为齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和判断功能，方便监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。目前，我国的变电站自动化技术已经很成熟，并广泛地应用于高、中、低压变电站中，这大大提高了变电站的运行效率及可靠性。[2]但与国外先进的变电站自动化系统相比，仍存在许多需要改进的地方。如国外无论是分层分布式的变电站自动化系统还是常规的RTU 方式， 均能可靠地实现变电站的无人值班监控，这对国内进行新、老变电站自动化系统的建设和改造很有启发。此外，变电站运行管理的方式对变电站自动化系统和后台功能的设计有较大影响。目前国内由于运行管理等多种因素的影响，导致现有的变电站自动化系统过多地强调了后台功能， 系统庞大、结构复杂，给变电站的运行维护人员完成监控系统的日常维护和故障处理工作带来了一定的困难。有关部门应针对变电站不同的运行管理方式，对监控系统的功能和配置进行规范和优化。

2.电网调度自动化的新进展

电网调度自动化是现代电力系统自动化的主要组成部分和核心内容，它是信息技术、计算机技术及自动控制技术在电力系统中的应用。经过近20 年的发展，电网调度自动化系统在电力系统的安全经济运行中已经起着不可或缺的作用。电网调度自动化技术随着信息技术、计算机技术及自动控制技术的发展而日新月异，系统升级换代很快，当前电网调度自动化系统的发展面临着一些挑战。网络安全对于以实时运行为首要任务的电网调度自动化系统尤为重要，但随着互联网技术的发展和广泛使用，网络攻击和病毒侵害不断发生，对电网调度自动化系统的安全运行构成了威胁。一方面，从网络安全的角度出发，需要将调度自动化系统隔离运行另一方面，随着自动化系统的规模日益扩大、应用复杂度的日益提高，各个控制中心之间以及各个自动化子系统之间的交互大大增强， 需要进行信息的一体化整合与集成。因此，需要对调度自动化系统的安全集成技术进一步研究，使得系统的开放性、稳定性、可靠性、实用性，特别是安全性更强。

3.配电网自动化的新进展

随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对供电系统的可靠性、安全性要求也日益提高，电站自动化系统已广泛地应用到各个领域。其借助现代的网络技术和计算机技术实时监视电力系统的运行参数，及时进行记录，并将这些数据不断地传送至电力监控计算机，实施遥控命令，使运行管理人员可以通过监控中心全面了解电力系统的运行工况，准确、快速地判断故障位置和故障原因，简便地实现各种数据分析，包括负荷分析、电能消耗分析、电能质量分析等。因此，发配电自动化成为提高供电质量和可靠性的重要措施。

近10 年来，在现代科学技术的推动下，配电自动化领域取得了突飞猛进的发展。随着电网建设的发展，配电网的网格化程度越来越高，仅凭借人的经验，难免顾此失彼。于是新一代的配电自动化系统，即智能配电系统应运而生。它在第二阶段的配电自动化系统的基础上增加了智能配电功能，以人工智能代替人的经验，更科学地管理复杂配电网。引入人工智能的智能配电系统不仅能够在故障时发挥作用，而且在配电网正常运行时，也能为供电企业提高经济效益和社会效益。

（1）智能配电系统在配电网发生故障时的作用在一段馈线发生故障时，判断故障区域、隔离故障区域，恢复受故障影响的健全区域供电，从而缩短停电时间、小停电面积、提高供电可靠性。在配电网受到灾害性影响B,-t(如主变电站失压、超高压尽先失压或1OkV 母线故障等并且在高压侧难以快速恢复时)， 利用人工智能生成负荷批量转移策略，在不威胁供电安全的前提下，通过一系列的遥控操作将受影响的负荷转移N-=I~故障线路，避免大面积停电。

（2）智能配电系统在配电网正常运行时的作用实际运行中配电网中的负荷分布是不均衡的，有时甚至是极不均衡的，这严重降低了配电线路和设备的利用率，同时也导致线损较高。利用人工智能可以寻求一种优化运行方式，将负荷从重负载甚至是过负载转移到轻负载馈线上，这种转移有效地提高了馈线的负荷率，增强了配电网的供电能力。智能配电系统还可以实时遥控配电网开关进行网络重构和电容器投切，在不显著增加投资的前提下可以达到改善电网运行方式和降低网损的目的。配电自动化是电力系统现代化的必然趋势，它有助于最大限度地挖掘配电网的潜力，并且确保用户的电能质量满足要求，使电力公司和用户都能从配电自动化中得到收益, 应该遵循实用性、可行性、可发展性的原则，有效地完成各项功能的集成，并实现资源共用、信息可享。目前，实现配电自动化所需要的技术已经成熟，力公司所要做的工作是分析本公司配电网所需要的潜在功能， 以确定合适的实现方案。值得注意的是，每个电力公司的配网都有其特殊性，比如地理环境、范围和规模、管理模式、用户性质等，这往往决定了该公司的配电自动化系统的最佳模式。可以预见，符合我国国情、具有我国配电网特色的配电自动化系统将逐渐形成和发展壮大。[4]因此可以说，配电自动化的发展是电力系统的一场技术革命，它的发展完善必将给电力行业带来巨大的经济效益和社会效益。

4.结束语

由于现代电力自动化程度的提高， 使得用电质量得到了保证，因此为现代高精技术的发展提供了基础，同时由于自动化程度的提高减少了维护费用，设备利用率提高，经济调度的实施都大大的降低了运行成本，取得了可观的经济效益。科

【参考文献】

［1］牟连佳,牟连泳.电力自动化的通信网络研究.电力自动化的通信网络研究.

［2］陈纲,曹斌勇,刘宏伟.电力自动化专业各研究领域发展趋势与现状调查［J］.长沙电力学院学报(自然科学版).2006(4)：134—139．

［3］申狄秋.电力自动化发展现状及展望.中国南方电网超高压输电公司柳州局.

［4］齐宝平.配电自动化项目技术综述.西安电子科技大学计算机学院陕西西安.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。