电力系统自动化发展历程及趋势

摘 要 随着我国科学技术和经济的不断发展，还有城市化进程的不断加快，人们的生活质量日益增加，用电需求量也逐渐增长。为了满足广大用户对电的需求，当今电力系统正逐渐往自动化、智能化、最优化、协调化、适应化和区域化的方向发展。自动化系统的发展不仅有助于电力企业经济效率的提升，而且可以保护广大用电户的切身利益。本文就电力系统自动化的发展历程及趋势进行了阐述分析。

关键词 电力系统；发展历程；自动化；发展趋势；配电网；变电站

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0040-02

1电力系统自动化的概念和组成

电力系统是变压器、分配、各种用电设备、生产、消费电能的发电机、输送和电力线路构成的一个统一整体。电力系统自动化是指为了保证电力系统经济，可靠和安全的运行，并且向电力用户提供合格的电源，从而使用各种具有控制功能，决策和自动检测装置的系统，通过数据传输系统与信号系统就地或远方的控制、调节并自动监视电力系统的全系统，局部系统或各个元件。电力系统的电能质量和运行的可靠性和电力系统的自动化水平有着非常密切的联系。电力系统各环节的调度自动化与自动化水平的高低和现代电力系统的安全性密切相关。

电力系统自动化根据电能的分配与生产过程主要包括电力工业管理系统的自动化，火力发电厂自动化，水力发电站综合自动化，电网调度自动化，供电系统自动化，电力系统信息自动传输系统和电力系统反事故自动装置等七个方面的内容。电力系统自动化的主要目标是提高管理效能与经济效益，保障系统安全运行，保证供电的电压和频率满足要求。

2 电力系统自动化的发展历程

2.1自动调节的单项自动装置

20世纪上半期，单机容量不足10万kW，电力系统的容量在500万kW左右。那时的电力系统自动化主要是过程自动调节与安全保护的单项自动装置。当时以汽轮机的危急保安器，电网调度自动调节，发电机电压的自动调节，发电机的各种继电保护，并网的自动同期装置，汽轮机转速和锅炉的安全阀等装置为主。

2.2运用远动通信技术的新型自动装置

50年代到60年代，电力系统的规模由几百万千瓦上升到上千万千瓦，单机容量由不足10万kW涨到了20多万kW，并且以区域联网的形式在经济调度，综合自动化和系统稳定等方面有了新的规定。厂内自动化方面开始采用炉，电和机单元式集中控制。以离线计算为基础的经济功率分配装置与模拟式调频装置开始在系统中装设，远动通信技术也得到了广泛的应用。电气液压式调速器，可控硅励磁调节器和晶体管保护装置等各种新型自动装置得到广泛运用。

2.3电网实时监控系统

70年代到80年代，整套软硬件功能齐全的以计算机为主体的电网实时监控系统开始出现。采用闭环自动起停全过程控制和实时安全监控的20万kW以上的大型火力发电机组开始出现。大坝监测、水力发电站的水库调度以及电厂综合自动化的计算机监控等监控系统开始应用。微型计算机广泛应用与各种继电保护装置和自动调节装置当中。

2.4自动化电力系统的全面化

随着控制技术，通信技术和计算机技术的发展，现代电力系统已成为一个通信、电力电子、控制、电力装备和计算机的统一体（CCCP）。主要表现在配电网自动化、变电站自动化和电网自动化3个方面。

科技的迅猛发展推动配电网自动化的进步，配电网的网格化程度随着电网建设的发展越来越高。在我国，光纤通信作为主干网的通信方式得到共识，由馈线终端，子站和配电主站构成的三层结构已经得到普遍的认可。在光纤通信的基础上完全可以实现馈线自动化，标志着智能配电系统的出现；变电站自动化系统是利用多种先进的技术对变电站二次设备进行优化重组，它可以收集比较齐全的数据信息，并且做出相关的分析判断。

现代电网自动化调度系统的核心是计算机。首先，它可以在判断失误或是处理不当的情况下进行自动检测和调度，有效的避免了国民经济损失，同时也对人身安全与设备安全进行了有效的保护。其次，通过调度自动化的手段实现电网的经济调度，具有发电多，节省能源，供电多和损耗少的优点。最后，可以实现监控电网的运行是否在正常范围之内，从而满足用户计划用电要求，保证电能质量。

3 电力系统自动化的发展趋势

3.1监测控制与数据采集并用的SCADA

变电站自动化的一个主要特点是监控集成与保护系统的发展，实现数据共享。而实现数据共享的主要手段就是SCADA，它把监控与保护功能整合在同一个装置中，把分布式的变电站SCADA 集成到微机保护中，使继电保护所处理的数据与其它一些数据一样，使监控与保护共用一个硬件平台，从而获得明显的经济性。

3.2数字化的变电站自动化系统

各种类型的新型互感器越来越受到国内外的欢迎。根据调查发现，这种受欢迎的新型互感器就是包括二次变换器的一个或多个电流或电压传感器与基本的连接传输系统的电子式互感器。简称为EVT的电子式电压互感器与简称为ECT的电子式电流互感器相互组合就构成了一个电子式互感器装置。它的功能主要包括不断完善变电站自动化系统结构和提高技术性能，从而全面促进数字化的变电站自动化系统的实现

3.3 DMS-全面建立配电管理系统

全面建立配电管理系统不仅是适应现代电力系统技术快速发展的需要，而且对提高电气综合管理水平也有一定的帮助；通过全面建立配电管理系统，管理人员能够清楚的掌握电量，功率，电压和电流等不同的运行参数，随时监控整个电力系统的运行情况，这样不仅大大减少了用电量，而且有利于电力平衡负荷监控的精确计量。

再者，DMS系统通过改变现行的变电值班和运行操作模式，真正实现了无人值守变电站的管理方式，从而大大的减少了人员的占用。大大优化了电气设备保护控制，大大减少了大面积停电故障的发生，同时也有利于供电系统可靠性的提高。

最后，通过DMS系统，可以建立快速电气事故处理机制，使故障停电的时间大大减小，从而减少了对生产装置的影响。

4结论

虽然人工智能，通信和计算机等领域的新思想与新技术为电力系统自动化的发展提供了技术支持和保障。但是随着现代社会对电能供应的安全，优质，经济和可靠等多个指标的要求越来越高，还有电力系统向自动化提出了更高的要求，电力系统自动化技术不断地由向高端和整体的方向发展。区域化、适应化、智能化、最优化和协调化是当今电力系统自动化的发展趋势。未来的电力系统自动化还有很大的发展空间。

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