电力系统及自动化技术的研究

摘要：电力系统自动化水平可以反映出一个国家的科技水平，因此我们应对自动化技术在电力系统中的应用给予高度的重视，使其更好的为电力企业的生产做出更大的贡献。本文对电力系统及自动化技术的研究及元件技术在电力系统自动化中的应用进行了分析。

关键词：电力系统自动化；功能；应用

中图分类号： F406 文献标识码： A 文章编号：

前言

电力供电企业只有提高电力电气自动化程度，才能满足市场的用电需求，减少供电设备的故障发生率，提高供电的安全性。电力企业提高生产自动化水平，可以有效的提高工作的可靠性，提高运行的经济性，提高劳动生产率，改善生产劳动的条件，并使社会的综合经济效益得到提高。

1.目前电力系统自动化现状

随着电力企业自动化、信息化技术的发展及电力市场的推进，供电企业各部门都进行了相应的技术改造，采用更加先进的自动化控制技术及其产品，提高了供电企业电气自动化运行和管理水平，做到了节能降耗，使企业竞争力有所增强。供电企业各级部门都充分的认识到加强电力自动化技术的运用，是促进企业安全、高质量生产的重要保障。

2.供电企业应用自动化技术所实现的功能

自动化技术实现保护功能的类型，保护的类型包括线路保护、出线保护、贯通线路保护、自闭线路保护、电容器保护、变压器保护等。另外，常用到的保护内容有过电流保护、过电压保护、低频减载等。通信功能，所有通信包括与上级站的通信，实现通信、遥控、遥调、故障录波数据上报等。此外，通信功能还可以作为调度自动化系统的数据的转发节点，向调度主站转发就近或其他自动化装置的数据，从而实现上通下达的作用。远动功能，变配电所实时监控，即远动功能，该功能包括遥测、遥信和遥调及故障报警、数据统计和计算、图形、生产报表、曲线等的描绘。管理功能，变配电所运行管理功能，包括运行状态、信息、变量、事件的监视、记录、存档、打印等功能。保护管理功能，包括保护方式字和运行参数的读取、修改、存储、下载等。操作管理功能，包括操作闭锁、操作记录、操作管理等。设备管理功能，包括设备运行状态监视、统计及维修记录等。

3.电力系统及自动化技术的研究

智能保护与供电企业综合自动化。该理论主要对电力系统保护的新原理进行了研究，将国内外最新的人工智能、综合自动控制理论、网络通信、自适应理论、微机新技术等应用于新型的继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，从而大大提高了电力系统的安全水平。针对供电企业自动化系统进行的多年研究，研究人员发现研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于45 kv ～ 5 5 0kv 各种电压等级的变电站。电力市场理论与技术。基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况，我国相关部门做了以下努力，认真研究了电力市场的运营模式，深入探讨并明确了运营过程中各步骤的具体规则和流程。提出了适合我国现阶段状况的电力市场运营模式的转运服务等模块的具体数学模型和算法。紧紧围绕目前我国模拟电力市场运营中亟待解决一些的理论问题进行了研究，并有了很大的突破。电力系统分析与控制中自动化技术的应用。在线测量技术实施相角测量、研究电力系统稳定控制理论与技术、选择小电流接地选线方法、探讨电力系统振荡机理及抑制方法、研究电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、研究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。在非线性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、新模型、新算法和新的实现手段进行了研究。配电网中自动化技术的应用。在中低压网络数字电子载波、配网的模型及高级应用软件、地理信息与配网一体化方面取得了重大的技术突破。其中，低压网络数字电子载波采用DSP 数字信号处理技术，提高了载波接收的灵敏度，真正解决了载波在配电网上应用的衰耗、干扰等技术难题；高级应用软件配网的模型及高级应用软件将输电网的理论算法与配网实际运行结合起来，采用了最新国际标准公共信息模型；应用人工智能神经元算法进行负荷预测。

4.元件技术在电力系统自动化中的应用

随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展，原有的电力传动（电子拖动）控制的概念已经不能充分概括现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。它的研究对象已经发展为运动控制系统，下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管。20世纪50年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。晶闸管是第一代电子电力器件，在我国，至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同，各种器件各有其应用范围。随着交流变频技术的兴起，全控式器件——GTR、GTO、P-MOSEFT 等相继出现了，这是第二代电力电子器件。GTR 的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题，使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上，这也使得电路比较复杂，难以掌握。GTO 是一种用门极可关断的高压器件，它的主要缺点是关断增益低，一般为4.5，这就需要一个十分庞大的关断驱动电路。功率MOSFET 是一种电压驱动器件，基本上不要求稳定的驱动电流，驱动电路需要在器件开通时提供容性充电电流，而关断时提供放电电流即可，因此驱动电路很简单。IGBT 是P-MOSFET 工艺技术基础上的产物，它兼有MOSFET 高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。它具有宽而稳定的安全个工作区，较高的效率，驱动电路简单等优点。变换器电路。电力电子器件的更新使得由它组成的变换器电路也相应的更新换代。电力电子器件的第二代，很多的是采用PWM变换器。采用PWM方式后，提高了功率因数，减少了高次谐波对电网的影响，解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。由于PWM逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上，使电机绕组产生振动而发出噪声。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上，电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’，其开关损耗较大，限制了开关在频率上的提高。这样，可以使逆器尺寸减少，降低成本，还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此，谐振式直流逆变器电路极有发展前途。通用变频器开始大量投入实用。一般把系列化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从技术发展看，电力半导体器件有GTO、GTR、IGBT，但以后两种为主，尤以IGBT 为发展趋势，变频器的可靠性、可维修性、可操作性即所谓的RAS 功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。单片机、集成电路及工业控制计算机的发展。以MCS- 51 代表的8 位机虽然仍占主导地位，但功能简单，指令集短小，可靠性高，保密性高，适于大批量生产的PIC 系列单片机及GMS97C。另外单片机的开发手段也更加丰富，除用汇编语言外，更多地是采用模块化的C 语言、PL/M 语言。

5.结束语

随着市场经济及科技水平的不断发展，我们应陆续的将先进的元件技术及自动化技术应用到电力系统生产中，从而为社会提高更高质量的服务。