電力系統自動化論文

電力系統自動化論文

　　電力系統自動化是我們電力系統一直以來力求的發展方向，它的主要任務是保證系統運行的安全可靠，提高經濟效益和管理效能。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于電力系統自動化論文的內容，歡迎大家閱讀參考!

　　電力系統自動化論文篇1

　　淺論電力系統自動化技術應用

　　摘要：隨著電力事業的迅猛發展，電力系統自動化無疑對于電力系統的發展有著至關重要的作用。電力事業的進一步發展，對自動化的要求也越來越高。本文就電力系統自動化技術應用進行探討。

　　關鍵詞：電力系統;自動化;技術應用

　　引言：

　　電力系統自動化是針對電力的二次系統而言，指的是利用各類不同的能夠進行自動檢測，控制以及決策功能的裝置，同時利用信號系統以及數據傳輸系統對電力系統各元器件，電力全系統或者布局系統進行遠程或者就地監控，調節，控制以及協調，從而保證電力系統能夠安全穩定運行，從而為人們的生產生活提供高質量的電能。基于此，實現電力在生產，供應等環節的穩定，安全，及時可持續性是電力系統自動化的目標，同時，電力系統的自動化也是實現電力系統提高效率，降低成本，實現電力生產的一體化，自動化，節約化的核心。因此，能夠實現電力系統的穩定，高效，可持續是電力系統自動化的終極目標。

　　一、電力系統自動化技術的工作流程與控制要求

　　在各個領域中電力系統自動化技術的應用都非常廣泛，伴隨計算機技術的不斷普遍，電力系統已經不再是單一的控制與管理，而是通過自動化技術把各個領域的技術進行結合，實現電力系統的管理、控制及優化。

　　1. 電力系統的自動化基本的工藝流程

　　在電力系統的中心地帶的控制中心裝設現代化的中心控制計算機，以其為中心，向四周輻射網絡，而構成1 個完整的立體化的覆蓋網絡，從而實現全面且暢通的信息的傳達和指令的傳輸[2]。中心控制計算機的主要任務是負責總體的調節控制，而一些監控設備則是主要負責各種操作的自動化。以此為基礎，組成以控制部件做為中心，將各種軟件進行結合使用，以變大控制范圍與不斷的深化自動化的程度。在電力系統的綜合自動化過程中，一般運用分層控制的操作控方式，以實現系統運行的合理、經濟與可靠[3]。

　　2. 電力系統的自動化控制的一般要求

　　2.1 快速而準確的收集、檢測和處理一些電力系統中的各個元器件或者系統的相關運行的參數;

　　2.2 通過電力系統的自動化的實際的運行狀態和系統的各種元件的技術、安全和經濟節能的整體要求，為各個設備的運行操作者提供一些調控的策略，或者對相關的元件進行直接的調控;

　　2.3 電力系統的自動化調節控制不僅能有效地節約人力資源、減輕操作人員的勞動強度，且能延長一些設備的壽命，大大降低電力系統的安全事故的發生，全面的改善與提高電力系統設備的運行性能，尤其在事故發生時，能及時有效的避免連鎖的事故和大面積停電事故的發生;

　　2.4 實現整個電力系統的各個層次、局部系統和各元件之間的綜合協調，為電力系統找尋最優質供電、經濟和安全節能的運行方式。

　　二、電力系統自動化新技術的應用

　　隨著科技的飛速發展，電力系統越來越多的自動化新技術被應用于生產中。電力系統智能化控制技術。電力系統自動化技術主要經歷了以下幾個方面的發展歷程。第一階段，基于傳遞函數單輸出單輸入控制時期;第二階段，基于線性最優化控制，非線性控制以及多機協調控制時期;第三階段，智能化控制時期。作為一個動態的系統，無疑電力系統具有變參數，強非線性的特征，智能控制在電力系統尤其是新興的電力系統工程中有著越來越重要的應用。電力系統自動化智能控制技術將越來越多的應用于多機系統的靜止無功發生器控制，人工神經網絡勵磁，快關綜合控制系統等方面。

　　第二，實現對變壓器設備在線監控。

　　隨著電力事業的不斷發展，我國電網的規模日益增加，同時電力系統的容量也在越來越大。因此，電力系統的穩定運行對人們的生產和生活有著至關重要的影響，這些對電力設備正常工作的要求也越來越高。基于此，供電企業的重要任務之一就是保證電力系統供電的穩定與可靠，同時使得設備故障降低。電力系統中，電力設備可靠性與設備故障損耗降低的保障措施主要是通過對設備進行檢修。電力系統設備的檢查以及修理都屬于設備檢修的范疇。通常情況下，電力系統電器設備進行檢修包括檢修故障，狀態檢修以及定期檢修幾個階段。電力系統實現電器設備的狀態檢修其前提是對設備進行實時監測，及時全面準確的把握設備的運行狀態，同時能夠將設備運行狀態的參數和設備的變化趨勢進行預測，這樣能夠將設備可能存在的故障進行分析。

　　第三，電力系統微機實時保護系統。

　　隨著我國電力系統自動化技術的不斷發展，微機保護裝置越來越多的應用于電力系統中，電力系統要求微機保護裝置具有高可靠性，高實時性與高擴展性，同時，電力系統要求微機保護裝置的通信能力強大，人機交互界面友好。基于此，不但電力系統微機保護系統不但要求有較高的硬件設施，同時也對嵌入式軟件要求不斷提高，因此，電力系統微機保護系統采用嵌入式實時操作系統，不但能夠多任務的高效優先級管理，同時具有非常大的可移植性和擴展性，提高了電力系統自動化的控制效率。目前，越來越多的電力系統微機保護裝置被應用于電力系統自動化中，當前微機保護中通常采用RIOS，確保電力系統自動化的可靠性與及時性。對于電力系統自動化繼電保護來說，首要問題是實時性問題。

　　這是由于一旦發生事故，電網穩定性安全性會在事故后的瞬間(幾十到幾百毫秒)遭受威脅，因此，當穩定控制措施發生延遲時，不但不能夠起保護作用，還有可能造成其他安全問題，從而使得電力系統遭受損失。電力系統自動化保護實時性不但包括數據實時性，同時也指的是對數據的分析，處理等的實時性。嵌入式技術不但能夠對外界的事件進行預測，同時也能夠在有限時間內做出反應。電力系統自動化采用RTOS，一方面能夠將應用程序進行分解，同時能夠進行監控進程的開啟，對系統中各個程序進行監控，一旦電力系統中出現了異常的情況，那么就能夠自動在UNIX 在中自動終止問題，同時通過對另外進程的調用修復問題，因此，采用RTOS 能夠使得電力系統自動化的可靠性大幅度提高。另外，由于當前電力系統自動化嵌入式系統開發語言采用了C 或者C++ 語言，具有非常好的靈活性，因此，其擴展性強，同時采用了模塊化設計，當模塊出現問題時，僅僅更換相應的模塊，就能夠解決問題。

　　三、電力系統自動化的發展前景

　　隨著我國電力事業的不斷發展，我國電力系統自動化在控制策略上的發展方向為智能化與最優化;而微型機與遠程通信則是電力系統自動化控制手段的發展方向。具體來說，建立全面的DMS 系統，利用DMS 系統，能夠實現電力系統電氣的管理水平;同時適應現代化電力系統的發展，優化電氣設備保護，從而使得發生大面積停電故障的事故減少甚至消除，使得電力系統的可靠性提高;改變目前變電站操作方式與值班方式，實現真正的變電站無人值守管理方式。電力系統自動化的重要特征就是數據共享，對于SCADA 來說，由于繼電保護與SCADA的多項數據相同，因此基于分布式的變電站SCADA 集成到微機保護中，從而實現在同一硬件平臺監控與保護的共享，實現了電力系統自動化的經濟性。

　　結束語：

　　總之，電力系統的綜合自動化發展是綜合性的整體推進的過程。對于中國現今階段電力需求量大、電網的建設比較復雜和電力系統綜合自動化的改革開始比較晚等特點來說，電力系統綜合自動化在追趕先進技術的同時，也必須注重對傳統技術與設備的改造，這樣才能使電力系統綜合自動化早日全面實現。

　　參考文獻：

　　[1] 鄒煒.淺談提高變電站電力系統自動化技術[J]. 中國新技術新產品. 2010(17)

　　[2] 楊濤.電力系統自動化技術的應用綜述[J]. 科技信息. 2010(23)

　　[3] 杜君旭.電力系統調度自動化的技術與優化[J]. 中國新技術新產品. 2010(15)

　　[4] 李帆,肖紅亮.自動化技術在電力系統中應用淺探[J]. 科技信息. 2010(21)

　　[5] 陳恢軍.淺談自動化技術在電力系統的應用[J]. 經營管理者. 2010(08)

　　[6] 李妍.淺論電力系統自動化中智能技術的應用[J]. 中國科技信息. 2010(08)

　　電力系統自動化論文篇2

　　淺談電氣自動化在電力系統中的應用

　　摘 要：本文針對全控型電力電子開關、變換器電路、交流調速控制、通用變頻器、單片機、集成電路及工業控制計算機的發展幾方面論述了電氣自動化在電力系統中的應用。

　　關鍵詞自動化 變換器 交流 工業控制

　　電氣自動化專業在我國最早開設于50年代，名稱為工業企業電氣自動化。據教育部最新公布的本科專業設置目錄，它屬于工科電氣信息類。新名稱為電氣二程及其自動化或自動化。

　　隨著電力電子技術、微電子技術溝迅猛發展，原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。它的研究對象已經發展為運動控制系統，下面僅對有關電氣自動化技術的新發展作一些介紹。

　　1 全控型電力電子開關逐步取代半控型晶閘管

　　50年代末出現的晶閘管標志著運動控制的新紀元。它是第一代電子電力器件，在我國至今仍廣泛用于直流和交流傳動控制系統。由于目前所能生產的電流/電壓定額和開關時間的不同，各種器件各有其應用范圍。

　　GTR的二次擊穿現象以及其安全工作區受各項參數影響而變化和熱容量小、過流能力低等問題，使得人們把主要精力放在根據不同的特性設計出合適的保護電路和驅動電路上，這也使得電路比較復雜，難以掌握。

　　GTO是一種用門極可關斷的高壓器件，它的主要缺點是關斷增益低，一般為4~5，這就需要一個十分龐大的關斷驅動電路，且它的通態壓降比普通晶閘管高，約為2V~4.5V，開通di/dt和關斷dv/dt也是限制GTO推廣運用的另一原因，前者約為500A/μs，后者約為500V/μs，這就需要一個龐大的吸收電路。

　　由于GTR、GTO等雙極性全控性器件必須要有較大的控制電流，因而使門極控制電路非常龐大，從而促進廠新一代具有高輸人阻抗的MOS結構電力半導體器件的一切。它的開關時間很快，安全工作區十分穩定，但是P一MOSFET的通態電壓降隨著額定電壓的增加而成倍增大，這就給制造高壓P一MOSFET造成了很大困難。

　　IGBT是P一MOSFET工藝技術基礎上的產物，它兼有MOSFET高輸人阻抗、高速特性和GTR大電流密度特性的混合器件。其開關速度比P一MOSFET低，但比GTR快;其通態電壓降與GTR相擬約為1.5V一3.5V，比P一MOSFET小得多，其關斷存儲時間和電流卜降時間為別為0.2μs一0.4μs和0.2μs一1.5μs，因而有較高的工作頻率，它具有寬而穩定的安個工作區，較高的效率，驅動電路簡單等優點。

　　MOS控制晶閘管(MCT)是一種在它的單胞內集成了MOSFET的品閘管，利用MOS門來控制品閘管的開通和關斷，具有晶閘管的低通態電壓降，但其工作電流密度遠高IGBT和GTR，在理論上可制成幾千伏的阻斷電壓和幾十千赫的開關頻率，且其關斷增益極高。

　　IGBT和MGT這一類復合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在模塊化和復合化思路的基礎上，其發展便是功率集成電路PIC(Power，lntegrated Circute)，在PIC中，不僅主回路的器件，而月驅動電路、過壓過流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起，形成一個整體，這可以算作第四代電力電子器件。

　　2 變換器電路從低頻向高頻方向發展

　　隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。當電力電子器件進人第二代后，更多早采用PWM變換器了、采用PWM方式后，提高了功率因數，減少了高次諧波對電網的影響，解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題。

　　但是PWM逆變器中的電壓、電流的諧波分量產生的轉矩脈動作用在定轉子上，使電機繞組產生振動而發出噪聲。開關損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。

　　1986年美國威斯康星大學Divan教授提出諧振式直流環逆變器。傳統的逆變器是掛在穩定的直流母線上，電力電子器件是在高電壓下進行轉換的‘硬開關’，其開關損耗較大，限制了開關在頻率上的提高。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發展前途。

　　3 交流調速控制理論日漸成熟

　　矢量控制的基本思想是仿照直流電動機的控制方式，把定子電流的磁場分量和轉矩分量解禍開來，分別加以控制。它需要檢測轉子磁鏈的方向，且其性能易受轉子參數，特別是轉子回路時間常數的影響。加上矢量旋轉變換的復雜性，使得實際的控制效果難于達到分析的結果。

　　大致來說，直接轉矩控制，用空間矢量的分析方法，直接在定子坐標系下分析計算與控制電流電動機的轉矩。它省掉了復雜的矢量變換與電動數學模型的簡化處理，大大減少了矢量控制中控制性能參數易受參數變化影響的問題，沒有通常的PWM信號發生器，其控制思想新穎，控制結構簡單，控制手段直接，信號處理物理概念明確，轉矩響應迅速，限制在一拍之內，且無超調，是一種具有高靜動態性能的新型交流調速方法。

　　4 通用變頻器開始大量投入實用

　　一般把系列化、批員化、占市場量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從技術發展看，電力半導體器件有GTO、GTR、IGBT，但以后兩種為主，尤以IGBT為發展趨勢：支頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAS(Reliabiliry，Availability，Servicebility)功能也由于采用單片機控制動技術而得以提高。

　　5 單片機、集成電路及工業控制計算機的發展

　　以MCS—51代表的8位機雖然仍占主導地位，但功能簡單，指令集短小，可靠性高，保密性高，適于大批量生產的PIC系列單片機及GMS97C(二系列單片機等正在推廣，而且單片機的應用范圍已開始擴展至智能儀器儀表或不太復雜的工業控制場合以充分發揮單片機的優勢另外，單片機的開發手段也更加豐富，除用匯編語言外，更多地是采用模塊化的C語言、PL/M語言。

　　在集成電路方面，需要重點說明的是集成模擬乘法器和集成鎖相環路及集成時基電路在自動控制系統中運用很廠。在電機控制方面，還有專用于產生PWM控制信號的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等應用也相當廣泛。

　　在邏輯電路方面，值得注意的是用專用芯片(ASIC)進行邏輯設計。ASIC(Appilca-tion Specificl，Int egrated Circuit)中有編程邏輯陣列PLD(Programmable Logic Device)。這些特點使得GAL在降低系統造價，減少產品體積和功耗，提高可靠性和穩定性及簡化系統設計，增強應用的保密性方面有廣闊的發展產景，特別適合新產品研制及DMA控制和高速圖表處理，其上述交流的控制最終用工業控制計算機完成。