电力系统自动化技术的探讨 黄忠文

电力系统自动化技术的探讨黄忠文
摘要：随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展，电力系统自动化早已成为
我们电力系统一直以来力求的发展方向。

原有的电力传动（电子拖动）控制的概
念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。

而且，电力拖动控制已经走出工厂，在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获
得了广泛运用。

它的研究对象已经发展为运动控制系统，下面重点对有关电气自
动化技术的新发展作一些介绍。

关键词：电力自动化；电力系统；信息技术；
现今，创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程，并确保过程运行的可靠及
安全，为先进的维护策略打造了相应的基础。

电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有，为
电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。

随着社会及电力工业的发展，电力自动化的重要性与日剧增。

传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍
正在逐渐消失。

最新的技术，包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控
制软件等，大大提升了过程系统的效率和安全性能。

电力系统自动化系统一般是指电工二次系统，即电力系统自动化指采用各种
具有自动检测、决策和控制功能的装置并通过信号系统和数据传输系统对电力系
统各个元件、局部系统或全系统进行就地或远方自动监视、协调、调节和控制以
保证电力系统安全稳定健康地运行和具有合格的电能质量[1]。

1 电力自动化的发展
我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。

变电站自动化技术经
过数十年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压
变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建
设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了
输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实。

然而，技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计
算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深
刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。

2 电力自动化的实现技术
现场总线（Fieldbus）被誉为自动化领域的计算机局域网。

信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权
所有，人们对电网的安全要求也越来越高，现场总线控制技术作为一门新兴的控
制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。

3 信息化技术
电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。

厂站自动化历
来是电力信息化的重点，大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监
控系统；相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。

发电生
产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。

电力调度的自动
化水平更是国际领先，目前电力调度自动化的各种系统，如SCADA、AGC以及EMS等已建成，省电力调度机构全部建立了SCADA系统，电网的三级调度100%
实现了自动化。

华北电力调度局自动化处处长郭子明说，早在20世纪70年代华
北电力调度局就用晶体管计算机调度电力，从国产121机到176机，再到176双
机，华北电力调度局全用过，到1978年已经基本实现了电网调度自动化。

4 安全技术
电力是社会的命脉之一，当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的
程度。

电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的，因此电力系统最重要
的是运行的安全性，但这个问题在全世界均未得到很好解决，电力系统发生大灾
变的概率小但后果极其严重，我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。

由于
我国经济快速发展的需求，电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。

随着三
峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施，我国必将出现世界
上最大规模的电力系统。

5变电站电力系统自动化的技术的应用
5.1神经网络控制技术的应用
由于神经网络具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织
自学习的能力，所以受到人们的普遍关注。

神经网络是由大量简单的神经元以一
定的方式连接而成的。

神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上，根据一定的
学习算法调节权值，使神经网络实现从 m维空间到n维空间复杂的非线性映射。

目前神经网络理论研究主要集中在神经网络模型及结构的研究、神经网络学习算
法的研究、神经网络的硬件实现问题等。

5.2 模糊逻辑控制技术的应用
模糊方法使控制十分简单而易于掌握，在家用电器中也显示出优越性建立模
型来实现控制是现代比较先进的方法，实践证明它有巨大的优越性。

模糊控制理
论的应用非常广泛。

例如我们日常所用的电热炉、电风扇等电器。

这里介绍用模
糊逻辑控制器改进常规恒温器的例子。

电热炉一般用恒温器来保持几档温度，以
供烹饪者选用，模糊控制的方法很简单，输入量为温度及温度变化两个语言变量，每个语言的论域用5组语言变量互相跨接来描述。

5.3专家系统控制技术的应用
专家系统在电力系统中的应用范围很广，包括对电力系统处于警告状态或紧
急状态的辨识，提供紧急处理，系统恢复控制，非常慢的状态转换分析，切负荷，系统规划，电压无功控制，故障点的隔离，配电系统自动化，调度员培训，电力
系统的短期负荷预报，静态与动态安全分析，以及先进的人机接口等方面。

虽然
专家系统在电力系统中得到了广泛的应用，但仍存在一定的局限性，如难以模仿
电力专家的创造性。

5.4线性最优控制技术的应用
最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分，也是将最优化理论用于控制
问题的一种体现。

线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多，最成熟的
一个分支。

有专家提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和
改善动态品质的问题，取得了一系列重要的研究成果。

该研究指出了在大型机组
方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。

另外，最优控制理论在水
轮发电机制动电阻的最优时间控制方面也获得了成功的应用。

6结论
电力系统自动化控制技术近年来得到了快速的发展，并在电力行业展示出其
独有的魅力，自动化控制技术的改进和自动化元器件性能的提高，对电力系统的
稳定性、安全性和经济性起重要的作用。

参考文献：
[1]唐亮.论电力系统自动化中智能技术的应用[J].硅谷，2008（02）.
[2]刘芳.电力系统自动化技术应用浅析.经营管理者，2010.
[3]李妍.浅论电力系统自动化中智能技术的应用.中国科技信息，2010.。