电力系统自动化论文

电力系统自动化

引言：

电力系统自动化是对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化

管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户

组成的统一调度和运行的复杂大系统。

近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备

及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简

称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。

电力系统自动化概述：

电力系统自动化是指在电力系统中实施的替代人工自动工作的各种技术措施。电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制

的自动化（AGC已经实现，尚需发展）、电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统），实现了配电网的自动化，现今最

热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班。

电力系统自动化技术的应用，将随着信息技术革命的深入发展，随着我国社会主义市场经济体制的日趋完善和经济实力的进一步加强，随着电力企业从生

产型向生产经营型的转变，得以更快地发展，加速进入电子信息时代，电力系统和电力企业集团将形成自己的生产过程自动化和管理现代化的信息网络，在现代化企业信息管理中发挥越来越重要的作用。

本文将主要讨论一下内容：

1、电力系统介绍；

2、电网调度自动化；

3、发电厂自动控制技术；

4、电力系统保护与控制。

电力系统介绍：

电力系统是由由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。

电力系统图

由发电厂提供电能一般有利用发电的资源有：火电：锅炉——汽轮机——发电机

水电：水库——水轮机——发电机

核电：核反应堆——汽轮机——发电机

其他：如风能、地热能、太阳能、潮汐能等。

并依靠复杂的输电网络向用电者供电

电网调度自动化：

以计算机为核心的电网监控调度自动化系统的基本结构按其功能可分为以

下四个系统：

信息采集和命令执行子系统；

信息采集和命令执行子系统是指设置在发电厂和变电站中的远动终端。远

动终端与主站配合可以实现四遥功能：在遥测方面的主要功能是采集并传送电

力系统运行的实时参数；在遥信方面的主要功能是采集并传送继电保护的动作

信息、断路器的状态信息、形成事件顺序记录等；在遥控方面的主要功能是接

受并执行从主站发送的遥控命令，并完成对断路器的分闸或合闸操作；在遥调

方面的主要功能是接受并执行从主战发送的遥调命令，调整发电机的有功功率

或无功功率等。

信息传输子系统；

信息传输子系统按其通道的制式不同，可分为模拟传输系统和数字传输系

统两类。

对于模拟传输系统，远动终端输出的数字信号必须经过调制后，才能传输。模拟传输系统的质量指标可用其衰耗—频率特征，相移—频率特征、信噪比等

反映，他们都将影响到远动数据的误码率。

对于数字传输系统，低速的远动数据必须进经过数字复接设备，才能接到

高速的数字通道。随着通信技术的发展，数字传输系统所占分比重将不断增加，信号传输的质量也将不断提高。

信息的收集、处理和控制子系统；

为了实现对整个电网的监视和控制，需要收集分散在各个发电厂和变电站

的实时信息，对这些信息进行分析和处理，并将结果显示给调度员或产生输出

命令对系统进行控制。

人机联系子系统

高度自动化技术的发展要求调度人员在先进的自动化系统的协助下，充分、深入和及时的掌握电力系统实时运行状态，做出正确的决策和采取相应的措施，使电力系统能够更加安全、经济的运行。从电力系统收集到的信息，经过计算

机加工处理后，通过各种显示装置反馈给运行人员。运行人员对这些信息作出

决策后，再通过键盘、鼠标、显示屏触摸等操作手段，对电力系统进行控制，

这就是人机联系。

发电厂自动控制技术：

主要介绍火电与水电的自动控制技术：

火力发电厂自动化

火力发电厂的自动化项目包括：①厂内机、炉、电运行设备的安全检测，

包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。②计算机实时

控制，实现由点火至并网的全部自动起动过程。③有功负荷的经济分配和自动

增减。④母线电压控制和无功功率的自动增减。⑤稳定监视和控制。采用的控

制方式有两种形式：一种是计算机输出通过外围设备去调整常规模拟式调节器

的设定值而实现监督控制；另一种是用计算机输出外围设备直接控制生产过程

而实现直接数字控制。

水力发电站综合自动化

需要实施自动化的项目包括大坝监护、水库调度和电站运行三个方面。①

大坝计算机自动监控系统：包括数据采集、计算分析、越限报警和提供维护方

案等。②水库水文信息的自动监控系统：包括雨量和水文信息的自动收集、水

库调度计划的制订，以及拦洪和蓄洪控制方案的选择等。③厂内计算机自动监

控系统：包括全厂机电运行设备的安全监测、发电机组的自动控制、优化运行

和经济负荷分配、稳定监视和控制等。