试论电力系统中的自动化及其系统结构分析

试论电力系统中的自动化及其系统结构分析

马自达杨麒琨

（国网西藏电力有限公司拉萨供电公司西藏拉萨850000）

摘要：近年来，随着市场经济的不断发展，中国电力工业也在此背景下取得了较为显著的进步，电网建设的需求不断的增加。供电水平不断的提高，为了更好的促进电力系统自动化的发展，利用科学技术促进我国电力系统有效的安全稳定运行具有非常重要的意义。本文内容将会详细的讨论电力系统自动化的发展问题。

关键词：电力系统；自动化；技术；分析

电力电子技术、智能控制技术和信息通信技术的不断发展，带动了许多电力新技术、新设备的不断出现，近年来随着城乡电网改造的进行，智能无功补偿技术在各地低压配电网的公用配变被广泛应用，它集低压无功补偿、综合配电监测、配电台区的线损计量、电压合格率的考核、谐波监测等多种功能于一身，同时还充分考虑了与配电自动化系统的结合。

一、传统的低压无功补偿技术

采集单一信号，采用三相电容器，三相共补这种补偿方式适用于负荷主要是三相负载（电动机）的场合，但假如当前的负载主要为居民用户，三相负荷很可能不平衡。那么各相无功需量也不同，采用这种补偿方式会在不同程度上出现过补或欠补。投切开关多采用交流接触器其缺点是响应速度较慢，在投切过程中会对电网产生冲击涌流，使用寿命短。而无功控制策略则控制物理量多为电压、功率因数、无功电流，其投切方式为：循环投切、编码投切。这种策略没有考虑电压的平衡关系与区域的无功优化，通常不具备配电监测功能。

二、智能无功补偿技术分析

固定补偿与动态补偿相结合随着社会的发展，负载类型越来越复杂，电网对无功要求也越来越高，因此单纯的固定补偿已经不能满足要求，新的动态无功补偿技术能较好地适应负载变化。而三相共补与分相补偿相结合这种新的设备尤其是大量的电力电子、照明等家居设备，都是两相供电，电网中三相不平德的情况越来越多，三相共补同投同切已无法解决三相不平衡的问题，而全部采用单相补偿则投资较大。因此根据负载情况充分考虑经济性的共分结合方式在新的经济条件下日益广泛应用。稳态补偿与快速跟踪补偿相结合的补偿方式是未来发展的一个趋势。主要是针对大型的钢铁冶金等企业，工艺复杂、用电量大、负载变化快、波动大，充分有效地进行无功补偿，不仅可以提高功率因数、降损节能，而且可以充分挖掘设备的工作容量，充分发挥设备能力，提高工作效率，提高产量和质量，经济效益大。

三、电力自动化系统的构成

电力系统自动化是电力行业发展的高阶段，是电力行业不断加强新技术引进与应用的突出成就，当前的电力系统自动化主要包括以下设备和部件：

3.1电力系统调度自动化

电力系统调度自动化是当前电力系统中发展最快的技术领域之一，它的主要功能构成为：电力系统数据采集与监控（SCADA系统），其是实现调度自动化的基础和前提：电力系统经济运行与调度、电力市场运营与可靠性、发电厂运营决策等：变电站综合自动化等。电力系统调度自动化是电力系统自动化的核心与关键，对自动化系统的质量与稳定性有着重要影响。

3.2电力系统频率与有功功率自动控制（调速器）

调速器是一种自动调节装置，主要用于减少机组非周期性速度波动的自动调节装置，其可以使机器转速保持定值或接近定值。调速器必须满足以下稳定性条件：

1）当机组转速与设定值出现偏差时，调速器能做出相应的反应动作，同时又必须有一经常作用的恢复力使调速器回复初始状态。离心调速器中的弹簧就是产生I灰复力的零件。这样的调速器称静态稳定的调速器。但是静态稳定的调速器也可能在调节过程中出现动态不稳定性，当调节动作过度而出现反向调节时，实际调节动作会形成一个振荡过程。使振荡能很快衰减的调速器，称为动态稳定的调速器，否则是动态不稳定的调速器，后者不能保证机器正常工作。

2）在调节系统中增加阻尼是提高动态稳定性的一种方法。调节系统中的阻尼，例如运动副中的摩擦，使调速器具有一定的不灵敏性，即当被控制轴的转速稍微偏离设定值时，调速器不产生相应的动作。目前，广泛使用的微机调速器中，可编程计算机控制器PCC控制的并联智能PID步进式电液调速器得到广泛应用。调速器具有转速和加速度检测、转速调节、导叶开度限制、机组频率跟踪控制、变参数变结构、自诊断和稳定性功能，具备对胡组在各种运行工况下可远方自动或手动控制的功能，调速器能通过MB口与电站计算机监控系统连接，对机组实现网络监视与控制。

3.3系统电压与无功率自动控制（调压器）

调压器分为手动自耦调压器和晶闸管调压器两种。晶闸管调压器：是一种以晶闸管（电力电子功率器件）为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器又称晶闸管调压器、可控硅调压器、晶闸管调整器、电力调整器、电力调压器、功率控制器等，具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。

3.4变电站自动化

变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包盾继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行隋况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备问相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、刚氐运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。

3.5配电网自动化

配电网长期以来只能采用手工操作进行控制，自90年代开始逐步发展实现了一批功能独立的孤岛自动化，其今后的发展趋势，必然走向基于先进通信技术的网络自动化。配电网自动化主要包括馈线自动化、自动制图/设备管理/地理信息系统及配电网分析软件，它是配电自动化的基础部分。与传统的孤岛自动化相比，基于信息技术的配电网自动化的关键在于以下三点：大量的智能终端、通信技术和丰富的后台软件。针对我国配电网的具体情况，配电网自动化应当分期分批逐步发展完善，最终实现对配电系统资源的综合利用。

此外电力系统自动化还应包括电力系统远动装置、发电厂（站）综合自动化、同步发电机的自动并列装置和自动低频减载装置、继电保护装置、通信系统等，这些设备和部件是构成电力系统自动化的基础和关键，对这些部件的认识和了解是认识和理解电力系统自动化的基础和前提。

四、结论

市场经济的发展，促进能源产业在中国的快速发展，同时不断改进，使用的自动化设备供应系统更广泛的传播，技术，自动化和智能化，自动化的趋势，更自动化的应用程序，以确保它的安全运行具有非常重要的作用中央电网类似的世纪成为更宽变得特别加强在电力系统的状态演化。要实施自动化生产的电源管理，传输，自动控制和自动调度管理。自动安全组件的生产过程中，控制系统和控制的信息在网络上的自动变速器，生产的自组织系统，电气系统的自动化，以保护自动检测经济管理领域的自动化公司。为了确保供应电源（电压和频率）的质量，以确保安全可靠，主要目标的电力系统中，必须增加电力系统有效的正常稳定运行和经济效率。

参考文献

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[2]张军良，马光文，王黎，刘刚.节能发电调度规则下梯级水电站调度方式研究[J].人民黄河.2010（11）