電力系統(tǒng)智能自動化發(fā)展及新技術(shù)的應(yīng)用

張晶晶

摘要：隨著社會的發(fā)展，供電系統(tǒng)自動化的各項(xiàng)指標(biāo)要求越來越高，自動化技術(shù)經(jīng)歷了從低到高，從地區(qū)到整體的發(fā)展模式，本文針對電力系統(tǒng)變電運(yùn)行的自動化技術(shù)加以分析，從新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢幾方面展開討論，分析了電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動化 ?新技術(shù) ?計(jì)算機(jī)控制

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）09-0018-01

1 電力系統(tǒng)自動化控制的發(fā)展

當(dāng)今電力系統(tǒng)運(yùn)行從控制方式上，要求具有最優(yōu)化，智能化和適應(yīng)化的特點(diǎn)，一般都采用多機(jī)系統(tǒng)模擬控制的方式來進(jìn)行分析，很多數(shù)據(jù)都借助現(xiàn)代化控制理論，增加了更多的微機(jī)和電子器件控制，通知兼顧遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，原來的開環(huán)檢測系統(tǒng)正在轉(zhuǎn)化為閉環(huán)檢測控制模式，AGC（自動發(fā)電控制）。電壓等級也逐步向低發(fā)展，變電站從原來的單一變電站向綜合性自動化變電站轉(zhuǎn)化，所有的檢測裝置設(shè)施區(qū)域數(shù)字化，速度化和靈敏化，比如繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。整個(gè)系統(tǒng)都在延續(xù)智能化，最優(yōu)化的發(fā)展模式，這些自動化技術(shù)的引用都在引導(dǎo)電力系統(tǒng)不斷向安全，經(jīng)濟(jì)管理的方向邁進(jìn)。

近些年來，計(jì)算機(jī)控制通信技術(shù)也在不斷發(fā)展，很多的電力系統(tǒng)都在轉(zhuǎn)化為一個(gè)集計(jì)算機(jī)控制，通信傳輸以及各種電子設(shè)備一體的系統(tǒng)性變電運(yùn)行，簡稱為“CCCP”。其內(nèi)容正在不斷吸收各方面信息，技術(shù)不斷外延，直接可觀可測的數(shù)據(jù)信息量隨著閉環(huán)控制新系統(tǒng)的應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展。

2 電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的改革

2.1 電力系統(tǒng)的智能自動化控制

電力系統(tǒng)地智能自動化控制系統(tǒng)在過去的幾十年內(nèi)得到了迅速的發(fā)展，從最為簡單的傳遞函數(shù)輸入，到單項(xiàng)輸入的線性控制，演變到目前的非線性多機(jī)系統(tǒng)智能控制，電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。但是就目前還存在很多的問題，比如電力系統(tǒng)的各種變量參數(shù)含有很多的隨機(jī)不確定性，動態(tài)控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，在多目標(biāo)尋優(yōu)的運(yùn)行方式下魯棒性不斷增強(qiáng)，各控制器之間協(xié)調(diào)配合作業(yè)，實(shí)現(xiàn)最終的全網(wǎng)絡(luò)控制。智能控制系統(tǒng)目前在我國處于發(fā)展的上升階段，用于電力系統(tǒng)中難以解決的各種控制問題，特別適用于模型性不穩(wěn)定，要求很高的電網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)中。就智能控制的操作和應(yīng)用而言，具有非常廣闊的應(yīng)用前景，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，綜合控制多級協(xié)調(diào)的ASVG（新型靜止無功發(fā)生器）的自學(xué)習(xí)功能等新技術(shù)都在得到迅速普及。

2.2 FACTS和DFACTS

（1）FACTS概念的提出;電力系統(tǒng)自動化控制中最為需要解決的就是輸電線路的電壓穩(wěn)定性問題，為了解決這一難題，一種改變輸電線路能力的新技術(shù)柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)被應(yīng)用到很多的變電運(yùn)行控制系統(tǒng)中。所謂“柔性交流輸電系統(tǒng)”技術(shù)又稱“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術(shù)簡稱FACTS，主要是在輸電系統(tǒng)的重要部位依靠電子裝置對電力系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的控制調(diào)整，讓這個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行更為可靠，這一技術(shù)將電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)都應(yīng)用與電網(wǎng)運(yùn)行中，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定可控性，對于大量節(jié)電效益這里取得了跨越性的進(jìn)步。（2）FACTS的核心裝置之一 —— ASVC的研究現(xiàn)狀;各種FACTS裝置的共同特點(diǎn)是：基于大功率電力電子器件的快速開關(guān)作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容相互配合組成，輸出的三相交流電壓和電網(wǎng)運(yùn)行的三項(xiàng)電壓同步，不僅可以校正電壓的運(yùn)行轉(zhuǎn)臺，還可以再出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)對電網(wǎng)進(jìn)行故障恢復(fù)，穩(wěn)步電壓控制，與旋轉(zhuǎn)調(diào)相機(jī)相比，ASVC的調(diào)節(jié)范圍更為廣泛，反應(yīng)速度也更為靈敏，可以對網(wǎng)絡(luò)中的各種問題及時(shí)響應(yīng)。（2）DFACTS的研究態(tài)勢;隨著高科技產(chǎn)業(yè)和信息化的發(fā)展，電力用戶對供電質(zhì)量和可靠性越來越敏感，電器設(shè)備的正常運(yùn)行甚至使用壽命也與之越來越息息相關(guān)?？梢哉f，信息時(shí)代對電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。DFACTS是指應(yīng)用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術(shù)，它是Hingorani于1988年針對配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。其主要內(nèi)容是：對供電質(zhì)量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網(wǎng)和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

2.3 基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS和動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

（1）基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS;目前應(yīng)用的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過程的各種故障錄波儀和側(cè)重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)。前者記錄數(shù)據(jù)冗余，記錄時(shí)間較短，不同記錄儀之間缺乏通信，使得對于系統(tǒng)整體動態(tài)特性分析困難;后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長，只能用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。兩者還具有一個(gè)共同的不足，即不同地點(diǎn)之間缺乏準(zhǔn)確的共同時(shí)間標(biāo)記，記錄數(shù)據(jù)只是局部有效，難以用于對全系統(tǒng)動態(tài)行為的分析。（2）基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng);基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有SCADA的結(jié)合。電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)，主要由同步定時(shí)系統(tǒng)，動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號處理機(jī)四部分組成。采用GPS實(shí)現(xiàn)的同步相量測量技術(shù)和光纖通信技術(shù)，為相量控制提供了實(shí)現(xiàn)的條件。GPS技術(shù)與相量測量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物——PMU（相量測量單元）設(shè)備，正逐步取代RTU設(shè)備實(shí)現(xiàn)電壓、電流相量測量（相角和幅值）。電力系統(tǒng)調(diào)度監(jiān)測從穩(wěn)態(tài)/準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)監(jiān)測向動態(tài)監(jiān)測發(fā)展是必然趨勢。GPS技術(shù)和相量測量技術(shù)的結(jié)合標(biāo)志著電力系統(tǒng)動態(tài)安全監(jiān)測和實(shí)時(shí)控制時(shí)代的來臨。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化面臨著空前的變革。多媒體技術(shù)、智能控制將迅速進(jìn)入電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，而信息技術(shù)的發(fā)展，不僅會推動電力系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)展，也會推動電力系統(tǒng)控制向更高水平發(fā)展。

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