時(shí)間：2023-08-17 17:34:39
序論：在您撰寫(xiě)新型電力系統(tǒng)概念時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動(dòng)化研究方向發(fā)展趨勢(shì) 新技術(shù)
變電站電力系統(tǒng)是把一些設(shè)備組裝起來(lái)，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)，變電站主要分為:升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是基于科技發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)而逐步形成的一個(gè)概念，是一個(gè)綜合發(fā)電廠、變電站、輸配網(wǎng)絡(luò)和用戶的集成概念，其概念研究和實(shí)現(xiàn)的主要目的就是如何更好地掌控和監(jiān)視電力從出廠到供應(yīng)的全過(guò)程，使輸配過(guò)程更有效和通暢。
1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的研究方向
（1）智能保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化 。對(duì)電力系統(tǒng)電保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動(dòng)控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于新型繼電保護(hù)裝置中，使得新型繼電保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)，大大提高電力系統(tǒng)的安全水平。（2）電力市場(chǎng)理論與技術(shù)?；谖覈?guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電力市場(chǎng)發(fā)展的需要和電力工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的具體情況，認(rèn)真研究了電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)模式，深入探討并明確了運(yùn)營(yíng)流程中各步驟的具體規(guī)則；提出了適合我國(guó)現(xiàn)階段電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式的期貨交易（年、月、日發(fā)電計(jì)劃）、轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù)等模塊的具體數(shù)學(xué)模型和算法，緊緊圍繞當(dāng)前我國(guó)模擬電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中亟待解決的理論問(wèn)題。（3）電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)。對(duì)電力負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模等方面進(jìn)行了研究，引進(jìn)了加拿大teqsim公司生產(chǎn)的電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，建成了全國(guó)高校第一家具備混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。（4）電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)是針對(duì)我國(guó)電力企業(yè)職工崗位培訓(xùn)的迫切要求，將計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的最新成果和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析理論相結(jié)合，利用專(zhuān)家系統(tǒng)、智能cai（計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）理論，進(jìn)行電力系統(tǒng)知識(shí)教學(xué)、培訓(xùn)的一種強(qiáng)有力手段。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎，并合理配置軟件資源分布，教、學(xué)員臺(tái)在軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上耦合性很少，且系統(tǒng)硬件擴(kuò)充簡(jiǎn)單方便，因此學(xué)員臺(tái)理論上可無(wú)限擴(kuò)充。 （5）配電網(wǎng)自動(dòng)化。在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波ndlc、配網(wǎng)的模型及高級(jí)應(yīng)用軟件pas、地理信息與配網(wǎng)scada一體化方面取得了重大技術(shù)突破。（6）電力系統(tǒng)分析與控制 。對(duì)在線測(cè)量技術(shù)、實(shí)時(shí)相角測(cè)量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、小電流接地選線方法、電力系統(tǒng)振蕩機(jī)理及抑制方法、發(fā)電機(jī)跟蹤同期技術(shù)、非線性勵(lì)磁和調(diào)速控制、潮流計(jì)算的收斂性、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化仿真、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法、基于柔性數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控的電網(wǎng)故障診斷和恢復(fù)控制策略、電網(wǎng)故障診斷理論與技術(shù)等方面進(jìn)行了研究。（7）人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開(kāi)展了將專(zhuān)家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及進(jìn)化理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)及其元件的運(yùn)行分析、警報(bào)處理、故障診斷、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面的實(shí)用研究。（8）現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。開(kāi)展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的行為和作用、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流輸電的微機(jī)控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)、有源電力濾波技術(shù)、大容量交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)和新型儲(chǔ)能技術(shù)等方面的研究 （9）電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)。通過(guò)將傳感器技術(shù)、光纖技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)以及模式識(shí)別技術(shù)等結(jié)合起來(lái)，針對(duì)電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)方法和故障診斷的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的基礎(chǔ)研究，開(kāi)發(fā)了發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、電容型設(shè)備和直流系統(tǒng)等主要電氣設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，全面提高電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。
2、電力系統(tǒng)自動(dòng)化總的發(fā)展趨勢(shì)
1.1 當(dāng)今電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)正趨向于:
①在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展。②在設(shè)計(jì)分析上日益要求面對(duì)多機(jī)系統(tǒng)模型來(lái)處理問(wèn)題。③在理論工具上越來(lái)越多地借助于現(xiàn)代控制理論。④在控制手段上日益增多了微機(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用。⑤在研究人員的構(gòu)成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。
1.2 整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展則趨向于：
①由開(kāi)環(huán)監(jiān)測(cè)向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)。②由高電壓等級(jí)向低電壓擴(kuò)展，例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng))。③由單個(gè)元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA(監(jiān)測(cè)控制與數(shù)據(jù)采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展。④由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展。⑤裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展，例如繼電保護(hù)技術(shù)的演變。⑥追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展，例如勵(lì)磁控制、潮流控制。⑦由以提高運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)、效率為完成向管理、服務(wù)的自動(dòng)化擴(kuò)展，例如MIS(管理信息系統(tǒng))在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
近20年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電力系統(tǒng)已成為一個(gè)計(jì)算機(jī)(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqments and Power Electronics)的統(tǒng)一體，簡(jiǎn)稱(chēng)為“CCCP”。其內(nèi)涵不斷深入，外延不斷擴(kuò)展。電力系統(tǒng)自動(dòng)化處理的信息量越來(lái)越大，考慮的因素越來(lái)越多，直接可觀可測(cè)的范圍越來(lái)越廣，能夠閉環(huán)控制的對(duì)象越來(lái)越豐富。
3、 具有變革性重要影響的三項(xiàng)新技術(shù)
3.1 電力系統(tǒng)的智能控制 電力系統(tǒng)的控制研究與應(yīng)用在過(guò)去的40多年中大體上可分為三個(gè)階段:基于傳遞函數(shù)的單輸入、單輸出控制階段;線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段;智能控制階段。電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術(shù)困難有:
①電力系統(tǒng)是一個(gè)具有強(qiáng)非線性的、變參數(shù)(包含多種隨機(jī)和不確定因素的、多種運(yùn)行方式和故障方式并存)的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)。②具有多目標(biāo)尋優(yōu)和在多種運(yùn)行方式及故障方式下的魯棒性要求。③不僅需要本地不同控制器間協(xié)調(diào)，也需要異地不同控制器間協(xié)調(diào)控制。
智能控制是當(dāng)今控制理論發(fā)展的新的階段，主要用來(lái)解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強(qiáng)非線性、要求高度適應(yīng)性的復(fù)雜系統(tǒng)。
智能控制在電力系統(tǒng)工程應(yīng)用方面具有非常廣闊的前景，其具體應(yīng)用有快關(guān)汽門(mén)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)控制，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的勵(lì)磁、電掣動(dòng)、快關(guān)綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，多機(jī)系統(tǒng)中的ASVG(新型靜止無(wú)功發(fā)生器)的自學(xué)習(xí)功能等。
3.2 FACTS和DFACTS
3.2.1 FACTS概念的提出 在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進(jìn)的輸配電技術(shù)來(lái)提高電壓質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時(shí)候，一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術(shù)――柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術(shù)悄然興起。
所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術(shù)又稱(chēng)“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)FACTS，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨(dú)或綜合功能的電力電子裝置，對(duì)輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)(如電壓、相位差、電抗等)進(jìn)行調(diào)整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術(shù)、微機(jī)處理技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運(yùn)行性能和電能質(zhì)量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。
3.2.2 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(kāi)關(guān)作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術(shù)且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的一種新型靜止無(wú)功發(fā)生器。
ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構(gòu)成，其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓，而且可以在故障后的恢復(fù)期間穩(wěn)定電壓，因此對(duì)電網(wǎng)電壓的控制能力很強(qiáng)。與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機(jī)相比，ASVC的調(diào)節(jié)范圍大，反應(yīng)速度快，不會(huì)發(fā)生響應(yīng)遲緩，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的機(jī)械慣性、機(jī)械損耗和旋轉(zhuǎn)噪聲，并且因?yàn)锳SVC是一種固態(tài)裝置，所以能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的暫態(tài)也能響應(yīng)穩(wěn)態(tài)變化，因此其控制能力大大優(yōu)于同步調(diào)相機(jī)。
3.2.3 DFACTS的研究態(tài)勢(shì) 隨著高科技產(chǎn)業(yè)和信息化的發(fā)展，電力用戶對(duì)供電質(zhì)量和可靠性越來(lái)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(lái)越息息相關(guān)?？梢哉f(shuō)，信息時(shí)代對(duì)電能質(zhì)量提出了越來(lái)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(duì)配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。其主要內(nèi)容是:對(duì)供電質(zhì)量的各種問(wèn)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。
4、基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS和動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
4.1 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(cè)手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過(guò)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(duì)于系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)特性分析困難;后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長(zhǎng)，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(duì)全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的分析。
4.2 基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng) 基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與原有SCADA的結(jié)合。電力系統(tǒng)新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由同步定時(shí)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)相量測(cè)量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號(hào)處理機(jī)四部分組成。采用GPS實(shí)現(xiàn)的同步相量測(cè)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(cè)量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物――PMU(相量測(cè)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(cè)量(相角和幅值)。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動(dòng)化研究方向發(fā)展趨勢(shì) 新技術(shù)
變電站電力系統(tǒng)是把一些設(shè)備組裝起來(lái)，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)，變電站主要分為:升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是基于科技發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)而逐步形成的一個(gè)概念，是一個(gè)綜合發(fā)電廠、變電站、輸配網(wǎng)絡(luò)和用戶的集成概念，其概念研究和實(shí)現(xiàn)的主要目的就是如何更好地掌控和監(jiān)視電力從出廠到供應(yīng)的全過(guò)程，使輸配過(guò)程更有效和通暢。
1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的研究方向
（1）智能保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化 。對(duì)電力系統(tǒng)電保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動(dòng)控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于新型繼電保護(hù)裝置中，使得新型繼電保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)，大大提高電力系統(tǒng)的安全水平。（2）電力市場(chǎng)理論與技術(shù)?；谖覈?guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電力市場(chǎng)發(fā)展的需要和電力工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的具體情況，認(rèn)真研究了電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)模式，深入探討并明確了運(yùn)營(yíng)流程中各步驟的具體規(guī)則；提出了適合我國(guó)現(xiàn)階段電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式的期貨交易（年、月、日發(fā)電計(jì)劃）、轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù)等模塊的具體數(shù)學(xué)模型和算法，緊緊圍繞當(dāng)前我國(guó)模擬電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中亟待解決的理論問(wèn)題。（3）電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)。對(duì)電力負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模等方面進(jìn)行了研究，引進(jìn)了加拿大teqsim公司生產(chǎn)的電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，建成了全國(guó)高校第一家具備混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。（4）電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)是針對(duì)我國(guó)電力企業(yè)職工崗位培訓(xùn)的迫切要求，將計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的最新成果和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析理論相結(jié)合，利用專(zhuān)家系統(tǒng)、智能cai（計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）理論，進(jìn)行電力系統(tǒng)知識(shí)教學(xué)、培訓(xùn)的一種強(qiáng)有力手段。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎，并合理配置軟件資源分布，教、學(xué)員臺(tái)在軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上耦合性很少，且系統(tǒng)硬件擴(kuò)充簡(jiǎn)單方便，因此學(xué)員臺(tái)理論上可無(wú)限擴(kuò)充。 （5）配電網(wǎng)自動(dòng)化。在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波ndlc、配網(wǎng)的模型及高級(jí)應(yīng)用軟件pas、地理信息與配網(wǎng)scada一體化方面取得了重大技術(shù)突破。（6）電力系統(tǒng)分析與控制 。對(duì)在線測(cè)量技術(shù)、實(shí)時(shí)相角測(cè)量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、小電流接地選線方法、電力系統(tǒng)振蕩機(jī)理及抑制方法、發(fā)電機(jī)跟蹤同期技術(shù)、非線性勵(lì)磁和調(diào)速控制、潮流計(jì)算的收斂性、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化仿真、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法、基于柔性數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控的電網(wǎng)故障診斷和恢復(fù)控制策略、電網(wǎng)故障診斷理論與技術(shù)等方面進(jìn)行了研究。（7）人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開(kāi)展了將專(zhuān)家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及進(jìn)化理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)及其元件的運(yùn)行分析、警報(bào)處理、故障診斷、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面的實(shí)用研究。（8）現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。開(kāi)展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的行為和作用、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流輸電的微機(jī)控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)、有源電力濾波技術(shù)、大容量交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)和新型儲(chǔ)能技術(shù)等方面的研究 （9）電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)。通過(guò)將傳感器技術(shù)、光纖技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)以及模式識(shí)別技術(shù)等結(jié)合起來(lái)，針對(duì)電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)方法和故障診斷的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的基礎(chǔ)研究，開(kāi)發(fā)了發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、電容型設(shè)備和直流系統(tǒng)等主要電氣設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，全面提高電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。
2、電力系統(tǒng)自動(dòng)化總的發(fā)展趨勢(shì)
1.1 當(dāng)今電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)正趨向于:
①在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展。②在設(shè)計(jì)分析上日益要求面對(duì)多機(jī)系統(tǒng)模型來(lái)處理問(wèn)題。③在理論工具上越來(lái)越多地借助于現(xiàn)代控制理論。④在控制手段上日益增多了微機(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用。⑤在研究人員的構(gòu)成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。
1.2 整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展則趨向于：
①由開(kāi)環(huán)監(jiān)測(cè)向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)。②由高電壓等級(jí)向低電壓擴(kuò)展，例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng))。③由單個(gè)元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA(監(jiān)測(cè)控制與數(shù)據(jù)采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展。④由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展。⑤裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展，例如繼電保護(hù)技術(shù)的演變。⑥追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展，例如勵(lì)磁控制、潮流控制。⑦由以提高運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)、效率為完成向管理、服務(wù)的自動(dòng)化擴(kuò)展，例如MIS(管理信息系統(tǒng))在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
近20年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電力系統(tǒng)已成為一個(gè)計(jì)算機(jī)(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqments and Power Electronics)的統(tǒng)一體，簡(jiǎn)稱(chēng)為“CCCP”。其內(nèi)涵不斷深入，外延不斷擴(kuò)展。電力系統(tǒng)自動(dòng)化處理的信息量越來(lái)越大，考慮的因素越來(lái)越多，直接可觀可測(cè)的范圍越來(lái)越廣，能夠閉環(huán)控制的對(duì)象越來(lái)越豐富。
3、 具有變革性重要影響的三項(xiàng)新技術(shù)
3.1 電力系統(tǒng)的智能控制 電力系統(tǒng)的控制研究與應(yīng)用在過(guò)去的40多年中大體上可分為三個(gè)階段:基于傳遞函數(shù)的單輸入、單輸出控制階段;線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段;智能控制階段。電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術(shù)困難有:
①電力系統(tǒng)是一個(gè)具有強(qiáng)非線性的、變參數(shù)(包含多種隨機(jī)和不確定因素的、多種運(yùn)行方式和故障方式并存)的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)。②具有多目標(biāo)尋優(yōu)和在多種運(yùn)行方式及故障方式下的魯棒性要求。③不僅需要本地不同控制器間協(xié)調(diào)，也需要異地不同控制器間協(xié)調(diào)控制。
智能控制是當(dāng)今控制理論發(fā)展的新的階段，主要用來(lái)解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強(qiáng)非線性、要求高度適應(yīng)性的復(fù)雜系統(tǒng)。
智能控制在電力系統(tǒng)工程應(yīng)用方面具有非常廣闊的前景，其具體應(yīng)用有快關(guān)汽門(mén)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)控制，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的勵(lì)磁、電掣動(dòng)、快關(guān)綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，多機(jī)系統(tǒng)中的ASVG(新型靜止無(wú)功發(fā)生器)的自學(xué)習(xí)功能等。
3.2 FACTS和DFACTS
3.2.1 FACTS概念的提出 在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進(jìn)的輸配電技術(shù)來(lái)提高電壓質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時(shí)候，一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術(shù)――柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術(shù)悄然興起。
所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術(shù)又稱(chēng)“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)FACTS，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨(dú)或綜合功能的電力電子裝置，對(duì)輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)(如電壓、相位差、電抗等)進(jìn)行調(diào)整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術(shù)、微機(jī)處理技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運(yùn)行性能和電能質(zhì)量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。
3.2.2 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(kāi)關(guān)作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術(shù)且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的一種新型靜止無(wú)功發(fā)生器。
ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構(gòu)成，其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓，而且可以在故障后的恢復(fù)期間穩(wěn)定電壓，因此對(duì)電網(wǎng)電壓的控制能力很強(qiáng)。與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機(jī)相比，ASVC的調(diào)節(jié)范圍大，反應(yīng)速度快，不會(huì)發(fā)生響應(yīng)遲緩，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的機(jī)械慣性、機(jī)械損耗和旋轉(zhuǎn)噪聲，并且因?yàn)锳SVC是一種固態(tài)裝置，所以能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的暫態(tài)也能響應(yīng)穩(wěn)態(tài)變化，因此其控制能力大大優(yōu)于同步調(diào)相機(jī)。
3.2.3 DFACTS的研究態(tài)勢(shì) 隨著高科技產(chǎn)業(yè)和信息化的發(fā)展，電力用戶對(duì)供電質(zhì)量和可靠性越來(lái)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(lái)越息息相關(guān)?？梢哉f(shuō)，信息時(shí)代對(duì)電能質(zhì)量提出了越來(lái)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(duì)配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。其主要內(nèi)容是:對(duì)供電質(zhì)量的各種問(wèn)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。
4、基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS和動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
4.1 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(cè)手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過(guò)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(duì)于系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)特性分析困難;后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長(zhǎng)，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(duì)全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的分析。
4.2 基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng) 基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與原有SCADA的結(jié)合。電力系統(tǒng)新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由同步定時(shí)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)相量測(cè)量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號(hào)處理機(jī)四部分組成。采用GPS實(shí)現(xiàn)的同步相量測(cè)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(cè)量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物――PMU(相量測(cè)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(cè)量(相角和幅值)。
【關(guān)鍵詞】THLZD-2;THLDK-2;實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著越來(lái)越重要的作用。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真雖然已經(jīng)已成為電力系統(tǒng)研究、規(guī)劃、運(yùn)行、設(shè)計(jì)和教學(xué)等各方面不可或缺的工具，特別是電力系統(tǒng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究、新裝置的設(shè)計(jì)和參數(shù)的確定更是需要通過(guò)仿真來(lái)確認(rèn)。但是在電力系統(tǒng)教學(xué)中，單純采用仿真的教學(xué)方式，學(xué)生由于對(duì)物理概念不夠直觀，難于接觸電力系統(tǒng)模型，教學(xué)效果并不理想[1-2]。
為此濱州學(xué)院采用THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，把真實(shí)的電力系統(tǒng)縮小到實(shí)驗(yàn)室中，能夠便于學(xué)生直觀理解與掌握電力系統(tǒng)概念與知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。
一、電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)室組成
我校電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)室主要由4套THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與一套THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成，可以完成很多涵蓋專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)，包括《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》、《電網(wǎng)監(jiān)控及調(diào)度自動(dòng)化》、《電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)》等專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)[3]。
1.THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是一套集多種功能于一體的綜合型實(shí)驗(yàn)裝置，展示了現(xiàn)代電能發(fā)出和輸送全過(guò)程的工作原理。這套實(shí)驗(yàn)裝置由THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)（簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)臺(tái)”）、THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化控制柜（簡(jiǎn)稱(chēng)“控制柜”）、無(wú)窮大系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組和三相可調(diào)負(fù)載箱等組成。
（1）發(fā)電機(jī)機(jī)組部分。用直流電動(dòng)機(jī)（PN=2.2kW，UN=220V，nN=1500rpm）模擬原動(dòng)機(jī)，包括模擬直流電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器軟聯(lián)接后，固定在底盤(pán)上，機(jī)組的底盤(pán)裝有四個(gè)輪子和四個(gè)螺旋式的支撐腳，構(gòu)成可移動(dòng)式機(jī)組，方便移動(dòng)。同時(shí)，發(fā)電機(jī)組還裝有光電編碼器，功角測(cè)量裝置和其它配套件。
（2）實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)主要包括：輸電線路單元、微機(jī)線路保護(hù)單元、.控制方式選擇單元監(jiān)測(cè)儀表單元、指示單元、設(shè)置單元、設(shè)備接口單元、電源單元。
（3）THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化控制柜包括：測(cè)量?jī)x表單元、原動(dòng)機(jī)控制單元、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁單元、準(zhǔn)同期單元、設(shè)備接口單元、電源單元。
（4）無(wú)窮大系統(tǒng)。所謂無(wú)窮大系統(tǒng)可以看作是內(nèi)阻抗為零，頻率、電壓及其相位都恒定不變的一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，由于15kVA自耦調(diào)壓器的容量遠(yuǎn)大于單臺(tái)發(fā)電機(jī)組的容量，故由15kVA自耦調(diào)壓器模擬無(wú)窮大系統(tǒng)。
（5）三相可調(diào)負(fù)載箱簡(jiǎn)介采用柜式結(jié)構(gòu)，配有腳輪可移動(dòng)。包括阻性負(fù)載和感性負(fù)載。
阻性負(fù)載包括一組3×1600?/0.2A （0.1kW）板式電阻，兩組3×800?/0.4A（0.2kW）板式電阻，一組3×320?/1A（0.5kW）板式電阻和兩組3×160?/2A（1kW）板式電阻，通過(guò)開(kāi)關(guān)投切可調(diào)節(jié)阻性負(fù)載的大小。感性負(fù)載由三個(gè)200mH的電感和自耦調(diào)壓器構(gòu)成感性負(fù)載，通過(guò)開(kāi)關(guān)投切可調(diào)節(jié)感性負(fù)載的大小。
2.THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是一個(gè)高度自動(dòng)化的、開(kāi)放式多機(jī)電力網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它是建立在THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)之上，將多個(gè)實(shí)驗(yàn)平接成一個(gè)復(fù)雜多變的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并配置微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)“四遙”功能，還結(jié)合教學(xué)，提供電力系統(tǒng)潮流系統(tǒng)分析。
本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能反映現(xiàn)代電能的發(fā)、輸、變、配、用的全過(guò)程，充分體現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)高度自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、控制、監(jiān)視、保護(hù)、調(diào)度的自動(dòng)化。
此外，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)針對(duì)新課程體系，適合創(chuàng)建開(kāi)放式現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室和培訓(xùn)中心，有利于提高學(xué)生和學(xué)員的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，為電力行業(yè)培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的復(fù)合型人才。
電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)如下圖1-1所示。
圖1-1 電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)
THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)和模擬無(wú)窮大系統(tǒng)三大部分組成，與多臺(tái)THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)配合共同完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
本套多機(jī)電力網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，深化了電力專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，能進(jìn)行基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)、專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)以及綜合實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)一套完整的基礎(chǔ)平臺(tái)，不僅能滿足現(xiàn)代開(kāi)放型、研究型、綜合型的電力專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系，而且能提高專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量和水平，更有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
二、THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用
電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)室可以完成電氣工程與自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)，并且能夠完成開(kāi)放型與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，不僅能夠使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)的基本概念，基本知識(shí)，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。
1.本科教學(xué)工作
本實(shí)驗(yàn)室4套THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以單獨(dú)完成的實(shí)驗(yàn)有：
（1）發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生熟悉發(fā)電機(jī)組中原動(dòng)機(jī)（直流電動(dòng)機(jī)）的基本特性，掌握發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓，并網(wǎng)，解列和停機(jī)的操作。
（2）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生熟悉不同勵(lì)磁方式對(duì)發(fā)電機(jī)影響。
（3）并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生掌握不同條件下的并網(wǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的影響及并網(wǎng)的條件。
（4）單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生熟悉遠(yuǎn)距離輸電的線路基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)的測(cè)試方法。
（5）電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生加深理解發(fā)電機(jī)功率特性和功率極限的概念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解提高電力系統(tǒng)功率極限的措施。
（6）電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解，通過(guò)實(shí)際操作，從實(shí)驗(yàn)中觀察到系統(tǒng)失步現(xiàn)象和掌握正確處理的措施，了解提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施。
THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組合后可以完成組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，能夠完成復(fù)雜電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)、電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)（包括潮流計(jì)算、復(fù)雜電力系統(tǒng)故障計(jì)算）等實(shí)驗(yàn)。
2.開(kāi)放型與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)開(kāi)展
THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組合后學(xué)生可以完成開(kāi)放與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)不同機(jī)組的組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，完成電力不同運(yùn)行方式潮流計(jì)算，故障分析，并且能夠通過(guò)組態(tài)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行安全分析。
3.科研平臺(tái)
THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括電力系統(tǒng)的發(fā)輸部分的基本原理，并且每臺(tái)發(fā)電機(jī)都包括勵(lì)磁裝置和準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置。發(fā)電機(jī)有多種勵(lì)磁方式可以選擇，并且運(yùn)行方式和運(yùn)行參數(shù)可以修改。準(zhǔn)同期裝置參數(shù)也可以設(shè)置與修改，完成不同條件下的并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，因此本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可供科研使用。
三、試驗(yàn)中問(wèn)題探討及建議
（1）學(xué)生做發(fā)電機(jī)并網(wǎng)實(shí)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)中，在完成實(shí)驗(yàn)按下分閘按鈕后，發(fā)電機(jī)突然出現(xiàn)飛車(chē)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速突然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。此問(wèn)題主要原因是學(xué)生在完成并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)后，在沒(méi)有將發(fā)電機(jī)組的有功無(wú)功調(diào)到零的情況下直接按下分閘斷路器，而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速突然增加。
（2）本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)短路故障設(shè)置點(diǎn)固定，在做暫態(tài)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)缺乏靈活性，建議設(shè)備以后能有所改進(jìn)
四、總結(jié)
THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用，深化了本科教學(xué)內(nèi)容，為電力系統(tǒng)開(kāi)放型與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)提供了條件，也為教師提供了科研平臺(tái)，總結(jié)了試驗(yàn)中的存在問(wèn)題及整改建議。
參考文獻(xiàn)
[1]李明偉，李建月.我院電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)建設(shè)的思考與探索[J].洛陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2009，19（4）：94-96.
【關(guān)鍵詞】發(fā)展；電力系統(tǒng)自動(dòng)化；新技術(shù)；探討
1 變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述
變電站電力系統(tǒng)是把一些設(shè)備組裝起來(lái)，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)，變電站主要分為：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是基于科技發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)而逐步形成的一個(gè)概念，是一個(gè)綜合發(fā)電廠、變電站、輸配網(wǎng)絡(luò)和用戶的集成概念，其概念研究和實(shí)現(xiàn)的主要目的就是如何更好地掌控和監(jiān)視電力從出廠到供應(yīng)的全過(guò)程，使輸配過(guò)程更有效和通暢。
2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化總的發(fā)展進(jìn)程
2.1 當(dāng)今電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)正趨向于
（1）在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展。
（2）在設(shè)計(jì)分析上日益要求面對(duì)多機(jī)系統(tǒng)模型來(lái)處理問(wèn)題。
（3）在理論工具上越來(lái)越多地借助于現(xiàn)代控制理論。
（4）在控制手段上日益增多了微機(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用。
（5）在研究人員的構(gòu)成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。
2.2 整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展則趨向于
（1）由開(kāi)環(huán)監(jiān)測(cè)向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）。
（2）由高電壓等級(jí)向低電壓擴(kuò)展，例如從EMS（能量管理系統(tǒng)）到DMS（配電管理系統(tǒng)）。
（3）由單個(gè)元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA（監(jiān)測(cè)控制與數(shù)據(jù)采集）的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展。
（4）由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展。
近20年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電力系統(tǒng)已成為一個(gè)計(jì)算機(jī)（Computer）、控制（Control）、通信（Communication）和電力裝備及電力電子（Power System Equiqments and Power Electronics）的統(tǒng)一體，簡(jiǎn)稱(chēng)為“CCCP”。其內(nèi)涵不斷深入，外延不斷擴(kuò)展。電力系統(tǒng)自動(dòng)化處理的信息量越來(lái)越大，考慮的因素越來(lái)越多，直接可觀可測(cè)的范圍越來(lái)越廣，能夠閉環(huán)控制的對(duì)象越來(lái)越豐富。
3 三項(xiàng)新技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的影響
3.1智能控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的作用
電力系統(tǒng)的控制研究與應(yīng)用在過(guò)去的40多年中大體上可分為三個(gè)階段基于傳遞函數(shù)的單輸入、單輸出控制階段；線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段；智能控制階段。電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術(shù)困難有：
（1）電力系統(tǒng)是一個(gè)具有強(qiáng)非線性的、變參數(shù)（包含多種隨機(jī)和不確定因素的、多種運(yùn)行方式和故障方式并存）的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)。
（2）具有多目標(biāo)尋優(yōu)和在多種運(yùn)行方式及故障方式下的魯棒性要求。
（3）不僅需要本地不同控制器間協(xié)調(diào)，也需要異地不同控制器間協(xié)調(diào)控制。
智能控制是當(dāng)今控制理論發(fā)展的新的階段，主要用來(lái)解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題；特別適于那些具有模型不確定性、具有強(qiáng)非線性、要求高度適應(yīng)性的復(fù)雜系統(tǒng)。
3.2 FACTS和DFACTS技術(shù)的實(shí)效應(yīng)用
（1）FACTS概念的提出
在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進(jìn)的輸配電技術(shù)來(lái)提高電壓質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時(shí)候，一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術(shù)___柔流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)悄然興起。
所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術(shù)又稱(chēng)“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)FACTS，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨(dú)或綜合功能的電力電子裝置，對(duì)輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)（如電壓、相位差、電抗等）進(jìn)行調(diào)整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術(shù)、微機(jī)處理技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運(yùn)行性能和電能質(zhì)量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。
（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(kāi)關(guān)作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術(shù)且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的一種新型靜止無(wú)功發(fā)生器。
（3）DFACTS的研究態(tài)勢(shì)
隨著高科技產(chǎn)業(yè)和信息化的發(fā)展，電力用戶對(duì)供電質(zhì)量和可靠性越來(lái)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(lái)越息息相關(guān)?？梢哉f(shuō)，信息時(shí)代對(duì)電能質(zhì)量提出了越來(lái)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(duì)配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。其主要內(nèi)容是：對(duì)供電質(zhì)量的各種問(wèn)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。
3.3 基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS和動(dòng)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(cè)手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過(guò)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(duì)于系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)特性分析困難；后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長(zhǎng)，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(duì)全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的分析。
（2）基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與原有SCADA的結(jié)合。
在目前能源資源問(wèn)題比較緊缺的形勢(shì)下，智能電網(wǎng)以其自身具備的高效性、可操作性、清潔性以及方便儲(chǔ)存性優(yōu)點(diǎn)，作為一種新型的、有很大發(fā)展?jié)摿Φ碾娏夹g(shù)，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在現(xiàn)代的電網(wǎng)建設(shè)中。以下針對(duì)智能電網(wǎng)的概念、特征進(jìn)行詳細(xì)的分析。
1.1智能電網(wǎng)的概念
所謂智能電網(wǎng)，指的是電網(wǎng)系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)逐漸朝智能化的方向發(fā)展。通常情況下，智能電網(wǎng)主要將集雙向性、集成性以及高效性特點(diǎn)于一體的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)作為主要的載體，然后運(yùn)用先進(jìn)的傳感技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、控制技術(shù)以及決策技術(shù)，以保證實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行為主要目的，是一種新型的電力技術(shù)。
1.2智能電網(wǎng)的特征
通過(guò)對(duì)智能電網(wǎng)的特征進(jìn)行分析，其主要具備堅(jiān)強(qiáng)性、兼容性、經(jīng)濟(jì)性以及自愈性的特征。
(1)堅(jiān)強(qiáng)性
智能電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)性，指的是在電網(wǎng)系統(tǒng)遇到突發(fā)性情況、大面積的受干擾或者出現(xiàn)大面積故障的情況下，智能電網(wǎng)依然能夠有效的保證終端客戶的穩(wěn)定用電，并滿足其用電需求。另外，電網(wǎng)系統(tǒng)受到惡劣的天氣環(huán)境影響或者受到巨大的外力作用影響，智能電網(wǎng)不僅能夠保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且還能夠確保電力信息的安全性。
(2)兼容性
智能電網(wǎng)不僅支持以往的電網(wǎng)系統(tǒng)功能，而且還能夠介入不同的清潔、可再生能源。另外，運(yùn)用分布式電源和微電網(wǎng)系統(tǒng)，來(lái)滿足終端用戶的互動(dòng)需求，更好的達(dá)到用戶的需求。
(3)經(jīng)濟(jì)性
由于智能電網(wǎng)是一種與電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、交易活動(dòng)有關(guān)的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)其能源資源的優(yōu)化配置能夠有效的減少電網(wǎng)傳輸線路的損耗，并提高電力資源的利用率。
(4)自愈性
智能電網(wǎng)除了能夠?qū)﹄娋W(wǎng)系統(tǒng)的安全進(jìn)行分析和評(píng)估之外，自身還具備強(qiáng)大的預(yù)控防治體系，能夠保障自身的輸電和供電。
二、智能電網(wǎng)主要運(yùn)用的先進(jìn)技術(shù)
在電力技術(shù)環(huán)境下，規(guī)劃的電力系統(tǒng)主要以智能電網(wǎng)為重要基礎(chǔ)，主要運(yùn)用以下兩種技術(shù)。
2.1通信技術(shù)
智能電網(wǎng)自身具備的高速性、雙向性的通信技術(shù)，是智能電網(wǎng)自愈性特征的重要體現(xiàn)。通過(guò)運(yùn)用高速、雙向通信技術(shù)，不僅有利于實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)、校正工作，而且還有利于進(jìn)行維護(hù)工作，主要對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中可能存在的安全運(yùn)行事故進(jìn)行及時(shí)監(jiān)督、控制和維護(hù)。如果在電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)安全運(yùn)行事故，那么通過(guò)運(yùn)用高速雙向通信技術(shù)，將會(huì)對(duì)輸電線路進(jìn)行補(bǔ)償，并對(duì)其線路進(jìn)行重新分配，有效的防止安全運(yùn)行事故的逐漸擴(kuò)大，并提升電網(wǎng)的整體服務(wù)水平與控制能力。
2.2智能固態(tài)表針
智能電網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用新型的智能固態(tài)表技術(shù)和讀取系統(tǒng)，對(duì)以往電力系統(tǒng)中運(yùn)用的電磁表技術(shù)和讀取系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)和完善。新型的智能固態(tài)表技術(shù)和讀取系統(tǒng)不僅能夠?yàn)榻K端用戶的不同的電能需求進(jìn)行持續(xù)不斷的計(jì)量，而且其還能夠?qū)τ陔娏ζ髽I(yè)的高峰電力價(jià)格信號(hào)、低谷電力價(jià)格信號(hào)等信息及時(shí)的保存到電力系統(tǒng)自身的計(jì)數(shù)裝置中，并將所有的電費(fèi)費(fèi)率信息及時(shí)的在終端用戶的操作界面中，例如在什么時(shí)間段運(yùn)用什么電費(fèi)費(fèi)率政策等信息。
三、結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動(dòng)化；發(fā)展；應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào)：TM0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1009-9166（2011）0014(C)-0192-01
一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化總的發(fā)展趨勢(shì)
（一）當(dāng)今電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)正趨向于
1、在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展。2、在設(shè)計(jì)分析上日益要求面對(duì)多機(jī)系統(tǒng)模型來(lái)處理問(wèn)題。3、在理論工具上越來(lái)越多地借助于現(xiàn)代控制理論。4、在控制手段上日益增多了微機(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用。
（二）整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展則趨向于
1、由開(kāi)環(huán)監(jiān)測(cè)向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）。2、由高電壓等級(jí)向低電壓擴(kuò)展，例如從EMS（能量管理系統(tǒng)）到DMS（配電管理系統(tǒng)）。3、由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展。4、裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展，例如繼電保護(hù)技術(shù)的演變。5、追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展，例如勵(lì)磁控制、潮流控制。
二、具有變革性重要影響的三項(xiàng)新技術(shù)
（一）電力系統(tǒng)的智能控制
電力系統(tǒng)的控制研究與應(yīng)用在過(guò)去的40多年中大體上可分為三個(gè)階段：基于傳遞函數(shù)的單輸入、單輸出控制階段；線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段；智能控制階段。電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術(shù)困難有：1、電力系統(tǒng)是一個(gè)具有強(qiáng)非線性的、變參數(shù)的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)。2、具有多目標(biāo)尋優(yōu)和在多種運(yùn)行方式及故障方式下的魯棒性要求。3、不僅需要本地不同控制器間協(xié)調(diào)，也需要異地不同控制器間協(xié)調(diào)控制。
（二）FACTS和DFACTS
1、FACTS概念的提出
在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進(jìn)的輸配電技術(shù)來(lái)提高電壓質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時(shí)候，一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術(shù)――柔流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)悄然興起。
所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術(shù)又稱(chēng)“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)FACTS，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨(dú)或綜合功能的電力電子裝置，對(duì)輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)（如電壓、相位差、電抗等）進(jìn)行調(diào)整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術(shù)、微機(jī)處理技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運(yùn)行性能和電能質(zhì)量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。
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(kāi)關(guān)作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術(shù)且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的一種新型靜止無(wú)功發(fā)生器。
ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構(gòu)成，其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓，而且可以在故障后的恢復(fù)期間穩(wěn)定電壓，因此對(duì)電網(wǎng)電壓的控制能力很強(qiáng)。與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機(jī)相比，ASVC的調(diào)節(jié)范圍大，反應(yīng)速度快，不會(huì)發(fā)生響應(yīng)遲緩，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的機(jī)械慣性、機(jī)械損耗和旋轉(zhuǎn)噪聲，并且因?yàn)锳SVC是一種固態(tài)裝置，所以能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的暫態(tài)也能響應(yīng)穩(wěn)態(tài)變化，因此其控制能力大大優(yōu)于同步調(diào)相機(jī)。
3、DFACTS的研究態(tài)勢(shì)
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(duì)配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。其主要內(nèi)容是：對(duì)供電質(zhì)量的各種問(wèn)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。
（三）基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS和動(dòng)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(cè)手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過(guò)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(duì)于系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)特性分析困難；后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長(zhǎng)，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(duì)全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的分析。
2、基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與原有SCADA的結(jié)合。電力系統(tǒng)新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由同步定時(shí)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)相量測(cè)量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號(hào)處理機(jī)四部分組成。采用GPS實(shí)現(xiàn)的同步相量測(cè)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(cè)量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物――PMU（相量測(cè)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(cè)量（相角和幅值）。
關(guān)鍵詞：新形勢(shì)；電力系統(tǒng)自動(dòng)化；研究方向
中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1009-0118（2012）07-0215-02
電力系統(tǒng)自動(dòng)化是我們電力系統(tǒng)一直以來(lái)力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自動(dòng)化（AGC已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚需發(fā)展）、電力調(diào)度的自動(dòng)化（具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動(dòng)化，現(xiàn)今最熱門(mén)的變電站綜合自動(dòng)化即建設(shè)綜自站，實(shí)現(xiàn)更好的無(wú)人值班。電力系統(tǒng)是一個(gè)地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行的復(fù)雜大系統(tǒng)。
一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的概念
電力系統(tǒng)自動(dòng)化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制，系統(tǒng)和元件的自動(dòng)安全保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓）、系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。
二、具有變革性重要影響的三項(xiàng)新技術(shù)
（一）電力系統(tǒng)的智能控制
電力系統(tǒng)的控制研究與應(yīng)用在過(guò)去的40多年中大體上可分為3個(gè)階段：基于傳遞函數(shù)的單輸入、單輸出控制階段;線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段；智能控制階段。智能控制是當(dāng)今控制理論發(fā)展的新階段，主要用來(lái)解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題。特別適于那些具有模型不確定性、具有強(qiáng)非線性、要求高度適應(yīng)性的復(fù)雜系統(tǒng)。
智能控制在電力系統(tǒng)工程應(yīng)用方面具有非常廣闊的前景，其具體應(yīng)用于快關(guān)汽門(mén)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)控制，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的勵(lì)磁、電掣動(dòng)、快關(guān)綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，多機(jī)系統(tǒng)中的ASVG（新型靜止無(wú)功發(fā)生器）的自學(xué)習(xí)功能等。
（二）FACTS和DFACTS
1、FACTS概念的提出
電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進(jìn)的輸配電技術(shù)來(lái)提高電壓質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性，一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術(shù)——柔流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)悄然興起。
所謂“柔流輸電系統(tǒng)技術(shù)”又稱(chēng)“靈活交流輸電系統(tǒng)技術(shù)”，簡(jiǎn)稱(chēng)FACTS，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨(dú)或綜合功能的電力電子裝置，對(duì)輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)（如電壓、相位差、電抗等）進(jìn)行調(diào)整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術(shù)、微機(jī)處理技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運(yùn)行性能和電能質(zhì)量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。
2、FACTS的核心裝置ASVC的研究現(xiàn)狀
ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構(gòu)成，其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓，而且可以在故障后的恢復(fù)期間穩(wěn)定電壓，因此對(duì)電網(wǎng)電壓的控制能力很強(qiáng)。與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機(jī)相比，ASVC的調(diào)節(jié)范圍大，反應(yīng)速度快，不會(huì)響應(yīng)遲緩，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的機(jī)械慣性、機(jī)械損耗和旋轉(zhuǎn)噪聲。并且因?yàn)锳SVC是一種固態(tài)裝置，所以能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的暫態(tài)，也能響應(yīng)穩(wěn)態(tài)變化，因此其控制能力大大優(yōu)于同步調(diào)相機(jī)。
3、DFACTS的研究態(tài)勢(shì)
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(duì)配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。其主要內(nèi)容是對(duì)供電質(zhì)量的各種問(wèn)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。
三、基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS和動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
（一）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(cè)手段，主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過(guò)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(duì)于系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)特性分析困難；后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長(zhǎng)，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)確地共同時(shí)間標(biāo)記，記錄數(shù)據(jù)只是局部有效，難以用于對(duì)全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的分析。
（二）基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與原有SCADA的結(jié)合。電力系統(tǒng)新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由同步定時(shí)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)相量測(cè)量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號(hào)處理機(jī)四部分組成。采用GPS實(shí)現(xiàn)的同步相量測(cè)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(cè)量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物——PMU（相量測(cè)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(cè)量（相角和幅值）。
四、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的研究方向
（一）智能保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化
對(duì)電力系統(tǒng)電保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動(dòng)控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于新型繼電保護(hù)裝置中，使得新型繼電保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)，大大提高電力系統(tǒng)的安全水平。對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了多年研究，研制的分層分布式變電站綜合自動(dòng)化裝置能夠適用于35-500kV各種電壓等級(jí)變電站。微機(jī)保護(hù)領(lǐng)域的研究處于國(guó)際領(lǐng)先水平，變電站綜合自動(dòng)化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
（二）電力市場(chǎng)理論與技術(shù)
基于我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電力市場(chǎng)發(fā)展的需要和電力工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的具體情況，認(rèn)真研究了電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)模式，深入探討并明確了運(yùn)營(yíng)流程中各步驟的具體規(guī)則；提出了適合我國(guó)現(xiàn)階段電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式的期貨交易（年、月、日發(fā)電計(jì)劃）、轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù)等模塊的具體數(shù)學(xué)模型和算法，緊緊圍繞當(dāng)前我國(guó)模擬電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中亟待解決的理論問(wèn)題。
（三）電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)
對(duì)電力負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模等方面進(jìn)行了研究，引進(jìn)了加拿大Teqsim公司生產(chǎn)的電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，建成了全國(guó)高校第一家具備混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。該仿真系統(tǒng)不僅可進(jìn)行多種電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)實(shí)驗(yàn)，提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并可與多種控制裝置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，協(xié)助科研人員進(jìn)行新裝置的測(cè)試，從而為研究智能保護(hù)及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。
五、電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)
電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)是針對(duì)我國(guó)電力企業(yè)職工崗位培訓(xùn)的迫切要求，將計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的最新成果和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析理論相結(jié)合，利用專(zhuān)家系統(tǒng)、智能cai（計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）理論，是進(jìn)行電力系統(tǒng)知識(shí)教學(xué)、培訓(xùn)的一種強(qiáng)有力手段。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎，并合理配置軟件資源分布，教、學(xué)員臺(tái)在軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上耦合性很少，且系統(tǒng)硬件擴(kuò)充簡(jiǎn)單方便，因此學(xué)員臺(tái)理論可無(wú)限擴(kuò)充。
六、配電網(wǎng)自動(dòng)化
在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波ndlc、配網(wǎng)的模型及高級(jí)應(yīng)用軟件pas、地理信息與配網(wǎng)scada一體化方面取得了重大技術(shù)突破。其中，ndlc采用了dsp數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，提高了載波接收靈敏度，解決了載波正在配電網(wǎng)上應(yīng)用的衰耗、干擾、路由等技術(shù)難題；高級(jí)應(yīng)用軟件pas將輸電網(wǎng)ems的理論算法與配網(wǎng)實(shí)際結(jié)合起來(lái)，采用了最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61850、IEC61970CIM公共信息模型；采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法進(jìn)行潮流計(jì)算；應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。
七、電力系統(tǒng)分析與控制
對(duì)在線測(cè)量技術(shù)、實(shí)時(shí)相角測(cè)量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、小電流接地選線方法、電力系統(tǒng)振蕩機(jī)理及抑制方法、發(fā)電機(jī)跟蹤同期技術(shù)、非線性勵(lì)磁和調(diào)速控制、潮流計(jì)算的收斂性、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化仿真、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法、基于柔性數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控的電網(wǎng)故障診斷和恢復(fù)控制策略、電網(wǎng)故障診斷理論與技術(shù)等方面進(jìn)行了研究。在非線性理論、軟計(jì)算理論和小波理論在電力系統(tǒng)應(yīng)用方面，以及在電力市場(chǎng)條件下電力系統(tǒng)分析與控制的新理論、新模型、新算法和新的實(shí)現(xiàn)手段進(jìn)行了研究。
八、人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開(kāi)展了將專(zhuān)家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及進(jìn)化理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)及其元件的運(yùn)行分析、警報(bào)處理、故障診斷、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面的實(shí)用研究。在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上開(kāi)展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究，以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的智能化水平。
九、現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
開(kāi)展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的行為和作用、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流輸電的微機(jī)控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)、有源電力濾波技術(shù)、大容量交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)和新型儲(chǔ)能技術(shù)等方面的研究。
