姚伯岩等

摘要： 迈入21世纪以来，电力工程及其自动化的技术取得了突飞猛进的发展。电力工程及其自动化是工业发展的有力助手，它的发展能为工业，甚至社会经济的发展带来源源不断的动力。虽然，目前的电力工程及其自动化的发展与建设存在着这样或那样的问题，但总的前进趋势是不可逆转的。本文对此进行一个分析阐述。

关键词： 电力工程；自动化；技术；发展；问题；趋势；分析

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0028-02

1 概述

电力系统及其自动化是随着电力工业和自动化技术的发展而发展起来的应用型基础学科。研究方向主要有电力系统运行和控制理论、人工智能在电力系统中的应用、直流输电技术、电力系统在线监视与控制技术、微型计算机继电保护等。专业应用范围包括电力系统运行分析与控制、电力市场分析、电网调度自动化、继电保护、信息管理、电力企业管理现代化、厂站自动化和智能化仪器仪表在电力系统中的应用等方面。电力自动化需要具备坚实的电气工程学科基本理论知识，能在电力工程、电气自动化工程及其他行业从事电力系统自动化的研究、设计、运行和管理等方面的高级工程技术人才。

生产过程中的各个环节都属于电力系统自动化的领域，比如自动检测、调节和控制，系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输等。它的目标就是保证供电的电能质量（频率和电压）、系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。

建立电力工程及其自动化的通用网络系统可以优化资源配置，使商业之间的信息交流得到准确性和安全性的保证。一个企业包括设备控制，技术监管，企业管理等许多步骤，要想使这些步骤得到资源的合理化配置，就要使这些系统通过网络联系起来。通过建立电力工程及其自动化的通用网络系统，使各个系统之间的数据得到高效，快捷的交换，促使整个企业的优化发展。只有电力工程及其自动化的数据能够实现信息的标准化对接，电力工程及其自动化的系统传递信息才会更安全，更高效。所以，在目前的电力工程及其自动化的发展过程中，一定要实现程序接口的完美对接，从而减少开发工程的时间和费用。

2 电力自动化控制系统设计思想

电力系统是一个巨维数的典型动态大系统，它具有强非线性、时变性且参数不确切可知，并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广阔，大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效控制是极为困难的。另一方面，由于公众对新建高压线路的不满情绪日益增加，线路造价，特别是走廊使用权的费用日益昂贵等客观条件的限制，以及电力网的不断增大，使得人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求。正是由于电力系统具有这样的特征，一些先进的控制手段不断地引入电力系统。它的主要设计思想为以下几点。

2.1 集中监控方式 集中监控方式不但运行维护方便，控制站的防护要求也不高，而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，所以处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响。由于电力设备全部进入监控，致使主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂，查线也不方便，而大大增加了维护量，还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2.2 远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高，使得电厂电力部分通讯量相对又比较大，所以这种方式大都用于小系统监控，而在全厂的电力自动化系统的构建中却不适用。

2.3 现场总线监控方式 现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样就可根据间隔的情况进行设计。这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，节省了大量控制电缆，节约了很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。此外，各装置的功能相对独立，组态灵活，使整个系统具有可靠性而不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

3 电力系统调试策略的应用

电站中装置及智能设备安装完毕，参数的设备设置完毕，终端装置的通信规约的选项，调控数据库以及自动化控制系统的建立，等设备都已准备完毕好后，就能用自动变电站系统进行联调与系统结构的无人在值班的情况下进行调试工作。

变电站自动化调试主要包括两个部分，一是本体调试，二是与调度联调。这两个也都有自己的应用范围，比如本体调试又分保护测控通讯调试、遥信信息调试、遥测数据调试、遥控调试、ERTU（电量采集系统）通讯调试、VOC（电压无功综合控制系统）调试等等。而与调度联调则包括104通道调试、上传遥信信息调试、上传遥测数据调试、调度遥控功能调试等。

4 计算机技术在智能电力系统中作用

现代社会是一个信息化社会，任何事情要想取得发展都离不开计算机的支持，电力系统也是如此，电力系统要想取得发展，应该注意计算机技术和电力系统自动化的结合，使计算机为智能电力系统的发展做出自己的贡献，加快电力系统智能化的脚步。目前来说两者结合的形成的一个最典型的技术就是智能电网技术，它实际上是我国建设智能电网的准备工作，换句话说，也可以说是智能电网的雏形。

智能电网在建设的过程中需要很多依托计算机的技术，典型的有智能电网的通信技术，需要先进的现在网络通信技术的应用，而且需要具备双向性、实时性、可靠性的特征；有信息管理系统，也是完全依托计算机技术而存在的，信息管理系统可以说是计算机技术中应用最为广泛的技术之一，在各行各业中都有应用，在智能电网中也不例外。endprint

电力系统信息自动传输系统简称远动系统，其功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式。远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。电力监控系统借助现代的网络技术和计算机技术实时监视电力系统的运行参数（包括：开关状态，故障状态和位置，电压、电流、电度等实时变化的电气参数，报警信号等）、事件记录、波形记录等数据，不断地传送至电力监控计算机（以后简称监控中心），并可以实施遥控命令，使运行管理人员可以通过监控中心全面了解电力系统的运行工况，准确、快速地判断故障位置和故障原因，简便地实现各种数据分析（包括负荷分析，电能消耗分析，电能质量）。对于一些难于判断的故障，可以通过波形记录来帮助管理者分析故障原因。该电力监控系统能够实现的主要功能包括：系统运行实时监视、电能质量监视、远程控制和操作记录、事件报警和记录、数据采集和历史数据管理、各种报表打印、电能管理。

5 电力自动化系统发展研究方向

5.1 智能保护与变电站综合自动化 为了使电力自动化系统的研究能跟上国际先进水平，应该注重对电力系统智能保护和变电站综合自动化的研究，如此可以大大增加电力系统的安全水平。

5.2 电力市场理论与技术 要想使电力自动化系统取得更大的发展，应该加强对电力市场理论和技术的研究，提出适合我国现阶段电力市场运营模式的具体数学模型和算法。

5.3 电力系统实时仿真系统 如果要想为智能保护及灵活输电系统的控制策略提供一流的实验条件，应该加强对电力系统实时仿真系统的研究，它能够有效的协助科研人员进行新装置的测试。

5.4 配电网自动化 在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。

5.5 现代电力电子技术在电力系统中的应用 开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究

5.6 电力系统分析与控制 应该加强电力系统分析和控制的研究，比如在实时相角测量、小电流接地选线方法、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、等方面进行研究。

5.7 人工智能在电力系统中的应用 为了提高电力系统运行和控制的智能化水平，应该结合电力工业发展的需要，开展电力系统智能控制理论与应用的研究。

5.8 电气设备状态监测与故障诊断技术 为了全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平，应该加强对电力设备状态监测与故障诊断技术的研究，开发出发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统。

参考文献：

[1]黄中英，邢海瀛，邹江峰.MAX125型模/数转换器在电能质量监控系统中的应用与设计[J].国外电子元器件，2006，06.

[2]周丽.基于嵌入式系统的电力电子通用控制开发平台的研制[D].华北电力大学（北京），2003.

[3]田密.RTOS在电力自动化设备中的应用研究[D].华北电力大学（北京），2003.endprint