电力系统自动化论文
电力系统自动化论文
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，它的主要任务是保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。下文是学习啦小编为大家搜集整理的关于电力系统自动化论文的内容，欢迎大家阅读参考!
电力系统自动化论文篇1
浅论电力系统自动化技术应用
摘要：随着电力事业的迅猛发展，电力系统自动化无疑对于电力系统的发展有着至关重要的作用。电力事业的进一步发展，对自动化的要求也越来越高。本文就电力系统自动化技术应用进行探讨。
关键词：电力系统;自动化;技术应用
引言：
电力系统自动化是针对电力的二次系统而言，指的是利用各类不同的能够进行自动检测，控制以及决策功能的装置，同时利用信号系统以及数据传输系统对电力系统各元器件，电力全系统或者布局系统进行远程或者就地监控，调节，控制以及协调，从而保证电力系统能够安全稳定运行，从而为人们的生产生活提供高质量的电能。基于此，实现电力在生产，供应等环节的稳定，安全，及时可持续性是电力系统自动化的目标，同时，电力系统的自动化也是实现电力系统提高效率，降低成本，实现电力生产的一体化，自动化，节约化的核心。因此，能够实现电力系统的稳定，高效，可持续是电力系统自动化的终极目标。
一、电力系统自动化技术的工作流程与控制要求
在各个领域中电力系统自动化技术的应用都非常广泛，伴随计算机技术的不断普遍，电力系统已经不再是单一的控制与管理，而是通过自动化技术把各个领域的技术进行结合，实现电力系统的管理、控制及优化。
1. 电力系统的自动化基本的工艺流程
在电力系统的中心地带的控制中心装设现代化的中心控制计算机，以其为中心，向四周辐射网络，而构成1 个完整的立体化的覆盖网络，从而实现全面且畅通的信息的传达和指令的传输[2]。中心控制计算机的主要任务是负责总体的调节控制，而一些监控设备则是主要负责各种操作的自动化。以此为基础，组成以控制部件做为中心，将各种软件进行结合使用，以变大控制范围与不断的深化自动化的程度。在电力系统的综合自动化过程中，一般运用分层控制的操作控方式，以实现系统运行的合理、经济与可靠[3]。
2. 电力系统的自动化控制的一般要求
2.1 快速而准确的收集、检测和处理一些电力系统中的各个元器件或者系统的相关运行的参数;
2.2 通过电力系统的自动化的实际的运行状态和系统的各种元件的技术、安全和经济节能的整体要求，为各个设备的运行操作者提供一些调控的策略，或者对相关的元件进行直接的调控;
2.3 电力系统的自动化调节控制不仅能有效地节约人力资源、减轻操作人员的劳动强度，且能延长一些设备的寿命，大大降低电力系统的安全事故的发生，全面的改善与提高电力系统设备的运行性能，尤其在事故发生时，能及时有效的避免连锁的事故和大面积停电事故的发生;
2.4 实现整个电力系统的各个层次、局部系统和各元件之间的综合协调，为电力系统找寻最优质供电、经济和安全节能的运行方式。
二、电力系统自动化新技术的应用
随着科技的飞速发展，电力系统越来越多的自动化新技术被应用于生产中。电力系统智能化控制技术。电力系统自动化技术主要经历了以下几个方面的发展历程。第一阶段，基于传递函数单输出单输入控制时期;第二阶段，基于线性最优化控制，非线性控制以及多机协调控制时期;第三阶段，智能化控制时期。作为一个动态的系统，无疑电力系统具有变参数，强非线性的特征，智能控制在电力系统尤其是新兴的电力系统工程中有着越来越重要的应用。电力系统自动化智能控制技术将越来越多的应用于多机系统的静止无功发生器控制，人工神经网络励磁，快关综合控制系统等方面。
第二，实现对变压器设备在线监控。
随着电力事业的不断发展，我国电网的规模日益增加，同时电力系统的容量也在越来越大。因此，电力系统的稳定运行对人们的生产和生活有着至关重要的影响，这些对电力设备正常工作的要求也越来越高。基于此，供电企业的重要任务之一就是保证电力系统供电的稳定与可靠，同时使得设备故障降低。电力系统中，电力设备可靠性与设备故障损耗降低的保障措施主要是通过对设备进行检修。电力系统设备的检查以及修理都属于设备检修的范畴。通常情况下，电力系统电器设备进行检修包括检修故障，状态检修以及定期检修几个阶段。电力系统实现电器设备的状态检修其前提是对设备进行实时监测，及时全面准确的把握设备的运行状态，同时能够将设备运行状态的参数和设备的变化趋势进行预测，这样能够将设备可能存在的故障进行分析。
第三，电力系统微机实时保护系统。
随着我国电力系统自动化技术的不断发展，微机保护装置越来越多的应用于电力系统中，电力系统要求微机保护装置具有高可靠性，高实时性与高扩展性，同时，电力系统要求微机保护装置的通信能力强大，人机交互界面友好。基于此，不但电力系统微机保护系统不但要求有较高的硬件设施，同时也对嵌入式软件要求不断提高，因此，电力系统微机保护系统采用嵌入式实时操作系统，不但能够多任务的高效优先级管理，同时具有非常大的可移植性和扩展性，提高了电力系统自动化的控制效率。目前，越来越多的电力系统微机保护装置被应用于电力系统自动化中，当前微机保护中通常采用RIOS，确保电力系统自动化的可靠性与及时性。对于电力系统自动化继电保护来说，首要问题是实时性问题。
这是由于一旦发生事故，电网稳定性安全性会在事故后的瞬间(几十到几百毫秒)遭受威胁，因此，当稳定控制措施发生延迟时，不但不能够起保护作用，还有可能造成其他安全问题，从而使得电力系统遭受损失。电力系统自动化保护实时性不但包括数据实时性，同时也指的是对数据的分析，处理等的实时性。嵌入式技术不但能够对外界的事件进行预测，同时也能够在有限时间内做出反应。电力系统自动化采用RTOS，一方面能够将应用程序进行分解，同时能够进行监控进程的开启，对系统中各个程序进行监控，一旦电力系统中出现了异常的情况，那么就能够自动在UNIX 在中自动终止问题，同时通过对另外进程的调用修复问题，因此，采用RTOS 能够使得电力系统自动化的可靠性大幅度提高。另外，由于当前电力系统自动化嵌入式系统开发语言采用了C 或者C++ 语言，具有非常好的灵活性，因此，其扩展性强，同时采用了模块化设计，当模块出现问题时，仅仅更换相应的模块，就能够解决问题。
三、电力系统自动化的发展前景
随着我国电力事业的不断发展，我国电力系统自动化在控制策略上的发展方向为智能化与最优化;而微型机与远程通信则是电力系统自动化控制手段的发展方向。具体来说，建立全面的DMS 系统，利用DMS 系统，能够实现电力系统电气的管理水平;同时适应现代化电力系统的发展，优化电气设备保护，从而使得发生大面积停电故障的事故减少甚至消除，使得电力系统的可靠性提高;改变目前变电站操作方式与值班方式，实现真正的变电站无人值守管理方式。电力系统自动化的重要特征就是数据共享，对于SCADA 来说，由于继电保护与SCADA的多项数据相同，因此基于分布式的变电站SCADA 集成到微机保护中，从而实现在同一硬件平台监控与保护的共享，实现了电力系统自动化的经济性。
结束语：
总之，电力系统的综合自动化发展是综合性的整体推进的过程。对于中国现今阶段电力需求量大、电网的建设比较复杂和电力系统综合自动化的改革开始比较晚等特点来说，电力系统综合自动化在追赶先进技术的同时，也必须注重对传统技术与设备的改造，这样才能使电力系统综合自动化早日全面实现。
参考文献：
[1] 邹炜.浅谈提高变电站电力系统自动化技术[J]. 中国新技术新产品. 2010(17)
[2] 杨涛.电力系统自动化技术的应用综述[J]. 科技信息. 2010(23)
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[4] 李帆,肖红亮.自动化技术在电力系统中应用浅探[J]. 科技信息. 2010(21)
[5] 陈恢军.浅谈自动化技术在电力系统的应用[J]. 经营管理者. 2010(08)
[6] 李妍.浅论电力系统自动化中智能技术的应用[J]. 中国科技信息. 2010(08)
电力系统自动化论文篇2
浅谈电气自动化在电力系统中的应用
摘 要：本文针对全控型电力电子开关、变换器电路、交流调速控制、通用变频器、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展几方面论述了电气自动化在电力系统中的应用。
关键词自动化 变换器 交流 工业控制
电气自动化专业在我国最早开设于50年代，名称为工业企业电气自动化。据教育部最新公布的本科专业设置目录，它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。
随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展，原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。它的研究对象已经发展为运动控制系统，下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。
1 全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管
50年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件，在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同，各种器件各有其应用范围。
GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题，使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上，这也使得电路比较复杂，难以掌握。
GTO是一种用门极可关断的高压器件，它的主要缺点是关断增益低，一般为4~5，这就需要一个十分庞大的关断驱动电路，且它的通态压降比普通晶闸管高，约为2V~4.5V，开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因，前者约为500A/μs，后者约为500V/μs，这就需要一个庞大的吸收电路。
由于GTR、GTO等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流，因而使门极控制电路非常庞大，从而促进厂新一代具有高输人阻抗的MOS结构电力半导体器件的一切。它的开关时间很快，安全工作区十分稳定，但是P一MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大，这就给制造高压P一MOSFET造成了很大困难。
IGBT是P一MOSFET工艺技术基础上的产物，它兼有MOSFET高输人阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P一MOSFET低，但比GTR快;其通态电压降与GTR相拟约为1.5V一3.5V，比P一MOSFET小得多，其关断存储时间和电流卜降时间为别为0.2μs一0.4μs和0.2μs一1.5μs，因而有较高的工作频率，它具有宽而稳定的安个工作区，较高的效率，驱动电路简单等优点。
MOS控制晶闸管(MCT)是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管，利用MOS门来控制品闸管的开通和关断，具有晶闸管的低通态电压降，但其工作电流密度远高IGBT和GTR，在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率，且其关断增益极高。
IGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在模块化和复合化思路的基础上，其发展便是功率集成电路PIC(Power，lntegrated Circute)，在PIC中，不仅主回路的器件，而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起，形成一个整体，这可以算作第四代电力电子器件。
2 变换器电路从低频向高频方向发展
随着电力电子器件的更新，由它组成的变换器电路也必然要换代。当电力电子器件进人第二代后，更多早采用PWM变换器了、采用PWM方式后，提高了功率因数，减少了高次谐波对电网的影响，解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。
但是PWM逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上，使电机绕组产生振动而发出噪声。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。
1986年美国威斯康星大学Divan教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上，电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’，其开关损耗较大，限制了开关在频率上的提高。这样，可以使逆器尺寸减少，降低成本，还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此，谐振式直流逆变器电路极有发展前途。
3 交流调速控制理论日渐成熟
矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式，把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来，分别加以控制。它需要检测转子磁链的方向，且其性能易受转子参数，特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性，使得实际的控制效果难于达到分析的结果。
大致来说，直接转矩控制，用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。它省掉了复杂的矢量变换与电动数学模型的简化处理，大大减少了矢量控制中控制性能参数易受参数变化影响的问题，没有通常的PWM信号发生器，其控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理物理概念明确，转矩响应迅速，限制在一拍之内，且无超调，是一种具有高静动态性能的新型交流调速方法。
4 通用变频器开始大量投入实用
一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从技术发展看，电力半导体器件有GTO、GTR、IGBT，但以后两种为主，尤以IGBT为发展趋势：支频器的可靠性、可维修性、可操作性即所谓的RAS(Reliabiliry，Availability，Servicebility)功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。
5 单片机、集成电路及工业控制计算机的发展
以MCS—51代表的8位机虽然仍占主导地位，但功能简单，指令集短小，可靠性高，保密性高，适于大批量生产的PIC系列单片机及GMS97C(二系列单片机等正在推广，而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外，单片机的开发手段也更加丰富，除用汇编语言外，更多地是采用模块化的C语言、PL/M语言。
在集成电路方面，需要重点说明的是集成模拟乘法器和集成锁相环路及集成时基电路在自动控制系统中运用很厂。在电机控制方面，还有专用于产生PWM控制信号的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等应用也相当广泛。
在逻辑电路方面，值得注意的是用专用芯片(ASIC)进行逻辑设计。ASIC(Appilca-tion Specificl，Int egrated Circuit)中有编程逻辑阵列PLD(Programmable Logic Device)。这些特点使得GAL在降低系统造价，减少产品体积和功耗，提高可靠性和稳定性及简化系统设计，增强应用的保密性方面有广阔的发展产景，特别适合新产品研制及DMA控制和高速图表处理，其上述交流的控制最终用工业控制计算机完成。