电力自动化系统控制技术解析

何理

摘要：电力系统自动化是电力行业发展的必然产物，也是电力行业不断加强新技术引进与应用的突出成果；在电力系统的广泛运营中，自动化控制体系的建立与发展成为电力系统生产效能、服务效率提升的重要影响因素。本文对我国电力系统自动化的现阶段概况进行了简要阐述。

关键词：电力自动化；自动化控制；控制技术

Abstract: the automation of electric power systems is the inevitable outcome of the development of the electric power industry, electric power industry is also strengthening new technology import and application of outstanding achievement; In power system''s widespread operations, automation control system establishment and development of the electric power system efficiency, become the service efficiency important influence factors of ascension. This paper discusses present situation of the automation of electric power systems are briefly described.

Key words: electric power automation; Automation control; Control technology

中图分类号:TM76 文献标识码： A文章编号：

电力系统自动化是指，使用各种具有自动检测、控制和决策功能的设备并通过信号系统和数据传输系统对电力系统各个元件、局部系统或全系统进行就地或远程的自动控制，以保证电力系统安全稳定健康地运行并提供合格的电能。电力系统自动化建设的主要目标就是要实现电力在生产环节、供应环节的及时、稳定、安全、迅速、可持续，同时也是实现提高生产效率、降低运营成本，实现自动化、一体化、节约化、安全化管理的重要核心。对于电力系统而言，自动化的生产包含着发电厂、变电站、送电分配系统、计算机监控系统、网络覆盖系统等众多环节的综合控制与协调。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，

1、当前的电力自动化系统的主要内容

1.1 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20 世纪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。

1.2 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，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。

1.3 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(包括继电保护、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情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、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。

2、实现电力自动化控制的要求分析

2.1 电力系统的可靠性、安全性运行是建立系统全面自动化的重要保证。因此我们首先应在电力系统送电服务的初期，经过系统的调研，努力的收集、严密的检测对电力系统的各个单元、部件、安全运行参数进行科学的处理。

2.2 参照电力自动化系统建立的相关技术要求，根据可行性分析及电力系统实时运行状态的考察进行合理的调控及提供有利的决策支持，对各个部件、整个系统进行微观及宏观的综合调控。

2.3 通过合理的调节，我们可从中发现各子系统、各元部件协调运行的特点及规律，通过不断的总结、实践，本着高效、节能的原则选取结构最优化、供电最优质、运行最安全、能耗最低廉的模式构建电力系统的全面自动化建设。

2.4 电力系统自动化体系的建立改变了以往机械化、劳动密集型的落后生产模式，缩短了生产周期、节省了人力物力的投入、简化了生产环节、降低了劳动强度，同时也使高度安全生产、事故发生率为零、集成一体化生产、稳定可持续化服务成为可能，能有效的杜绝因供电事故造成的大面积停电；因线路故障短路导致破坏家电、影响人们正常生活秩序现象的发生。

3、电力自动化系统技术解析

3.1 线性最优控制技术

最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分，也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多，最成熟的一个分支。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题，取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。另外，最优控制理论在水轮发电机制动电阻的最优时间控制方面也获得了成功的应用。

3.2 专家系统控制技术

专家系统在电力系统中的应用范围很广，包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识，提供紧急处理，系统恢复控制，非常慢的状态转换分析，切负荷，系统规划，电压无功控制，故障点的隔离，配电系统自动化，调度员培训，电力系统的短期负荷预报，静态与动态安全分析，以及先进的人机接口等方面。虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用，但仍存在一定的局限性，如难以模仿电力专家的创造性。

3.3神经网络控制技术

由于神经网络具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力，所以受到人们的普遍关注。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上，根据一定的学习算法调节权值，使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。目前神经网络理论研究主要集中在神经网络模型及结构的研究、神经网络学习算法的研究、神经网络的硬件实现问题等。

3.4 模糊逻辑控制技术

模糊方法使控制十分简单而易于掌握，在家用电器中也显示出优越性建立模型来实现控制是现代比较先进的方法，实践证明它有巨大的优越性。模糊控制理论的应用非常广泛。例如我们日常所用的电热炉、电风扇等电器。这里介绍用模糊逻辑控制器改进常规恒温器的例子。电热炉一般用恒温器来保持几档温度，以供烹饪者选用，模糊控制的方法很简单，输入量为温度及温度变化两个语言变量，每个语言的论域用5组语言变量互相跨接来描述。

3.5 综合智能控制技术

综合智能控制一方面包含了智能控制现代控制方法的结合，在电力系统中研究得较多的有神经网络与专家系统的结合，专家系统与模糊控制的结合，神经网络与模糊控制的结合，神经网络、模糊控制与自适应控制的结合等方面。神经网络适合于处理非结构化信息，而模糊系统对处理结构化的知识更有效。因此，模糊逻辑和人工神经网络的结合有良好的技术基础。

4、结束语

电力系统自动化技术的发展经历了一个漫长的过程。但近年来得到了快速的发展，并在电力行业展示出其独有的魅力，自动化控制技术的改进和自动化元器件性能的提高，对电力系统的稳定性、安全性和经济性起重要的作用。随着计算机技术，控制技术及信息技术的发展，电力系统自动化面临着空前的变革；这也将推动电力系统监测及电力系统控制向更高水平的发展。

参考文献

[1]张玮.计算机技术在电力系统自动化中的应用[J].科技资讯,2009.

[2]唐亮.论电力系统自动化中智能技术的应用[J].硅谷，2008.

[3]林广灯.浅谈电力系统中配电自动化及管理[J].科学之友,2010.