论文部分内容阅读
[摘 要]电力系统实现全面的自动化、一体化的管理是适应市场经济建设需求、促进社会可持续发展的重要保证。在电力系统的广泛运营中，自动化控制体系的建立是管理水平、制度水平、科技水平、智能化水平、人性化水平的最真实、有效的反应，也是电力系统生产效能、服务效率提升的重要影响因素。
[关键词]电力；系统；自动化；技术 控制
中图分类号：F407.67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0098-01
电力系统自动化是对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化建设的主要目标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。自动化系统的建立包含着现代化生产技术、计算机科学技术、网络共享技术的综合应用，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摔制与协调 ， 从而形成实时监控、指令及时传输、信息实时反馈的高实效性综合管理。
一、电力系统自动化控制的特点
（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）接着我们应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。（3）通过合理的调节，我们还应从中发现各子系统、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。（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。
二、电力系统自动化总的发展趋势
（一）当今电力系统自动控制技术的发展趋势
电力系统在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展；在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题；在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论；在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用；在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。
（二）整个电力系统自动化的发展趋势
由开环监测向闭环控制发展，例如从系统功率总加到AGC（自动发电控制）；由高电压等级向低电压扩展，例如从EMS（能量管理系统）到DMS（配电管理系统）；由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA（监测控制与数据采集）的发展和区域稳定控制的发展；由单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展；装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，例如继电保护技术的演变；追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如励磁控制、潮流控制；由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展，例如MIS（管理信息系统）在电力系统中的应用。
三、电力系统的自动化控制技术
随着当前科学技术的不断发展，很多精确的控制技术被不断应用到电力系统中来，下面笔者就控制理论技术的内容展开讨论。
3.1 神经网络控制
神经网络控制技术是集非线性控制技术、并行控制技术、强鲁棒控制技术特点的现代控制技术，并且具有很强的自学习能力。神经控制技术是将众多神经元按照特定的结构组合起来，并将信息蕴含在链接权值上，而且可以学习算法的需要进行这些值的大小，从而实现复杂线性关系的控制。在当前，理论界对神经控制的探讨集中在控制系统建模以及算法的优化方面。
3.2 模糊控制技术
模糊控制技术是现代控制理论中较为简单的部分，而且在工程中的应用较多，十分容易实现，在建模过程中，可以实现对各种数据的实时控制，具有很明显的优越性，这种方法的应用领域很多，我们日程生活中用到的很多小家电中都可以使用模糊控制，在电力控制系统中，模糊控制主要应用在智能电网这一块，对控制目标设定好几个阀值，并根据目标处于的状态进行实时控制。
3.3 专家控制技术
这种控制技术在电力系统中应用十分广泛，能够实现对电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急状况下的应变处理、系统数据的回复以及适当的模态分析，此外在切负荷方面、系统规划方面、电压无功控制方面以及故障点的隔离方面均有很大效果。在当前专家控制还存在很大的局限，需要在动态安全分析以及通信接口方面进行进一步的探索。
3.4 最优化线性控制技术
这种控制理论技术是当前现代控制理论中十分重要的技术，也是在线性控制范围内的最好的控制方法，目前最优化线性控制理论在远距离输电线路输电能力的改善方面以及智能电网改善动态品质上取得了重大突破，此外，这种控制方法在风里发电机上电励磁的解决方案上有很大的发挥空间。
3.5 综合智能控制技术
顾名思义，综合智能控制技术就是讲现代控制技术和智能控制技术结合起来，并在电力运行系统中，应用专家控制技术以及神经网络控制技术，并杂糅进模糊控制技术。这种技术往往解决大型电力系统，但是多种控制技术的共同应用对控制模型的建立工作以及控制的实施工作带来了很高的难度。
四、电力系统自动化技术主要内容
第一，主动的面向对象数据库技术是近年来广泛流行及普遍应用的成熟技术，具有高度的重用性、开放性、唯一性、继承性、共享性、智能性，该技术的应用涉及领域广泛、适应性强，能大大简化代码编程的复杂性及数据库开发的流程，因此对自动化系统的建立有着深刻的影响及积极有效的促进作用。可以利用数据库的触发子系统实现对电力系统的全面监控，使数据的分析及权限管理得到有效的集成。同时，数据库中对象函数的应用促进电力系统实现了全面有效的自动化控制及自动化监控，广泛的提升了数据存储与输出的效率，提高了数据库管理、存储数据的安全性、可靠性与数据维护的一致性、针对性。
第二，现场总线也称为现场网络，是以现场测量及现场设备控制之间的数字传输为主的控制系统。该技术通过现场生产中自动化智能仪表、现代化设备与控制中心设备的有效连接实现了数字化、一体化、全方位、多视角的规范、科学、透明的通讯与控制。现场总线系统的建立使生产现场的设备之间、现场设备与控制系统之间形成了双向、串形、多结点的数字通信，因此广泛的适用于我国的电力系统自动化控制，目前以FCS系统最为普遍及实用。该控制方式摒弃了ACS系统的诸多弊端，使控制系统的所有性能得到了全面的优化，实现了电力系统传感器、变送器等设备工作状态、电量输出、反应信号的集成与分散控制的有效结合，通过增设底层前置计算机使各个设备的功能形成了分散统一的有针对性管理，设备反应的信息均通过现场总线技术实现与中心计算机的互通，从而大大提高了系统自动化控制的安全性及灵活性，当出现故障时，使系统恢复正常的运行实现高水平的服务。
电力系统自动化技术的发展经历了一个相当漫长的过程，由于相关领域技术的发展与进步，新技术的不断涌现和完善，使电力自动化产业发展速度日益加快，各种原来看似不相关联的技术会逐步彼此渗透，国际化、标准化、规范化越来越成为技术发展的共识，最终实现电力高度集成化、高度职能化和高度自动化，只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。
[关键词]电力；系统；自动化；技术 控制
中图分类号：F407.67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0098-01
电力系统自动化是对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化建设的主要目标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。自动化系统的建立包含着现代化生产技术、计算机科学技术、网络共享技术的综合应用，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摔制与协调 ， 从而形成实时监控、指令及时传输、信息实时反馈的高实效性综合管理。
一、电力系统自动化控制的特点
（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）接着我们应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。（3）通过合理的调节，我们还应从中发现各子系统、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。（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。
二、电力系统自动化总的发展趋势
（一）当今电力系统自动控制技术的发展趋势
电力系统在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展；在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题；在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论；在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用；在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。
（二）整个电力系统自动化的发展趋势
由开环监测向闭环控制发展，例如从系统功率总加到AGC（自动发电控制）；由高电压等级向低电压扩展，例如从EMS（能量管理系统）到DMS（配电管理系统）；由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA（监测控制与数据采集）的发展和区域稳定控制的发展；由单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展；装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，例如继电保护技术的演变；追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如励磁控制、潮流控制；由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展，例如MIS（管理信息系统）在电力系统中的应用。
三、电力系统的自动化控制技术
随着当前科学技术的不断发展，很多精确的控制技术被不断应用到电力系统中来，下面笔者就控制理论技术的内容展开讨论。
3.1 神经网络控制
神经网络控制技术是集非线性控制技术、并行控制技术、强鲁棒控制技术特点的现代控制技术，并且具有很强的自学习能力。神经控制技术是将众多神经元按照特定的结构组合起来，并将信息蕴含在链接权值上，而且可以学习算法的需要进行这些值的大小，从而实现复杂线性关系的控制。在当前，理论界对神经控制的探讨集中在控制系统建模以及算法的优化方面。
3.2 模糊控制技术
模糊控制技术是现代控制理论中较为简单的部分，而且在工程中的应用较多，十分容易实现，在建模过程中，可以实现对各种数据的实时控制，具有很明显的优越性，这种方法的应用领域很多，我们日程生活中用到的很多小家电中都可以使用模糊控制，在电力控制系统中，模糊控制主要应用在智能电网这一块，对控制目标设定好几个阀值，并根据目标处于的状态进行实时控制。
3.3 专家控制技术
这种控制技术在电力系统中应用十分广泛，能够实现对电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急状况下的应变处理、系统数据的回复以及适当的模态分析，此外在切负荷方面、系统规划方面、电压无功控制方面以及故障点的隔离方面均有很大效果。在当前专家控制还存在很大的局限，需要在动态安全分析以及通信接口方面进行进一步的探索。
3.4 最优化线性控制技术
这种控制理论技术是当前现代控制理论中十分重要的技术，也是在线性控制范围内的最好的控制方法，目前最优化线性控制理论在远距离输电线路输电能力的改善方面以及智能电网改善动态品质上取得了重大突破，此外，这种控制方法在风里发电机上电励磁的解决方案上有很大的发挥空间。
3.5 综合智能控制技术
顾名思义，综合智能控制技术就是讲现代控制技术和智能控制技术结合起来，并在电力运行系统中，应用专家控制技术以及神经网络控制技术，并杂糅进模糊控制技术。这种技术往往解决大型电力系统，但是多种控制技术的共同应用对控制模型的建立工作以及控制的实施工作带来了很高的难度。
四、电力系统自动化技术主要内容
第一，主动的面向对象数据库技术是近年来广泛流行及普遍应用的成熟技术，具有高度的重用性、开放性、唯一性、继承性、共享性、智能性，该技术的应用涉及领域广泛、适应性强，能大大简化代码编程的复杂性及数据库开发的流程，因此对自动化系统的建立有着深刻的影响及积极有效的促进作用。可以利用数据库的触发子系统实现对电力系统的全面监控，使数据的分析及权限管理得到有效的集成。同时，数据库中对象函数的应用促进电力系统实现了全面有效的自动化控制及自动化监控，广泛的提升了数据存储与输出的效率，提高了数据库管理、存储数据的安全性、可靠性与数据维护的一致性、针对性。
第二，现场总线也称为现场网络，是以现场测量及现场设备控制之间的数字传输为主的控制系统。该技术通过现场生产中自动化智能仪表、现代化设备与控制中心设备的有效连接实现了数字化、一体化、全方位、多视角的规范、科学、透明的通讯与控制。现场总线系统的建立使生产现场的设备之间、现场设备与控制系统之间形成了双向、串形、多结点的数字通信，因此广泛的适用于我国的电力系统自动化控制，目前以FCS系统最为普遍及实用。该控制方式摒弃了ACS系统的诸多弊端，使控制系统的所有性能得到了全面的优化，实现了电力系统传感器、变送器等设备工作状态、电量输出、反应信号的集成与分散控制的有效结合，通过增设底层前置计算机使各个设备的功能形成了分散统一的有针对性管理，设备反应的信息均通过现场总线技术实现与中心计算机的互通，从而大大提高了系统自动化控制的安全性及灵活性，当出现故障时，使系统恢复正常的运行实现高水平的服务。
电力系统自动化技术的发展经历了一个相当漫长的过程，由于相关领域技术的发展与进步，新技术的不断涌现和完善，使电力自动化产业发展速度日益加快，各种原来看似不相关联的技术会逐步彼此渗透，国际化、标准化、规范化越来越成为技术发展的共识，最终实现电力高度集成化、高度职能化和高度自动化，只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。