新型電力系統概念精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇新型電力系統概念，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：電力系統自動化研究方向發展趨勢 新技術

變電站電力系統是把一些設備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調整電壓，在電力系統中，變電站是輸電和配電的集結點，變電站主要分為:升壓變電站，主網變電站，二次變電站，配電站。電力系統綜合自動化是基于科技發展和計算機網絡技術的出現而逐步形成的一個概念，是一個綜合發電廠、變電站、輸配網絡和用戶的集成概念，其概念研究和實現的主要目的就是如何更好地掌控和監視電力從出廠到供應的全過程，使輸配過程更有效和通暢。

1、電力系統自動化的研究方向

（1）智能保護與變電站綜合自動化 。對電力系統電保護的新原理進行了研究，將國內外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等應用于新型繼電保護裝置中，使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點，大大提高電力系統的安全水平。（2）電力市場理論與技術。基于我國目前的經濟發展狀況、電力市場發展的需要和電力工業技術經濟的具體情況，認真研究了電力市場的運營模式，深入探討并明確了運營流程中各步驟的具體規則；提出了適合我國現階段電力市場運營模式的期貨交易（年、月、日發電計劃）、轉運服務等模塊的具體數學模型和算法，緊緊圍繞當前我國模擬電力市場運營中亟待解決的理論問題。（3）電力系統實時仿真系統。對電力負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行了研究，引進了加拿大teqsim公司生產的電力系統數字模擬實時仿真系統，建成了全國高校第一家具備混合實時仿真環境的實驗室。（4）電力系統運行人員培訓仿真系統。電力系統運行人員培訓仿真系統是針對我國電力企業職工崗位培訓的迫切要求，將計算機、網絡和多媒體技術的最新成果和傳統的電力系統分析理論相結合，利用專家系統、智能cai（計算機輔助教學）理論，進行電力系統知識教學、培訓的一種強有力手段。本系統設計新穎，并合理配置軟件資源分布，教、學員臺在軟件系統結構上耦合性很少，且系統硬件擴充簡單方便，因此學員臺理論上可無限擴充。 （5）配電網自動化。在中低壓網絡數字電子載波ndlc、配網的模型及高級應用軟件pas、地理信息與配網scada一體化方面取得了重大技術突破。（6）電力系統分析與控制 。對在線測量技術、實時相角測量、電力系統穩定控制理論與技術、小電流接地選線方法、電力系統振蕩機理及抑制方法、發電機跟蹤同期技術、非線性勵磁和調速控制、潮流計算的收斂性、電網調度自動化仿真、電力負荷預測方法、基于柔性數據收集與監控的電網故障診斷和恢復控制策略、電網故障診斷理論與技術等方面進行了研究。（7）人工智能在電力系統中的應用。結合電力工業發展的需要，開展了將專家系統、人工神經網絡、模糊邏輯以及進化理論應用到電力系統及其元件的運行分析、警報處理、故障診斷、規劃設計等方面的實用研究。（8）現代電力電子技術在電力系統中的應用。開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中的行為和作用、靈活交流輸電系統、直流輸電的微機控制技術、動態無功補償技術、有源電力濾波技術、大容量交流電機變頻調速技術和新型儲能技術等方面的研究 （9）電氣設備狀態監測與故障診斷技術。通過將傳感器技術、光纖技術、計算機技術、數字信號處理技術以及模式識別技術等結合起來，針對電氣設備絕緣監測方法和故障診斷的機理進行了詳細的基礎研究，開發了發電機、變壓器、開關設備、電容型設備和直流系統等主要電氣設備的監控系統，全面提高電氣設備和電力系統的安全運行水平。

2、電力系統自動化總的發展趨勢

1.1 當今電力系統的自動控制技術正趨向于:

①在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。②在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。③在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。④在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。⑤在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。

1.2 整個電力系統自動化的發展則趨向于：

①由開環監測向閉環控制發展，例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。②由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。③由單個元件向部分區域及全系統發展，例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。④由單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展。⑤裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展，例如繼電保護技術的演變。⑥追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如勵磁控制、潮流控制。⑦由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展，例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。

近20年來，隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展，現代電力系統已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqments and Power Electronics)的統一體，簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入，外延不斷擴展。電力系統自動化處理的信息量越來越大，考慮的因素越來越多，直接可觀可測的范圍越來越廣，能夠閉環控制的對象越來越豐富。

3、 具有變革性重要影響的三項新技術

3.1 電力系統的智能控制 電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:

①電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。②具有多目標尋優和在多種運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調，也需要異地不同控制器間協調控制。

智能控制是當今控制理論發展的新的階段，主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。

智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景，其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制，基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構，多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。

3.2 FACTS和DFACTS

3.2.1 FACTS概念的提出 在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候，一種改變傳統輸電能力的新技術――柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。

所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS，就是在輸電系統的重要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制，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、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統，以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量，并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。

3.2.2 FACTS的核心裝置之一――ASVC的研究現狀 各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關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且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。

ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成，其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓，而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓，因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比，ASVC的調節范圍大，反應速度快，不會發生響應遲緩，沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲，并且因為ASVC是一種固態裝置，所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化，因此其控制能力大大優于同步調相機。

3.2.3 DFACTS的研究態勢 隨著高科技產業和信息化的發展，電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感，電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關。可以說，信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。

DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術，它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

4、基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統

4.1 基于GPS統一時鐘的新一代EMS 目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余，記錄時間較短，不同記錄儀之間缺乏通信，使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長，只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足，即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記，記錄數據只是局部有效，難以用于對全系統動態行為的分析。

4.2 基于GPS的新一代動態安全監控系統 基于GPS的新一代動態安全監控系統，是新動態安全監測系統與原有SCADA的結合。電力系統新一代動態安全監測系統，主要由同步定時系統，動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術，為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物――PMU(相量測量單元)設備，正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量(相角和幅值)。

篇2

【關鍵詞】THLZD-2;THLDK-2;實驗平臺

隨著電力系統的發展，其在國民經濟中起著越來越重要的作用。電力系統數字仿真雖然已經已成為電力系統研究、規劃、運行、設計和教學等各方面不可或缺的工具，特別是電力系統新技術的開發研究、新裝置的設計和參數的確定更是需要通過仿真來確認。但是在電力系統教學中，單純采用仿真的教學方式，學生由于對物理概念不夠直觀，難于接觸電力系統模型，教學效果并不理想[1-2]。

為此濱州學院采用THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺電力系統綜合自動化實驗平臺，把真實的電力系統縮小到實驗室中，能夠便于學生直觀理解與掌握電力系統概念與知識，增強學生學習的積極性與主動性。

一、電力系統綜合實驗室組成

我校電力系統綜合實驗室主要由4套THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺與一套THLDK-2型電力系統監控實驗平臺組成，可以完成很多涵蓋專業領域的實驗，包括《電力系統穩態分析》、《電力系統暫態分析》、《電力系統繼電保護原理》、《電力系統自動裝置原理》、《電力系統自動化》、《電網監控及調度自動化》、《電力系統遠動》等專業課程的實驗[3]。

1.THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺

THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺是一套集多種功能于一體的綜合型實驗裝置，展示了現代電能發出和輸送全過程的工作原理。這套實驗裝置由THLZD-2電力系統綜合自動化實驗臺（簡稱“實驗臺”）、THLZD-2電力系統綜合自動化控制柜（簡稱“控制柜”）、無窮大系統和發電機組和三相可調負載箱等組成。

（1）發電機機組部分。用直流電動機（PN=2.2kW，UN=220V，nN=1500rpm）模擬原動機，包括模擬直流電動機，直流電動機和同步發電機經聯軸器軟聯接后，固定在底盤上，機組的底盤裝有四個輪子和四個螺旋式的支撐腳，構成可移動式機組，方便移動。同時，發電機組還裝有光電編碼器，功角測量裝置和其它配套件。

（2）實驗操作臺主要包括：輸電線路單元、微機線路保護單元、.控制方式選擇單元監測儀表單元、指示單元、設置單元、設備接口單元、電源單元。

（3）THLZD-2型電力系統綜合自動化控制柜包括：測量儀表單元、原動機控制單元、發電機勵磁單元、準同期單元、設備接口單元、電源單元。

（4）無窮大系統。所謂無窮大系統可以看作是內阻抗為零，頻率、電壓及其相位都恒定不變的一臺同步發電機。在本實驗系統中，由于15kVA自耦調壓器的容量遠大于單臺發電機組的容量，故由15kVA自耦調壓器模擬無窮大系統。

（5）三相可調負載箱簡介采用柜式結構，配有腳輪可移動。包括阻性負載和感性負載。

阻性負載包括一組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，通過開關投切可調節阻性負載的大小。感性負載由三個200mH的電感和自耦調壓器構成感性負載，通過開關投切可調節感性負載的大小。

2.THLDK-2型電力系統監控實驗平臺

THLDK-2型電力系統監控實驗平臺是一個高度自動化的、開放式多機電力網絡綜合實驗系統，它是建立在THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺的基礎之上，將多個實驗平接成一個復雜多變的電力網絡系統，并配置微機監控系統實現電力系統“四遙”功能，還結合教學，提供電力系統潮流系統分析。

本實驗平臺能反映現代電能的發、輸、變、配、用的全過程，充分體現現代電力系統高度自動化、信息化、數字化的特點，實現電力系統的監測、控制、監視、保護、調度的自動化。

此外，本實驗平臺針對新課程體系，適合創建開放式現代實驗室和培訓中心，有利于提高學生和學員的實踐能力和創新思維，為電力行業培養出更多高素質的復合型人才。

電力系統監控實驗平臺整體結構如下圖1-1所示。

圖1-1 電力系統監控實驗平臺整體結構

THLDK-2型電力系統監控實驗平臺主要由計算機系統，實驗操作臺和模擬無窮大系統三大部分組成，與多臺THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺配合共同完成實驗項目。

本套多機電力網絡綜合實驗系統，深化了電力專業的教學內容，能進行基礎課程學習、專業課程設計以及綜合實驗開發一套完整的基礎平臺，不僅能滿足現代開放型、研究型、綜合型的電力專業教學體系，而且能提高專業實驗的教學質量和水平，更有利于培養學生綜合分析問題和解決問題的能力。

二、THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺的應用

電力系統綜合實驗室可以完成電氣工程與自動化技術專業本科教學，并且能夠完成開放型與創新型實驗，不僅能夠使學生掌握電力系統的基本概念，基本知識，而且能夠培養學生的實踐能力與創新能力。

1.本科教學工作

本實驗室4套THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺可以單獨完成的實驗有：

（1）發電機組的起動與運轉實驗，可以使學生熟悉發電機組中原動機（直流電動機）的基本特性，掌握發電機組起勵建壓，并網，解列和停機的操作。

（2）發電機勵磁實驗，可以使學生熟悉不同勵磁方式對發電機影響。

（3）并網實驗，能夠使學生掌握不同條件下的并網，對電力系統的影響及并網的條件。

（4）單機-無窮大系統穩態運行方式實驗，能夠使學生熟悉遠距離輸電的線路基本結構和參數的測試方法。

（5）電力系統功率特性和功率極限實驗，能夠使學生加深理解發電機功率特性和功率極限的概念，通過實驗了解提高電力系統功率極限的措施。

（6）電力系統暫態穩定實驗，通過實驗加深對電力系統暫態穩定內容的理解，通過實際操作，從實驗中觀察到系統失步現象和掌握正確處理的措施，了解提高暫態穩定的措施。

THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺與THLDK-2型電力系統監控實驗平臺組合后可以完成組網實驗，能夠完成復雜電力系統運行實驗、電力系統分析實驗（包括潮流計算、復雜電力系統故障計算）等實驗。

2.開放型與創新型實驗開展

THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺與THLDK-2型電力系統監控實驗平臺組合后學生可以完成開放與創新型實驗。學生可以自己設計不同機組的組網實驗，完成電力不同運行方式潮流計算，故障分析，并且能夠通過組態軟件實時監控電力系統的運行狀態，進行安全分析。

3.科研平臺

THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺包括電力系統的發輸部分的基本原理，并且每臺發電機都包括勵磁裝置和準同期并網裝置。發電機有多種勵磁方式可以選擇，并且運行方式和運行參數可以修改。準同期裝置參數也可以設置與修改，完成不同條件下的并網實驗，因此本實驗平臺可供科研使用。

三、試驗中問題探討及建議

（1）學生做發電機并網實運行實驗中，在完成實驗按下分閘按鈕后，發電機突然出現飛車現象，轉速突然遠遠高于發電機的額定轉速。此問題主要原因是學生在完成并網實驗后，在沒有將發電機組的有功無功調到零的情況下直接按下分閘斷路器，而導致發電機的轉速突然增加。

（2）本實驗平臺短路故障設置點固定，在做暫態及創新設計實驗時缺乏靈活性，建議設備以后能有所改進

四、總結

THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平臺的應用，深化了本科教學內容，為電力系統開放型與創新型實驗提供了條件，也為教師提供了科研平臺，總結了試驗中的存在問題及整改建議。

參考文獻

[1]李明偉，李建月.我院電氣工程及其自動化專業建設的思考與探索[J].洛陽理工學院學報（自然科學版）， 2009，19（4）：94-96.

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關鍵詞：新形勢；電力系統自動化；研究方向

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

文章編號：1009-0118（2012）07-0215-02

電力系統自動化是我們電力系統一直以來力求的發展方向，它包括：發電控制的自動化（AGC已經實現，尚需發展）、電力調度的自動化（具有在線潮流監視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統），實現了配電網的自動化，現今最熱門的變電站綜合自動化即建設綜自站，實現更好的無人值班。電力系統是一個地域分布遼闊，由發電廠、變電站、輸配電網絡和用戶組成的統一調度和運行的復雜大系統。

一、電力系統自動化的概念

電力系統自動化的領域包括生產過程的自動檢測、調節和控制，系統和元件的自動安全保護，網絡信息的自動傳輸，系統生產的自動調度，以及企業的自動化經濟管理等。電力系統自動化的主要目標是保證供電的電能質量（頻率和電壓）、系統運行的安全可靠，提高經濟效益和管理效能。

二、具有變革性重要影響的三項新技術

（一）電力系統的智能控制

電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為3個階段：基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段；智能控制階段。智能控制是當今控制理論發展的新階段，主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題。特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。

智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景，其具體應用于快關汽門的人工神經網絡適應控制，基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構，多機系統中的ASVG（新型靜止無功發生器）的自學習功能等。

（二）FACTS和DFACTS

1、FACTS概念的提出

電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性，一種改變傳統輸電能力的新技術——柔流輸電系統（FACTS）技術悄然興起。

所謂“柔流輸電系統技術”又稱“靈活交流輸電系統技術”，簡稱FACTS，就是在輸電系統的重要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統的主要參數（如電壓、相位差、電抗等）進行調整控制，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、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統，以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量，并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。

2、FACTS的核心裝置ASVC的研究現狀

ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成，其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓，而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓，因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比，ASVC的調節范圍大，反應速度快，不會響應遲緩，沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲。并且因為ASVC是一種固態裝置，所以能響應網絡中的暫態，也能響應穩態變化，因此其控制能力大大優于同步調相機。

3、DFACTS的研究態勢

DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術，它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

三、基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統

（一）基于GPS統一時鐘的新一代EMS

目前應用的電力系統監測手段，主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集（SCADA）系統。前者記錄數據冗余，記錄時間較短，不同記錄儀之間缺乏通信，使得對于系統整體動態特性分析困難；后者數據刷新間隔較長，只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足，即不同地點之間缺乏準確地共同時間標記，記錄數據只是局部有效，難以用于對全系統動態行為的分析。

（二）基于GPS的新一代動態安全監控系統

基于GPS的新一代動態安全監控系統，是新動態安全監測系統與原有SCADA的結合。電力系統新一代動態安全監測系統，主要由同步定時系統，動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術，為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物——PMU（相量測量單元）設備，正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量（相角和幅值）。

四、電力系統自動化的研究方向

（一）智能保護與變電站綜合自動化

對電力系統電保護的新原理進行了研究，將國內外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等應用于新型繼電保護裝置中，使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點，大大提高電力系統的安全水平。對變電站自動化系統進行了多年研究，研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置能夠適用于35-500kV各種電壓等級變電站。微機保護領域的研究處于國際領先水平，變電站綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平。

（二）電力市場理論與技術

基于我國目前的經濟發展狀況、電力市場發展的需要和電力工業技術經濟的具體情況，認真研究了電力市場的運營模式，深入探討并明確了運營流程中各步驟的具體規則；提出了適合我國現階段電力市場運營模式的期貨交易（年、月、日發電計劃）、轉運服務等模塊的具體數學模型和算法，緊緊圍繞當前我國模擬電力市場運營中亟待解決的理論問題。

（三）電力系統實時仿真系統

對電力負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行了研究，引進了加拿大Teqsim公司生產的電力系統數字模擬實時仿真系統，建成了全國高校第一家具備混合實時仿真環境的實驗室。該仿真系統不僅可進行多種電力系統的穩態及暫態實驗，提供大量實驗數據，并可與多種控制裝置構成閉環系統，協助科研人員進行新裝置的測試，從而為研究智能保護及靈活輸電系統的控制策略提供了一流的實驗條件。

五、電力系統運行人員培訓仿真系統

電力系統運行人員培訓仿真系統是針對我國電力企業職工崗位培訓的迫切要求，將計算機、網絡和多媒體技術的最新成果和傳統的電力系統分析理論相結合，利用專家系統、智能cai（計算機輔助教學）理論，是進行電力系統知識教學、培訓的一種強有力手段。本系統設計新穎，并合理配置軟件資源分布，教、學員臺在軟件系統結構上耦合性很少，且系統硬件擴充簡單方便，因此學員臺理論可無限擴充。

六、配電網自動化

在中低壓網絡數字電子載波ndlc、配網的模型及高級應用軟件pas、地理信息與配網scada一體化方面取得了重大技術突破。其中，ndlc采用了dsp數字信號處理技術，提高了載波接收靈敏度，解決了載波正在配電網上應用的衰耗、干擾、路由等技術難題；高級應用軟件pas將輸電網ems的理論算法與配網實際結合起來，采用了最新國際標準IEC61850、IEC61970CIM公共信息模型；采用配網遞歸虛擬流算法進行潮流計算；應用人工智能灰色神經元算法進行負荷預測。

七、電力系統分析與控制

對在線測量技術、實時相角測量、電力系統穩定控制理論與技術、小電流接地選線方法、電力系統振蕩機理及抑制方法、發電機跟蹤同期技術、非線性勵磁和調速控制、潮流計算的收斂性、電網調度自動化仿真、電力負荷預測方法、基于柔性數據收集與監控的電網故障診斷和恢復控制策略、電網故障診斷理論與技術等方面進行了研究。在非線性理論、軟計算理論和小波理論在電力系統應用方面，以及在電力市場條件下電力系統分析與控制的新理論、新模型、新算法和新的實現手段進行了研究。

八、人工智能在電力系統中的應用

結合電力工業發展的需要，開展了將專家系統、人工神經網絡、模糊邏輯以及進化理論應用到電力系統及其元件的運行分析、警報處理、故障診斷、規劃設計等方面的實用研究。在上述實用軟件研究的基礎上開展了電力系統智能控制理論與應用的研究，以提高電力系統運行與控制的智能化水平。

九、現代電力電子技術在電力系統中的應用

開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中的行為和作用、靈活交流輸電系統、直流輸電的微機控制技術、動態無功補償技術、有源電力濾波技術、大容量交流電機變頻調速技術和新型儲能技術等方面的研究。

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【關鍵詞】發展；電力系統自動化；應用

1.電力系統自動化發展趨勢

1.1整個電力系統自動化的發展則趨向于

（1）由開環監測向閉環控制發展，例如從系統功率總加到AGC（自動發電控制）。

（2）由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS（能量管理系統）到DMS（配電管理系統）。

（3）由單個元件向部分區域及全系統發展，例如SCADA（監測控制與數據采集）的發展和區域穩定控制的發展。

（4）由單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展。

（5）裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展，例如繼電保護技術的演變。

（6）追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如勵磁控制、潮流控制。

（7）由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展，例如MIS（管理信息系統）在電力系統中的應用。

1.2當今電力系統的自動控制技術正趨向于

（1）在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。

（2）在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。

（3）在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。

（4）在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。

（5）在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。

近20年來，隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展，現代電力系統已成為一個計算機（Computer）、控制（Control）、通信（Communication）和電力裝備及電力電子（Power System Equiqments and Power Electronics）的統一體，簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入，外延不斷擴展。電力系統自動化處理的信息量越來越大，考慮的因素越來越多，直接可觀可測的范圍越來越廣，能夠閉環控制的對象越來越豐富。

2.電力系統的變革技術

2.1 FACTS和DFACTS

2.1.1 FACTS的核心裝置之一——ASVC的研究現狀

各種FACTS裝置的共同特點是：基于大功率電力電子器件的快速開關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且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。

ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成，其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓，而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓，因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比，ASVC的調節范圍大，反應速度快，不會發生響應遲緩，沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲，并且因為ASVC是一種固態裝置，所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化，因此其控制能力大大優于同步調相機。

2.1.2 FACTS概念的提出

在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候，一種改變傳統輸電能力的新技術——柔流輸電系統（FACTS）技術悄然興起。

所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS，就是在輸電系統的重要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統的主要參數（如電壓、相位差、電抗等）進行調整控制，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、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統，以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量，并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。

2.1.3 DFACTS的研究態勢

隨著高科技產業和信息化的發展，電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感，電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關。可以說，信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。

DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術，它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是：對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

2.2基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統

2.2.1基于GPS的新一代動態安全監控系統

基于GPS的新一代動態安全監控系統，是新動態安全監測系統與原有SCADA的結合。電力系統新一代動態安全監測系統，主要由同步定時系統，動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術，為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物——PMU（相量測量單元）設備，正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量（相角和幅值）。

2.2.2基于GPS統一時鐘的新一代EMS

目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集（SCADA）系統。前者記錄數據冗余，記錄時間較短，不同記錄儀之間缺乏通信，使得對于系統整體動態特性分析困難；后者數據刷新間隔較長，只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足，即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記，記錄數據只是局部有效，難以用于對全系統動態行為的分析。 電力系統調度監測從穩態/準穩態監測向動態監測發展是必然趨勢。GPS技術和相量測量技術的結合標志著電力系統動態安全監測和實時控制時代的來臨。

2.3電力系統的智能控制

電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段：基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段；線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段；智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有：

（1）不僅需要本地不同控制器間協調，也需要異地不同控制器間協調控制。

（2）電力系統是一個具有強非線性的、變參數（包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存）的動態大系統。

（3）具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。

智能控制是當今控制理論發展的新的階段，主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題；特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。

篇5

關鍵詞：電力系統自動化發展應用

一、電力系統自動化總的發展趨勢

1.當今電力系統的自動控制技術正趨向于:

(1)在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。

(2)在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。

(3)在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。

(4)在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。

(5)在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。

2.整個電力系統自動化的發展則趨向于:

(1)由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。

(2)由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。

(3)由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。

(4)由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。

(5)裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變。

(6)追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如勵磁控制、潮流控制。

(7)由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。

近20年來,隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展,現代電力系統已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(PowerSystemEquiqmentsandPowerElectronics)的統一體,簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入,外延不斷擴展。電力系統自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環控制的對象越來越豐富。

二、具有變革性重要影響的三項新技術

1.電力系統的智能控制

電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:

(1)電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。

(2)具有多目標尋優和在多種運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調,也需要異地不同控制器間協調控制。

智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。

智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。

2.FACTS和DFACTS

(1)FACTS概念的提出

在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術——柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。

所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,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、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。

(2)FACTS的核心裝置之一——ASVC的研究現狀

各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關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且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。

ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比,ASVC的調節范圍大,反應速度快,不會發生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC是一種固態裝置,所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化,因此其控制能力大大優于同步調相機。

(3)DFACTS的研究態勢

隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關。可以說,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。

DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。超級秘書網

3.基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統

(1)基于GPS統一時鐘的新一代EMS

目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。

(2)基于GPS的新一代動態安全監控系統

基于GPS的新一代動態安全監控系統,是新動態安全監測系統與原有SCADA的結合。電力系統新一代動態安全監測系統,主要由同步定時系統,動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術,為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物——PMU(相量測量單元)設備,正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量(相角和幅值)。