电力系统自动化技术及其相关应用

电力系统自动化技术及其相关应用

任东燎

河南奥纳电力工程有限公司 河南郑州市 450000

摘要：电力系统是由发电厂、变电所和电力用户组成的统一系统，其作用是把电转换为电能，供人使用或输送给其他需要电的部门。目前我国经济发展迅猛，社会进步也很快，对电力的需求也在不断地增长。

关键词：电力系统；自动化技术；发展趋势

引言：电力系统是一个巨大的工程，涉及的部门众多，电力自动化技术就是一门重要的学科。它运用电子技术、计算机技术、自动控制技术以及通信技术等现代化科技手段来解决电力系统中存在的问题，保证电力系统的安全可靠运行。 在20世纪70年代中期，世界上电力自动化发展迅速，现在已形成了比较完整的体系。我国的自动化起步较晚，从80年代初才开始研究和发展这门学科。随着我国社会经济的发展和科学技术的进步，特别是计算机技术和通信技术的迅速发展以及它们在生产生活中日益广泛应用，我国电力自动化水平不断提高，已经形成了比较完整的体系。

一、电力系统自动化的内涵

电力系统自动化，是指通过现代计算机技术和网络通信技术，实现电力系统运行的监控、调节和控制。它以电力系统的正常运行为前提，以电力系统的安全稳定为基础，以提高电力系统运行的经济效益为目的，综合应用各种现代科学技术手段和管理手段，对电力系统进行实时监测、监视和控制。它包括调度自动化、控制自动化和管理自动化四个层次。 调度自动化：调度系统是负责指挥、协调电力系统各部分工作的综合控制管理机构，它实现对电力系统状态的监视和对各种故障的自动处理，并能对运行方式进行优化。 分析自动化：分析工作是根据计算机采集的大量实时数据进行分析计算，发现并找出电力系统运行中存在的问题，并制定相应的方案以保证电力系统的安全稳定运行。 控制自动化：控制是指在保证安全运行和经济合理的条件下，按照预定目标自动地改变或调整设备参数和状态。

二、电力系统的组成

电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成。 发电部分由发电机组、汽轮机和锅炉等组成，其主要功能是把发电厂内的化学能转化为电能。 输电部分由高压输电线路（或架空线路）、发电厂至用户的电缆以及变电站组成，它主要承担着将交流电能转变成直流电能的任务。 变电部分由变压器、母线和用户的配电柜等组成，它主要完成电力系统内的电能变换，然后再将其分配给用户。 配电部分由变压器、线路、开关（断路器）等组成，其主要功能是将各种电能按照一定的标准进行分配，并提供给用户。 用电部分由插座、照明设备和家用电器等组成，其主要功能是将电能转换成各种形式的交流电，然后再供给用户使用。

三、发电厂与变电所

电力系统主要由发电厂和变电所组成。发电厂是将一次能源转换为电能的地方，而变电所则是将电能传输到用电场所的地方。发电厂和变电所一般都要采用电力自动化技术来保证安全运行。比如，为了保证发电机和变压器的安全运行，要求其在额定工况下运行，而一旦超过额定工况就必须停机，这时就要采用电力自动化技术来监测和控制。 电力系统中的发电厂主要是利用燃煤、燃油等化石燃料所产生的电能，经过一次能源转换过程后，将电能转化为机械能，再经过二次能源转换过程，将机械能转化为电能。此外还包括一些辅助设备和生产设施。比如：燃烧系统、汽轮机、发电机等设备及辅助设备和一些辅助生产设施等。

四、电力负荷与控制

随着国民经济的发展，特别是城市化进程的加快，我国对电力的需求逐年增加。电力负荷也从单一的工矿企业用电，逐步扩展到居民生活和工业生产用电。对电力负荷进行合理的管理与控制，对保证电力系统安全稳定运行、提高电力系统运行的经济性和社会效益有重要意义。 对于不同行业、不同规模、不同特点的电力用户，都需要根据其生产规模和性质特点采取不同的负荷控制措施，这就涉及到电力负荷控制技术。对于一些典型用户来说，其生产规模一般较大，生产工艺复杂，产品品种多，产品质量要求高，因此需要采用先进可靠的自动化技术。对于一些重要用户来说，由于其对电力供应的可靠性要求非常高，因此需要采用先进可靠的自动控制技术。

五、电力市场的发展趋势

电力市场的发展趋势将会是以大用户为中心，从市场竞争中获取利益。电力市场的发展趋势将会是：①发电和售电主体多元化，发电将由单一的电网企业垄断变为多个经营主体。 ②发电市场竞争加剧，为了提高自身竞争力，必须提高设备利用率、降低成本、提高服务质量和降低环境污染；③需求侧管理，即电力需求管理，在电力系统中引入竞争机制，是提高系统运行效率和安全可靠性的重要手段。 ④智能电网是电力市场发展的必然要求，在智能电网中，将采用大量的信息技术、通信技术和计算机技术等现代科学技术。 随着社会的发展，人们对电的需求量越来越大，对电力市场的要求也越来越高。因此我们必须提高电力系统自动化技术水平，为人们提供一个安全可靠、经济高效、优质环保、智能便捷的电力系统。这就需要我们在电力系统中引入智能电网自动化技术，为现代化建设做出贡献。

六、电力系统自动化要求

电力系统自动化，需实时搜集和监测电力系统局部或是整个系统运行的参数，同时还需要确保电力系统元器件具有较好的实用性、经济性和安全性，能够实现对电力系统元器件的真实调控，从而能够满足电力系统经济、安全运行的需要。此外，电力系统自动化还要实现对电力系统各部分和各层次之间的协调，为电力系统经济、安全运行提供重要的保证。电力系统自动化实现后，将人员从繁重的体力劳动中解脱出来，工作人员劳动强度降低，有效地提高了工作效率；而且能够及时排除系统故障，提高系统运行的安全，减少事故的发生机率，有利于延长电力设备的使用寿命。

七、电力系统自动化技术发展趋势

1.现场总线技术：以实时工业控制系统总线（RTU）、工业以太网和现场总线为基础的现场总线技术，将在电力系统中得到越来越广泛的应用。 2.计算机控制技术：微机控制技术和数字信号处理技术将是电力系统自动化的核心内容。 3.网络安全技术：随着计算机网络应用范围的扩大，电力系统自动化中的信息安全问题日益突出，同时，对网络安全提出了更高的要求，电力系统自动化中必须加强网络安全技术的研究。 4.新能源发电：随着我国经济的快速发展，对电能的需求量不断增加。风电、太阳能等新能源发电具有很好的前景，它将对电力系统自动化产生深远影响。 5.智能电网：随着电网规模的扩大，智能电网成为发展方向。

结束语：

电力自动化是我国电力行业发展的必然趋势，是我国实现现代化和工业化的重要标志。随着社会经济的发展，对电力的需求会越来越大，自动化技术也将得到更广泛地应用，使我国的电力行业有了巨大的进步和发展。当今社会，人们对电能的需求越来越大，而且人们对电能的质量要求也越来越高，所以必须提高电力系统中自动化技术的水平。通过对电力系统自动化技术及其应用进行研究分析可以知道，要使电力系统自动化技术得到更好地发展，必须不断完善它的结构体系。此外还要提高工作人员的专业素质和综合素质，使他们能熟练掌握现代化科技手段。只有这样才能使我国的电力事业得到更好地发展和进步。

参考文献：

[1]樊佳睿.电力系统运行中电气自动化技术的应用策略[C].四川劳动保障杂志出版有限公司.劳动保障研究会议论文集（四）.四川劳动保障杂志出版有限公司，2020:103-104+100.