論述電力工程中電氣自動化技術

李綱

摘 要：我國科技迅速發展的今天，自動化系統也日漸完善，可見將在電力行業中今后發揮更大的作用。本文主要簡單描述了電力自動化技術相關問題進行了研究。

關鍵詞：電力工程；電氣自動化技術；方向

引 言

如今現代計算機技術、功率電子技術、通信技術和控制技術日新月異，而且這些新技術漸漸由實驗及理論過程進入運用領域，其都對電力自動化技術產生了較大的影響。部分新的觀點和理論適應時機而產生，電力電氣自動化技術也將進入了新時代。

1 電力系統中電氣自動化技術應用方向

1.1 電力系統中人工智能的應用

電力系統及其元件的故障診斷、運行分析、規劃設計等方面將模糊邏輯、專家系統以及進化理論應用到實際研究，并且結合電力工業發展的需要，開展了電力系統智能控制理論與應用的研究，同時也開展了在上述實用軟件研究的基礎上以提高電力系統運行與控制的智能化水平。

1.2 電力系統配電網自動化技術

該技術采用的模型為最新國際標準公共信息模型，輸電網的理論算法采用與配網實際與高級應用軟件相結合，負荷預測時配合應用人工智能灰色神經元算法進行，最后進行潮流計算時采用配網遞歸虛擬流算法。電力系統配電網自動化技術取得了重大技術突破，主要表現在信息配網一體化、高級應用軟件、配網模型、中低壓網絡數字方面，最終，解決了載波正在配電網上應用的路由、衰耗等技術難題，正是因為采用數字信號處理技術，才得以提高了載波接收靈敏度。

2 影響電力系統自動化的三項新技術

2.1 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問協調，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。

2.2 FACTS和DFACTS

2.2.1 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——柔性交流輸電系統（FACTS）技術悄然興起。

柔性交流輸電系統是F1exible AC Transmission Systems中文翻譯，英文簡稱FACTS，指應用于交流輸電系統的電力電子裝置。利用大功率電力電子元器件構成的裝置來控制調節交流電力系統的運行參數或網絡參數，優化電力系統運行狀態，提高交流電力系統線路的輸電能力。其中”柔性”是指對電壓電流的可控性；如裝置與系統并聯可以對系統電壓和無功功率進行控制，裝置與系統串聯可以對電流和潮流進行控制；FACTS通過增加輸電網絡的傳輸容量，從而提高輸電網絡的價值，FACTS控制裝置動作速度快，因而能夠擴大輸電網絡的安全運行區域；在電力電子裝置最早用于直流輸電系統中并實現了對輸送功率的快速控制，由此人們想在交流系統中加裝電力電子裝置，尋求對潮流的可控，以獲得最大的安全裕度和最小的輸電成本，FACTS技術應運而生，靜止無功補償器（SVC），靜止同步補償器（STATCOM）又稱作ASVG，晶閘管投切串聯電容器（TCSC），靜止同步串聯補償器（Static Synchonous Series Compensator）以及統一潮流控制器（UPFC）就是基于FACTS裝置家族的成員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。

2.2.2 對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FAC1's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，沒有轉動設各的機械慣性、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。

2.2.3 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。

2.3 新一代EMS和動態安全監控系統

2.3.1 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，不同記錄儀之向缺乏通信，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。

2.3.2 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——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。

3 結束語

總之，電力自動化技術在電力工程中發揮著越來越重要的作用，在新技術的廣泛應用下，傳統的技術正在逐漸的被取代，從而更加促進了電力自動化技術的發展。電力自動化技術集計算機技術、通信技術等的現代技術于一體，在電力建設以及電網配備等的電力工程中發揮著很重要的作用，是電力系統穩定運行的重要保證。我們在電力技術方面起步較晚，這就需要我們不斷地進行探索，積極地采用新技術，從而為電力工程做出更多的貢獻，實現電力系統的快速發展。

參考文獻

[1]胡瑞華.淺析電力自動化技術發展現狀[J].科教導刊，2010（33）.

[2]江海濤.淺談電力自動化技術的發展[J].硅谷，2009（21）.

[3]劉中飛.電力自動化發展現狀及展望[J].北京電力高等?？茖W校學報：自然科學版，2011（12）.