电力自动化论文篇（1）

电力系统是一个巨维数的典型动态大系统，它具有强非线性、时变性且参数不确切可知，并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广阔，大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效控制是极为困难的。另一方面，由于公众对新建高压线路的不满情绪日益增加，线路造价，特别是走廊使用权的费用日益昂贵等客观条件的限制，以及电力网的不断增大，使得人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求。正是由于电力系统具有这样的特征，一些先进的控制手段不断地引入电力系统。本文回顾了模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等五种典型智能技术在电力系统中的运用。

一、模糊控制

模糊方法使控制十分简单而易于掌握，所以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，但建立常规的数学模型，有时十分困难，而建立模糊关系模型十分简易，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。这里介绍斯洛文尼亚学者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（thermostat）来保持几挡温度，以供烹饪者选用，如60，80，100，140℃。斯洛文尼亚现有的恒温器在100℃以下的灵敏度为±7℃，即控制器对±7℃以内的温度变化不反应；在100℃以上，灵敏度为±15℃。因此在实际应用中，有两个问题：①冷态启动时有一个越过恒温值的跃升现象；②在恒温应用中有围绕恒温摆动振荡的问题。改用模糊控制器后，这些现象基本上都没有了。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。因此输出量可以用一张二维的查询表来表示，即5×5=25条规则，每条规则为一个输出量，即控制量。应用这样一个简单的模糊控制器后，冷态加热时跃升超过恒温值的现象消失了，热态中围绕恒温值的摆动也没有了，还得到了节电的效果。在热态控制保持100℃的情况下，33min内，若用恒温器则耗电0.1530kW·h，若用模糊逻辑控制，则耗电0.1285kW·h，节电约16.3%，是一个不小的数目。在冷态加热情况下，若用恒温器加热，则能很快到达100℃，只耗电0.2144kW·h，若用模糊逻辑控制，达到100℃时需耗电0.2425kW·h。但恒温器振荡稳定到100℃的过程，耗电0.1719kW·h，而模糊逻辑控制略有微小的摆动，达到稳定值只耗电0.083kW·h。总计达100℃恒温的耗电量，恒温器需用0.3863kW·h，模糊逻辑控制需用0.3555kW·h，节电约15.7%。

二、神经网络控制

人工神经网络从1943年出现，经历了六、七十年代的研究低潮发展到现在，在模型结构、学习算法等方面取得了大量的研究成果。神经网络之所以受到人们的普遍关注，是由于它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。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。

三、专家系统控制

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；只采用了浅层知识而缺乏功能理解的深层适应；缺乏有效的学习机构，对付新情况的能力有限；知识库的验证困难；对复杂的问题缺少好的分析和组织工具等。因此，在开发专家系统方面应注意专家系统的代价/效益分析方法问题，专家系统软件的有效性和试验问题，知识获取问题，专家系统与其他常规计算工具相结合等问题。

四、线性最优控制

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。目前最优励磁控制的控制效果。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。电力系统线性最优控制器目前已在电力生产中获得了广泛的应用，发挥着重要的作用。但应当指出，由于这种控制器是针对电力系统的局部线性化模型来设计的，在强非线性的电力系统中对大干扰的控制效果不理想。

五、综合智能系统

电力自动化论文篇（2）

2厂站自动化概述

2.1火电厂自动化

自我国火电厂建立自动化系统以来，共经历了“第一代”和“第二代”以及“第三代”数字控制系统三个阶段。把彼此孤立的各个机组，建立起系统为第一控制阶段的内容，没有产生理想的效果。第二阶段这一问题没有被解决，在火电厂自动化历史舞台也渐渐退出。就目前火电厂自动化发展状况来看，正是发展中的第三阶段，该阶段的支撑为具备开放式特征的工业自动化系统。立足第三代数字控制系统的实际工作状态及其效率角度进行分析，能够完成实时监控全场电力工作行为任务，并能够将其向电力调度部门及时提供，这样电力调度部门就可根据各机组工作状态，分配全厂经济计算数据。与此同时，第三代数字控制系统还能够向电力系统各个“分部”反馈电力调度部门各项工作指令，这样调度部门通过合理调度整个电力系统，使其能够处于正确与科学的工作状态之中。分析第三代数字控制系统实际工作水平，其工作性能能够满足火电厂自动化工作需求，其作为自动化技术类型在火电厂推广和发展是值得的。

2.2水电厂自动化

就我国水电厂自动化技术来看，其建立是以计算机监控系统为基础实现的。在其发展初期，主要系统类型为分布式系统。而当代水电厂自动化技术全面改革的实现是建立在计算机监控系统不断进步基础上全面铺开的。目前，就水电厂自动化发展来看，其主要技术类型为全开放和全分布式监控系统。全开放和全分布式监控系统与集中式和分层分布式系统相比，具有明显的可靠性和可维护性优势，在电力生产和运行工作中投入速度更快，因此人们更“器重”它。无人值班为下一步发展水电厂自动化技术方向，对于这一发展目标的实现，水电厂不仅要把内部计算机实时监控系统建立起来，还需要其他调度部门的配合，把整个电网自动化系统建立起来，从而使有效监视与采集整个电网信息数据能够实现，这样无人值班的发展目标就会在各个自动化系统相互监督下成功实现。

2.3变电站综合自动化

变电站的综合自动化作为自动化管理技术是把各项优秀技术集中为一体。在实际工作当中，其能够完成检测电力工作现场数据，并将在其他系统的支持下分析无法测量的数据，将记录下来，调度部门对其进一步分析和使用带来便利。目前，变电站综合自动化技术能够有效集中电力系统各个分散设备，实现有效调度电力系统各个设备。由于同质性为电力系统当中部分设备特征，因此为防止相互干扰和混淆调度指令信号，变电站综合自动化系统能够有效划分系统单元，以中央单元和间隔级单元呈现，综合自动化系统特点正体现于此，其优势也正在这里。

3厂站自动化技术的发展趋势

综合自动化技术为当今发电厂和变电站自动化技术，其主要特征为分层分布，在科学技术不断进步下，方兴未艾为其发展状态，以下为其大致发展趋势。电子、计算机、通信技术加速了厂站自动化技术的发展，IED兴起在20世纪末，被广泛地应用在工业自动化领域和电力自动化方面。IED实际就是一台嵌入式装置，具备微处理器等部件，对各种不同工业应用环境都能够满足，应用场合不同其软件也具有差异，电子电能表等就是比较典型的IED。以这一定义为依据，我们针对厂站自动化系统，可以以IED来看待其中的间隔层测控等装置。通常各种IED之间接口为工业现场总线或工业以太网，由于应用环境不同其信息交换协议也存在差异。特别强调一下，在厂站自动化领域中，PI的应用存在逐步扩大趋势。作为工业自动化产品的PLC比较经典，应用历史较长，目前处于发展与改进中，但在过去电力自动化行业相当长一段时间内，其被较为广泛地应用在电厂自动化机组单元控制外，在远动与继电保护领域运用极少。近来在厂站自动化领域，PLC的应用呈现出扩大和深化趋势，成为关注的焦点。

电力自动化论文篇（3）

一、电力系统自动化总的发展趋势

1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于:

(1)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。

(2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。

(3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。

(4)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。

(5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。

2.整个电力系统自动化的发展则趋向于:

(1)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)。

(2)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)。

(3)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。

(4)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。

(5)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。

(6)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。

(7)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。

近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(PowerSystemEquiqmentsandPowerElectronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。

二、具有变革性重要影响的三项新技术

1.电力系统的智能控制

电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:

(1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。

(2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。

(3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。

智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。

智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。

2.FACTS和DFACTS

(1)FACTS概念的提出

在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。

所谓“柔流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称FACTS,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。

(2)FACTS的核心装置之一——ASVC的研究现状

各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FACTS装置的各种核心技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。

ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASVC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。

(3)DFACTS的研究态势

随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。

DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。超级秘书网

3.基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统

(1)基于GPS统一时钟的新一代EMS

目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。

(2)基于GPS的新一代动态安全监控系统

电力自动化论文篇（4）

针对于机房电源的使用，双机冗余在服务器领域使用，双通道或者是比双通道更高的一个标准作为数据信息搜集的安全指标，UNIX服务器在大型集控站和地调上使用，机柜使用的标准达到机柜的参数标准，所以机房电源需要的是大功率延时电源，方可确保电力使用的安全性。而定期检测UPS电源的使用情况，以免使用时间较久出现漏液的问题。

1.2确保传输介质安全所要达到的指标

由于受到电力企业和集控站的电磁干扰的原因，网线需要屏蔽电磁干扰，尽量选择RJ45头和双绞线来解决。制作RJ45头需要做到以下几点：第一按照顺序排列整齐，插入RJ45插头，使用压线钳弄紧。第二双绞线不能够露在外面，如果露出的部分已经超过了12MM的话，就会降低网线通讯质量标准，导致近端串扰和回拨损耗的问题。

1.3视频监视设备

在没有人看守的情况下，处于110kv或者是110kv以下的变电站运行如何才能够保证其安全？时刻监控环境和操作环境，该设备是安全稳定的，目前绝大多是使用视频监视设备。

2网络安全实现与防范的标准

确保网络结构的安全是通过关键网络结构、网络系统和路由的优化组成的，它也是确保网络安全的一个重要方面。网络结构通过体系结构分层来运行，达到安全管理实效的目的，便于业务的拓展以及进行有效的控制。

2.1网络拓朴的标准配置

地级以上调度网、冗余链路大规模的集控站通常使用的都是双网结构模式，在数据采集通道上则是需要达到标准，采用的备用链路要达到2到3条，这个就是网络拓扑所需要达标的一个标准配置。

2.2网络分段的有效方法

确保网络安全的有效的方法就是进行网络分段，同时也是对网络广播风暴的一种控制的有效措施。网络分段的通常表现手法是进行逻辑分段和物理分段两种。为了达到隔离敏感网络资源和非法用户的目的，有效控制可能遇到的非常监听。从目前的情况来看，以交换机为中心、路由器为边界所形成的网络环境格局是电力调度自动化局域网的主要运行手段，为了能够突出三层交换功能和中心交换机的访问功能两个作用，同时为了能够达到对局域网有效控制的方法，可以采用综合应用物流分段和逻辑分段的方法来实现。

2.3交换机、路由器的网络设备安全的安全防护方法

不法分子对路由器和交换机进行攻击，则会导致网络的严重瘫痪，因为路由器和交交换机有效的解决办法也就是说，加强IOS漏洞的安全性，对管理终端口命令进行严密的保密措施是解决黑客攻击路由器和交换机的有效方法。

2.4运行网络主机安全和物理安全所需要达标的标准

单靠防火墙来确保整个网络安全的话是不够的，需要结合其他方法才能够确保整个网络系统的安全。加强对物理安全措施和网络主机的操作系统安全是提高网络系统安全的方法。对于电脑防护安全的重要程度来看的话，文件系统安排在第一位，接下来是应用服务安全、系统服务安全、操作系统的内核安全以及主机系统的物理安全。从安全防范措施来看，针对于主机的安全检查和漏洞的修补，加上系统进行安全备份则是作为辅助检查来保护系统的安全性。有效控制突破防火墙和发起的内部攻击是确保网络系统安全的第二个措施。最后的防护网络系统的方法是进行系统备份，这个也是在黑客攻击网络系统之后进行的系统修复。对系统进行安全检测，入侵查看和应急处理所采用的一整套的安全检查和各项应对措施，则是在防火墙和主机安全措施使用之后所采取的方法。黑客攻击的方法是这样展开的，突破防火墙和网络主机的限制，从网络链路层识别网络状态信息，然后进行输入，然后进行入侵检测子系统。判定是否有入侵检测系统，可以看是否有相关入侵事件的发生，一旦有这样的情况，采取应急措施，警示对方。系统安全审计还可以对信息来源加以修正，能够有效预防攻击者所发出的攻击行为，妥善处理其后果，有效提高系统安全性。2.5网络防火技术的安全蔽智能网关是目前安全指数最高的防火墙技术，它的隐秘性则是体现在公共系统之后，能够避免入侵者的直接攻击。隐蔽智能网关有连个作用，第一禁止不法分子对专用网络在没有授权访问的基础下进行访问，也能够对访问互联网的人进行有效的日志备忘。它的安全级别之高，也是确保网络系统安全的一种非常有效的方法，同时也能够阻止不法分子的破坏和入侵。

电力自动化论文篇（5）

2电力工程自动化存在的问题

（1）盲目引进自动化设备，没有针对性随着科学技术的不断大展，很多自动化设备出现在电力工程现场。电力部门的管理是一个系统多样性的过程，因此仅靠人力难以实现全方位的工程管理，难以发现系统中存在的隐患，通过全面检测也只能发现一些比较明显的问题。通过自动化设备能够实现对系统的全方位监测，提高系统工作效率，减少故障发生率。

（2）电力工程自动化装置缺乏人性化电力工程设备具有高度集成电力系统控制能力，很多先进的自动化设备操作具有一定难度，电力部门技术人员在未受到专业培训的情况下难以掌握自动化设备的操作方法。电力部门没有针对建立一个完善快捷的自动化控制系统，技术人员往往无法掌握自动化技术的精髓，无法将自动化的功能完全发挥出来。自动化系统建设缺乏人性化，没有从便于操作的角度进行设计。自动化是为了便于管理而引进的现代化设备，而实际过程却是无法发挥自动化的功能，自动化设备本身却带来了在操作上的难题，适得其反。

（3）电力工程自动化数据传输问题自动化设备对电力工程的控制主要通过对监测数据进行分析并做出反应，与传统人为管理方式一样，只是自动化设备具备反应迅速、高效快捷等优点。管理过程中需要对数据进行准确传输，保证智能处理系统得到的数据是有效的。目前电力系统自动化信息传输存在一定误差。由于电力工程引进的自动化设备并非完全定制，而是采购市面上通用的自动化设备，因此在实际运用时可能与电力工程系统存在兼容性问题，一些系统中存在的问题导致数据无法准确传输，因此导致系统出现一定错误率，甚至可能导致电力系统的故障。

3提高电力工程自动化有效性的措施

（1）针对性引进自动化设备电力部门在引进自动化之前需要对整个电力系统进行分析，找出系统组需要切实解决的问题，对存在的问题进行深入分析，找出解决各个问题的具体措施，看是否有必要引进自动化设备。对迫切需要的部分进行自动化方案探讨，针对问题引进有效的自动化设施，保证自动化设施在电力工程能发挥实际效益，避免盲目跟风造成资金浪费。

（2）建立人性化自动化操作系统自动化设备引进后，应该请专门的人员编写相关程序，从便于操作的角度进行分析，建立一套完整的自动化控制系统。系统最好采用简单明了的操作方式，让电力部门的工作人员能够快速掌握并熟练操作。在自动化操作过程中应该进行一定的防护作用，例如进对一些具有一定后果的操作设置问题选项，操作人员进行相关操作时会有问题弹出，请操作人员确认是否继续操作，避免操作人员的疏忽导致自动化系统紊乱。

（3）采用竞标方式引进定制自动化系统目前从事开发自动化系统与设施的企业众多，竞争颇为激烈，因此电力部门在引进自动化时可以采用竞标的方式购买自动化定制产品，让众多企业参与进来，选择性价比适中的企业。定制的自动化系统能够避免与电力系统的兼容性问题，所有功能针对电力系统而建立，因此数据传输基本不受影响，得到的分析结果准确，真正达到自动化管理的目的。

电力自动化论文篇（6）

一、电力通讯自动化设备

（一）载波通讯设备

一个完整的载波通讯系统，按功能划分，大体分为调制系统、载供系统、自动电平调节系统、振铃系统和增音系统。其中前四部分是载波机的主要组成。

1．载波机。电力线载波机概括起来由四部分组成：自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统。载波机类型不同，各自系统的构成原理、实现方式等都有所不同。调制系统：双边带载波机传输的是上下两个边带加载频信号，只要经过一级调制即可将原始信号搬到线路频谱；单边带载波机传输的是单边带抑制载频的信号，一般要经过两级或三级调制将原始低频信号搬往线路频谱。自动电平调节系统：此系统的设置是为补偿各种因素所引起的传输电平的波动。在双边带载波机中，载频分量是常发送的，在接收端，将能够反映通道衰减特性变化的载频分量进行检波、整流，而后去控制高载放大器的增益，即可实现此目的；单边带载波机，设置中频调节系统，发信端的中频载频一方面送往中频调幅器，另一方面经高频调幅器的放大器送往载波通路，对方收信支路用窄带滤波器选出中频，放大后，一方面送中频解调器进行同步解调另一方面作为导频，经整流后，再去控制收信支路的增益或衰减，从而实现自动电平调节。振铃系统：为保证调度通讯的迅速可靠，电力线载波机均设置乐自动交换系统以完成振铃呼叫自动接续的任务。双边带载波机是利用载频分量实现自动呼叫，单边带载波机则设有专门的音频振铃信号。载供系统：其作用是向调制系统提供所需载频频率。在双边带载波机中，发信端根据调制系统的需要，一般设有中频载频和高频载频，而且收信端除设有一个高频载频振荡器外，中频解调器的载频则主要靠对方端送过来的中频载频，以实现载频的“最终同步”。

2．音频架、高频架。在载波通讯中，如果调度所和变电站相距较远，为了保证拨号的准确性和通讯质量，在调度所侧安装音频架，而在变电站侧安装高频架，两架之间用音频电缆连接起来。载波机按音频架、高频架分架安装后，用户线很短，通讯质量明显提高，另外给远动通路信号电平的调整也带来方便。同时，话音通路四线端亦在调度所，便于与交换机接口组成专用业务通讯网。

（二）微波通讯设备

根据微波站的作用，所承担任务的不同，微波站分为不同类型。根据站型的不同，其设备也有所不同。但一般来说，包括以下设备：终端机、收发信机、天馈线、微波配线架、电源、蓄电池、铁塔等。

1．收、发信机。微波收、发信机的主要任务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道，频率变换过程是将信号的频率往高处变（群路信号变为微波信号），即上变频。在收信通道，频率变换过程是将信号的频率往低处变（微波信号变为群路信号），即下变频。

2．终端机。微波通讯系统中，必须有复用设备作为终端机，其作用是：在发信端，将各用户的话路信号，按一定的规律组合成群频话路信号；在收信端，将群频话路信号，按相应规律解出各个话路信号。

（三）光纤通讯设备

光纤通讯系统主要包括光端机和光中继机以及脉冲编码调制PCM数字通讯设备。

1．光端机。光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机中还有其他辅助电路，如公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通讯、电源等。在实际应用中，为了提高光端机的可靠性，往往采用热备用方法，使系统在主备状态下工作，正常情况下主用部分工作，当主用部分发生故障时，可自动切换到备用部分工作，目前应用较多的是一主一备方式。光端机各主要组成部分作用如下：输入接口：将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换：简称码型变换，将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路：包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路：将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号，并进行放大，均衡改善脉冲波形，清除码间干扰。定时再生电路：由定时提出和再生两部分组成，从均衡以后的信号流中抽取定时器，再经定时判决，产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换：简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。光端机一般采用条架结构，单元框方式。不同速率下工作的光端机，单元框的组成情况也不同。

2．光中继机。在进行长距离光传输时，由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路衰耗等限制，光端机之间的最大传输距离是有限的。例如34Mbit/s光端机的传输距离一般在50～60km的范围，155Mbit/s光端机的传输距离一般在40～55km的范围，若传输距离超过这些范围，则通常须考虑加中继机，相当于光纤传输的接力站，这样可以将传输距离大大延长。由于光中继机的作用可知，光中继机应由光接收机、定时、再生、光发送等电路组成。一般情况下，可以看成是没有输入输出接口及线路码型正反变换的光端机背靠背的相连。因此，光中继机总的来说比光端机简单，为了实现双向传输，在中继站，每个传输方向必须设置中继，对于一个系统的光中继机的两套收、发设备，公务部分是公共的。

3．数字通讯设备。一般来说，数字通讯设备包括PCM基群和高次群复接设备。PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码、调制，变成数字信号，再通过数字复接技术，将多路PCM信号变成一路基群速率为2048Mbit/s信号进行传送，以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理过程，还原成模拟的话音信号的一种设备。

二、电力通讯网络的工作模式

通讯的目的是为了传送、交换信息。虽然信息有多种形式（如语音，图像或文字等），但一般通讯系统的组成都可以概括为：信源是指信息的产生来源，这些信息都是非电信息，要转换成电信号，需要一种变换器，即输入设备。交换设备是沟通输入设备与发送设备的接续装置。它可以经济地使用发信设备，提高发信设备的利用率。发送设备的任务是将各种信息的电信号经过处理（如调制、滤波、放大等）使之满足信道传输的要求，并经济有效地利用信道。载波通讯中，载波机的发信部分就是一种发送设备。信道是信息传输的媒介，概括地讲分有线信道和无线信道。信号在传输过程中，还会受到来自系统内部噪声和外界各种无用信号的干扰各种形式的噪声集中在一起用一个噪声源表示。接收设备和输出设备的作用与发送设备和输入设备作用相反，它们是接收线路传输的信息，并把它恢复为原始信息形式，完成通讯。在电力工业中，现已形成以网局及省局为中心的专用通讯网，并且已开通包括全国各大城市的跨省长途通讯干线网络。在现行的通讯网中光纤通讯已占主导地位。随着电力工业的发展，大电站、大机组、超高压输电线路不断增加，电网规模越来越大；通讯技术发展突飞猛进，装备水平不断提高，更新周期明显缩短。数字微波、卫星通讯、移动通讯、对流层散射通讯、特高频通讯、扩展频谱通讯、数字程控交换机以及数据网等新兴通讯技术在电力系统中会得以逐渐推广与应用。

三、结语

在合理规划、设计和实施各种网络的基础上，如何为电力系统提供种类繁多、质量可靠的服务，就成为摆在电力通讯部门面前的一个重要课题，而建立一个综合、高效的电力系统通讯资源管理系统则是解决这一问题的一项重要基础工程，具有十分重要的理论意义和应用价值。

电力自动化论文篇（7）

论文摘要：现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高，相应地，电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展，本文对此进行了详细的阐述。 论文关键词：电力系统自动化 发展 应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于: (1)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。 (2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 (3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 (4)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。 (5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 2.整个电力系统自动化的发展则趋向于: (1)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)。 (2)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)。 (3)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。 (4)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。 (5)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。 (6)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。 (7)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。 近20年来，随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展，现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体，简称为“CCCP”。其内涵不断深入，外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大，考虑的因素越来越多，直接可观可测的范围越来越广，能够闭环控制的对象越来越丰富。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 1.电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调，也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景，其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制，基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构，多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.FACTS和DFACTS (1)FACTS概念的提出 在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候，一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(FA

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应用最直接的表现之一。抄表是电能计量中的基础工作，一直以来，传统的抄表工作都是人工完成的，常常会出现抄错、漏抄等问题，会对计量准确度产生严重的影响。在电能计量自动化系统下，传统的人工抄表方式逐渐转变为远程自动抄表方式，用电现场终端每月初抄读各计量点月冻结电量，并能够自动将数据传送回计量主站，不仅大大减少了在抄表方面的人工投入，同时，进一步提高了抄表质量和抄表效率。其次，计量自动化系统完全指出所有终端设备提供的报警，在采集数据、通讯状况等数据的基础上，可以实现关于数据异常、数据不全等报警功能。电能计量自动化系统的建成及其在电力营销中的投运，能够全方位覆盖计量装置远程监测系统，有助于推动传统计量装置在运行管理模式和故障诊断手段方面实现跨越式的大发展。与传统“守株待兔”式的故障排查相比，电能计量自动化系统的应用可以实现对故障的精确定位，并主动出击，极大地提高了用电监察的及时性和可靠性。

2统计线损四分、供售电量和检查用电

在线损四分管理中，对线损四分的实时统计是工作难点之一，而计量自动化系统在电力营销中的应用则较好地解决了这一问题。电能计量自动化系统的实时数据采集功能，不仅能够对线损按月、按日进行分区、分压，同时，还能够进行分线、分台等统计、分析，并且可以在需求基础上自定义分析相关的对象，形成各类线损统计报表，有利于推进线损异常的分析和管理。在未应用计量自动化系统之前，人工抄写是统计供售电量、分析同期线损的主要方式。这种传统的方式，不仅效率低，而且工作负担比较大。应用了电能计量自动化系统后，在统计供售电量工作方面，有效地提高了工作效率、工作的准确度和实时性。在检查用电的工作中，应用电能计量自动化系统能够实时监测用户的用电情况，一旦出现异常情况，就可以及时发出警报，准确排查和定位故障。

3分析用电负荷特性、监测配变运行、统计停电时间对于供电企业

分析、掌握用电负荷的细分区域和各类行业的负荷特性是其一直的努力方向，但是，在实际工作中，却很难实时获得负荷数据。应用计量自动化系统，不仅具有强大的负荷分析功能，同时，还能够获得实时负荷数据。在监测配变运性方面，计量自动化系统的应用可以实时监测、统计和分析变压器的电压、功率因数和负载率等情况，有效地减少了因路途遥远而导致监测不到位情况的发生，而且还能及时掌握设备运行的完整曲线和相关数据，更加科学、有效地评估配变运行状态。在统计停电时间方面，电能自动化系统的应用是立足于后台判断终端是否停电，以此来促进统计专变和配变停电信息的实现。同时，还可以根据实际要求自定义生成停电时间统计报表，为生产部门提供更多的参考数据，以提高其供电分析的可靠性。

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1.1设备选型：

为了实现电气工程自动化管理，在电气设备订货期间就得统一考虑其设备型号及功能需满足电源监控系统的技术及参数要求。

1.2系统集成

基于设备订货期间考虑的设备型号及参数满足电源监控系统的通信及其控制技术要求，故可以实现1#、2#、3#和中心变的电源监控系统集成，采用华立特公司的FARAD200SEAV5.0系统。

1.3数据分析

通过FARAD电源监控系统可提供实时的数据分析和查看各种实时数据，实时数据主要包括：模拟量、数字量、电度量、设备驱动、事件记录和电力设备表。通过数据分析可以对设备的运行状态、电度量的实时值、峰峰电度量、事故发生的时间及故障点、电力台帐总表、上次检修时间、计划检修时间等进行查阅。

1.4报警管理

报警的类型分为5类，一般事件，一般报警，预告报警，事故报警或自定义报警。报警的状态分为3种，报警消失，报警未消失，报警。报警状态还包括确认信息。报警会根据不同的状态显示不同的颜色。通过对苏州港太仓港三期电源监控系统简要的分析，其系统主要应用了以下几种自动化技术：

1.4.1智能控制的应用

及时对电源监控系统管理中出现的各项问题进行反馈和报警，保证企业电气管理部门能够及时地发现系统中的电力故障和故障点，并进行相应的维护、改进和完善。

1.4.2仿真技术的应用

苏州港太仓港三期电源监控系统的核心是FARAD200SEAV5.0系统，采用了仿真技术，主要实现了以下几种功能：各变电所的10KV系统和低压系统通过在FARAD软件的界面切换，提供准确的各电气设备的运行状态。电气故障的报警和初步的诊断。对整个电源监控系统运行可以进行动态的监控。对电源监控系统进行了优化设计和调试。

1.4.3集成技术的应用

在以往的电力系统运行过程中，电力分配、电力安全、电力维护等环节是分开进行管理的，而当实现了电气工程自动化在电力系统运行中的应用之后，就要将不同的环节进行统一化的集成管理。通过运用集成技术，本监控系统首先实现了中心变和1#、2#、3#变电所的集中管理，减少了变电所的值班人员；其次实现了系统的拓展，太仓港公用危险品工程和苏州港太仓港三期工程为一家营运公司，太仓港公用危险品工程电力系统建成后并入了苏州港太仓港三期电源监控系统，统一进行管理；再次实现了电力安全和电力维护的集成管理，发生的电力事故和电力维护记录可查。

2关于电气工程自动化技术在电力系统中的应用几点想法

基于对苏州港太仓港三期电源监控系统的分析，本人浅淡一下工程自动化在电力系统中的应用几点想法：

2.1推广、使用统一的国际标准

遵循统一的国际标准，这将会使设备的选型范围更广。但目前各个生产电气自动化设备的厂商生产的设备有所不同，遵循的标准也存在差异性，会导致各个厂商生产的电气自动化设备之间的兼容性不高，不利于进行系统集成。

2.2适应电气工程自动化控制技术要求的新产品研究和开发

基本电力安全因素和电气设备的技术原因，本电源监控系统未能实现完全的自动化控制。如：保护装置的整定值（速断、过流和单相接地等）的设定和修改，必需在保护装置上进行操作设定，不能在系统软件中直接进行修改。

2.3适当运用以太网技术

电力系统有着越来越复杂的趋势，其运行过程中，需要进行采集和处理的数据量也越来越大。为了保证电网信息的实时性和有效性，就需要对数据传输的处理途径进行优化，选择一种更快的手段。运用以太网技术能够保证大量的数据保持既快又稳定的传输，因此以太网技术充分满足了电气工程自动化技术发展过程中对数据处理优良途径的需要。

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不管是电力工程，还是自动化本身技术，将电气自动化渗透在电力系统中都具有很强的现实意义，其主要表现在：推动电力系统自动化水平上。它本身属于高科技的范畴，在电力应用中，以电力设施与技术更新为主，当然也能带动电力工程信息化水平，特别是电力设施权限上；具体如：电气设施模糊化，同时运用范围日渐加宽也极大的推动了电气自动化技术水平的提高。将自动化技术应用到电力工程中，具有明显的优势。同时，电气自动化和计算机有着密切的联系，在相关设施维护时，只要经过计算机就能达到要求；然后再由工作人员结合数据信息，利用计算机运行以达到对相关设备运行的维护，同时这也是控制工作人员工作强度的有效方式。将电气自动化技术运用在电力工程中，能够有效提高管理效率。为了满足电气自动化应用要求，电力设施与技术管理都需要不断调整。就目前的电气自动化相关设备来看：由总线连接构成，其连接过程简单，在总线控制的过程中，同时也是对整个过程进行有效管理的方法。

1.2电气自动化技术的设计原则

目前，大多数电力系统已经带有自动保护装置，故在设备选型时，通常会优先选择自动化综合系统，其选型接线方式比较简单，结合继电保护就能实现自动化设备的有效应用。从总体来看，电气自动化技术必须遵循的原则，主要包括以下方面：电气自动化控制设施的连线形式必须结合原有的系统设计，即使使用的是监测系统也必须添加设备数量与种类，并且在图纸设计中详细说明，以保障设备连接的精确性。在计算机远程开关中，必须使用远程闭闸、开闸智能开关，以确保远程操作中的自动化控制顺利实现。利用计算机实现开关监控，在接点打开的情况下，将其纳入监控体系。如果是低压开关，必须设置辅助接点。在设置与安装继电保护设施时，必须整合综合电气与变压保护技术。

2电力电气自动化在电力工程的应用

2.1变电站自动化

变电站自动化，是利用站内电气设施监控，在计算机替代传统监控设施的环境，确保二次设施的数字化与集成化；变电站利用光纤替代传统的电缆传输，以提高信息传输效率在自动化技术的运用，同时它还可以在计算机截面上进行操作，以统一记录运行状态。另外，变电站自动化也能满足各种电气设施的运行要求，它在电网自动化中发挥了很好的作用。

2.2PLC系统

PLC作为计算机技术与继电接触整合的产物，通过电力系统，它实现了工作指令的信息记录与自动编程，在有效控制电力系统信息运算和记录的同时，减小电力系统耗能，让整个系统更加灵活、轻便。PLC在电力系统数据分析、转换、整合、采集、传递、转换等方面都具有得天独厚的优势，在吸纳到电力系统进行有效控制的同时，对不份额柔性操作进行智能控制。利用电力系统中的独立模块，以及总线信息中的通信连接，不仅能保障电力系统正常控制，对促进电力系统相关工作协调化也有重大作用。

2.3电网调度

电网调度组成，主要包含电网调度中心控制中的工作站、计算机网络、打印设施、显示器等。在电网调度自动化中，利用电力系统的广域网与专用网进行连接，由电网调度范围、中心控制内的终端和发电厂构成。在电力生产中，它不仅能满足数据采集、调度自动化，还能对电网监控进行有效分析。另外，它在估算电力状态、预测电力负荷时也有很大作用，电网自动化不仅有助于调动经济调度与发电控制功能，对满足电力市场运营要求也有很大作用。

2.4发电厂测控

在单元控制过程中，控制单元一般由智能模件与主控模件构成。其PCU能直接面对生产中的热电偶、变送器、电气量、脉冲量、开关量等各种信号接收。在处理运算中，通过实时显示运算设施与参数，在打印好输出信号与执行机构后，以完成过程生产的控制、监测与联锁保护。其中，工程师与运行员为其准备好人机接口，工程师主要负责组态修改与设置，以确保系统维护与诊断；运行员接收PCU的信息，为其提供良好的控制与监视手段。

2.5计算机

计算机作为整个电气自动化最主要的技术之一，它的应用对象主要有电力系统的变电、配电和供电环节。而智能电网则是电力系统应用最广的技术，调动电网的技术是电力系统应用计算机技术最典型的代表之一，同时也是现行电力系统自动化最主要的部分，它不仅能实现国家电网相关信息的收集工作，同时还能对各个区域、省市、县级电网进行自动调控与调动。