电力系统论文篇（1）

二、电厂电力孤网电力系统设计

2.1　矿热炉电力设计

镍铁冶炼厂对自备电厂的升压变压器没有特别要求。升压变压器的电压等级取决于项目所在地的电厂和冶炼厂的建厂条件和供电半径等因素，需在现场考察及进行相关设计工作后确定。就目前来说，与50MW的发电机组相适应的矿热电炉容量约36MVA，如果电厂与镍铁冶炼厂合建在统一厂区，由于供电半径较小，36MVA左右的矿热炉亦可由电厂10kV电压直配；但从发展情况考虑，为适应矿热电炉的大型化也可按升压到35kV电压等级。矿热电炉在非正常生产状态下对电网造成的冲击大致分为电极在炉内发生短路故障造成的电流突增和发生故障后保护装置动作跳闸甩负荷两种类型。通常在设计时采取恰当选择电炉变压器的阻抗来限制短路电流冲击的幅值，工程上一般要求将短路电流值限制在额定电流的3.5倍以下；而跳闸后的甩负荷冲击的幅值与电炉的运行功率有关，但超过发电机组在冲击发生前稳态发电功率10%是完全可能的。由于电炉在生产运行时出现故障的时间具有随机性，事先无法准确预测，故在自备电厂的设计中考虑应对该冲击的措施。

2.2　电气主接线

本工程建设2×200t/h燃煤锅炉和2×50MW凝汽式汽轮发电机组，发电机孤网运行。　发电机出口电压为10.5kV，发电机设出口电压母线，高压厂用电电源由发电机出口电压母线引接，每台发电机配置一台60MVA35/10.5kV升压变压器将发电机发出的电能经升压后送至电厂35kV变电所。本工程为孤网运行，因此设柴油发电机组作为厂用起动及备用电源并设置高压起动/备用段，柴油发电机选用4台2000kW，出口电压11kV。

锅炉送、引风机、电动给水泵及循环水泵采用高压电机，工频运行。10.5kVI段高压厂用母线带1#发电机出线断路器柜、1#机组高压负荷、10.5kV高压厂用I段与10.5kV备用段联络柜、1#主变低压侧断路器柜。10.5kVII段厂用母线带2#发电机出线断路器柜、2#机组高压负荷、10.5kV厂用II段与10.5kV备用段联络柜、2#主变低压侧断路器柜，10.5kV厂用III段主要为电站公用系统供电母线。在高压厂用电源进线回路及10.5kV分段处加装串联电抗器。

2.3　厂用电系统

高压及低压厂用电源按机炉分为两个工作段、一个公用段及一个备用段，对应的机炉负荷接在对应的母线上：1#炉所用的送、引风机、1#、2#锅炉给水泵、1#循环水泵、1#厂用工作变压器等接在10.5kV厂用I段上；2#炉所用的高压送、引风机、3#锅炉给水泵、2#、3#循环水泵接线、2#厂用工作变压器接在10.5kV厂用II段上；公用负荷由公用变压器引接，电源引自10.5kV公用母线。

三、电厂电力孤网运行方案论证

3.1　正常运行时

正常生产时，两台机组同时运行，机组出力均为70％，可满足全厂100%用电负荷。当1台机组检修或甩负荷时，另外一台机组出力在100%，可满足全厂70％左右的用电负荷。正常运行时，机组负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。

3.2　电厂启动

由于孤网运行，投运前由1＃机组发电利用黑启动柴油发电机组，启动辅机后投入运行，对外供电。1＃机组运行后带动全厂70%的负荷运转，并启动2#机组的辅机运行，进而启动2＃机组发电，直至两台机组同时运行，满足按全厂100%的自供电率，逐步进行电厂和冶炼厂的生产，实现全厂电力负荷平衡。

3.3　发电机甩负荷或非计划跳机时

当机组发电机甩负荷或非计划跳机时，全厂用电出现短时供电不足，此时电厂供电量仅满足全厂约70％的负荷。为了不致将系统电压拉低，造成系统崩溃，应在中央配电站设置低周减载保护，根据工艺要求，对部分负荷进行切除，减少用电量，同时减产运行，保障安全生产。若工艺需要，部分负荷无法切除，同时又无法满足剩余发电机稳定运行，则根据需要在相应的系统侧设置柴油发电机组，以确保分系统的安全稳定运行。

3.4　当用电负荷出现较大波动时

当系统负荷瞬时出现大负荷停机时，电力网络电压上升。若全厂40％以上负荷停机，则直接解列一台发电机组，用剩下的另外一台机组带全厂负荷。

若全厂40％以内大负荷停机，则汽机保护装置瞬时动作，可维持系统频率在50±5Hz以内，系统仍满足稳定运行条件。

若全厂小负荷波动，则可通过DEH的精确调整，以保证系统的稳定运行。

若全厂40％以上大负荷启动，则需要经过调度提前进行通知，调整锅炉及汽机的运行参数。

电力系统论文篇（2）

二电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

1教材选用目的更加明确

教材是高校实施培养计划的重要介质，直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验，选用更具有方向性与实践性的教材，提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势，其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的，可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）被广泛应用到电力系统中，目前国内应用的PLC有西门子（SIEMENS）公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场，西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时，应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材，教学内容更接近电力系统工作实践，使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2培养学生更具有方向性

现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言，从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容，熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识，这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业，是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜，实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作，电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文，例如对发电厂而言，每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等，特别是实行工作票制度后，每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言，必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

3将工作经验融入教学

将宝贵的工作经历融于课堂教学，可极大地丰富教学内容，提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时，结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验，使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时，以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例，将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来，以培养更适合企业要求的应用型人才。

4将企业中应用的前沿技术

带进课堂随着数字化电站、智能电网的建设，大型发电机组实现并网发电，状态检测技术投入使用，开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异，设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂，在丰富教学内容的同时，增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作，巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作，水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂，有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势，积极地规划自己的职业发展方向。

电力系统论文篇（3）

1概述

集中抄表系统是一个结构化的开放式系统，采集器通过电能表的通信接口采集电量数据，并通过一定的网络设备传输到供电企业数据库中，做为电费结算的依据。目前大多数居民集中居住区都已经安装了集中抄表系统，并投入使用，大大降低了抄表人员的劳动强度，和人为因素造成的抄表误差。本文对集中抄表系统提出一些设计改进，使其能增加实时电压监测、故障报修、信息、电费控制等功能，提高电力营销信息化程度。

2集中抄表系统结构和工作原理

2.1系统结构图

2.2系统的组成

从上面的结构图可以看出集中抄表系统是一个结构化的开放式系统，主要有三个部分：分别是硬件部分、软件平台、数据传输。各个部分都具有较强的兼容性、移置性、升级性和可维护性，方便进行二次开发和性能改进。同时各个部分的升级换代和功能扩充都很方便，无需对整个系统做大的改动。

2.3硬件部分

原来的集中抄表系统硬件部分只有数据采集器和数据集中器，我扩充设计了电压监测模块、控电模块和显示模块。

数据采集器：数据采集器能通过485总线与电能表建立数据通信连接，并针对不同的电能表型号，自动选择合适的通讯规约，实时自动采集各个用户的用电数据，并将采集到的信息发送到数据集中器。

数据集中器：数据集中器的主要功能就是将采集器采集到的电能信息数据，和其他硬件模块采集的数据传输到数据库，并对传送的数据进行校验，防止数据在传输中发生改变。

电压监测模块：电压监测模块通过传感器和电压采样线对用户电能表的电压实施实时监铡。并经模数电路转换为数据信息，然后将采集的电压数据发送到数据集中器内。可以监测相对地、相对相、相对零等电压，以及电压的异常波动。电压采样由于采用了光电隔离措施，能有效的避免强电串入弱电对人身安全带来的威胁，和防止设备的损坏。

控电模块：控电模块是带复式控制功能的开关组合模块，主要功能是对用户的电源实现远程控制，能根据系统操作员的指令自动切断或投入用户的电源。要求切断容量适合，并且带失电自动复位功能。

显示模块：显示模块是能显示点阵汉字的信息显示屏，可以安装在数据采集器上，它的主要功能是显示各种用电信息，如电费金额、电压信息、欠费信息、停电通知和故障信息等等。

2.4软件平台

软件部分由应用软件、数据库、硬件支撑平台组成。其中应用软件负责对系统进行日常管理操作；数据库负责采集数据的交换、引用、索引；支撑平台负责硬件部分的运行、维护。我主要在应用软件中增加了故障报警功能、信息功能、控电操作功能。

应用软件：系统管理软件已封装成标准的ActiveX控件，可以方便的与供电公司电力营销管理系统连接。

数据库：通过采用CIGS中间层可以使应用系统结构清晰，维护简单易行。CICS其全称是CustomerInformationControlSystem，即客户信息控制系统。CICS通过关系数据库从主数据库中获得资源，建立在操作系统、1SO的分布式计算环境和Encina服务上。

硬件支撑平台：硬件支撑平台采用了固化核心和远程程序下载技术，基于BIOS的硬件结构，使得软件功能的升级扩充都无需进行现场维护，可以在远程操作端自动完成。

2.5数据传输

数据传输部分主要负责建立硬件设备之间的数据链路，将采集到的数据传输、发送，并确保传输快速准确。原先的设计有PLC、485、以太网和手机无线网络。根据技术发展，我对3G技术在集中抄表系统中的应用，做了简单的介绍和预想。

电力载波：电力线载波PowerLineCarrier，简称PLC是电力系统特有的通信方式，它是利用现有电力线，通过载渡方式高速传输模拟或数字信号的技术。优点是使用电力线作为传输介质，不需要线路投资。但是缺点是由于配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以PLC只能用在同一配变的供电区域内。

RS－485：RS－485是串行数据接口标准，具有接线简单，传输距离长(最大传输距离约为1219米)的优点，但是传输速度低，只能用于抄表采集模块之间的通信。

以太网：以太网采用拓扑总线结构，具有传输速度高，连接方便，通用性强的特点。缺点是在电缆供电的小区内只能在地下电缆管线内走线，施工难度大，日常维护困难。

无线方式：主要有GPRS、CDMA两种技术，GPRS、CDMA都是无线通信网络，利用移动手机的本站发射信号。所以在构建集中抄表系统时。不必重新建设机站，也不需要中继器，组网简单，建设费用低，可以适合各种施工地形，减少网络设备的维护。

3G是英文3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。相对1G和2G主要是提升了传输速度，3G技术在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节／每秒)、384kbps(千字节／每秒)以致144kbps的传输速度。目前3c技术蓬勃发展，将来极有可能代替GPRS和CDMA成为尤线数据传输的主力，所以现在也应当对网络传输模块预留3G升级接口，一旦技术成熟就可以立即向3G过渡。超级秘书网

3集中抄表系统在电力营销管理的应用

随着人民生活水平的不断提高，人们对电力的需求已经不仅仅满足于有电用，良好的供电质量和服务水平，成为社会对供电企业的新要求。在电力营销的发展过程中，原来以用电管理为主的职能正逐渐向用电服务为主的方向过渡，供电企业为提高供电质量和服务水平，必需要有一套完善的电力营销管理系统，对用户的用电状态进行实时监测，及时掌握低压配电网的运行情况，发现异常供电和异常线损、定位电网故障，杜绝供电隐患。但是目前用电监控装置只是以低压电网中的配变和单位用户专变为监测对象，对广大的居民用电状况没有实时监测、控制的能力。

现阶段集中抄表系统的建设相当于在居民用户端与供电企业之间架设起一条信息高速公路，但这条信息高速公路设计是单向的，只能将数据信息从用户端上传至供电企业。但是通过对该系统进行设计改进，我们完全可以把它建设成双向传输的信息高速公路，利用这条数据链路来实现双向的信息交换，从而为居民用户提供丰富的用电服务。对集中抄表系统的设计改进主要通过增加硬件组合模块和软件分析操作模块，使其能实现以下几种功能：

自动分辨故障类型，发生缺相、接地、缺零、电表烧坏等故障时。弹出报修信息，自动生成报修单。

自动控制用户欠费，对欠费用户远程操作停电，发送欠费通知信息。

自动停电通知，告知用户最新的用电信息。

电力系统论文篇（4）

1前言

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（HVDC）。自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

2电力电子技术的应用

自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。

2.1在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

2.1.1大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时（尤其是抽水蓄能机组），机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

2.1.3发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

2.2在输电环节中的应用

电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。

2.2.1直流输电（HVDC）和轻型直流输电（HVDCLight）技术

直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

2.2.2柔流输电（FACTS）技术

FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。

20世纪90年代以来，国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小，设备结构简单，控制方便，成本较低，所以较早得到应用。2.3在配电环节中的应用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力（CustomPower）技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。由于潜在需求巨大，市场介入相对容易，开发投入和生产成本相对较低，随着电力电子器件价格的不断降低，可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

2.4在节能环节的运用

2.4.1变负荷电动机调速运行

电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推广应用中。

变频调速的优点是调速范围广，精度高，效率高，能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小，定子、转子的铜耗也不大，节电率一般可达30%左右。其缺点主要为：成本高，产生高次谐波污染电网。

2.4.2减少无功损耗，提高功率因数

电力系统论文篇（5）

从有源电力滤波器的构成来看，有源电力滤波器主要采用了电源供电的方式，对电力系统中的谐波进行补偿，其优点是能够进行动态补偿，与传统的固定补偿方法相比具有明显的优势。由此可见，有源电力滤波器在无功补偿方面可以得到重要应用。

1.2有源电力滤波器能够保持电力系统稳定运行

由于有源电力滤波器能够对电力系统中的大小和频率都变化的谐波进行无功补偿，因此可以保证电力系统中的谐波处于稳定状态。基于这一优点，有源电力滤波器在电力系统中得到了重要应用，保证了电力系统能够长时间稳定运行，提高了电力系统的稳定性。

2电力电子技术在电力系统中的应用，产生了静止同步补偿器装置

2.1静止同步补偿器可以当作无功电流源使用

从静止同步补偿器的构成以及其功能设定来看，静止同步补偿器属于无功电流源的重要类型，其电流的变化主要随着负荷电流而发生变化，对补偿电力系统电流损失，提高电力系统稳定性具有重要作用。

2.2静止同步补偿器对电力系统的补偿效果比较明显

由于静止同步补偿器属于无功电流源，并且其补偿电流处于变化状态，这样的无功电流源对电力系统的补偿效果相对明显一些。从这一应用来看，静止同步补偿器对电力系统补偿起到了重要作用。

2.3静止同步补偿器的无功电流可以随时进行控制

从静止同步补偿器的实际使用来看，无功电流并不是一成不变的，而是根据电力系统的实际需要进行不断变化的，其可控性是静止同步补偿器区别与其他补偿器的重要特点，为此，我们应认识到静止同步补偿器的可控性优势。

3电力电子技术在电力系统中的应用，催生了动态电压恢复器

通过对电力电子技术在电力系统中的应用进行分析后可知，动态电压恢复器是基于电力电子技术的重要装置，在电力系统中取得了积极的应用效果，对满足电力系统运行需要，提高电力系统运行质量起到了重要的促进作用。结合动态电压恢复器的实际使用，动态电压恢复器的特点主要表现在以下几个方面：

3.1动态电压恢复器可以认为是动态受控的电压源

动态电压恢复器在整个配电系统中起着电压源的作用，可以通过一些控制方法和手段减少能量消耗，减轻其对电压的不良影响，避免了电压跌落、电压不平衡及谐波等的产生。

3.2动态电压恢复器可以消除负荷电压对电压系统的影响

在电力系统运行过程中，负荷电压容易对电压系统造成不利影响，应用了动态电压恢复器之后，可以提高电压的稳定性，保证电力系统电压稳定运行，充分满足电力系统运行需要，使电力系统在整体运行效果上达到预期目标，稳定了电压系统。

3.3动态电压恢复器可以补偿电压跌落

当直流侧能量通过从系统整流获得时，在系统侧即使发生单相故障，其它两相仍可以提供电能来维持DVR的正常运行，补偿长期的电压跌落也成为可能。而动态电压恢复器可以有效地防止因电压跌落造成的系统故障，延长了设备使用寿命。基于动态电压恢复器的特点，在电力系统运行过程中，动态电压恢复器的应用，可以有效解决电压跌落问题，并在电压跌落过程中进行及时的补偿，保证电力系统在运行中的稳定性满足实际要求，由此可见，动态电压恢复器对补偿电压跌落具有较为明显的效果。

电力系统论文篇（6）

2电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

2.1教材选用目的更加明确

教材是高校实施培养计划的重要介质，直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验，选用更具有方向性与实践性的教材，提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势，其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的，可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）被广泛应用到电力系统中，目前国内应用的PLC有西门子（SIEMENS）公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场，西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时，应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材，教学内容更接近电力系统工作实践，使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2.2培养学生更具有方向性

现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言，从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容，熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识，这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业，是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜，实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作，电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文，例如对发电厂而言，每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等，特别是实行工作票制度后，每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言，必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

2.3将工作经验融入教学

将宝贵的工作经历融于课堂教学，可极大地丰富教学内容，提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时，结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验，使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时，以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例，将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来，以培养更适合企业要求的应用型人才。

2.4将企业中应用的前沿技术带进课堂

随着数字化电站、智能电网的建设，大型发电机组实现并网发电，状态检测技术投入使用，开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异，设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂，在丰富教学内容的同时，增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作，巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作，水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂，有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势，积极地规划自己的职业发展方向。

电力系统论文篇（7）

1前言

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（HVDC）。自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

2电力电子技术的应用

自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。

2.1在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

2.1.1大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时（尤其是抽水蓄能机组），机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

2.1.3发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

2.2在输电环节中的应用

电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。

2.2.1直流输电（HVDC）和轻型直流输电（HVDCLight）技术

直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

2.2.2柔流输电（FACTS）技术

FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。

20世纪90年代以来，国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小，设备结构简单，控制方便，成本较低，所以较早得到应用。2.3在配电环节中的应用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力（CustomPower）技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。由于潜在需求巨大，市场介入相对容易，开发投入和生产成本相对较低，随着电力电子器件价格的不断降低，可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

2.4在节能环节的运用

2.4.1变负荷电动机调速运行

电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推广应用中。

变频调速的优点是调速范围广，精度高，效率高，能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小，定子、转子的铜耗也不大，节电率一般可达30%左右。其缺点主要为：成本高，产生高次谐波污染电网。

2.4.2减少无功损耗，提高功率因数

电力系统论文篇（8）

关键词：故障；变电所；处理

电力系统中，电厂将电能向远方的用户输送，为了减小输电线路上的电能损耗及线路阻抗压降，需要将电压升高；为了满足电力用户安全的需要，又要将电压降低，并分配给各个用户，这就需要能升高和降低电压，并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中通过其变换电压、接受和分配电能的电工装置，它是联系发电厂和电力用户的中间环节，同时通过变电所将各电压等级的电网联系起来，变电所的作用是变换电压，传输和分配电能。变电所由电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。下面论述了变电所的基本概念，并对一些常见的故障及处理方法进行分析。

1变电所的概念

变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流(电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布)控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。按用途可分为电力变电所和牵引变电所(电气铁路和电车用)。电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。这些变电所按电压等级可分为中压变电所(60千伏及以下)、高压变电所(110-220千伏)、超高压变电所(330-765千伏)和特高压变电所(1000千伏及以上)。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。

变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装2-3台主变压器；330千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5-10年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。

2变电所直流系统接地故障处理

直流回路发生接地时，首先要检查是哪一极接地，并分析接地的性质，判断其发生原因，一般可按下列步骤进行处理：首先停止直流回路上的工作，并对其进行检查，检查时，应避开用电高峰时间，并根据气候、现场工作的实际情况进行回路的分、合试验，一般分、合顺序如下：事故照明、信号回路、充电回路、户外合闸回路、户内合闸回路、载波备用电源6-10KV的控制回路，35KV以上的主要控制回路、直流母线、蓄电池以上顺应根据具体情况灵活掌握，凡分、合时涉及到调度管辖范围内的设备时，应先取得调度的同意。

确定了接地回路应在这一路再分别分、合保险或拆线，逐步缩小范围。

有条件时，凡能将直流系统分割成两部分运行的应尽量分开。在寻找直流接地时，应尽量不要使设备脱离保护。为保证人身和设备的安全，在寻找直流接地时，必须由两人进行，一人寻找，另一人监护和看信号。如果是220V直流电源，则用试电笔最易判断接地是否消除。否认是哪极接地，在拔下运行设备的直流保险时，应先正极、后负极，恢复时应相反，以免由于寄生回路的影响而造成错误动作。

3变电所电容器的故障处理

3.1电容器的常见故障

当发现电容器外壳膨胀或漏油；套管破裂，发生闪络有为花；电容器内部声音异常；外壳温升高于55℃以上示温片脱落等情况之一时，应立即切断电源。

3.2电容器的故障处理

3.2.1当电容器爆炸着火时，就立即断开电源，并用砂子和干式灭火器灭火。

3.2.2当电容器的保险熔断时，应向调度汇报，待取得同意后再拉开电容器的断路器。切断电源对其进行放电，先进行外部检查，如套管的外部有无闪络痕迹，外壳是否变形，漏油及接地装置有无短路现象等，并摇测极间及极对地的绝缘电阻值，如未发现故障现象，可换好保险后投入。如送电后保险仍熔断，则应退出故障电容器，而恢复对其余部分送电。如果在保险熔断的同时，断路器也跳闸，此时不可强送。须待上述检查完毕换好保险后再投入。

3.2.3电容器的断路跳闸，而分路保险未断，应先对电容器放电三分钟后，再检查断路器电流互感器电力电缆及电容器外部等。若未发现异常，则可能是由于外部故障母线电压波动所致。经检查后，可以试投；否则，应进一步对保护全面的通电试验。通过以上的检查、试验，若仍找不出原因，则需按制度办事工电容器逐渐进行试验。未查明原因之前，不得试投。

3.3处理故障电容器时的安全事项

处理故障电容器应在断开电容器的断路器，拉开断路器两侧的隔离开关，并对电容器组放电后进行。电容器组经放电电阻、放电变压器或放电电压互感器放电之后，由于部分残余电荷一时放不尽，应将接地的接地端固定好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无火花及放电声为止，然后将接地卡子固定好。由于故障电容器可能发生引线接触不良，内部断线或保险熔断等现象，因此仍可能有部分电荷未放出来，所以检修人员在接触故障电容器以前，还应戴上绝缘手套，用短路线将故障电容器的两极短接，还应单独进行放电。

4断路器拒绝合闸

断路器拒绝合闸常见的故障是在远方操作断路器时拒绝合闸，此种故障会延迟事故的消失，有时甚至会使事故扩大。断路器拒绝合闸时，应首先检查操作电源的电压值，如不正常，应先调整电压，再行合闸。当操作把手置于合闸位置时，绿灯闪光，合闸红灯不亮表计无指示，喇叭响，断路器机械位置指示器仍指在分闸位置，则可断路器未合上，这可能是合闸时间短引起，此时可再试合一次(时间长一些)；也可能是操作回路内故障或操作机构卡住，此时应作如下处理：

4.1操作回路内故障

如果操作把手置于合闸位置而信号灯的指示不发生变化，此时，可能是控制开关接点，断路器辅助接点或合闸接触器接点接触不好，中间继电器接点熔焊而烧坏合闸线圈，同期开关未投入等造成，待消除设备缺陷后，再行合闸。如果跳闸绿灯熄灭而合闸红灯不亮，则可能是合闸红灯灯泡烧坏，应更换灯泡。

4.2操作机构卡住

如果控制开关和合闸线圈动作均良好，而断路器呈跳跃现象(跳闸绿灯熄灭后又重新点亮)，此时操作电压正常，这种现象说明操作机构有故障，例如操作机构机械部分不灵活或调整不准确，挂钩脱扣等，应将操作机构修好或调整后，再行合闸。

电力系统论文篇（9）

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

电力系统论文篇（10）

一、我国电力系统的分层(多级)调度控制

根据我国电力系统的实际情况和电力工业体制，电网调度指挥系统分为部级总调度(简称国调)、大区级调度(简称网调)、省级调度(简称省调)和地区级调度(简称地调)四级。近年来随着乡镇企业和农村经济的蓬勃发展，广大农村地区用电负荷急剧增长，己有数百个由大电网延伸供电的县级电力网主变总容量达到或接近50～200MW。现在国家已经明确规定增加县级调度，形成了五级调度分工协调进行指挥控制的电力系统运行体制。1.部级调度国家调度(国调)通过计算机数据通信网与各大区电网控制中心相连，协调、确定大区电网间的联络线潮流和运行方式，监视、统计和分析全国电网运行情况。2.大区级调度大区调度(区调)按统一调度分级管理的原则，负责跨省大电网的超高压线路的安全运行并按规定的发用电计划及监控原则进行管理，提高电能质量和运行水平。3.省级调度省级调度按统一调度，分级管理的原则，负责省内电网的安全运行并按照规定的发电计划及监控原则进行管理，提高电能质量和运行水平。

二、分层(多级)调度控制相关技术

1.结合电网自动电压控制进行调度电压是衡量电能质量的一项重要指标。随着电网规模的不断扩大，只通过人工控制无功潮流和进行电压控制，以保证大电网运行的稳定性和经济性是不实际的，必须实施自动电压控制(AVC)。同频率调节概念类似，电压调节也可分为一次、二次和三次调节。电压的快速无规则变化由发电机组无功功率“一次调节”进行补偿，这种一次调节要求快速(毫秒级)，必须自动(类似机组一次调频)，主要由机组励磁调节器(AVR)实现二次调节是补偿电压的慢变化，控制的是控制区域内“控制机组”所吸收和发出的无功功率，以使区域内电压合格，其反应时间为1—5min(类似二次调频，即AGC)。三次调节则是使系统电压和无功分布全面协调，控制电网在安全、经济和优化状态下运行，时间为15min以上(类似三次调频，即经济调度)。2.自动发电控制的分层控制与协调技术自动发电控制(auto-generation-control，AGC)也称负荷和频率控制(loadandfrequencycontrol，LFC)，它是能量管理系统的重要组成部分。按电网控制中心的目标函数将指令发送给有关发电厂的机组，通过电厂或机组的自动控制调节装置，实现发电自动控制，从而达到控制中心(调度中心)的调控目标。在论文格式大的区域性电网互联成为发展趋势的情况下，采用AGC分层控制以保证电网的频率质量显得尤为重要。互联电网中AGC控制的基本原则是在保证系统频率质量的前提下，执行区域间的交换功率计划，每个区域负责处理本区域的负荷扰动，并在紧急情况下给予相邻区域以临时性支援。目前，网、省调度根据这一原则，结合我国电网“统一调度、分级管理”的网、省调度运行模式提出的网、省调度分层TBC控制和CPS控制策略，已在华东电网调度、江苏省电网调度和上海市电网调度等实际运行中取得了良好的效果。我们完全可以借鉴其经验，在其他网、省调度中推广应用。超级秘书网

三、分层(多级)调度控制的优势

电力系统调度控制可分为集中调度控制和分层调度控制。集中调度控制就是电力系统内所有发电厂和变电站的信息都集中到一个中央调度控制中心，由中央调度中心统一来完成整个电力系统调度控制的任务。在电力工业发展的初期阶段，集中调度控制曾经发挥了它的重要作用。但是随着电力系统规模的不断扩大，集中调度控制暴露出了许多不足，如运行不经济、技术难度大及可靠性不高等，这种调度机制已不能够满足现代电力系统的发展需要。为了解决集中调度控制的缺点和不足，现代大型电力系统普遍采用了分层调度控制。与集中调度控制相比，主要有以下几方面的优点：

1.易于保证自动化系统的可靠性；

2.可灵活地适应系统的扩大和变更；

3.可提高投资效率；