电气自动化在电力系统中的应用

摘要：电气自动化在电力系统中的应用是自动化的一种具体形式，它是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置，通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远程的自动监控、调节和控制、保证电力系统安全经济运行和具有合格的电能质量。本文就电气自动化在电力系统中应用的几个方面进行具体介绍，以及对电力系统及其自动化进行研究探讨

关键词： 电气自动化 电力系统 变配电所配电网 自动化应用

一、电气自动化在变配电所的应用

1.保护的功能类型

保护的类型包括：线路保护、出线保护、贯通线路保护、自闭线路保护、电容器保护、变压器保护等。另外，常用到的保护内容有：过电流保护、过电压保护、低频减载等。

2.通信功能

所有通信，包括与上级站的通信，实现通信、遥控、遥调、故障录波数据上报等。此外，通信功能还可以作为调度自动化系统的数据的转发节点，向调度主站转发就近或其他自动化装置的数据，从而实现上通下达的作用。

3.远动功能

变配电所实时监控，即远动功能，该功能包括遥测、遇信和遏调及故障报警、数据统计和计算、图形、生产报表、曲线等的描绘。

4.管理功能

变配电所运行管理功能，包括运行状态、信息、变量、事件的监视、记录、存档、打印等功能。保护管理功能，包括保护方式字和运行参数的读取、修改、存储、下载等。操作管理功能，包括操作闭锁、操作记录、操作管理等。设备管理功能，包括设备运行状态监视、统计及维修记录等。

二.配电网自动化在电力系统的运用

1.配电自动化实施目的

配电自动化实现的目标总得来说可以归结为以下几点：1.提高电网供电的可靠性，切实地提高电能的质量，确实保护向用户提供不间断地优质电能;2.切实提高城乡电力网整体的供电能力;3.实现配电管理的自动化，为多项管理过程提供远程信息支持，改从而善服务; 4.减少运行维护费用和各种损耗费用，从而实现配电网的经济运行;6.提高劳动生产效率及服务质量，为电力市场改革打下良好的技术基础;5.提高劳动生产率和管理水平。

2.配电网自动化模式方案

(1)变电站主断路器与馈线断路器的配合方案

该方案由变电站出线保护开关和馈线开关相配合，并由两个电源形成供电。换一个角度也就是说优化配网结构，推行配电网的相互衔接。变电站出线保护开关具有多次重合的功能，重合命令功能由微机来控制，线路开关具有自动操作和遥控操作两种功能，通信开关具有自动操作和遥控操作功能，通信及远动装置，事故信息、监控系统由微机一次性完成。设备与线路故障由主站系统辨认，直到确认故障范围后重合命令才发出命令使故障段断开开关。

(2)自动重合器方案

该方案是将两电源相连接的环网分成数段，每段线路由相邻两侧的重合器进行保护。当发生故障时，由上一级重合器断开故障开关。当任何一段发生故障时，应使故障段两端重合器断开，对故障进行隔离处理，线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。

(3)馈线自动化模式

1)近距离也称就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式来实现。

2)计算机集中监控模式，即设立控制中心，馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障发生的情况下，由主站根据采集的故障信息进行分析判断，切除故障段并恢复供电的方案。

3)就地与远方监控的混合模式，采用断路器，智能型负荷开关，并且各个自动化开关都具有远方通信的能力。这种方案可以及时、准确地切除各种故障，从而恢复非故障段线路的供电，同时还可以接受远方的监控。配电网可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。

三.电力系统及其自动化的研究方向

(1)智能保护与变电站综合自动化

该理论主要对电力系统保护的新原理进行了研究，将国内外最新的人工智能、综合自动控制理论、网络通信、自适应理论、微机新技术等应用于新型的继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，从而大大提高了电力系统的安全水平。针对变电站自动化系统进行的多年研究，研究人员发现研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于45kv～550kv各种电压等级的变电站。

(2)电力市场理论与技术

基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况，我国相关部门做了以下努力：1.认真研究了电力市场的运营模式，深入探讨并明确了运营过程中各步骤的具体规则和流程;2.提出了适合我国现阶段状况电力市场运营模式的期货交易、转运服务等模块的具体数学模型和算法3.紧紧围绕目前我国模拟电力市场运营中亟待解决一些的理论问题。

(3)电力系统分析与控制

对在线测量技术实施相角测量、研究电力系统稳定控制理论与技术、选择小电流接地选线方法、探讨电力系统振荡机理及抑制方法、研究发电机跟踪同期技术和调速控制、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、研究基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等。在非线性理论和小波理论在电力系统应用方面，以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新理论、新模型、新算法和新的实现手段进行了研究。

(4)配电网自动化

在中低压网络数字电子载波、配网的模型及高级应用软件、地理信息与配网一体化方面取得了重大的技术突破。其中，低压网络数字电子载波采用DSP数字信号处理技术，提高了载波接收的灵敏度，真正解决了载波在配电网上应用的衰耗、干扰等技术难题;高级应用软件配网的模型及高级应用软件将输电网的理论算法与配网实际运行结合起来，采用了最新国际标准公共信息模型;应用人工智能神经元算法进行负荷预测。