试述电力系统自动化技术的应用现状及发展趋势

发表时间：2018-03-07T15:43:49.913Z 来源：《防护工程》2017年第30期作者：王楚琪王健刘玥张春辉[导读] 电力系统自动化管理是一项极其复杂的系统工程, 它要以建立一个强大的电网为基础和前提, 还要最为先进的电网技术做支撑。

国网天津市电力公司物资公司 300304 摘要：电力系统自动化管理是一项极其复杂的系统工程, 它要以建立一个强大的电网为基础和前提, 还要最为先进的电网技术做支撑, 同时还需要优质的服务做保障。因此在电力企业研究和探讨电力系统自动化技术时一定要客观全面地分析。本文根据笔者工作实践，对电力系统自动化技术的应用现状及发展趋进行了分析和探讨。关键词：电力系统；自动化；技术；趋势

1 新形势下电力系统自动化技术的应用现状

随着人们生活水平质量的不断提升, 人们对电力的需求具有多重性, 但在电力企业中, 正是由于这种多重性的需求使得电力企业自身存在一定的矛盾性。这种矛盾性就体现用户希望可以达到既有高质量的服务, 又可以以最低廉的价格来使用电, 同时还希望可以达到用电安全的效益;而电力企业希望运用最低的成本投入而获得最大的资本回报率, 这两者之间就产生了一些电力营销中的问题。除了这一对矛盾外, 还存在政府和电力企业的矛盾, 政府希望电力企业的发展要适应经济的发展状况, 要与自然环境和谐相处;而电力企业希望得到经济利益的最大化, 甚至于以牺牲环境作为代价。而为了要解决这些矛盾, 平衡这三者之间的关系, 就必须对电力企业的电力系统进行研究和探讨。

2 新形势下最优控制理论在电力系统自动化中的应用研究 2.1 最优控制理论的基本概述

在我国电力系统自动化的应用中, 最优控制系统理论已经被逐渐应用到电力系统自动化的技术研究中并成为电力系统自动化的主要发展方向。最优控制理论研究的主要问题是根据已建立的被控对象的数学模型, 使得被控制的对象要按照规定进行运作, 并要求将给定的某一性能的指标要达到最优化。近年来, 随着计算机技术的不断进步, 最优控制理论逐渐变得更加精准可靠, 成为电力系统自动化技术研究的主要研究方法, 它最主要的一个功能就是可以实现数据的在线控制, 从而使得最优控制系统在电力系统自动化的应用中变为现实。

2.2 最优控制理论在电力系统自动化中的应用研究

电力系统自动化有很多因素和条件的限制, 设计了新建变电站建设时间、建设地点以及容量大小的最优选择控制, 要求满足电力自动化的最大需求。在已知规划好的预测负荷和电源规划的基础上, 根据现有的网络和计算机给出的确定参数, 科学合理的新建线路, 使得电力系统自动化电网设计可以适应更好的电量负荷, 要设计科学可靠的, 运行安全且有经济实惠的。但是由于电力系统自动化涉及的因素比较多, 而且受到多种变量的束缚, 进而电力系统自动化其实是一个非常复杂的大规模组合优化问题。

随着我国科学技术的发展, 电力市场改革的不断深入, 以及可靠性价值概念的形成, 电力系统自动化越来越受到重视, 其中一个关键的因素是可靠性边际成本, 从而使得电力系统自动化的的效益达到良好。而可靠性边际成本是指增加一个单位可靠性水平而获得更大的经济效益而减少投入成本, 可靠性边际成本包括分段开关的投资费用和运行的维修费用, 可靠性边际成本效益目的是为了那些因电力供给不足而造成的用户停电损失, 而电力系统自动化设计的总费用包括开关投资费用、运行维修费用和用户停电损失费用等等。

电力系统自动化设计还有一个比较重要的创新就是安装有配电网故障定位系统, 它是一个实时在线处理系统, 它可以随时解决用户提出的问题, 但是其工作量大, 工作环境相对恶劣, 温差变化很大, 而且一般都装在高电压和高电流的装置上, 而且配电网的通信点一般都比较多而且较分散, 很难采用同一种方式来进行解决, 一般要采用混合式的通讯方式, 再加上一些干扰因素, 配电网故障信息受干扰的可能性就会加大。

在最优控制理论应用中, 还有一个重要的部分就是电力系统的优化及重构, 在电力系统进行运作时, 会根据理想的实际负荷来判断负荷的实际分布情况, 进而决定网路信息的理想运作模式, 在理想的运作模式与当前的实际运作模式加以对比, 才可以决定采用的解决方式和实际的负荷运载量。这些理想的运作模式就是为了强制的改变电力系统的供电路径, 使得电力系统的供电设备可以达到最优模式。

电力系统优化及重构设备可以使得电力系统降低耗能, 节约资源能源, 进一步提高供电质量和供电可靠性和科学性, 改善电力系统的电压分布和功率分布, 延长电力系统设备的使用时限, 可以更好地带来经济效益和社会效益。通过优化重构可以提高供电电压的质量, 而且还可以降低电力损耗, 提高电力系统设备的经济性。

3 新形势下电力系统自动化技术的研究方向 3.1 电力系统智能保护与变电站综合自动化

我国电力企业通过对电力系统保护的新原理进行对比研究后, 发现电力系统自动化中的一些综合控制理论和人工智能理论都需要进行极大地改进, 将其应该应用到新型的电力系统自动化的保护装置中, 将智能自动化装置应用在新型的电力保护装置中, 使得电力自动化保护装置具智能化的特点, 这使得电力自动化的安全系数有所增强, 大大提高电力系统的安全水平。随着我国近年来对变电站综合自动化装置的研究, 目前我国的变电站智能控制技术已经达到世界先进水平, 如果将电力系统保护与变电站综合自动化结合起来, 更有助于提高电力系统的自动化水平。

3.2 电力系统自动化市场理论与技术

随着我国目前的经济发展状况和电力市场的市场和发展需要, 电力企业认真研究了电力市场的整体运营模式, 并分析了电力市场技术发展的相对应的各项步骤和规则, 并对我国现阶段的电力市场运营情况做了科学准确地分析, 对于我国当前所关心的电力市场运营亟待解决的问题予以重视。

3.3 将人工智能应用于电力系统自动化中

顺应电力企业发展的需要, 逐渐将人工智能系统、应用逻辑学理论、故障排查、警报处理、应用分析以及规划设计都逐渐应用到电动系统自动化等方面的研究, 而将人工智能系统应用于电力系统的自动化过程中, 有利于研究电力系统自动化控制理论和应用, 从而对电力系统运行控制的智能化水平也有所提升。