電力系統(tǒng)自動(dòng)化是我們電力系統(tǒng)一直以來力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自動(dòng)化（AGC已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚需發(fā)展），電力調(diào)度的自動(dòng)化（具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動(dòng)化，現(xiàn)今熱門的變電站綜合自動(dòng)化即建設(shè)綜自站，實(shí)現(xiàn)更好的無人值班.DTS即調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)為調(diào)度員學(xué)習(xí)提供了方便）,配電自動(dòng)化(DAS已經(jīng)實(shí)現(xiàn),尚待發(fā)展).
電力系統(tǒng)自動(dòng)化
automation of power systems
對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理。電力系統(tǒng)是一個(gè)地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行的復(fù)雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過程的自動(dòng)檢測、調(diào)節(jié)和控制,系統(tǒng)和元件的自動(dòng)安全保護(hù),網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓），保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。
發(fā)展過程 20世紀(jì)50年代以前，電力系統(tǒng)容量在幾百萬千瓦左右,單機(jī)容量不超過10萬千瓦,電力系統(tǒng)自動(dòng)化多限于單項(xiàng)自動(dòng)裝置，且以安全保護(hù)和過程自動(dòng)調(diào)節(jié)為主。例如,電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)的各種繼電保護(hù),汽輪機(jī)的危急保安器,鍋爐的安全閥,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié),并網(wǎng)的自動(dòng)同期裝置等。50～60年代, 電力系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展到上千萬千瓦,單機(jī)容量超過20萬千瓦,并形成區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，在系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)調(diào)度和綜合自動(dòng)化方面提出了新的要求。廠內(nèi)自動(dòng)化方面開始采用機(jī)、爐、電單元式集中控制。系統(tǒng)開始裝設(shè)模擬式調(diào)頻裝置和以離線計(jì)算為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)功率分配裝置，并廣泛采用遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù)。各種新型自動(dòng)裝置如晶體管保護(hù)裝置、可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、電氣液壓式調(diào)速器等得到推廣使用。70～80年代，以計(jì)算機(jī)為主體配有功能齊全的整套軟硬件的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng) (SCADA)開始出現(xiàn)。20萬千瓦以上大型火力發(fā)電機(jī)組開始采用實(shí)時(shí)安全監(jiān)控和閉環(huán)自動(dòng)起停全過程控制。水力發(fā)電站的水庫調(diào)度、大壩監(jiān)測和電廠綜合自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控開始得到推廣。各種自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和繼電保護(hù)裝置中廣泛采用微型計(jì)算機(jī)。
主要領(lǐng)域 按照電能的生產(chǎn)和分配過程，電力系統(tǒng)自動(dòng)化包括電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、火力發(fā)電廠自動(dòng)化、水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化、電力系統(tǒng)信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)反事故自動(dòng)裝置、供電系統(tǒng)自動(dòng)化、電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動(dòng)化等7個(gè)方面,并形成一個(gè)分層分級(jí)的自動(dòng)化系統(tǒng)(見圖)。區(qū)域調(diào)度中心、區(qū)域變電站和區(qū)域性電廠組成低層次；中間層次由省(市)調(diào)度中心、樞紐變電站和直屬電廠組成，由總調(diào)度中心構(gòu)成高層次。而在每個(gè)層次中，電廠、變電站、配電網(wǎng)絡(luò)等又構(gòu)成多級(jí)控制。
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電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化 現(xiàn)代的電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)信息收集和顯示系統(tǒng)，以及供實(shí)時(shí)計(jì)算、分析、控制用的軟件系統(tǒng)。信息收集和顯示系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、屏幕顯示、安全檢測、運(yùn)行工況計(jì)算分析和實(shí)時(shí)控制的功能。在發(fā)電廠和變電站的收集信息部分稱為遠(yuǎn)動(dòng)端，位于調(diào)度中心的部分稱為調(diào)度端。軟件系統(tǒng)由靜態(tài)狀態(tài)估計(jì)、自動(dòng)發(fā)電控制、優(yōu)潮流、自動(dòng)電壓與無功控制、負(fù)荷預(yù)測、優(yōu)機(jī)組開停計(jì)劃、安全監(jiān)視與安全分析、緊急控制和電路恢復(fù)等程序組成。
火力發(fā)電廠自動(dòng)化 火力發(fā)電廠的自動(dòng)化項(xiàng)目包括：①廠內(nèi)機(jī)、爐、電運(yùn)行設(shè)備的安全檢測，包括數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)視、屏幕顯示、越限報(bào)警、故障檢出等。②計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)火至并網(wǎng)的全部自動(dòng)起動(dòng)過程。③有功負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配和自動(dòng)增減。④母線電壓控制和無功功率的自動(dòng)增減。⑤穩(wěn)定監(jiān)視和控制。采用的控制方式有兩種形式：一種是計(jì)算機(jī)輸出通過外圍設(shè)備去調(diào)整常規(guī)模擬式調(diào)節(jié)器的設(shè)定值而實(shí)現(xiàn)監(jiān)督控制；另一種是用計(jì)算機(jī)輸出外圍設(shè)備直接控制生產(chǎn)過程而實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制。
水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化 需要實(shí)施自動(dòng)化的項(xiàng)目包括大壩監(jiān)護(hù)、水庫調(diào)度和電站運(yùn)行三個(gè)方面。①大壩計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析、越限報(bào)警和提供維護(hù)方案等。②水庫水文信息的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括雨量和水文信息的自動(dòng)收集、水庫調(diào)度計(jì)劃的制訂，以及攔洪和蓄洪控制方案的選擇等。③廠內(nèi)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括全廠機(jī)電運(yùn)行設(shè)備的安全監(jiān)測、發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)控制、優(yōu)化運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配、穩(wěn)定監(jiān)視和控制等。
電力系統(tǒng)信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng) 簡稱遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。其功能是實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心和發(fā)電廠變電站間的實(shí)時(shí)信息傳輸。自動(dòng)傳輸系統(tǒng)由遠(yuǎn)動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)通道組成。遠(yuǎn)動(dòng)通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導(dǎo)通信等多種形式。遠(yuǎn)動(dòng)裝置按功能分為遙測、遙信、遙控三類。把廠站的模擬量通過變換輸送到位于調(diào)度中心的接收端并加以顯示的過程稱為遙測。把廠站的開關(guān)量輸送到接收端并加以顯示的過程稱為遙信。把調(diào)度端的控制和調(diào)節(jié)信號(hào)輸送到位于廠站的接收端實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)對象的控制的過程，稱為遙控或遙調(diào)。遠(yuǎn)動(dòng)裝置按組成方式可分為布線邏輯式遠(yuǎn)動(dòng)裝置和存儲(chǔ)程序式邏輯裝置。前者由硬件邏輯電路以固定接線方式實(shí)現(xiàn)其功能，后者是一種計(jì)算機(jī)化的遠(yuǎn)動(dòng)裝置。
電力系統(tǒng)反事故自動(dòng)裝置 反事故自動(dòng)裝置的功能是防止電力系統(tǒng)的事故危及系統(tǒng)和電氣設(shè)備的運(yùn)行。在電力系統(tǒng)中裝設(shè)的反事故自動(dòng)裝置有兩種基本類型。①繼電保護(hù)裝置：其功能是防止系統(tǒng)故障對電氣設(shè)備的損壞，常用來保護(hù)線路、母線、發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備。按照產(chǎn)生保護(hù)作用的原理，繼電保護(hù)裝置分為過電流保護(hù)、方向保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、距離保護(hù)和高頻保護(hù)等類型。②系統(tǒng)安全保護(hù)裝置：用以保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，防止出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩、失步解列、全網(wǎng)性頻率崩潰和電壓崩潰等災(zāi)害性事故。系統(tǒng)安全保護(hù)裝置按功能分為4種形式：一是屬于備用設(shè)備的自動(dòng)投入,如備用電源自動(dòng)投入，輸電線路的自動(dòng)重合閘等；二是屬于控制受電端功率缺額，如低周波自動(dòng)減負(fù)荷裝置、低電壓自動(dòng)減負(fù)荷裝置、機(jī)組低頻自起動(dòng)裝置等；三是屬于控制送電端功率過剩，如快速自動(dòng)切機(jī)裝置、快關(guān)汽門裝置、電氣制動(dòng)裝置等；四是屬于控制系統(tǒng)振蕩失步，如系統(tǒng)振蕩自動(dòng)解列裝置、自動(dòng)并列裝置等。
供電系統(tǒng)自動(dòng)化 包括地區(qū)調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控、變電站自動(dòng)化和負(fù)荷控制三個(gè)方面。地區(qū)調(diào)度的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)通常由小型或微型計(jì)算機(jī)組成，功能與中心調(diào)度的監(jiān)控系統(tǒng)相仿，但稍簡單。變電站自動(dòng)化發(fā)展方向是無人值班，其遠(yuǎn)動(dòng)裝置采用微型機(jī)可編程序的方式。供電系統(tǒng)的負(fù)荷控制常采用工頻或聲頻控制方式。
電力工業(yè)管理系統(tǒng)自動(dòng)化 管理系統(tǒng)的自動(dòng)化通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。主要項(xiàng)目有電力工業(yè)計(jì)劃管理、財(cái)務(wù)管理、生產(chǎn)管理、人事勞資管理、資料檢索以及設(shè)計(jì)和施工方面等。
