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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目： 国内电力系统自动化综述
学习中心： 层 次： 专科起点本科 专 业： 年 级： 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 2021 年9月13日
电力系统具有分布范围广、实时性强、自动化程度高等特点，电力系统自动化是一门科技含量高、涉及专业范围广、技术性较强，对制造、安装、运行和管理工作要求标准非常高的专业。电力系统自动化主要包括电网调度自动化和电厂自动化(包括火电厂自动化、水电厂自动化、变电站综合自动化等)两大部分。 本文主要针对我国电力系统中的电网调度、火电厂、水电厂和变电站综合等四个部分在自动化发展过程、发展现状、问题与措施、新技术新工艺以及发展趋势等方面进行了综合评述。 关键词：电网调度；火电厂；水电厂；变电站
目 录
电力自动化是对电能生产、传输和管理实现自动控制、调节和管理的系统。包括生产过程的自动调度，企业自动化经济管理等，其目标是保证供电的电能质量，系统安全可靠运行，提高经济效益和管理效能。 电力系统自动化按照生产和分配过程分为发电自动化（有火力和水利两部分），电力调度自动化，变电站综合自动化等。早起电力系统自动化多限于单项自动装置，以安全保护和过程调节为主。60年代电力系统规模的发展，对经济调度和综合自动化提出了新的要求，系统以离线计算为基础并广泛使用远动通讯技术，各种自动化装置得到推广使用。70年代后以计算机为主题的配有功能齐全的整套软硬件的电网实时系统（SCADA）开始出现，火力发电机组采用实时安全监控和闭环自动控制。水力发电的水库调度、大坝检测盒电厂综合自动化的计算机监控也开始的到推广和应用。随着电力系统装机容量和供电区域的不断扩大，电力系统的结果和运行方式越来越复杂多变；同时对供电质量、供电可靠性和运行经济性的要求越来越高，需要新的控制方法来适应电力系统日益发展的要求。而新的控制方法有人工神经网络、模糊技术和遗传算法等，他们最大的优点在于实现多变量控制而不必列出繁琐的数学模型，因此将这些新的控制方法应用到电力系统中，则是电力系统自动化的发展趋势。我国目前已经开始了智能电网的研究和规划，新的智能电网控制系统除传统的功能为将对光伏电、风电、微网的接入要有很好的控制能力、适应能力。 随着新能源如光伏电、风电等清洁能源，微网等接入后对自动化控制系统的实时性、智能控制方面提出了更高的要求，电力自动化将向数字化、智能化方向发展。本文对目前国内电力系统中的电网调度、火电厂、水电厂和变电站综合等四个部分在自动化发展过程、发展现状、问题与措施、新技术新工艺以及发展趋势等方面进行了综合评述。
1 电网调度自动化 电网调度自动化系统是以数据采集和监控系统(SCADA)为基础，包括自动发电控制(AGC)和经济调度运行(EDC)、电网静态安全分析(CSA)、调度员培训仿真(DTS )以及配电网自动化(DA)等几部分在内的能源管理系统(EMS )。它收集、处理电网运行实时信息，通过人机联系电网运行状况，集中而有选择地显示出来进行监控，并完成经济调度和安全分析等功能。随着电力系统装机容量和供电区域的不断扩大，电力系统的结果和运行方式越来越复杂多变；同时对供电质量、供电可靠性和运行经济性的要求越来越高，需要新的控制方法来适应电力系统日益发展的要求。而新的控制方法有人工神经网络、模糊技术和遗传算法等，他们最大的优点在于实现多变量控制而不必列出繁琐的数学模型，因此将这些新的控制方法应用到电力系统中，则是电力系统自动化的发展趋势。我国目前已经开始了智能电网的研究和规划，新的智能电网控制系统除传统的功能为将对光伏电、风电、微网的接入要有很好的控制能力、适应能力。 1.1 发展过程我国电网调度自动化系统的发展大致经历了50年代的萌芽、60年代的试点、70年代的起步、80年代的大发展和90年代的成熟等几个阶段。 70年代，随着电子计算机的推广应用，我国大多数地区才逐渐开展电网调度自动化工作。80年代是我国电力工业大发展时期。我国电力系统已进入了大机组、大电网、超高压时代。为了适应电力事业飞速发展对远动及自动化技术的需要，迅速改变我国相对落后的局面，七八十年代以来电力系统相继引进了一些国外先进的远动和自动化设备及系统，如能源部引进了日本日立系统、湖北省调引进了瑞典ASEA系统，满足了当时电力生产的急需，缩短了我国电力调度自动化与世界先进国家的距离，也为我们提供了可贵的借鉴，促进和推动了国内远动和调度自动化技术的发展和进步。90年代国内电力科学研究院、电力自动化研究院等单位开始开发开放式调度自动化系统。2000年以后，全国各级调度都根据各自功能的要求，建立了自动化调度系统，上下级调度间实现计算机通信网络，组成一个分层控制的调度系统。 1.2 发展现状经历近半个世纪的发展，我国电网调度自动化有了很大的进步，无论在理论还是在实践上都取得了很大成就，为我国电力事业的发展尤其是电力系统自动化的发展做出了重大贡献。目前我国110kV以上变电站、大中型发电厂及相当一部分35kV变电站、小型发电厂都不同规模地拥有远动及自动化系统。从总体上看，我国省级及以上电网调度已初步实现了由经验型向分析型的过渡，电网调度自动化系统的总体应用水平已接近国际先进水平。国内开发的ADA/EIV1S已在省级及以上调度中得到了广泛采用与更新。同时，我国地区电网调度自动化系统的应用水平也有了较大的提高，据统计，全国现有320多个地调，有3l7个配备了计算机监控系统，其中有302个通过了实用化验收；有227个投人了状态估计、调度员潮流、负荷预测等应用功能，其中，有116个在实际中取得了较好的应用，通过了所属网、省调组织的实用验收。调度员培训模拟（DTS)系统己在29家网、省调建成，约有20家取得较好成效。电能量计量(TMR )系统在全国省级及以上电网公司(除南方、海南、青海、西藏外)相继建成。国家电力调度数据网络(SPDnet)骨干网的建设也取得了实质性进展，该网络的建成和投运，将大大地改善现有调度数据网络的传输质量，拓展网络的应用范围，为提高全国电网调度自动化系统运行的可靠性、适应下一步电力市场运营的相关要求奠定了坚实的基础。 1.3 发展趋势我国电力系统目前正处于高速发展时期，一个超大规模的全国互联电网正在出现。而联网后的一次电能系统的安全经济运行需要电力调度自动化系统与之适应。但由于多区域互联运行，电网跨越地域广阔，信息分散管理和利用分层，这些新情况都给电网调度自动化系统提出了大量新问题和新需求。另外，由于互联电网规模巨大，出现了诸如超低频振荡等新的稳定问题，需要电网调度自动化系统提供新的手段进行监测。随着电力系统装机容量和供电区域的不断扩大，电力系统的结果和运行方式越来越复杂多变；同时对供电质量、供电可靠性和运行经济性的要求越来越高，需要新的控制方法来适应电力系统日益发展的要求。而新的控制方法有人工神经网络、模糊技术和遗传算法等，他们最大的优点在于实现多变量控制而不必列出繁琐的数学模型，因此将这些新的控制方法应用到电力系统中，则是电力系统自动化的发展趋势。我国目前已经开始了智能电网的研究和规划，新的智能电网控制系统除传统的功能为将对光伏电、风电、微网的接入要有很好的控制能力、适应能力。 我国电网调度自动化系统的发展呈现出如下几个发展趋势： （1）研制和开发新一代适合多种应用的、开放的调度自动化系统支撑平台； （2）进一步加强CPSl , CPS2评价标准的研究，积极推进该标准在我国的实际应用； （3）加强DMIS整体设计与应用的研究； （4）建立较为完善的二次系统安全防护体系； （5）探索电网调度自动化系统运行维护的新机制、新方法； （6）建立适应电力体制改革新形势下的调度自动化专业管理体制。
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