浅谈电力系统自动化 “安全、可靠、经济、优质”的电能供应是现代社会对电力事业的要求,自动化的电力系统成为现代社会的发展趋势,而且电力系统自动化技术也不断地从低级到高级,从局部到整体。本文试对电力系统自动化发展趋势及新技术的应用作简要阐述。 标签：电力系统自动化探讨 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:
工业过程自动化技术专业（中德技术学院）人才培养方案 一、专业代码、名称 560303，工业过程自动化技术（专科） 二、培养目标 本专业培养具有良好的思想道德品质、国际视野和科学人文素养，具备生产过程自动化技术领域所需的职业素养、工程技术基础理论和一定的工程实践能力，能够从事系统分析、系统设计、系统运行等方面工作的应用型人才。 三、培养要求 本专业学生主要学习电路分析、电子技术、控制理论、单片机原理及应用、系统工程、检测技术及仪表、计算机控制技术与应用、工业过程控制及运动控制等方面的基本理论和基本知识，使学生受到较好的工程实践基本训练。 本专业培养的毕业生必须达到如下知识、能力和素质的培养要求： 1.掌握自动化专业必需的数学、自然科学、工程基础和专业相关知识，能够将所学知识用于解决工业生产过程控制系统中的问题。 2.能够针对工业生产过程控制系统及其网络的设计、开发、构建、实现、应用与改进等复杂工程问题给出设计方案；能够设计出满足控制系统特定需求的各个单元和系统，能够在该设计环节中激发创新意识，并综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 3.能够选择与使用典型的检索工具获取技术资源，能够使用相关的硬软件设计、开发、仿真软件对控制系统及其网络的设计、开发、构建、实现、应用与改进等复杂工程问题进行模拟和预测。 4.了解自动化专业领域和相关行业工程背景和应用现状，能够对其经济效益和社会影响进行合理分析和评价，在设计过程中综合考虑法律、安全、健康以及文化等制约因素，并能理解应承担的责任。 5.能够了解自动化领域相关职业和行业的生产、设计、研究与开发在环境保护和社会可持续性发展等方面的方针、政策，并能够理解和评价自动化工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 6.具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在自动化工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。 7.能够在多学科和交叉学科背景下的自动化工程实践团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 8.能够与业界同行进行有效沟通和交流，能够根据需要撰写报告和设计文稿，能够在公众场合陈述发言、清晰表达或回应指令。能顺利阅读本专业的外文资料，具有一定的国际视野，能在跨文化背景下进行沟通和交流。 9.具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。 四、主干学科 控制科学与工程、电气工程。 五、核心知识领域 控制理论、电路与电子技术、检测技术与仪表、计算机控制技术、工程设计、电力电子、电机拖动及运动控制、过程控制工程。 六、核心课程
电力系统自动化技术专业介绍 电力系统自动化是电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班，DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便），配电自动化(DAS已经实现，尚待发展)。 电力系统自动化automation of power systems 对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。 发展过程20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右，单机容量不超过10万千瓦，电力系统自动化多限于单项自动装置，且以安全保护和过程自动调节为主。例如：电网和发电机的各种继电保护、汽轮机的危急保安器、锅炉的安全阀、汽轮机转速和发电机电压的自动调节、并网的自动同期装置等。50～60年代，电力系统规模发展到上千万千瓦，单机容量超过20万千瓦，并形成区域联网，在系统稳定、经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。系统开始装设模拟式调频装置和以离线计算为基础的经济功率分配装置，并广泛采用远动通信技术。各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70～80年代，以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时监控系统(SCADA)开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控开始得到推广。各种自动调节装置和继电保护装置中广泛采用微型计算机。
2、掌握轧制过程数学模型：数学模型具有实时跟踪轧制状态变化的能力，确保实时的预报精度，利用在线采集的最新信息，修订某些参数。分类：1控制数学模型2工艺数学模型应用：1提高轧制参数预设定精度2开发高性能在线自动控制系统 6、熟练掌握开环（前馈）控制系统：输入量→控制器→执行机构→被控对象→被控量。特点：系统输出量不参与控制作用。缺点：给定量直接经过控制器作用于被控对象，不需要将其输出量反馈到输入端与给定值进行比较，对输出量其主导作用的只有给定量。优点：系统简单，容易调整 7、熟练掌握闭环控制系统：特点：把输出亮检测出来，经过必要的处理反馈到输入端，于给定量进行比较，再利用比较后的偏差信号经过控制器，对被控对象进行控制。优点：1响应速度快2对干扰有抑制作用 缺点：结构复杂，调试困难 12、熟练掌握输入通道、输出通道的主要组成及抗干扰的措施：输入通道组成：传感器→放大器→滤波器→采样保持器→A/D转换器→接口→计算机。输出通道组成：模拟量多路选择开关→采样保持器→A/D。防干扰措施：屏蔽，滤波，光电隔离。 15、熟练掌握轧制过程计算机控制系统基本类型：1数据采集系统：完成对数据采集的任务，做必要的数据处理2操作指导控制系统：适应工艺研究的需要3直接数字控制系统：精度高，抗干扰能力强，易于调试4监督计算机控制系统：根据合理的数学模型做出优化选择5多级控制系统：由一级控制多级系统6分散控制系统：分散控制集中操作分级管理综合调试 18、掌握宝钢2050mm热连轧计算机控制系统结构体系方面特点及其优点：特点：1对于合同处理管理：技术分析与处理这类性质的任务，只需进行大量的数据处理而无时时的控制要求，由管理机构来承担2对板坯库的管理，成品库的管理，精整线以及与冷轧初轧冷轧连铸通信则有生产控制计算机来完成3对实施控制要求高，运算频繁，模型复杂的任务由过程控制机来完成4快速响应，设备驱动控制质量控制任务由基础自动化来完成。优点：系统分工明确分配符合均匀，不会使系统陷入某些不利条件下运行。 31、掌握轧件跟踪的方法：1可以针对生产线上每个跟踪区，在计算机内存中设置一组单元作为跟踪指示器，当轧件在生产线上移动时，可以通过跟踪程序指示器的内容随轧件移动而变化，这样可以使计算机内存中的跟踪指示器的内容与生产线各个轧件的实际情况建立对应关系，计算机只要检查一下内存中的跟踪指示器内容，便可了解生产轧件实际情况。2可以针对生产线上每根轧件，在计算机内存相应的一组单元上设
第一章发电机的自动并列习题 1、同步发电机并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网效果 上有何特点？ 分类:准同期,自同期 程序：准：在待并发电机加励磁，调节其参数使之参数符合并网条件，并入电网。 自：不在待并电机加励磁，当转速接近同步转速，并列断路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。 特点：准;冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影响最小 自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收无功，导致系统电压短时下降。 2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是多 少？ 理想条件：实际条件（待并发电机与系统） 幅值相等：UG=UX 电压差Us不能超过额定电压的5%-10% 频率相等：ωG=ωX 频率差不超过额定的0.2%-0.5% 相角相等：δe=0（δG=δX）相位差接近，误差不大于5° 3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发电机分别有何 影响？ 幅值差：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发电机定子绕组产生作用力。 频率差：因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0-2Um之间。 这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。它产生的 拍振电流也时大时小变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时 小变化，使发电机振动。频率差大时，无法拉入同步。 4、何为正弦脉动电压？如何获得？包含合闸需要的哪些信息？如何从波形上获得？
5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压？线性整步电压的特点是什么？ 6、线性整步电压形成电路由几部分组成？各部分的作用是什么？根据电网电压和发电机端电压波形绘制出各部分对应的波形图。 书上第13页，图1-12 组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成 作用：整形电路：是将Ug和Ux的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列方波，其幅值与Ug和Ux无关。 相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。 滤波电路：有低通滤波器和射极跟随器组成，为获得线性整步电压Us和&e的线性相关，采用滤波器使波形平滑 7、简述合闸条件的计算过程。 Step 1：计算Usmin，如果Usmin≤USy转Step 2；否则调整G来改变UG Step 2：ωsy的计算 Step 3：如果ωs≤ωsy继续Step 4；否则调整G来改变ωG，ωs=ωG-ωX Step 4：δe的计算：δe=tYJ?ωs Step5：δe≤δey合闸；否则调整G来改变ωG，从而δe 8、简述同步发电机并列后由不同步到同步的过程（要求画图配合说明）。 书上第7页，图1-4 说明：1、如果发电机电压Ug超前电网电压Ux，发电机发出功率，则发电机将被制动减速，当Ug落后Ux，发电机吸收无功，则发电机加速。 2、当发电机刚并入时处于a电，为超前情况，Ws下降---到达b点，Wg=Wx，&e最 大，W下降，&e下降——处于原点，Ug=Ux----&e=0，Wg＜Wx——过原点后， &e＜0，——Wg上升 总之。A-b-0-c，c-0-a，由于阻尼等因素影响，摆动幅度逐渐减小到同步角9、准同期并列为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？提前时间取决于什么？恒定越前时间并列装置的恒定越前时间如何设定？ 10、恒定越前时间并列装置如何检测ωs<ωSY？
目前电力系统市场发展中的自动控制技术趋向于控制策略的日益优化，呈现出适应性强、协调控制完善、智能优势明显、区域分布日益平衡的发展趋势。在设计层面电力自动化系统更注重对多机模型的问题处理，且广泛借助现代控制理论及工具实现综合高效的控制。在实践控制手段的运用中合理引入了大量的计算机、电子器件及远程通信应用技术。而在研究人员的组合构建中电力企业本着精益求精、综合适用的原则强调基于多功能人才的联合作战模式。在整体电力系统中，其工作方式由原有的开环监测合理向闭环控制不断发展，且实现了由高电压等级主体向低电压丰富扩展的安全、合理性过度，例如从能量管理系统向配电管理系统合理转变等。再者电力系统自动化实现了由单个元件到部分甚至全系统区域的广泛发展，例如实现了全过程的监测控制及综合数据采集发展、区域电力系统的稳定控制发展等。相应的其单一功能也实现了向多元化、一体化综合功能的发展，例如综合变电站实现了自动化发展与提升。系统中富含的装置性功能更是向着灵活、快速及数字化的方向发展;系统继电保护技术实现了全面更新及优势发展等。依据以上创新发展趋势电力系统自动化市场的发展目标更加趋于优化、协调与智能的发展，令潮流及励磁控制成为市场新一轮的发展研究目标。因此我们只有在实践发展中不仅提升系统的安全运行性、经济合理性、高效科学性，同时还应注重向自动化服务及管理的合理转变，引入诸如管理信息系统等高效自动化服务控制体系，才能最终令电力系统自动化市场的科学发展之路走的更远。 电力系统自动化市场科学发展前景 经过了数十年的研究发展，我国先进的计算机管理技术、通信及控制技术实现了跨越式提升，而新时期电力系统则毋庸置疑的成为集计算机、通信、控制与电力设备、电力电子为一体的综合自动化控制系统，其应用内涵不断扩充、发展外延继续扩展，令电力系统自动化市场中包含的信息处理量越来越庞大、综合因素越来越复杂，可观、可测的在数据范围越来越广阔，能够合理实施闭环控制、实现良好效果的控制对象则越来越丰富。由此不难看出电力系统自动化市场已摒弃了传统的单一式、滞后式、人工式管理模式，而全面实现了变电站及保护的自动化发展市场、调度自动化市场、配电自动化市场及综合的电力市场。在变电站及保护的自动化市场发展中，我国的500千伏变电站的控制与运行已经全面实现了计算机化综合管理，而220千瓦变电站则科学实现了无人值班看守的自动化控制。当然我国众多变配电站的自动化控制程度普及还相对偏低，同时新一轮变电站自动化控制系统标准的广泛推行及应用尚处在初级阶段，因此在未来的发展中我们还应继续强化自动化控制理念的科学引入，树立中小变电站的自动化控制观念、提升大型变电站的自动化控制水平，从而继续巩固电力自动化系统在整体市场中占据的排头兵位置，令其持之以恒的实现全面自动化发展。 电力调度及配电自动化市场的前景发展 随着我国电力系统自动化市场的不断发展电力调度自动化的市场规模将继续上升，省网及地方调度的自动化普及率将提升至近一半的比例，且市场需求将不断扩充。电力调度系统
工业生产过程自动化管理问题的思考 摘要：随着工业4.0概念的提出，代表着即将进入第四次工业革命，这次革命是 基于大数据、人工智能等科技对产品的整个生产链进行自动化、智能化、信息化 的改变，其中自动化占有一定比例的应用，自动化管理一方面节约成本；另一方 面创造更高的商品价值，但工业生产过程的自动化管理是一个复杂的体系，本文 通过阐述自动化的概念以及自动化在生产中的重要性，着手研究现阶段我国工业 自动化管理的现状，提出一些能提高自动化管理效率和质量的措施。 关键词：工业生产过程自动化；管理问题；思考 引言：随着国际经济不断交流，我国的经济体制正在不断改革适应时代所需，在工业中也有体现，老的生产模式终将被生产过程自动化所取代，我国的一些制 造业的产能达到了世界级别，自动化、信息化、节能化和智能化程度可以与其他 国家相媲美，在化工、电力等行业生产自动化已经渗透在方方面面，是这些产业 的生产助力。 工业4.0的提出，代表着产品的价值链会进行一次洗牌，而工业生产过程自 动化管理是工业发展的必经之路，掌握自动化管理的模式，可以促进工业技术的 进步，自动化管理一方面提高管理效率，另一方面降低管理成本，二者综合可以 很好的提高企业的经济效益，促进我国工业的不断发展。现代工业之间的竞争一 定程度上就是自动化的竞争，生产过程自动化管理瓶颈的突破会帮助工业得到很 大的突破，因此，分析工业生产过程自动化管理的存在意义，我国生产过程自动 化管理的现状以及提出改善措施是很有必要的。 一、工业生产过程自动化的概念及意义 生产过程一般指，产品投产前期的各种准备工作到产品检验合格生产完毕的 过程。其中生产过程分为自然和劳动两个过程，生产过程阶段也是企业资金的循 环阶段。而生产过程自动化则是利用传感器技术、自控原理、计算机网络技术等 知识，将工厂各个部门联合成一个整体，以生产过程为基础实现各部门之间的协 调工作，实现生产结果的最优化和经济效益最大化。生产过程自动化技术的本质 是一门服务性技术，它需要服务于工业生产过程的产品质量评估考核、工艺指标、生产效率以及成本控制等方面。 在工厂安装各种传感器，采集生产中的温度、电压等数据传到计算机，计算 机通过对采集到数据的分析处理，第一做出操作判断，供操作人员参考；第二根 据采集到数据对运行设备进行自动调整，提高生产效率；第三对生产情况进行模 拟演示，通过对数据分析预测产品的生产趋势，提高工厂的经济效益。 二、我国生产过程自动化的现状 （一）生产自动化水平有待提高。 随着世界商贸的交流，对自动化生产商品的综合质量有了更高的要求。国内 高新技术人才不多且有人才流失现象，缺乏具备生产自动化的专业人才引领自动 化产业，管理自动化产业，解决自动化产业中出现的重重困难，我国的平均自动 化水平很得到很好的提升。虽然自动化可以降低人力和时间成本，进而创造商品 的更高价值，但全面推广自动化还有一点时间，实现生产自动化是我国现代工业 改革的目标。 （二）工业生产过程自动化缺乏与之适应的管理模式。
计算题。（1题2分 2-8每题3分，9-10每题6分，共35分） 1.某地区2007年被调度部门确认的事故遥信年动作总次数为120次，拒动1次，误动1次，求地区2007年事故遥信年动作正确率为多少？（答案小数点后保留两位） 解：2007年事故遥信年动作正确次数：120－（1＋1）＝118 Ayx＝118/120=98.33% 2.一条10KV配电线路的二次电压为100V，二次电流为3A，功率因数为0.8，三相电压对称，三相负荷平衡，其中电压变比为10000/100，电流变比为300/5，试计算测得的二次功率，并计算其折算到一次侧的功率。 解:二次功率P2= 1.732UICOSφ=1.732×100×3×0.8≈415.68(W) 一次功率P1=415.68×(10000÷100)×(300÷5)=2494080(W)≈ 2.49(MW) 3.一台UPS主机为10kVA，问要达到10kVA4h的配置要求，约需要配置多少节12V100Ah的蓄电池？ 解:1)UPS主机要求配置的总VAh数为：10kV A×4h=40kV Ah=40000V Ah；2)每节电池的V Ah数为：12V×100Ah=1200V Ah； 3）需要的电池节数：40000÷1200=33.33节，约需34节。 4.某一线路的TA变比为300/5，当功率源中的电流源输入变送器的电流为4A时，调度端监控系统显示数值为多少这一路遥测才为合格（综合误差＜1.5％） 由综合误差＜1.5％知300A×1.5%＝4.5A 所以，在标准值为±4.5A之内均为合格。又因输入4A，工程量标准值为 300/5 ×4＝240（A） 240＋4.5＝244.5（A) 240－4.5＝235.5（A）监控系统显示电流值大于235.5A，小于244.5A均为合格。 5.某调度自动化系统包括10个厂站，9月12日发生3站远动通道故障各3小时，9月20日发生1站RTU故障4小时，现求出该系统本月远动系统月运行率、远动装置月可用率和调度日报月合格率。（小数后保留2位） 远动系统月运行率：（10×30×24－3×3－4）/10×30×24×100%=99.82%；远动装置月可用率：（10×30×24－4）/10×30×24×100%=99.94%；调度日报月合格率（10×30－4）/10
实验一励磁控制基本特性实验 一、实验目的 1)加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务。 2)了解微机励磁调节装置的基本控制方式。 3)掌握励磁调节装置的基本使用方法。 二、原理与说明 同步发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调节装置两部分组成，它们和同步发电机结合在一起构成一个闭环反馈控制系统，称为发电机励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 实验用的励磁控制系统示意图1-1如下所示，交流励磁电源取自380V市电，构成他励励磁系统，励磁系统的可控整流模块由TQLC-III微机自动励磁装置控制。 图1-1励磁控制系统示意图 TQLC-III型微机自动励磁装置的控制方式有四种：恒U g（恒机端电压方式，保持机端电压稳定）、恒I L（恒励磁电流方式，保持励磁电流稳定）、恒Q（恒无功方式，保持发电机输出的无功功率稳定）和恒α（恒控制角方式，保持控制角稳定），可以任选一种方式运行。恒Q和恒α方式一般在抢发无功的时候才投入。大多数情况下应选择恒电压方式运行，这样能满足发电机并网后调差要求，恒励流方式下并网的发电机不具备调
差特性。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出。 无论是在“手动”还是“自动”方式下，都可以操作增减磁按钮，所不同的是调节的参数不同。在“自动”方式下，调节是的机端电压，也就是上下平移特性曲线，在“手动”方式下，改变的是励磁电流的大小，此时即使在并网的情况下，也不具备调差特性。 三、实验项目与方法 3.1不同α角对应的励磁电压测试 实验准备 1)将发电机组电动机三相电源插头与机组控制屏侧面“电动机出线”插座连接，发电机 三相输出电压插头与“发电机进线”插座连接，发电机励磁电源插头与“励磁出线”插座连接。 2)检查机组控制屏上各指示仪表的指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置。 3)合上“调速励磁电源”开关（380V）。注意，一定要先合“220V电源”开关，再合“调 速励磁电源”开关，否则，励磁或调速输出的功率模块可能处于失控状态！ 4)检查调速、同期、励磁三个装置液晶显示屏显示和面板指示灯状态，正常情况下，
[摘要]现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 [关键词]电力系统自动化发展应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于: (1)在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。 (2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 (3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 (4)在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。 (5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 2.整个电力系统自动化的发展则趋向于: (1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。 (2)由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。 (3)由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。 (4)由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。 (5)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。 (6)追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。 (7)由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 1.电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.FACTS和DFACTS (1)FACTS概念的提出
1. 同步发电机组并列时遵循的原则：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过 1~2 倍的额定电流（ 2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。 9. 同步发电机的并列方法：准同期并列，自同期并列。设待并发电机组 G 已经加上了 励磁电流，其端电压为 UG,调节待并发电机组 UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作，成为准同期并列。 10. 发电机并列的理想条件：并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。 11. 自同期并列：未加励磁电流的发电机组 12. 脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息，即电压幅值差、频率差和合闸相角差。但 是，在实际装置中却不能利用它检测并列条件，原因是它的幅值与发电机电压及系统电压有关。 13. 励磁自动控制系统是由励磁调节器，励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。 14. 同步发电机励磁控制系统的任务：（1）电压控制（2）控制无功功率的分配（3）提 高同步发电机并联运行的稳定性。 15. 为了便于研究，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。静态稳定是指电力 系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。暂态稳定是指电力系统在某一正常运行方式下突然遭受大扰动后，能否过渡到一个新的稳定运行状态或者恢复到原来运行状态的能力。 16. 对励磁系统的基本要求：（一）对励磁调节器的要求：O 1具有较小的时间常数，能 迅速响应输入信息的变化；② 系统正常运行时，励磁调节器应能反应 发电机电压高低，以维持发电机电压在给定水平；O 3励磁调节器应能合理分 配机组的无功功率；④ 对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运 行，要求励磁调节器没有失灵区；◎励磁调节器应能迅速反应系统故障，具备强行励磁控制功能，以提高暂态稳定和改善系统运行条件。（二）对励磁功率单元要求： ①要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量；② 具有足够的励磁顶值 电压和电压上升速度。 17. 同步发电机励磁系统分类：直流励磁机励磁系统：①自励②他励；交流励磁机励磁 系统①他励交流励磁机励磁系统②无刷励磁系统；静止励磁系统 18. 励磁调节器的主要功能有二：①保持发电机的端电压不变；②保持并联机组间无功电 流的合理分配。 19. 励磁调节器的型式很多，但自动控制系统核心部分相似。基本控制由测量比较、综 合放大、移相触发单元组成。测量比较单元的作用是测量发电机电压并变换为直流电压，与给定的基准电压相比较，得出电压的偏差信号。综合放大单元是沟通测量比较单元及调差单元与移相触发单元的一个中间单元，来自测量比较单元及调差单元的电压信号在综合放大单元与励磁限制、稳定控制及反馈补偿等其他辅助调节信号加以综合放大，用来得到满足移相触发单元相位控制所需的控制电压。移相触发单元是励磁调节器的输出单元，根 据综合放大单元送来的综合控制信号U SM的变化，产生触发脉冲，用以触发
新疆农业大学 课程论文 题目: 变电站遥视技术在电力系统自动化中的应用课程: 电力系统自动化 姓名: 胡旭涛 专业: 电气工程及其自动化 班级: 电气072 学号: 063736210 指导教师: 石砦职称: 讲师 20010年11月18 日
变电站遥视技术在电力系统自动化中的应用 作者：胡旭涛指导老师：石砦 摘要：变电站的遥视技术系统融合了网络视频和数据采集两大主要功能，本文介绍介绍当前无人值班变电站遥视系统的具体情况。此项技术为集控站的调度人员更好地掌握无人值班变电站的运行状况提供了一种新的技术，可确保变电所综合自动化系统安全可靠运行，充分发挥综合自动化系统的功能和作用。 关键词：变电站，电力系统自动化，监控系统 The unmanned substations remote viewing system of specific situation Author:Hu Xutao Academic advisor: Shi Zhai Abstract：This paper describes the unmanned substations remote viewing system of specific situation. The technology is collect control station of dispatching personnel to better understand the operation status of unmanned substations provides a new technology, which can ensure substation integrated automation system, give full play to the safe and reliable operation of the integrated automation system function and role[10]. Key words: dispatching personnel, the integrated automation system, viewing system 引言：变电站的遥视技术系统融合了网络视频和数据采集两大主要功能，集遥视系统、安全保卫系统、消防系统、环境监测系统和动力监测系统五大功能子系统于一身，构建多级监控网络系统构架，各级用户都能够实时、直接地了解和掌握其下属变电站的情况。一旦变电站内部发生安全或者设备数据的报警，系统可对发生的情况及时作出反应，并可通过系统中的调度视频会议功能，及时进行可视化调度处理，便于应急指挥，摆脱了传统系统相互独立、各自应用的非智能化模式，实现变电站多层次、立体化的安防自动化系统[1]。 1系统设计原则 遥视系统的设计原则是：建立以变电站为对象，以监控中心来实施监视和控制，并服务于各级主要生产管理部门的多级视频图像监控网络，并辅以适当的警戒功能以实现变电站“五遥”，为变电站实现真正的无人值守创造条件。在满足需要的前提下，保证系统的稳定可靠，节省投资，使系统发挥良好的经济效应。 1.1 可靠性 硬件可靠性：系统采用高性能的工业级设备，保证硬件的7×24小时不间断运行。软件可靠性：监控操作系统采用Windows操作系统，具有良好的稳定性。监控图像上通过软件叠加时间和地点防止非法篡改录像资料。供电可靠性：图像监控设备由UPS供电，在市电电压波动的情况下仍能够提供稳定的交流电压。用户管理用户等级管理和密码管理相结合，不同的操作人员具有不同的权限，禁止越权操作。用户操作有记录，系统过滤用户的错误操作。系统自检测与自恢复：前端系统可以启动自运行，无需现场人员维护。系统通过多种方式监视所有工作站和编码站的运行，并在发生故障时及时报警与恢复，保证系统
1轧制过程数学模型 1.1轧制工艺参数模型 随着科学技术的发展，计算机已广泛应用于轧钢生产过程的控制，促使轧钢生产向自动化、高速和优质方向发展。电子计算机在线控制生产过程，不仅仅只是电子计算机本身的硬件和软件的作用，更重要的是控制系统和各种各样的数学模型，正因为有适合轧钢生产的各种数学模型，才有可能实现电子计算机对整个轧钢生产各个环节的控制，获得高精度的产品。 线材连轧生产过程的主要内容基本上可归纳为尺寸变化和温度变化两大类性质极不相同但又相互紧密联系的物理过程，涉及的数学模型主要是轧制工艺参数的制定、各环节的温降变化、产品质量控制及实现线材连轧生产的可靠性等。 在线材连轧生产过程中，准确地计算（预估）各个环节的温度变化是实现计算机控制的重要前提，这是因为轧件各道次的变形阻力、轧制压力、轧制力矩的准确确定与温度是分不开的，而各机架轧制压力的预估精度将直接关系到设备的使用安全等。 下面分别讨论线材连轧生产过程中的温降模型、变形阻力模型、轧制力与轧制力矩模型。 1.1.1延伸系数及孔型尺寸计算模型 在制订棒线材轧制工艺时，当坯料和产品断面面积F 0和F n 给定之后，总延伸系数∑μ就可唯一确定： n n n i i n i F F F F F F F F F F 011211021== =-+∑ μμμμμ 其中：n ——总轧制道次； μi ——某一道次的延伸系数； F i ——某一道次的轧件断面面积。
椭圆孔示意图
mB R F +-=)sin (2θθ R B 2arcsin 2=θ ??? ? ? --=2cos 12θR h m 对于圆孔，轧件断面面积可通过下式计算： 圆孔示意图 απθ2-= αθtan 422R R F += 1.1.2前滑模型 孔型轧制时的前滑率计算可采用筱篬或斋藤提出的实验模型。两者都认为前滑仅是轧件、孔型几何尺寸的函数。斋藤模型以平均工作辊径定义前滑，当道次变形量较小时会出现负前滑的计算结果；筱篬模型改用孔型槽底处的最小辊径定义前滑，即前滑S f 为： S f =V 1/V R -1 （1.1） 其中： V 1 ，V R ——轧件出口速度及孔型槽底处的轧辊线速度。 在孔型中轧制时，前滑值取平均值f S ，其计算式为
工业过程自动化技术专业简介 专业代码560303 专业名称工业过程自动化技术 基本修业年限三年 培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握过程控制技术和电工电子应用技能，熟悉生产过程自动化设备和典型过程控制系统等基本知识，具备计算机自动控制系统和智能仪表的集成、装调、运行、维护、管理及简单开发能力，从事从业过程检测和电气自动化系统性能分析、设计、调试和安装维护等工作的高素质技术技能人才。 就业面向 主要面向制药、化工、造纸、环保等行业，在自动化设备与控制系统的研发、生产、集成等技术领域，从事自动化设备与控制系统集成、安装调试、维修维护、技术支持、系统运行操作和销售工作；也可以从事智能仪表测试与简单开发、现场自动化系统与仪表维修维护等工作。 主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2.具备识读一般自动化控制系统原理图、安装图和自动化设备说明书的能力； 3.具备使用与选用低压电气控制设备的能力； 4.具备使用与选用（温度、流量计、压力、物位计等）传感器、控制阀、变频器等仪器仪表的能力； 5.具备使用和选用基本仪表所属的电子元器件的能力； 6.具备对常见自动化控制系统进行集成、安装、调试和维修维护的能力； 7.具备 PLC 编程、组态设计、DCS 系统构建能力；
8.具备根据控制系统选择控制规律（位式控制、比例控制、积分控制、微分控制、比例积分控制、比例积分微分控制等）及整定控制参数的能力； 9.具备对智能仪表进行测试、简单开发及应用的能力； 10.具备判断自动化控制系统品质的能力。 核心课程与实习实训 1.核心课程 电路分析、工厂电气控制设备、电子技术、单片机应用技术、C 语言程序设计、可编程控制器技术、自动控制原理与系统、过程检测与控制技术等。 2.实习实训 在校内进行电工、电子技术应用、组态软件、PLC 课程设计、自动控制系统集成与调试、单片机应用技术、电气工程制图 AutoCAD、智能仪表制作与调试等实训。 在制造药、化工、造纸企业进行实习。 职业资格证书举例 维修电工化工仪表维修工电气设备安装工可编程序控制系统设计师 衔接中职专业举例 电气运行与控制工业自动化仪表及应用化工仪表及自动化化工机械与设备 接续本科专业举例 过程装备与控制工程电气工程及其自动化
电力系统自动化读书笔记 篇一：电力系统自动化的基本内容及认识 电力系统自动化的基本内容及认识 今天，实习的第四天，我们学习了有关于电力系统的组成、电力系统的自动化的知识。 首先老师为我们讲解了什么是电力系统，简单来讲电力系统就是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。而电力系统的功能就是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。一般来说电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电单位组成的整体，在同一瞬时，发电厂将发出的电能通过送变电线路，送到供配电所，经过变压器将电能送到用电单位，供给工农业生产和人民生活。这也体现出了电能生产的特点即不能存储，必须做到即发即用。所以为了发电厂、电网的安全稳定运行电力系统的自动化是必不可少的。 同时电力系统的自动化也是为了保障电能的品质，老师在课上介绍评价电能品质的三要素即电压、频率和波形的稳定。而要实现这一切，也需要电力系统的自动化调节。那么电力系统的自动化包括什么
呢？电力系统自动化是电力系统一直以来力求的发展方向，按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面。 随后老师又为我们图解了发电机的基本构造和发电机发电的基本原理。简单来看，发电机由定子和转子组成，定子包括铁心和导体（电枢）；转子包括磁极和励磁绕组。在发电的时候励磁绕组通上直流电从而产生磁场，转动转子定子导体由于与磁场有相对运动而产生交流电势，频率为f=pn/60,其中当p=1,n=1500r/s时f=50HZ。所以转速的变化会带来频率的改变。接着，老师又介绍了五大发电集团：中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司，以及六大电网：东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网、南方电网。丰富了我们的课外知识。 老师接着为我们介绍电网的监控和发电机的并断网。电网监控是由众多的远方终端和一个主控站，以及连接各个终端和主控站的数据通道构成。它的特点是四遥：遥测、遥信、遥控、遥调。电网监控广泛应
对电力系统自动化的认识 电力系统自动化，顾名思义就是通过计算机系统实现自动控制电力系统的工程。电力系统自动化是利用计算机系统，按照预先设计好的程序远程控制电力系统的设备，使其在没有人参与的情况下自动完成各项任务，并自动修复电力系统在运行时出现的各种故障。电力系统自动化的目的是更加安全、高效、快捷的利用电能，对发电、送电和配电的过程进行自动控制，自动调度，从而实现对电力系统的自动化管理（百度百科） 那么，电力系统自动化对现代社会有何好处呢？首先，从安全的角度，有了电力系统自动化后，电力师傅和电力工人不必要再冒着生命危险区工作，不必处在一个危险的境地，他们可以通过电脑系统实行人工工作，减少事故发生的次数，减小危险系数，同时为国家保留技术人才，减少悲剧发生的可能。第二，从便利方面，通过电力系统自动机，可以实现以最方便最有效的方法来处理电力系统所发生的故障，减少了通过人工修理所需要的大量时间以及人力物力，并且没有生命安全的威胁，实现无需人工深入修理，而是在无人控制下自动修理，并且更加准确高效。第三，从高效性及节能性，通过电力系统自动化来控制电力系统，能24小时监控电力系统的运行过程，保证一出现错误就能得到及时的修复并且无需担心因人为疏忽而导致的严重后果，同时，利用电力系统自动化控制电力系统，能利用更少的资源形成最大化的利益，从而得到最高效最节能的成果。综上所述只不过是电力系统自动化优点的一部分，因笔者认知所限，只能说出其中一二。放眼现代社会，与二十世纪初相比，我们所生话的环境无疑是好上了无数倍，我们可以通过轻轻一按就让电灯亮起，获得光明、我们可以通过一个电热壶就和上滚烫的热水，我们可以通过连接电源就打开电脑，足不出户却能了解天下事······。这一切的一切，都要归公于电力系统自动化，因为有了它，我们不再畏惧黑暗，不再畏惧寒冷和炎热，不再畏惧山高水远。随着电力系统自动化的不断发展，电网的不断铺设，以后的人们将能在世界每一处的享受到光明、温暖······。 我国电力系统自动化发展的现状。随着科学技术的迅猛进步和社会经济的不断进步，我国的电力系统正面临空前的发展机遇和巨大的挑战。在新形势下，我国的用电量较大，然而在电网建设和电力系统自动化发展方面却较为落后，因此电力企业要认清当前的发展形势，加强对电力系统自动化的研究、发展及应用。我国电力系统正在积极推进自动化升级改造工作，并取得阶段性成效，电力系统自动化是传动电力系统运营方法和现代信息技术的有机结合，是电力实业发展进程中的一项里程碑事件。（电力系统相关论文） 那么，在面对着这个最大的机遇同时又是最大的挑战，我们该如何发展电力系统自动化呢。首先，充足的资金与足够的人才是必不可少的，只有充足的资金，电力系统自动化的装备与研究才能得到进行，只有足够的人才才能进行各种研究试验。因此充足的资金与足够=的人才是必不可少的。二，要有国家政府的政策扶持，电力系统自动机是一项巨大的工程，往往要通过企业或政府与企业合作来实施工程，因此，政府应该在相关政策上进行较大扶持，比如工地，税收，装备的进口等等。如此一来，企业有了政府的支持，才能发挥出最大的功能，电力系统自动化才能进一步得到发展。三，各国之间的技术共享，这是最容易的一点同时也是最难的一点，现如今，各国之间在各个方面都进行着激烈的竞争，各国之间的技术资源是其根本，所以，各个国家之间也是藏着掖着，生怕自己的技术泄露，其实，对于电力系统自动化这项惠及全世界的工程，各国之间应相互共享资源，这样才有更多的人们受惠，人们生活条件提高，才有更多的精力致力于发展科技，电力系统自动化也才能得到更大的，世界性的发展。 电气161 郑钰良167300069