自动化概论论文

电力系统自动化技术概述

东北电力大学 自动化工程学院 吉林吉林 132012

摘要：

电力系统自动化系统是指对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理的系统。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。它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。它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。自动化技术已经几乎渗透到人类社会的每一个角落，在工业、农业、军事、交通、商业、医疗、服务以及家庭等方面，自动化都扮演者重要的角色，自动化不仅可以把人从繁重的体力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能充分调动人的潜在能力，是人类能更好地认识世界和改造世界，从而能推动人类文明的快速发展。

关键字：电力系统自动化，自动控制，电网调度，电能传输

文献标识符：A

引言：

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。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。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。

正文：

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，并形成一个分层分级的自动化系统：区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次；中间层次由省(市)调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成，由总调度中心构成最高层次。而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。以下分别介绍。

1. 电网调度自动化

现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。

2. 供电系统自动化 包括地区调度实时监控、变电站自动化和负荷控制三个方面。地区调度的实时监控系统通常由小型或微型计算机组成，功能与中心调度的监控系统相仿，但稍简单。变电站自动化发展方向是无人值班，其远动装置采用微型机可编程序的方式。供电系统的负荷控制常采用工频或声频控制方式。

3. 水力发电站综合自动化

需要实施自动化的项目包括大坝监护、水库调度和电站运行三个方面。①大坝计算机自动监控系统：包括数据采集、计算分析、越限报警和提供维护方案等。②水库水文信息的自动监控系统：包括雨量和水文信息的自动收集、水库调度计划的制订，以及拦洪和蓄洪控制方案的选择等。③厂内计算机自动监控系统：包括全厂机电运行设备的安全监测、发电机组的自动控制、优化运行和经济负荷分配、稳定监视和控制等。

4. 电力系统信息自动传输系统

其功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式。远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。把厂站的模拟量通过变换输送到位于调度中心的接收端并加以显示的过程称为遥测。。远动装置按组成方式可分为布线逻辑式远动装置和存储程序式逻辑装置。。

5. 火力发电厂自动化

火力发电厂的自动化项目有许多，其中包括：①厂内机、炉、电运行设备的安全检测，包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。②计算机实时控制，实现由点火至并网的全部自动起动过程。③有功负荷的经济分配和自动增减。④母线电压控制和无功功率的自动增减。⑤稳定监视和控制。

电力系统反事故自动装置

6. 电力工业管理系统自动化

管理系统的自动化通过计算机来实现。主要项目有电力工业计划管理、财务管理、生产管理、人事劳资管理、资料检索以及设计和施工方面等。

7. 反事故自动装置

反事故自动装置的功能是防止电力系统的事故危及系统和电气设备的运行。在电力系统中装设的反事故自动装置有两种基本类型。一是继电保护装置：二是系统安全保护装置。系统安全保护装置按功能分为4种形式：一是属于备用设备的自动投入,如备用电源自动投入，输电线路的自动重合闸等；二是属于控制受电端功率缺额，如低周波自动减负荷装置、低电压自动减负荷装置、机组低频自起动装置等；三是属于控制送电端功率过剩，如快速自动切机装置、快关汽门装置、电气制动装置等；四是属于控制系统振荡失步，如系统振荡自动解列装置、自动并列装置等。

参考文献：

周献中，盛安冬.自动化导论.科学出版社，2009

戴先中，论自动化专业本科生知识.电气电子教学学报，2009,29（1）：1-5

Power system automation technology overview

DaiLijun

School of Automation Engineering Northeast dianli university JiLin JiLin 132012

Abstract ：

Power system automation system refers to a production, transmission and

management power realization of automatic control, automatic scheduling and

automation management system. Power system automation of fields including the

production process of automatic detection, and regulate and control, automatic

systems and components of network information safety protection, the automatic

transmission, system of automatic scheduling, and production enterprise automation

economic management, etc. It is a vast, regional distribution by generator, transformer

substation, power transmission and distribution network and user unified dispatching

and operation of the large complicated system. It's main goal is to guarantee the

power supply of electric energy quality (frequency and voltage), guarantee the safe

and reliable operation of the system, improve the economic benefit and management

efficiency. Automation technology has pervades virtually every corner of the human

society, in industry, agriculture, military, transportation, business, health care, service

and family, all aspects of actor important role automation, automation can not only to

get people from heavy manual work and bad, dangerous working conditions, and

liberated can be fully aroused people's potential ability, is the humanity can better

understanding of the world and transform the world, which can promote the rapid

development of human civilization.

Key word ：

Automation of electric power systems Automatic control Grid dispatching

Power transmission

浅析你对自动化专业的认识

通过这个学期对《自动化（专业）概论》的学习，以及进入大学以来近两年对自动化专业的了解，我觉得对自动化专业有了一个比较全面的了解。下面做一下简单介绍。

自动化（Automation），是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。自动化技术广泛应用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。

自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”等鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。学生在校时一般学习半导体变流技术、自动控制系统、电力拖动与电气控制、最优控制、微型计算机控制技术、计算机通讯与网络、数字信号处理、软件工程、传感器原理、自动检测技术、系统工程概论、运筹学和情报检索等近40门课程。

同时自动化专业对所培养人才的素质要求也很高，需要掌握一下技能：掌握数理等基础理论的原理和方法；了解机械、力学、电器、化工等相关学科的一般原理和方法；掌握计算机、通讯、电子等关联学科的基本原理、方法以及相应的实验仪器和设备的使用技能；掌握控制系统分析和综合（设计）等专业知识和方法；具有系统仿真、科学计算、软硬件开发等科学实验方法和技术；具有良好的资料收集、文献检索以及口头表达和书面写作等技巧和能力，并形成很强的自主学习能力，培养终身学习的观念；具有辨证的、逻辑的、形象的创造的科学思维方式和对事物进行统计、分析、综合、归纳的技能，并形成较强的发现问题、分析问题和解决问题能力；具有一定的适应、协调、合作、组织和管理能力。