电力系统电力电子化带来的挑战
科技前沿
电力电子化大背景之下，要以新视角、新理论、新方法来解决新形势下带来的新问题，找到新办法，发现新机遇，以实现供电系统安全、稳定、高效、长期地运行。
电力系统中的变流器越来越多，二者之间的交互作用（Interaction）越来越复杂，对传统电网运行特性的改造也越来越明显。如何分析，如何设计，如何控制，如何集成，才能确保电力电子化的供电系统仍然能够维持安全、稳定、高效地长期运行？这是摆在电力电子、电力系统等学科研究人员面前的世纪难题。
目前亟需针对电力电子化这一大背景，首先从理论研究上取得重大突破，从而用新视角、新理论、新方法来解决新形势下带来的新问题，找到新办法，发现新机遇。本文根据IEEE电力电子学会主席、荷兰代尔夫特理工大学Braham Ferreira 教授的会议记录进行了整理，与读者们分享大师的观点。
2015年9月，在意大利Verbania召开了第8届The Future of Electronic Power Processing and Conversion国际会议(FEPPCON VIII2015)。本次会议共有50余名全球顶级的电力电子学家参与，对电力电子领域未来10余年的发展趋势做了科学的预测。
FEPPCON是一个小型的国际会议，参与者皆为电力电子领域的大师级人物，会议的目标是探讨电力电子技术的发展机会以及技术瓶颈，展望电力电子学科的发展方向，并对未来的研究和应用等工作提出具体的意见和方向。FEPPCON2015重点关注了电力电子化系统（Power-electronics-enabled Power Systems）的发展趋势，并重点推荐了下述3篇论文，分别是意大利帕多瓦大学Paulo Mattavelli教授的“Interactions of Power Electronics Converters in Distribution Grids:Some Issues and-Challenges”，美国波音公司Kamiar Karimi的“What Are the Bottlenecks and Opportunities of Power Electronics-Based Power Systems”，以及德国慕尼黑联邦国防军大学Rainer Marquardt的“Future Requirements for Reliable Networks of Converters”。
电力电子化导致了复杂多样的“器—网”交互作用
对传统的供电系统来说，电力电子变流器（Power-electronics Converter）是个全新的设备，且其占有率越来越高。传统电网主要由电感性元件和同步发电机构成，且同步发电机输出的电压几乎是完美的正弦波。当并网变流器的数量较少时，传统电网可维持自身的运行特性，通常表现出理想电压源特性，此时变流器主要与电网发生交互作用，且变流器对电网特性的影响很弱。如今，随着并网逆变器渗透率的飞速提升，变流器与电网之间的“器—网”交互作用以及变流器与变流器之间的交互作用越来越强烈，越来越频繁，越来越复杂。把电网视为理想电压源的假设已经不再成立了，电力电子变流器已经不再是电网中的小角色了。
电网中的变流器越来越多，“器—网”交互作用越来越复杂，对传统电力系统运行特性的改造也越来越明显。如何分析，如何设计，如何控制，如何通讯，如何集成，才能确保变流器大规模接入之后的电力系统仍然能够维持安全、稳定、高效地长期运行？这是摆在电力电子、电力系统等学科研究人员面前的世纪难题。FEPPCON2015对该问题进行了重点讨论。
典型的电力电子化系统
公共电网是迄今为止，人类建造的最大、最复杂的人工网络，人类活动的大部分能源皆来自于此。虽然电力电子化是公共电网发展的趋势，但目前还算不上真正的电力电子化系统（Power-electronics-enabled Power Systems）。因此，本文选取几个典型的电力电子化系统来分析供电系统电力电子化带来的挑战和机遇。
1、微型电网Microgrids
自微网之父Robert Lasseter教授提出这一概念之后，在全球范围内兴起了一股强劲的交流微型电网研发之风，各种实验平台、示范工程、商业案例层出不穷，是近十年内电力电子领域最活跃的方向之一。交流微型电网就是典型的电力电子化电力系统，其典型的系统结构如下图所示。
众所周知，低压配电网市场已经非常成熟了，竞争十分激烈。配电网领域的重大创新和新的市场机会也许将要诞生在微型电网领域。对于网络运营商、产品供应方、能源管理商、第三方服务公司来说，微型电网带来了非常多的商业机会。
当然，微型电网的运行控制非常复杂，普通供电系统的运行维护人员是否能够胜任这一复杂工作仍然是个未知数，尤其是微型电网这种双向潮流系统，其继电保护的设计是个重大的技术挑战。科学家们至今仍然无法确切地知道大量微型电网互联之后可能会发生什么以及潜在的问题出现之后该如何应对。现有的理论研究工作还不够深入，物理机制理解不深入，系统模型太简单，可能的运行模式和工作场景分析还不足，更重要的是还缺乏解决上述问题所需要的理论、方法、工具。
2、电力电子化的飞机电力系统Power-Electronics-Based Power systems
多电飞机（More Electric Aircraft，MEA）乃至全电飞机(All Electric Aircraft，AEA)的电力系统就是典型的电力电子化电力系统。MEA、AEA是指机上的主要功率是电功率，但不排除少量的其他功率的使用。MEA、AEA能够显著减轻飞机的重量和寿命周期费用，更能提升飞机系统的可靠性、安全性，是飞机工业的发展方向。
波音787飞机就采用了典型的电力电子化飞机电力系统，该机型的电力系统使用了大量的电力电子装置，包括：230V交流变频起动/发电集成电力系统、电动力
空调系统、机电一体化的飞行控制器，如下图所示。
波音787的电力系统标志着电力电子系统集成技术取得了重大突破，解决了若干关键技术难题，包括：电能质量、稳定性、可靠性、电磁干扰、电压跌落、机械振动、热管理、效率管理、局部放电等。
这一商用供电系统的成功运营为电力电子化电力系统的全面推广奠定了良好的基础。当然，如何有效管理复杂的电力系统并科学处理严苛的技术指标仍然是个巨大的挑战。尤其是未来的全电飞机，如何提升电力电子化系统的功率密度、运行效率以及可靠性，同时不断地降低系统成本，将是未来的主攻方向。
3、变流器网络Networks of Converters若干变流器经过串联、并联或者串并联之后形成的变流器网络在协调工作的前提下可实现特定的技术目标。变流器网络通常被称为模块化变流器（Modular Converters），它的最大优势就是可以根据应用需求方便地通过串联、并联来提升变流器网络的电压、电流等级。当然，模块化也带来了潜在的威胁，即系统可靠性降低，尤其是故障条件下的冗余控制执行不当的时候特别容易导致整个系统的失效。
不仅如此，变流器网络还有个非常大的问题，那就是容易发生谐振现象。尤其是并联于同一母线的多个变流器，经常因为前端的无源滤波器而发生谐振。系统谐振时，变流器的动态过程及其控制策略非常复杂，系统容易失稳。为了解决这个问题，Rainer Marquardt教授建议采用下图所示的系统结构。
技术挑战
经过多次热烈的讨论之后，FEPPCON VIII2015的与会专家们达成了一致意见，认为电力系统电力电子化带来了下述重大挑战：
■研究、设计的视角需要从单个装置分析的层面上升到系统全局优化的层面，采用“先自上而下，再自下而上”的反复校验方法，同时兼顾整体（系统）与局部（装置）间的兼容性。系统层面的整体设计可能会牺牲某个局部装置的性能，但却可以使整个系统获得期望的、最优的技术性能和经济效益。在此视角之下，变流器是否还需要再执行功率（有功、无功）均分策略？可再生能源是否必须处于最大功率跟踪模式？并网变流器的功率因数是否必须严格为1？公共母线是否还可
假设为理想电压源？变流器是否还能工作在电流源模式？
■需要特别重视电力电子化系统的技术经济性分析和优化，制定合理的价格策略，选择匹配的技术方案，要注意具体问题具体分析。可能有些应用场合会因为可靠性或者特定的技术指标要求使用稍贵一点的变流器；而对于更多的应用场合来说，常规的变流器以及普通的技术方案即可满足要求。特别注意：成本不断降低、技术不断成熟才是推动电力电子化系统走向工业的根本动力。
■亟需研究新的建模技术和数学模型。新的建模技术和数学模型除了考虑器件、装置、系统的动静态电气特性以外，还必须考虑热力学特性、全寿命周期成本、可靠性等因素，以实现系统级的优化设计与控制。
■亟需开展标准规范的制定。标准规范跟不上技术发展的速度将会明显阻碍电力电子化系统的推广，尤其是电力电子装置接入电气系统的相关标准非常重要，这是系统电力电子化的第一步。
■如何确保电力电子化的供电系统仍然能够维持安全、稳定、高效地长期运行？
解决这一问题所必须的基础理论、建模方法、设计工具、测试技术都还未真正建立起来。
■电力电子化系统的故障特性与经典电网差异非常大，且潮流是双向的，因此电力电子化背景下的传统继电保护方法将失效，而变流器的故障特性分析以及新形势下的继电保护技术等内容尚未有效地开展研究。
■计及可靠性、经济性的电力电子化系统设计方法几乎还未开展研究，学术界应当优先开展这一方面的讨论，为工业界提供理论参考，因为可靠性、经济性是工业应用考虑的首要因素。
研究方向
针对电力系统电力电子化带来的技术挑战，科学家们需要首先从理论研究上取得突破，从而用新视角、新理论、新方法来解决新形势下带来的新问题，找到新办法，发现新机遇。
■开发若干标准测试系统，且标准系统应当包含常用的拓扑结构、运行工况。为了促进传统电网的研发，IEEE制定了一系列标准系统，方便科学家们针对标准系统来测试新技术、新方法的性能。目前非常缺乏电力电子化电网的标准系统，导致科研人员作出的成果无法在统一的标准环境下进行对比分析，不便于若干新技术的迭代更新。
■开发实用的、面向系统的建模技术和数学模型，同时必须考虑多物理场耦合效应，包括电气部分、热场部分、经济效益和可靠性，此外还得考虑负荷的动态特性。
■研究并网变流器以及大规模电力电子化电力系统的动态行为特性及其稳定性，也许在开始这个工作之前还必须先建立动态特性与稳定性分析所需要的理论、方法和工具。
■研究并网变流器以及大规模电力电子化电力系统的故障特性，建立“器—网”交互作用分析的一般性分析方法和基本概念，开发相应的继电保护技术和装置。■在系统层面上来考虑变流器的保护问题，而不是仅仅只从设备自身来谈保护，必须从“利己”的保护模式向负责任的“利己利他”模式转变。变流器保护绝对不能只是安装几个保险丝那么简单了，必须将变流器的保护作为变流器控制以及系统性能设计的一部分。
■建立电力电子化电力系统分析、设计、控制、通讯、保护等研发所需要的基本术语，对若干关键术语进行标准化定义。统一语言才能有效促进相关的研究和应用。
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势陈祖耀 发表时间：2018-07-31T10:35:09.733Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：陈祖耀[导读] 摘要：随着科学技术和经济的快速发展，电力系统自动化技术的作用越来越重要。 国网福鼎市供电公司福建宁德 355200 摘要：随着科学技术和经济的快速发展，电力系统自动化技术的作用越来越重要。电力系统自动化技术作为一项新兴技术实现了电力技术与电子信息技术的融合，对国民经济的发展起到了巨大的推动作用，对电力传输系统的发展产生了深远的影响。目前，电力系统自动化技术已渗透到电力系统的各个方面，取得了显着成效。本文介绍了电力系统自动化技术的现状，并展望了其发展趋势。 关键词：电力系统自动化；技术现状；发展趋势引言 中国目前电力严重短缺。如何采用先进的管理方法和模式实现电力系统的全行业遥控，遥测，遥调，遥信和遥控，已成为保证电力系统高效，安全，可持续运行的重要课题。就目前的发展趋势而言，电网的不断发展，电网运行管理的需求在不断变化。为确保电力生产安全有序发展，有必要进一步将电力系统的自动化控制技术应用于中国电力系统，以促进中国电力系统的健康发展。 1电力系统自动化内涵 电力系统一般由发电，输电，变电站，供电等几个环节联结起来，各控制系统有自己的联系。电力系统自动化不仅对电力供应的稳定性，安全性和可持续性起着决定性的作用，而且可以减少电力系统工人的数量，减少劳动强度，降低事故率，延长设备使用寿命，提高设备性能，电网管理和维护快捷方便。最重要的是电力系统自动化能够有效防止电力系统事故，如大面积停电等严重连锁事故，确保电力支持经济运行稳定可靠，意义长远而深远。电力系统自动化的主要特点是：电力系统是一个动态系统，具有模型不确定性和强非线性；电力系统需要高度的适应性；电力系统自动化难以控制的不确定因素多因素。电力系统自动化的困难包括：电力系统自动化中的多目标优化和多工作模式下故障条件下的稳健性；单个链路上更多的电力系统链路和控制需要该链路和其他链路的协调和配合。电力系统自动化技术应用于电力调度系统，配电网系统和变电站系统。电力调度系统自动化技术的主要应用是电荷预测，发电规划，网络拓扑分析，电力系统状态评估，暂态静态安全分析和自控发电等功能。配电系统中的有线通信促进了内部信息的交换，并提高了实时控制的性能，稳定性，效率和可靠性。变电站系统自动化技术可以收集来自电源线的实时参数，如电流，电压和电抗。通过对主控终端的分析，可以对远端供电设备进行调整，以满足客户的用电需求，保证供电质量。同时，我们可以分析电力需求的趋势，预测趋势并更好地调配电力。 2电力自动化技术的探讨分析 2.1无线技术 无线技术可以实现远程控制和管理，具有高度的信息共享，还可以减少线路的铺设。目前有很多无线技术，但由于无线信号在空间传输过程中所携带的带宽，无线信号的物理障碍，抗干扰，可扩展性和投资成本的易感性随着无线网络技术的不同而不同，因此适合的电力只有几种自动化。用户根据无线技术的环境选择适当的无线技术。目前的无线技术主要是GPRS/GSM，ZIEBB，WIMAX，WIFI和AdHoc 网络，但现在发展最快的网络是WIMAX和WIFI，因为它们在带宽和安全性方面更好，灵活性高，成本更低。 2.2信息化技术 电力信息化是电力自动化的核心，包括发电，调度自动化和管理信息自动化。配备电脑监控系统的发电厂和变电站，实现少数值班人员甚至无人值班，可以改善电厂自动化生产过程中的自动化监控系统。 2.3信息安全技术 现代人的生活离不开电力。电力是社会和经济发展的生命线。电力系统运行的安全和稳定对社会经济发展至关重要。电力系统的安全性是一个世界性的问题，目前尚未解决。尽管电力系统不太可能发生故障，但如果发生故障，将会造成巨大的经济损失和社会影响。在我国，电力系统发生重大事故。现在我们局已经试点建设智能电网，智能电网可以最大限度地减少电力系统故障的发生，减少停电造成的损失。中国经济高速发展，电力系统也迎来了前所未有的速度和发展规模，三峡电站，西电东送等一系列重大电网项目已建成并投入运行，电网安全，设备安全，电力工作者被提出更高的更新要求。 2.4传动技术 动力传动技术主要是实现变频调速，主变频器实现变频调速。变频器是节能减排的首选，已被广泛应用于电力设备和技术上也相当成熟。由于其在节能降耗方面的作用，变频器已成为电力行业改革技术的首要目标。ABB目前是该行业最大的电力自动化领导者，建立了世界上最大的变压器制造基地和绝缘子制造中心。该公司的变频器，PLC，仪器仪表等行业得到了很好的应用。 3电力系统自动化技术发展的现状 3.1自动化技术在电网调度中的应用 现代电网调度自动控制系统以计算机技术为核心，计算机技术对电力系统的实时运行信息进行监测，采集和分析，完成系统的高效运行。电网调度自动化操作通过自动控制技术的应用，实现对电网运行状态的实时监控，保证电网运行的质量和可靠性，实现电能的充足供应，使人们需求得到满足。在自动化技术应用的同时，能源损失最小化，保证了电源的经济和环保，实现了节能。 3.2自动化技术在配电网络中的应用 计算机技术在配电网自动化控制中发挥着重要作用。随着电网技术的不断发展，现代化程度和配电网络化程度越来越高，实现了配电网主站，变电站和轻轨终端三层结构，配电网发展，通信传输速度有保证，自动化系统的性能得到提高。加强系统继电保护控制，减少大面积停电现象，保证供电，提高电力系统可靠性和安全性，优化电网事故快速消除机制，科学事故应急响应机制建立，停电时间明显缩短；电力公司要加强对电力系统的控制，使电力系统的运行状况更加方便了解；正常值班模式被打破，无人值班的电厂出现，工作人员的工作效率大大提高。 3.3自动化技术在变电系统中的应用 通过计算机技术，通信技术和网络技术的应用，变电站系统实现了对二次系统的监控。通过功能设计的优化和科学综合系统的协调，可以方便地收集设备的运行信息。 4电力系统自动化技术发展的展望
网络高等教育 本科生毕业论文（设计） 题目：电能质量问题与解决方法 学习中心： 层次：专科起点本科 专业： 年级：年春/秋季 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：年月日
内容摘要 近年来,随着国民经济和电力系统的发展,电能供求关系的矛盾已逐步得到解决,但与此同时,有关电能质量的问题却日益引起人们的重视。电能质量如不能达到规定的要求,会给工、农业生产和日常生活带来种种问题,造成不可避免的损失。现代电力系统提出电能质量问题的概念是,任何出现的电压、电流以及频率偏移导致的用户设备损坏或运行不正常的电能问题,主要包括频率、电压、波形等内容。 本文对电能质量存在的问题及原因进行了分析，同时对解决电能质量所存在的问题的方法做了较为详细的介绍。 关键词：电能质量；电压偏差；频率偏差
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 1 绪论 . (1) 1.1 课题的背景及意义 (1) 1.2 国内外发展现状 (2) 1.3 本文的主要内容 (5) 2 电能质量存在问题 (6) 2.1 电能质量问题分类及产生原因 (6) 2.2 电能质量问题产生的原因 (7) 2.2.1 电压偏差 (7) 2.2.2 频率偏差 (7) 2.2.3 谐波 (8) 2.2.4 电压波动与闪边 (9) 2.2.5 三相不平衡 (9) 2.3 电能质量影响指标 (10) 3 电能质量解决方法 (12) 3.1 传统方法 (12) 3.2 基于用户电力技术的解决方法 (12) 4 结论 (15) 参考文献 (16) 附录 (18)
电力系统自动化的应用及发展趋势 摘要：在电力事业不断发展的形势下，作为一项重要且不容忽视的现代科学技术，电力系统自动化能够在推进电力系统的发展方面发挥积极的作用。随着科学 水平的提升和社会的进步，电力系统自动化技术引起了社会各界的密切关注并且 有了更加广泛的应用，对于深入研究电力系统有着非同一般的意义。基于此，本 文就电力系统自动化的相关应用及其发展趋势做了一定深度的研究，希望为有关 的研究者提供一定意义上的理论参考。 关键词：电力系统自动化；应用；发展趋势 电力行业是一个国家国民经济的重大命脉，它对国家的商业、军事、生产、交通等各个 行业的发展都有着极大的影响，只有拥有一套“安全、稳定、优质”的电力系统，才能保证国 民经济快速健康稳步发展。电力系统自动化的发展和不断壮大，是国民经济和社会稳步发展 的必要条件，也是一个国家现代化程度的体现。 一、电力系统自动化概述 电力系统主要由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成，其原理是通过发电设备把 风能、水能、光能等转化为电能，并经变电系统、输电系统和配电系统将电能传送给用电设备，以实现电能向热能、光能的转化，从而满足群众的生活、工作和生产需要。电力系统自 动化是利用计算机操作系统，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 人直接参与的情况下自动完成各项任务，并自动修复电力设备在运行过程中出现的各种故障。电力系统自动化的目的是更加安全、高效、快捷地利用电能，对发电、送电和配电过程进行 自动控制、自动调度，从而实现对电力系统的自动化管理。我国电力系统自动化主要包括变 电站自动化及智能保护、电力系统管理自动化、电力系统自动化技术的应用、人工智能在电 力系统中的应用、电气设备自动检测及故障诊断和修复等。电力系统自动化按照电能的生产 和分配可分为发电系统自动化、供电系统自动化、电网调度自动化、电力信息传送自动化、 电力事故处理自动化、电力管理自动化等。 二、电力系统自动化的相关应用 1、变电站自动化 在电力系统中，变电站是联系发电厂与电力用户的主要环节。和传统变电站工作相比， 变电站自动化对人工监视和人工操作在很大程度上实现了自动化，并且对于变电站的监控范 围也有了很大程度的扩大，大大地提高了变电站的的运行以及工作效率。在自动化应用中常 见的是采用计算机技术来代替电力信号电缆，不断的实现计算机操作的自动化和屏幕化，从 运行管理和记录的统计方面全面实现自动化。 2、发电厂自动化 应用自动化技术，不仅能够使发电厂的发电量受到严格的控制，还能维护相关电力设备 的高效、稳定以及安全运行，促进电力设备以及系统的自动化。除此以外，变电站在电力系 统中还能与相关的网络技术共同实现电能的配备以及输送，紧密的连接用户以及电厂，更好 的了解以及满足用户的多元化需求。因此要实现发电厂人机的一体化，进一步的改善生产模式，提高自动化水平以及电力生产的效率，就必须有机的融合网络技术以及电力自动化技术，如此才能大大的提高电厂的效率，赋予电能更高的质量，使发电厂更好的监控电力设备，维 护设备的正常运行。 3、电网调度自动化 电力系统自动化的重要部分之一就是电网调度的自动化，在我国电网调度自动化中，可 按级别分为国家、地区、省级、和县级的电网调度。电网调度自动化实现了电力生产过程中 的数据实时采集，能够科学地估计和分析电力系统状态，从而使电力负荷预测、自动发电控制、经济调度等都得到了充分的实现，并且逐渐适应了电力市场中的运营需求。 4、配电自动化 配电系统是连接用户和供电部门的纽带，配电系统的管理直接关系着电力系统的安全、 经济和高效运行。目前我国配电网覆盖区域大，在空间和布局上有不同的要求，其中配电设
电力系统自动化的计算机技术应用及设计李杰 发表时间：2019-03-12T14:31:03.533Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：李杰 [导读] 摘要：随着社会经济的快速发展，如何提高效率，如何更加便捷人性化已经是人们在各行各领域所追求的目标。 （国网南昌供电公司信息通信分公司江西南昌 330000） 摘要：随着社会经济的快速发展，如何提高效率，如何更加便捷人性化已经是人们在各行各领域所追求的目标。计算机技术在这一过程中的体现尤为重要。作为一种技术载体承载着各行各业的发展。电力资源作为社会发展所必需的一种资源，社会生产对其的要求也是越来越高，如何把计算机技术融入电力系统之中，使其形成电力自动化系统，提高利用效率和生产速率，已经成为发展电力自动化系统的一个重点。 关键词：电力系统；自动化；计算机技术 1计算机技术在电力系统中的作用 电力系统自动化的发展，离不开计算机技术的支撑，二者的有效结合，使得电力系统自动化在运行体制上更加完善，但是因为诸多的因素限制，无法更好的进行信息整理，需要进一步实现用电对象对电力资源的合理使用，因此，我们可以从以下几个重点分析： 1.1电网自动化 在整个电网系统的运行过程中，电网自动化是电力系统自动化的重要组成部分，在电力系统自动化的过程中，主要强调的是电网的自动化。电网自动化主要是由电网调度控制中心的计算机网络系统、服务器、显示器等组成，通过电网调度控制中心、终端设备、调度范围对其实现电网自动化。其功能就在于能够实时的对电力生产过程中的数据进行搜集，并对电网运行过程中的安全性进行分析、评估与整理，预测电力负荷，并适应电力市场的需求。在这个过程中，对电网进行数据搜集，通过计算机技术对网络的运行情况进行监测与控制，并对数据进行计算，根据计算的结果实现数据的传输，对电网的调度进行强有力的控制。 1.2电网升级自动化 电力系统的升级改造是计算机技术升级的重要途径，在计算机技术下实现良好的配电智能化，对于电力系统与自动化的发展过程中有很好的推动作用，实现理想的作用价值，这种技术对于计算机的要求是相对比较高的，在这个过程中，能够促进计算机技术的升级，使资源信息实现共享，借助计算机技术这个平台进行处理，促使配电系统的升级优化。 1.3光电互感器的应用 光电互感器，是电力自动化系统中的重要设备，将大电流降低到仪表可测量的范围，便于仪表对电流进行直接的测量，等级越高，绝缘性越差，输出信号小。通过计算机技术的引入，将信号输送到保护装置中，并转换为数字信号由光纤输出。 1.4变电系统自动化 在没有结合计算机技术之前，变电系统都是通过输电线路和变电站进行信息输送的，通过人工的方式进行数据传输，浪费人力与大量的时间，影响工作效率。电力系统自动化引进计算机技术，工作效率得到了显著的提升，在运行过程中更加的稳定。 2计算机与电力系统自动化技术有机结合要点 2.1科学应用PLC程序 为了保证计算机与电力系统自动化技术得到更好的结合，科学应用PLC程序非常重要。对于电力企业中的工作人员来讲，要结合PLC程序的运行特点，对电力系统中原有的编程进行优化，并将PLC程序应用到电力系统当中，不断提升电力系统自动化管理水平。例如，某地区电力系统运行结构比较简单，通过将PLC程序应用到电力系统当中，能够帮助电力系统维修人员及时找到故障点，有效降低电力系统故障维修成本。此外，通过科学应用PLC程序，能够更好的调整变电站的整体运行模式，保证电力系统整体管理效率得到更好的提升。通常情况下，电力系统中的变电站主要分为三个单元，分别是高压单元、低压单元与变压器单元，为了保证电力系统变电站运行更加稳定，电力企业中的相关工作人员要结合变电站中各个单元的运行特点，利用PLC程序，选择合理的运行参数。 2.2电力运维智能化监测技术应用要点 在电力系统运行过程当中，通过应用电力运维智能化监测技术，能够更好的提升电力系统自动化管理水平。为了保证电力运维智能化监测技术得到更好的应用，电力企业中的相关工作人员在应用过程中要注意以下问题：①运用先进的计算机技术，将计算机网络自动化技术与电力系统自动化技术进行有效结合，准确判断电力系统运维故障点。②应用计算机技术，对电力系统中的小型故障进行合理的修复，保证电力企业中的各项供电设备更加安全的运行。通过合理运用电力运维智能化监测技术，能够对电力企业中的各项供电设备起到良好的保护作用，防止电力系统出现二次回路故障，有效提升了电力企业的运行效率。由于电力系统内部结构具有一定的复杂性，电力设备数量较大，使得电力系统运维管理难度不断加大，企业中的相关管理人员要结合电力系统运行特点，妥善应用电力运维智能化监测技术，从而保证计算机技术与电力系统自动化技术得到有效结合。 2.3电力供应自动化检测技术应用要点 电力系统自动化技术与计算机技术的结合，并非计算机程序与电力供应系统操作程序的结合，而且多种计算机技术与电力自动化技术的完美结合。例如，电力供应自动化检测技术的应用，能够将计算机与电力系统自动化技术有机结合。所谓电力供应自动化检测技术，主要指的是利用先进的计算机技术，对电力企业中的各项设备进行有效检测，保证电力供应信息更加准确，帮助相关工作人员更好的确定电力传输范围，保证电力信息资源得到有效利用。在应用电力供应自动化检测技术时，相关工作人员要重点注意以下几点：①构建合理的电力网络数据存储空间，并将电力供应系统中的各项管理信息进行有效的统计，帮助电力管理人员更好的掌握电力系统运行情况。②结合用户的实际用电需求，不断调整电力输配电线路，保证电力系统内部结构更加安全，促进用户与供电厂之间的联系。通过应用电力供应自动化检测技术，能够有效扩大电力供应范围，提升电力企业的整体管理水平。 3计算机在在电力系统自动化中的发展趋势 随着计算机技术和和红外成像技术在电力系统自动化中的运用得到广泛的应用，使得图像信息在电力系统自动化中所起到的运用也变得重要了起来。并且人们对于图像信息的分析以及理解要求也是逐渐提升。从而在一些需要应用到的地方就必须要利用计算机视觉技术用计算机来替换监控人员在进行图像的理解，电力系统是一个信息能量的变化也是非常之快的，在筛选的过程中一般一瞬间的功夫就能完成。如果发生故障性的问题时，就尽量在最短的时间内进行消除，不然很轻易的就会导致事故的扩大化。如果能在确保电力系统安全的情
电力电子与电力传动 一、学科概况 电力电子与电力传动是一个与电能的变换与控制密切相关的应用基础学科。它是近年来发展较快的交叉学科。它综合了电能变换、电磁理论、控制理论、电子技术、计算机等学科的知识。它以控制理论为基础，运用计算机、数字信号处理器和微电子技术为手段，控制电力半导体器件开关来实现电能的变换，达到不同的使用目的。目前，电力电子技术已经广泛应用于工业生产中，如高效率、高质量的电源技术，电机传动调速系统、电力系统电能质量控制、新型直流输电技术和交流灵活输电技术等领域。电力电子与电子传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。 在电气工程学科下，我校有电力电子与电力传动、电力系统及其自动化两个二级学科硕士点。本学科主要从事大功率整流、变流、逆变装置，电机传动装置以及与上述装置有关的控制理论和技术，故障检测、保护、仿真技术等方面的教学和研究。本学科现有教授6人，副教授14人。 学科专业研究方向 1.电力电子技术在电力系统中的应用 研究电力电子技术在电力系统中的应用。应用现代电力电子技术和控制技术实现电能质量控制，包括电力系统无功补偿、电力系统有源滤波技术和瞬变电压抑制技术等；研究新型输电系统，包括直流输电技术和交流灵活输电技术。 2.功率变换技术及应用 研究AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC变换器及AC/AC直接变频器的拓扑结构和控制方法；研究整流与逆变PWM技术、软开关功率变换器；研究功率集成、热分析与电磁兼容技术；研究高电压脉冲功率源技术。 3.电力传动及其自动控制系统 本研究方向所涉及的研究内容包括电气传动控制系统总体设计、各种民用数控驱动系统的研究与应用、多电机同步联动控制技术、电力电子新技术在电气传动系统中的应用等。 4.电力电子装置与系统的故障自动诊断与容错控制 本研究方向所涉及的研究内容包括电力、化工、钢铁、冶金等各行业中电力电子装置及系统的故障自动分析、检测、定位、分离，并通过容错控制技术如何使整个系统稳定、如何使系统仍能保证原技术指标等的理论和应用技术研究。
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
工业电能质量关心的主要问题 电能质量关心：电压质量、电流质量、供电质量、用电质量 一、工业电能质量主要问题 有四类: 1）谐波电压和谐波电流 谐波电压和电流表现为电压、电流波形不再是标准的正弦波，而是发生了畸变。谐波电压是导致工业自动化设备误动作的主要原因之一，谐波电流是导致变压器过热、电缆过热，无功补偿柜故障、跳闸等故障现象的主要原因。 2）浪涌电压 浪涌电压(又称为瞬态电压)是一种随机出现，持续时间很短(数十μs)，幅度很高的电压。浪涌电压的危害是损坏设备硬件，缩短设备寿命，造成数据丢失，导致自动控制设备误动作。 3）电压骤降 电压骤降指电压有效值的幅度短时间(60个周期以下)的降低，降低的幅度会达到90%。电压骤降是导致自动控制设备误动作的主要原因之一。 4）射频干扰 射频干扰是指频率在100kHZ以上的电压和电流，或者电磁场。射频干扰是导致仪表精度下降、视频信号质量下降、自动控制设备误动作的主要原因之一。 而从技术上看，影响电能质量的因素主要有三方面 1）自然现象 包括雷击线路等； 2）电力设备及装置的正常使用和自动保护 包括电容器正常投运、系统接线等； 3）用户终端的非线性负荷，冲击负荷的大量使用 包括民用设备、工业负荷等 4）电力系统中的电气设备和用电设备是按照在额定电压下运行的条件设计和制造
的．因此当电压高于额定值时，电气设备和用电设备的绝缘受到威胁，影响使用寿命；当电压低于额定值时，电气设备和用电设备的性能必然受到影响： A、对照明设备产生影响。 常用的白炽灯、荧光灯等照明设备的发光效率、光通量都与电压有关； B、对交流电动机的影响。 电网中的交流电动机90 ％以上是异步电动机，异步电动机的运行特性对电压的变化非常敏感。当电压变化时，影响异步电动机的转矩、定子电流、温升、效率等。 C、对电力变压器的影响。 低电压运行，在同样传输功率条件下，使变压器电流增大，增大绕组损耗。 D、对电力电容器的影响。 低电压运行降低电容器向电网提供的无功功率。 E、对家用电器的影响。 影响电热装置的温度；影响动力装置的启动、转速、电流等；影响电视机显象管的正常工作等。 F、对电网经济运行的影响。 低电压运行增大电网有功功率损耗和无功功率损耗，增大供电成本。 对于工业企业来说，80%的电能质量由企业内部产生，比如过长或尺寸过小的电线、电机或变压器过热、电费账单偏高、灯光忽明忽暗、生产中断损坏半成品。时间损失等于收益的损失，良好的电能质量，需要频繁监测： 电力波动：数量、持续时间 电压瞬降：灯光忽明忽暗、 电压突升： 谐波：断路器、继电器异常操作 电压不平衡：超过2%会导致三相电机过热，甚至损坏 闪变：荧光灯能够察觉的敏感变化影响人情绪 瞬态：立即摧毁设备雷击等
电力系统及其自动化实验报告 学院： 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导老师： THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台认识THLZD-2 型电力系统综合自动化实验平台是一套集多种功能于一体的综合
型实验装置，展示了现代电能发出和输送全过程的工作原理。这套实验装置由THLZD-2 电力系统综合自动化实验台（简称“实验台”）、THLZD-2 电力系统综合自动化控制柜（简称“控制柜”）、无穷大系统和发电机组和三相可调负载箱等组成。 一、THLZD-2 型电力系统综合自动 化实验台包括以下单元： 1．输电线路单元：采用双回路输电线路，每回输电线路分两段，并设置有中间开关站，可以构成四种不同的联络阻抗。输电线路的具体结构如下图所示： 图1-3单机－无穷大系统电力网络结构图 输电线路分“可控线路”和“不可控线路”，在线路 XL4 上可设置故障，该线路为“可控线路”，其他线路不能设置故障，为“不可控线路”。 2．微机线路保护单元：采用TSL-300/01微机线路保护装置，主要实现线路保护和自动重合闸等功能，配合输电线路完成稳态非全相运行和暂态稳定等相关实验项目，使用说明见附录六。 3．控制方式选择单元：包括发电机组的运行方式、同期方式和励磁方式的选择，可通过调节实验台面板上的凸轮开关旋钮来实现不同的控制方式。 4．监测仪表单元：采用模拟式仪表，测量信号为交流信号。包括3只交流电压表、3只交流电流表、2 只频率表、1 只三相有功功率表、1 只三相无功功率表、1 只功率因数表和 1 只同期表。 5．指示单元：包括光字牌指示和并网指示。 二、THLZD-2型电力系统综合自动 化控制柜包括以下单元： 1．测量仪表单元：采用指针式测量仪表，包括2只直流电压表、2只直流电流表和1只交流电压表。可测量如下电量参数：原动机电枢电压，原动机电枢电流，发电机励磁电压，发电机励磁电流和单相电源电压（该电源为隔离电源）。各测量仪表的量程和精度等级见表 1-2 所示。 注：各仪表请不要超量程使用，以免损坏设备。2．原动机控制单元：包括原动机电源，ZKS-15型调速器和THLWT-3型微机调速装置。具
电力系统分析（第2版）_在线作业 _1 交卷时间：2017-04-11 10:25:55 一、单选题 1. (5分)一条线路，电阻为1W，末端电压为10kV，末端有功、无功功率分别为1.6MW和1.0Mvar，线路的有功功率损耗为（）MW。 ? A. 1.6 ? B. 0.016 ? C. 0.0356 ? D. 1 纠错 得分：0 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案C 解析 2.
(5分)已知节点1的注入功率P1=0.8和Q1=0.2，待求U1和δ1，该节点属于（）节点。 ? A. PQ ? B. PV ? C. 平衡 ? D. 参考 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案A 解析 3. (5分)针对冲击性负载引起的电压变动，宜采用（）调压措施。 ? A. 并联电容器 ? B. 并联电抗器 ? C. 静止无功补偿器 ? D. 同步调相机 纠错 得分：0
知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案C 解析 4. (5分)架空线路的各序等值电抗的关系为：（）。 ? A. X1 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案A 解析 6. (5分)对于型号为JL/G1A-500/35-45/7的导线，（）。 ? A. 铝线导电截面积为45mm2 ? B. 导线总截面积为500 mm2 ? C. 钢线额定截面积为500 mm2 ? D. 铝线导电截面积为500mm2 纠错 得分：0 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案D 解析 7. (5分)发电机耗量特性曲线上某一点切线的斜率为（）。 摘要:电机并网要求满足准同期条件，并网要求准确、快速。准确可以保障安全和减少对发电机并网引起的冲击，而快速则能够减小发电机的空转损耗。随着计算机工业的发展和数字技术的迅猛进步，研制使用能够自动实现发电机并网的智能仪器已成为发电厂技术革新和自动化改造的重要课题。 本文探讨了发电机安全并入电网所需的条件，借助工程计算软件Matlab强大的绘图功能对不同条件下的并网过程进行了仿真分析，从而得出了一些重要的结论。这些结论为自动准同期装置的研制提供了理论根据。 关键词: 发电机并网；Matlab仿真；准同期条件 前言 随着负荷的变动，电力系统中发电机运行的台数也经常改变。因此。同步发电机的并列操作是电厂的一项重要操作。另外，当系统发生某些事故时．也常要求将备用发电机组迅速投入电网运行．由于某种原因，解列运行的电网需要联合运行，这就需要电网间实行并列操作。可见，在电力系统运行中并列操作足较为频繁的。 本次工程训练的题目是《发电机并网模型的建立与并网过程的仿真分析》。具体内容是发电机并网模型的建立、并网过程的仿真。 本次课程设计涉及面较广，需查阅大量资料，由于上学期刚了解此专业课，故对一些知识点理解的不是很深刻，因此，错误与疏漏之处再所难免，望老师批评指正。 第一章绪论 三相同步发电机是常用的交流发电机，但是单一的1台三相同步发电机对电网供电有明显的缺点： (1)不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和可靠性(发生故障就得停电）； (2)无法实现供电的灵活性和经济性； 这些缺点可以通过多台三相同步发电机并联来改善。通过并联可将几台同步发电机或几个发电站并成一个电网。现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上，一个地区总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统。 电网供电比单机供电有许多优点： (1)提高了供电的可靠性．1台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故 (2)提高了供电的经济性和灵活性，例如水电厂与火电厂并联时．在枯水期和旺水期．两种电厂可以调配发电，使得水资源得到合理使用。在用电高峰期和低谷期．可以灵活地决定投入电网的发电机数量，提高了发电效率和供电灵活性。（3)提高了供电质量，电网的容量巨大，单台发电机的投入与停机。个别负载的变化，对电网的影响甚微，衡量供电质量的电压和频率可视为恒定不变的常数。 发电机并网是电力系统的一项经常、重要操作，不恰当的并列可能造成电气设备的损坏并对系统的稳定产生影响。过去对发电机并列的工程培训和研究，一般需要动模机组和多种传感器、录波器等昂贵设备。成本高且数据读取和计算复杂、繁琐，输出结果不理想。而利用数字仿真只需要有计算机和相应的软件即可实现，不但成本低，还可以很方便地得到各种所需数据、波形等结果，对数据的处理也更方便。 电力系统电力电子化带来的挑战 科技前沿 电力电子化大背景之下，要以新视角、新理论、新方法来解决新形势下带来的新问题，找到新办法，发现新机遇，以实现供电系统安全、稳定、高效、长期地运行。 电力系统中的变流器越来越多，二者之间的交互作用（Interaction）越来越复杂，对传统电网运行特性的改造也越来越明显。如何分析，如何设计，如何控制，如何集成，才能确保电力电子化的供电系统仍然能够维持安全、稳定、高效地长期运行？这是摆在电力电子、电力系统等学科研究人员面前的世纪难题。 目前亟需针对电力电子化这一大背景，首先从理论研究上取得重大突破，从而用新视角、新理论、新方法来解决新形势下带来的新问题，找到新办法，发现新机遇。本文根据IEEE电力电子学会主席、荷兰代尔夫特理工大学Braham Ferreira 教授的会议记录进行了整理，与读者们分享大师的观点。 2015年9月，在意大利Verbania召开了第8届The Future of Electronic Power Processing and Conversion国际会议(FEPPCON VIII2015)。本次会议共有50余名全球顶级的电力电子学家参与，对电力电子领域未来10余年的发展趋势做了科学的预测。 FEPPCON是一个小型的国际会议，参与者皆为电力电子领域的大师级人物，会议的目标是探讨电力电子技术的发展机会以及技术瓶颈，展望电力电子学科的发展方向，并对未来的研究和应用等工作提出具体的意见和方向。FEPPCON2015重点关注了电力电子化系统（Power-electronics-enabled Power Systems）的发展趋势，并重点推荐了下述3篇论文，分别是意大利帕多瓦大学Paulo Mattavelli教授的“Interactions of Power Electronics Converters in Distribution Grids:Some Issues and-Challenges”，美国波音公司Kamiar Karimi的“What Are the Bottlenecks and Opportunities of Power Electronics-Based Power Systems”，以及德国慕尼黑联邦国防军大学Rainer Marquardt的“Future Requirements for Reliable Networks of Converters”。 电力系统自动化技术的应用现状及发展趋势 摘要：计算机技术的应用和发展使得电力系统如今也趋于智能化，现代化。自 动化电路系统确保了电子系统的稳定运行，同时还能够有效提高企业供电能力和 经济效益。本文将对自动化技术在电力系统中的实际应用现状加以分析，通过合 理的预测分析未来行业发展前景，以及提及适当措施保障电力自动化供应能力。 关键词：电力系统；自动化；发展 电力系统与人们的日常生活、有着密切联系。随着经济社会发展和人们生活质量提高， 对电能的需求量也在不断增加。为确保供电顺利进行，提高电力系统的质量是必要的。一般 而言，电力系统主要包括发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成，随着电力技术创新 发展，电力系统综合性能、电压等级、供电等级也在不断提升。目前，电力系统逐渐连成网络，结构日趋复杂、规模不断扩大、供电能力也在不断提升。与此同时，为更好满足人们的 用电需要，确保电力系统的安全、稳定以及可靠运行，提高供电质量和效益，发展并利用电 力系统自动化技术显得越来越重要。 1电力系统自动化技术的工作流程 随着自动化技术的应用，电力系统控制中心得到升级和改造，不再采用传统的人工控制 方式，而是在控制中心装备计算机，建立现代化的控制中心，从而有利于全面监测和详细掌 握电力系统运行的基本情况。通常以计算机控制为中心，构建向四周辐射的控制网络体系， 并在整个电力系统之中，建立完整的、立体化的覆盖网络，实现全面而畅通的信息传递和指 令传输。有利于管理人员及时掌握电力系统的基本情况，实现供电的安全、稳定与可靠，进 而满足人们的用电需要。中心控制计算机的主要作用是，整合并使用各种软件，负责对电力 系统进行整体调度和控制，实现电力系统运行、监测等各项操作的自动化。同时，在电力系 统自动化进程中，通常采用分层操作和控制方式，全面掌握系统每层运行的基本情况，对存 在的不足及时改进和调整。从而有利于保障电力系统稳定及可靠运行，提高供电的安全性。 2电力系统自动化技术的控制要求 在自动化技术逐渐推广和应用的前提下，为促进自动化技术得到有效利用，使其在电力 系统之中充分发挥作用，加强自动化控制，提高操作人员素质，把握每个操作控制要点是必 要的。一般而言，自动化控制的要求表现在以下方面：准确并迅速收集电力系统的运行参数，做好电力系统元器件的检测工作，对存在的缺陷及时采取措施修复。加强电力系统运行监控，及时掌握系统运行状况，了解各种元器件的技术、安全和经济节能方面的要求。并注重对系 统操作人员和调控人员的管理培训，让他们把握每个技术要点，严格按要求进行设备操作和 元器件调控。重视电力系统不同层次、局部系统以及各种元器件的综合协调，优化整合各种 资源，为整个电力系统寻找最优质的供电方式，确保电力系统安全有效运行，并且还有利于 节约电能，降低供电成本。总之，通过自动化技术的应用，实现电力系统的自动化调节和控制，不仅可以降低工作人员的劳动强度，节约人力资源和管理成本，还能促进电力设施更为 有效的发挥作用，延长电力设备使用寿命。并改进电力设备的运行性能，实现对安全事故的 预防，减少大面积停电事故发生的可能，确保供电的稳定性与可靠性，为人们日常生活创造 良好条件。 3电力系统自动化技术的应用现状 3.1电网调度自动化技术 电能质量问题的危害及 解决方案 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】 1．电压的变化范围过大电网供电不足，供电部门采取降压供电，或地处偏远地带，损耗过多，导致电压偏低。电网用电太少，导致电压偏高 电压低负载不能正常工作，电压太高，负载使用寿命缩短，或将负载烧毁。2．波形失真（或称谐波Waveform. Distortion） 普遍的波形失真指标准电源波形的多种谐波。电网谐波产生的原因是整流器、UPS电源、电子调速装备、荧光灯系统、计算机、微波炉、节能灯、调光器等电力电子设备和电器设备中开关电源的使用或二次电源本身自身产生。 谐波对公用电网的危害主要包括： 1）使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低了发电、输变电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时，会引起线路过热甚至发生火灾； 2）影响各种电气设备的正常工作，除了引起附加损耗外，还可使电机产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏； 3）会引起公用电网中局部并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，使前述的危害大大增加，甚至引起严重事故； 4）会导致继电保护和自动装置误动作，并使电气测量仪表计量不准确； 5）会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。 3.突波（或称电涌Power Surges） 指在瞬间内（数毫秒间）输出电压有效值高于额定值110%，持续时间达一个或数个周期。是破坏精密电子设备的主要元凶。除受到雷击产生外另外主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机开机时，电网因突然卸载而产生的高压。 电涌的危害： 计算机技术发展至今，多层、超规模的集层芯片，电路密集，趋向是集成度更高、元器件间隙更小、导线更细。几年前，一平方厘米的计算机芯片有 2,000个晶体管而现在的奔腾机则超过10,000,000个。从而增加了计算机受电涌损坏的概率。由于计算机的设计和结构决定了它应在特定的电压范围内工作。当电涌超出计算机能承受的水平时，计算机将出现数据乱码，芯片被损坏，部件提前老化，这些症状包括：出乎预料的数据错误，接收/输送数据的失败，丢失文档，工作失常，经常需要维修，原因不明的故障和硬件问题等等。雷电电涌远远超出了计算机和其它电气设备所能承受的水平，绝大多数情况下，造成计算机和其它电器设备的当即毁坏，或数据的永远丢失。即使是一个20马力的小型感应式发动机的启动或关闭也会产生3,000－5,000伏的电涌，使和它共用同一配电箱的计算机在每一次电涌中都会受到损坏或干扰，这种电涌的次数非常频繁。 电涌对敏感电子电器设备的影响有以下类型： 破坏 电压击穿半导体器件 破坏元器件金属化表层 破坏印刷电路板印刷线路或接触点 破坏三端双可控硅元件／晶闸管…… 干扰 电力系统自动化技术应用及前景分析 摘要】电力系统由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成，是一个复杂庞大 的系统，实行统一调度和运行，覆盖的地域辽阔，实现电力系统的自动化，需实 现电网调度、火力发电厂、水力发电站、系统信息自动传输系统等方面的自动化。科学技术发展的迅猛发展极大地推动了电力系统自动化的实现。本文通过介绍当 前电力系统自动化现状以及对自动化的要求，分析了电力系统自动化技术在现实 中的应用及所带来的效益和技术方向，从而对未来电力系统自动化的发展前景进 行了展望。 关键词】技术应用;电力系统;自动化;前景 1、电力系统自动化及其现状 电力系统自动化是指对电力系统实行的控制、监测、保护等行为的自动化，包括软件系 统和硬件设施两个方面。 实现电力系统的自动化可以提高工作效率，便于操作。电力系统的各个器件，分布范围大，自动化技术可以对整体和局部的系统参数进行准确及时的检测和搜集，为电力工作人员 的工作提供方便。除此之外，还可以降低电力系统的事故率，延长电力设备使用寿命。 很长一段时间内，我国在电力系统方面的投资力度很大，。目前我国电力系统自动化水 平已达到国内外标准。在电力调度自动化方面的CC-2000，SD-6000，OPEN-2000在不同应用 环境里可以提供两种数据采集系统，在技术思想和体系构造上更适用、实用、灵活和可靠， 同时在实际工程中得到很好的应用，具有高度稳定性和可靠性。结合气象卫星云图技术、自 动拨号、投影屏等使系统管理本身更加完善，而与国际的接轨也使我国的电力事业发展突飞 猛进[1]。 自动化是目前整个世界的电力系统的大趋势，并且朝着多功能、多方面发展。而我国的 技术研发力度市场化水平有待提高，在电力系统市场化、数字化、智能化方面与发达国家仍 有较大差距，此外，我国的研发创新力度不够，数字经济尚才起步。 2、电力系统自动化的要求 电力系统自动化要求及时准确的搜集与检测电力系统的各个元器件，电力系统局部以及 整个电力系统的运行参数; 基于电力系统实际的运行情况以及各个元器件对技术，安全以及经济的不同要求，为电 力系统的运行人员提供电力系统控制与调节的依据，甚至可以直接调控各元器件; 实现电力系统各部分，各个元器件以及各层次之间的相互协调，电力系统自动化是实现 电力系统经济性，安全性稳定性的重要保证; 降低工作人员劳动强度，提高劳动效率，降低事故率，提高性能，延长电力系统设备的 寿命，特别是当发生事故时，电力系统自动化能避免发生大面积的停电。 3、电力系统自动化的应用 目前，电力系统自动化技术的普及程度已经很高了，广泛应用于通信、导航和操作复杂 的各类系统中，该技术的大量应用适应了现代电力系统发展的技术需要，有力地提高了电气 的综合管理水平。下面仅从目前应用较为普遍的几个方面来展开探讨。 3.1电网调度自动化技术 我国电网规模的日益增大，电力系统的容量越来越大。因此电力系统的安全稳定与否严 重影响人们的生产和生活，这对电力设备正常工作的要求越来越高。供电企业的重要任务之 一就是同时降低设备故障，保证稳定可靠的供电。电网调度自动化技术的广泛应用则大大有 利于这一重要任务的完成。电网调度自动化技术是整个电力系统自动化技术中的重要环节， 主要由计算机网络系统和其它调节控制系统一并完成。电网调度自动化系统主要体现在实时 采集和监控生产过程中的各类数据，自动评估整个电网的供配电运行情况进行综合安全性分 析和对电力系统的实时状态，提高了电网运行的安全性和可靠性。同时该技术增强了对自动 发电的控制，适应了电力市场运营的需求，保障了电网的安全稳定运行，大幅减少成本。 3.2发电厂自动化技术的应用电力系统自动化课程设计
电力系统电力电子化带来的挑战
电力系统自动化技术的应用现状及发展趋势
电能质量问题的危害及解决方案
电力系统自动化技术应用及前景分析
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