电力系统技术发展

电力系统技术发展（共12篇）

电力系统技术发展 篇1

正如文献一文编者按语所注:作为现代社会最重要和最复杂的巨型工程能源系统, 电力系统在21世纪面临来自可靠性、安全性、经济性和环保等多方面的严峻挑战。多方位地研究和应用先进技术并培养与其需求相适应的高质量专业人才, 是电力系统应对这些挑战的不二选择, 电力系统及其专业教育也将因此而充满生机与活力。针对于电力系统技术这一学科, 一百多年来已取得了长足的进步。长期以来人们对电力系统安全、稳定及控制方面的先进技术的发展及分析, 开展了大量科研课题进行研究, 提供了丰厚的科研文献, 促进了电力系统理论与技术快速而稳健的发展。本文在前人大量科研文献的基础上, 对电力系统技术发展的现状做以综述, 以方便同仁对于电力系统技术发展有更清晰的了解与掌握。

1 电力系统发展所面临的挑战

电力系统创始于19世纪80年代。美国于1882年在纽约建立的直流电力系统成为当时世界之最。受需求促使, 20世纪20～70年代成为交流电压输电和电力系统的大发展时期。从50年开始了高压直流输电技术, 而这种状况也奠定了当今高压交直流电力系统的基础。在经济及科技全球迅猛发展的进程中, 也面临着诸多挑战。环境保护的严厉制约首当其冲的成为电力系统发展所面临的第一个挑战。当人类在追求中从“所需”变为“所享”之时, 人类对于环境保护的意识就越发的强烈。而经济全球化, 科技的发展带给人类极为丰富物质生活之时, 人类更追求的是一种环境保护理念。在这种情形之下, 电力系统只能是思考如何进一步挖掘出现有系统的潜力所在, 改善现有资源的环保性, 以保证电力系统运行的稳定性及可靠性。大容量远距离输电的要求则成为电力系统发展所面临的另一个挑战性问题。而造成此问题存在的主要原因在于全球经济发展的不平衡带来的对于远距离输电需求的不等, 相应也就存在区域电力系统发展状况的不均衡。由此带来的连锁效应, 大电网互联、跨国电网发展的需求也成为电力系统发展的又一个滞障。除去各国经济发展不平衡带来的因素之外, 还有大电网的安全性, 可靠性也成为其能否推进的主要因素。电力市场化改革所带来的对电力系统的灵活市场适应度, 以及更高的电源输送能力、发电、供电、输电分立经营等现实状况都将成为电力系统发展所面临的新问题、新挑战。

2 电力系统先进技术

电力系统先进技术因需而生, 成为国内外学者大力研究、开发及应用的目标。微型电力系统成为第一个获得完美电力系统殊荣的电力系统。正常运行时, 微型电力系统可以由大电网供电, 由地区的发电机与大电网并联运行, 在大电网需要时, 微型电力系统也可向电网供电, 而当大电网出现异常则立即切断与电网联系单独运行, 以保证供电系统的可靠性。而基于广域测量系统的自适应保护及控制系统则成为第二个受世人瞩目的电力系统。该系统克服原有控制及数据采集的功能的单一性、采集精确性与采集体周期内采集量变化与否有关等缺陷, 同时, 极大的扩充了原有功能, 使其更具有智能性, 主要表现为故障检测可实现断电后, 再启自动回归故障信号;多相位故障的判定;故障的自主诊断及容错;断路器合阐前断口允许相位的实时判定等。第三, 电力系统实时动态安全估计]。电力系统的动态实时安全监测, 一直是电力系统所追求的目标。电力系统现有安全措施主要包括人工智能软件、系统分块处理、多服务器并行计算、暂态预测等。在现有的数据监测中仍大多采用人工监测, 即使采用人工智能软件监测也需要获取电力系统控制中心所获得的数据信息, 但这种采集体数据信息的速度往往令人堪忧。针对目前电力系统控制中心采集数据刷新的速度, 研究者提出了改进的调整监视系统, 技术上主要采用枢纽母线的电压关键线路的潮流等重要信息采用专用计算机一对一通信方式传输到控制中心, 以保证信息传送的实时性和准确性。除此之外, 针对局部控制对象, 利用基于广域测量的自适应保护及控制的聪明电网, 聪明电网虽智能但因他与计算机网关系的复杂度, 目前还不能得到大规模实施。绿色能源因其具有低污染的特点, 在电力系统的发展过程中一直受到研发者所追捧。绿色能源在电力系统中的技术应用主要包括核能发电、风力发电、水力发电等。而风力发电也成为人们较为认知的一种先进技术, 它主要包括恒笼式转子感应发电机、变速鼠笼式转子感应发电机、变速带滑环的感应发电机、直驱式永磁同步发电机四种。风电虽好, 但其必竟是新事物, 在发展中也会有其自身发展的滞障所在。关于电力系统的先进技术的研究仍在进行中, 我们将期待更优的技术出现以满足我们的需求。

3 电力系统技术发展展望

电力系统中, 如何使电力系统运行的更为高效、更为环保已成为世界各国电力系统发展的核心目标。在电力系统技术的发展中, 各研究者更是发奋图强, 寻找可以更高效、更直接的解决目前所面临的诸多问题。现整理归类, 主要内容包括以下五方面内容:第一, 以采用新材料、新技术为依托, 提高输电能力。当人们面对更多电力需求而电网又无法扩张时, 现有网络潜力的挖掘则提到研究者的视野中来。而目前研究者更期望通过新技术、新材料来均衡电网, 以提高输电线路的输送容量, 提高输电网的输送能力。现有紧凑型输电线路、动态热限额、灵活输电技术、高温超导输电等四种新技术成为未来研究热点。第二, 以采取状态监控方式, 降低维护的成本。良好的先进状态监控策略, 不但可以预测电力系统的工作优良, 做到早发现早处理, 保证系统的可靠性与稳定性。同时可以大大的降低维修成本与检修费用。而这种优化的智能监控策略则成为研究者关注的另一热点。第三, 追求电力信息化一体技术。虽然现有的电力系统已部分实现电力信息化一体技术, 但现有的功能并不完善, 因此, 有更大的推进发展空间。第四, 进一步提高供电可靠性和电能质量。电网潮流的可控性的解决应成为电力系统发展的又一期待。特别要关注提高电网的稳定性的同时, 改善电能质量, 提高供电可靠性。第五, 关注分散电源用于供电系统。分散型电源具有较为实际的应用价值, 尤其在我国及发展中国家的现状下, 有较为广阔的应用前景。

4 结语

我国电力工业正处于发展的蓬勃时期, 而电力技术的发展应在这个如鱼得水的海洋中努力的勃发, 获取广阔的天地与良机。本文根据笔者多年从事电力系统工作的相关经验, 简述了电力系统技术发展所面临的挑战, 并对国内外现有先进电力系统技术进行了综述评析, 展望了电力系统技术的未来发展趋势。

摘要：纵观电力系统在全球的重要性, 本文针对电力系统技术发展做了详实的阐述。概述了电力系统发展中所面临的挑战, 综述了现代先进的电力系统技术发展状况, 探讨与分析了各现代先进电力系统技术优势与可执行度。在分析现有技术基础之上, 进一步展望了未来电力系统技术发展趋势。

关键词：电力系统,系统技术,技术挑战,技术展望

参考文献

[1]刘取, 刘宪林.21世纪电力系统的先进技术[J].电力自动化设备, 2010.

[2]KELLY J, ROUSE G.The right combination[J].IEEE Power and EnergyMagazine.2008.

[3]CHAKRABARTI S, KYRIAKIDES E, BI Tianshu, et al.Measurements gettogether[J].IEEE Power and Energy Magazine.2009.

电力系统技术发展 篇2

电力在社会经济发展中发挥了十分重大的作用，电力企业的发展也日趋迅速。同时，任何事物都有两面性，其对社会经济发展有较大的促进作用，但在发展的过程中也出现了诸多的问题。其中，电力生产安全问题已经受到了全社会普遍的关注，部分电力企业为了提高经济效益，获得更快的发展，忽视了生产安全，容易出现事故，给人们的正常生产生活带来了极大的负面影响。因此，就需要充分重视电力生产的安全。

1、电力工业发展中面临的问题和挑战

1.1资源的有限性

我国石油资源比较短缺，需要从其他国家进口，因此发电一般不再利用石油来进行。而我国只有较低的水电可发容量，不到4亿千瓦，那么在未来很长一段时期内，依然利用煤炭来发电，而煤炭生产会对环境造成极大的污染。

1.2无法根本性解决电力供需矛盾

我国社会经济的发展，对电力有着更高的需求，根据相关的研究表明，人均GDP直接关系着人均能耗，如果想在预期内达到先进水平，就需要提升人均用电水平。根据国家的规划要求，到了2050年，我国发电装机需要在15亿千瓦以上，如果采取现在的发展模式，几乎不可能实现这个目标，因此，就亟需找到新的发展途径。

1.3环境治理问题比较严峻

发展的过程中，总是会出现环境问题，我国主要依赖于煤炭生产电力，占据电力生产能源的百分之八十以上。我们以240千瓦的火电站为例，每小时会产生7吨到12吨左右的二氧化硫，产生七八十吨的灰尘和一百吨左右的废水，并且很多城市还会出现酸雨问题。酸雨会带来无法估量的危害和影响，如水变质、土壤退化等，还会在较大程度上破坏农作物。

2、我国电力技术的发展前景

2.1太阳能发电技术

非常典型的一种可再生资源是太阳能，其利用量十分巨大，纬度的不同，太阳会有差异化的辐射，最大太阳能在每平方米3400KWh以上。研究表明，只能在较小面积的地方应用太阳能电池，每年每平方米可以提供5500KWh以上;对于普通家庭的太阳能使用需求，完全可以得到满足。一般可以从两个方面来理解太阳能发电技术，分别是热发电技术和光伏发电技术。现阶段，应用最为广泛的可再生能源技术就是太阳能发电技术。对世界上其他国家进行研究发现，如今世界上光伏发电的规模还比较小，因此，太阳能发电的发展潜力是十分巨大的，有着十分美好的发展前景。

2.2燃料电池发电技术

燃料电池近些年来开始出现，这种新兴技术可以用电能直接转换燃料化学反应过程中所释放的化学能。实践研究表明，燃料电池具有较高的发电效率，通过联合循环使用高温燃料电池，可以产生85%以上的发电效率。并且燃料电池没有较大的负荷，发电效率不会在较大程度上受到燃料电池规模的影响，同时可以及时跟踪负荷变化情况，调峰能力较高。因为其不会产生较大的环境污染，零排放得到了实现，水资源得到了节约，与节能环保的理念十分契合，水资源紧缺问题得到了有效缓解。此外，在其他方面，燃料电池也具有不可替代性，比如在分布式供电中也可以采用燃料电池，电力输送方面不需要较大的投资成本等。

2.3交流输电

在经济飞速发展的过程中，开始大力建设大型互联电网，其输朱静电距离较长，容量较大，已经成为发展的必然趋势。世界上其他国家已经开始对FACTS装置大力研发，以便促使功能应用需求得到满足。FACTS技术可以兼容于输电系统的并行发展要求，不需要改动现有的设备，就可以将电网输电潜力有效地发挥出来。

3、电力生产安全应注意的问题

3.1加大电网技术设备投入，深入开展安全管理和技术监督

很多电网事故都是由自然因素或者电力设备缺陷引发的，为了解决这个问题，在具体实践中，就需要将更加先进的电力设备运用过来;积极应用计算机网络技术来管理继电保护装置，日常运行中，积极维护装置，借助于检查，来更好地监督继电技术;电力部门需要对电气设备与继电装置定期经常地检验和检测，通过对比检测结果以及设备技术标准要求，来对设备装置的使用状态科学判断，特别是需要重点维护、检查主变、母差、线路保护等重点部位，保证与相关的质量要求标准所符合。要重点管理二次回路，同时大力培训电力人员，促使其更加熟练地掌握新技术，提升其专业水平和综合素质，将安全操作规章制度教育深入开展下去，增强其安全意识。

3.2对电力安全制度进行完善，构建安全文化体系

在电力生产过程中，非常重要的一个方面就是安全保护，因此，需要深入研究和重视，可以从这些方面来努力：首先，对安全机制科学构建，以便从制度层面促使电网安全和职工生命安全得到保证。企业构建了规范的运转机制，方可以规范安全的生产，促使电网更加安全地运行。电力企业将安全机制构建和完善之后，需要用机制来规范员工的行为，促使员工的利益得到保证。其次，深入开展企业文化建设，增强员工的安全意识。任何一个企业的发展，都离不开员工的推动作用，其实施着企业的`一切经营活动，对企业的安全稳定运行有着直接影响。因此，就需要大力建设企业文化，增强员工的安全意识。职工具备了较强的安全意识，就能够采取规范的操作行为，如果不慎有电力事故出现，能够沉着冷静，对事故的发生及时规避。同时，企业需要给予职工足够的尊重，对其安全健康状态积极关注，促使其生命财产安全得到保障。此外，在具体实践中，电力企业需要大力培训员工，总结过去事故的教训，以便在日后的工作中更加规范地操作。最后，对职工的安全技术行为进行规范。电力企业职工在一切工作开展中，非常重要的前提就是自身安全得到保障。因此，就需要严格要求电力工作人员，促使其在操作过程中，将电力企业的生产规定严格执行下去，制定自身生产技术科学规范，避免出现安全隐患。可以将《安全目标责任书》、《互保责任书》等进行逐级签订，以便促使每一个员工都能够充分考虑安全要求，时时刻刻敲响警钟。

4、结语

浅论电力系统通信技术建设与发展 篇3

【关键词】电力通信；技术建设；发展方向

在通信技术和电力技术飞速发展的今天，我国的电力通信行业，随着电力工业的发展，正不断扩展和完善。我国的电力通信网，是为保证我国电力系统的安全稳定优质运行而产生的，经历了从无到有，从简单到当今先进技术的运用，从单一到多种通信手段共用覆盖的发展过程。电力通信在为电网的自动化控制、商业化运营和自动化管理的过程中发挥着巨大的联通和服务作用，对我国经济社会全面、协调、可持续发展具有十分重要的现实意义。

1.电力通信网的发展十分迅速

近年来随着通信技术的发展，为了满足电力系统安全、稳定、高效生产的需求及电力企业运营走向市场化的需求，电力通信网的发展十分迅速。许多新的通信设备、通信系统，例如SDH、光纤环路、数字程控、ATM等，都纷纷涌入电力通信网，使网络的面貌日新月异。新设备的大量涌入表现出通信网的智能化水平不断提高，功能日益强大，配置、应用也十分复杂。层出不穷的新产品、新功能、新技术及技术经济效益等诸多因素的影响，使可选择的设备越来越多，造成电力通信网中设备种类的复杂化。技术的发展使某些旧的观念有了根本的改变，计算机网络技术与通信技术相互交融。传统通信网络的交换、传输等领域引入了计算机网络设备，例如路由器、网络交换、ATM设备等。某些传统的通信业务通过计算机网络实现，例如IP电话等。今天通信网与计算机网的界限已越来越模糊。电力通信业务已从调度电话、低速率远动通道扩展到高速、数字化、大容量的用户业务，例如计算机互联网、广域网、视频传送等。电力通信网的结构也已从单一服务于调度中心的简单星形方式发展到今天多中心的网状网络，以保证能为日益增长的电力信息传输需求服务。

2.电力通信网实际上是一个小而全的网络

此外，由于网络规模的限制，电力通信网实际上是一个小而全的网络。小是指网络的业务量不大；全是指作为通信网所有环节一样不少，而且电力通信网地域广大、数量繁多。由于规模的原因，电力通信网的管理传统上一直都是不分专业统一管理，每一位通信管理维护人员都必须管理包括网络中传输、交换、终端各个环节上的设备，还包括电源、机房、环境等网络辅助设备，同时还要管理电路调配等网络业务。由于电力系统行政划分的各级都设置电力调度，电力通信网又被人为的划分成不同级别、不同隶属关系的网络。一般来说，电力通信网分为主干网、地区网；主干网分国家、网局、省局、地区4级；地区网又分为地区、县级网。各个级别的网络根据隶属关系互联，各行政单位所属的网络管理、维护关系独立。而且由于传统的原因，上级网络的设备维护工作多由通信设备所在地区的下级网络的通信管理人员负责。网络设备管理与维护分离，集中运行，分散维护。

3.电力通信的发展方向

3.1 加快光纤传输网的设置，加大全面网络建设

我国部分地区的电力通信系统中，电力光纤通信网存在着纤芯容量不足、设备容量小的情况。因此很有必要加大投入在加快传输网的建设上。要对该地区主干光纤传输网加大改造和建设力度，吸引投资，以点带面，在工程建设上做好工作。而且，要在电力通信和动作流程中加大网络的全面、系统建设。例如，在通信网的非话业务方面和网内IP技术等方面要加大开拓和推广力度，努力扩大电力通信网络的覆盖面，在各交换机制的组网工作中做好相关完善工作，把信息交换网络朝着高速高效率、安全性强、稳定性高的方向建设。

3.2 加大科研力度和技术研究

我国的电力传输技术有待提高，要在维护已有的传统传输模式的基础上，加强改造和新技术的研发，增加业务管理力度和方面，在研究和建设电力通信网络的同时，要鼓励科技创新，将宽带IP等新技术的运用深入到现代通信网络的建设当中，多角度加大经费投入和科研技术的研究。

3.3 各地严抓电力通信电路的建设质量

在我国电力通信发展速度飞快的现状下，要努力减少通信电路误码率高、公务监控不力、监控系统不通等系列问题，杜绝电力通信网络工程中的低质量工程项目的出现。各个地区应避免“地方保护”、“门户观念”对工程选择和决定的不良影响。且在网络系统的建设过程中，加大科研力度和投入，其工程项目负责人还要实行责任制，做好检测和监管工作，及时验证工程指标是否合格，确保建设质量。

3.4 积极建设宽带多业务数字网络平台

在电力通信发展规划中，要积极地建设宽带多业务数字网络平台，在语音、图像、数据、媒体、新闻等各业务领域为现在和今后的发展打好基础，提供统一的多优先等级，确保业务质量。

3.5 致力于国内和国际市场的开发

保证业务质量的服务，在优化核心层基础上，广泛开展接入层、用户层工作。在电力通信网络成为功能强大的通信网络时，要按照市场机制和市场运行规律，充分合理地利用我们的通信网络资源，积极拓宽新的增值业务和服务范围，规划、建设、完善好一批具有一定规模和发展潜力的电力通信系统模式，加大自身竞争力，逐步走向社会，参与竞争。

4.结束语

电力通信的战略地位非同一般，做好电力通信行业的建设与发展，必须依托于坚固的电网结构、先进的通讯网络，并有完善的金融和法制体系作支撑。我国的电力通信技术目前正处于稳步上升发展时期，其具有光明的发展前途和强大的生命力。政府各部门也应该加大关注力度和资金投入力度，同时电力通信行业还要积极提高自身业务水平和素质，在技术和装备上不断改进，将科技含量更高、技术更全面的成果广泛实施，为我国的电力通信行业和全国人民带来便利和服务。

电力系统继电保护技术发展 篇4

继电保护的是在电力系统中电气元件发生故障时将故障元件从电力系统中切除, 使故障元件免于遭受更大破坏, 并保证电力系统尽快恢复正常运行。

随着科学技术的发展, 电力工业突飞猛进, 整个电力系统呈现出往超高电压等级, 单机容量增大, 大联网系统方面发展的趋势, 这就对主设备保护的可靠性, 灵敏性, 选择性和快速性提出了更高的要求。

1 继电保护的重要性

加强对电力系统的维护显得非常重要。而继电保护技术就能够起到很好的作用, 所以继电保护对于企业生产而言, 具有重要的意义。

继电保护能够保障电力系统安全, 正常的运转, 使企业生产不受到干扰。当电力系统发生故障或异常的运转, 使企业生产不受到干扰, 当电力系统发生故障或异常的情况时, 继电保护设备可以在最短时间和最小区域内, 实现自动从系统中排除故障, 也可以向电力监控系统发出警报, 这样继电保护不仅能有效的防止电力设备的损坏, 还能降低相邻地区供电受连带故障的机率, 同时还可以有效的防止因电力系统出现的各种问题, 导致时间长, 面积广的停电事故, 造成企业生产无法正常工作。

继电保护技术的推广, 在消除电力故障的同时, 也就对社会生活秩序的正常化, 企业经济生产的正常化做出贡献。不仅能够确保社会生活和经济的正常运转, 还从一定程度上保证了社会稳定。

2 微机继电保护的主要特点

1) 改善和提高继电保护的动作特征和性能, 正确运输和率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性, 其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护。

2) 可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等, 可以方便地附加低频减载, 自动重合闸, 故障录波, 故障测距等功能。

3) 工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用, 制造容易统一标准, 装置体积小, 减少了盘位数量, 功耗低。

4) 可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化, 电源波动, 使用年限的影响, 不易受元件更换的影响, 且自检和巡检能力强, 可用软件方法检测主要元件。

5) 使用灵活方便, 人机界面越来越友好。其维护调试也更方便, 从而缩短维修时间, 同时依据运行经验, 在现场可通过软件方法改变特性, 结构。

6) 可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能, 与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。

3 继电保护技术的作用及发展过程

1) 继电保护的作用。当电力系统的被保护元件发生故障时, 继电保护装置应能自动, 迅速, 有选择地将故障元件从电力系统中切除, 以保证无故障部分迅速恢复正常运行, 并使故障件免于继续遭受损害, 当电力系统的被保护元件出现异常运行状态时, 继电保护应能及时反应, 并根据运行维护条件, 而动作于发出信号, 减负荷或跳闸, 此时一般不要求保护迅速动作, 而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时, 以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。

2) 继电保护的发展。电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期, 机电式继电保护, 晶体管继电保护, 基于集成运算放大器的集成电路保护, 到了20世纪90年代, 继电保护技术进入了微机保护时代, 微机保护有强大的逻辑处理能力, 数值计算能力和记忆能力, 它不仅具有传统保护和自动装置的功能, 而且还能发展到故障测距, 故障录波等功能。微机保护经过20多年的发展, 已经取得了巨大的成功并积累了丰富的运行经验。

随着计算机技术的飞速发展以及计算机在继电保护领域中的普遍应用, 新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中, 以期取得更好的效果, 从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展。

4 继电保护的维护管理

4.1 微机保护装置要采取电磁干扰防护措施

变电站改造中, 电磁型保护更换成微机型保护时, 必须采取防电磁干扰的技术措施, 即严格执行微机保护装置的安装条件, 安装带有屏蔽层必须接地。

4.2 微机保护装置的接地要严格按规定执行

微机保护装置内部是电子电路, 容易受到强电场, 强磁场的干扰, 外壳的接地屏蔽有利于微机保护装置的运行环境, 微机保护提高可靠性应以抑制干扰源, 阻塞耦合通道, 提高敏感回路抗干扰能力入手, 并运用自动检测技术腋窝人口负债期是设计来保证微机保护装置的可靠性, 容错即容忍错误, 即使出现局部错误也不会导致保护装置的误动或拒动。

4.3 防护措施

微机保护的一些定值设定以及重要参数修改在硬件设计上设置操作锁, 操作时必须正确输入操作员的密码和监护人的密码时, 方可进行正常操作, 并将操作人和监护人的姓名等信息予以记录和保存。

4.4 继电保护装置的日常维护

(1) 当班运行人员定时对继电保护装置进行巡视和检查, 对运行情况要做好运行记录。 (2) 建立岗位责任制做到人人有岗, 每岗有人。 (3) 做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行, 防止误碰运行设备, 注惫与带电设备保持安全距离。避免人身触电和造成二次回路短路, 接地事故。 (4) 对微机保护的电流, 电压采样值每周记录一次。

4.5 每月对微机保护的打印机进行检查并打印

5 继电保护故障处理特点

5.1 直观法

处理一些无法用仪器逐点测试, 或某一插件故障一时无备品更换, 而又想将故障排除的情况。比如10KV开关柜分或柜合故障处理, 在操作命令下发后, 观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作, 说明电气回路正常, 故障存在机构内部, 到现场如直接观察到继电器内部明显发黄, 或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在, 更换损坏的元件即可。

5.2 掉换法

用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件, 来判断它的好坏, 可快速地缩小查找故障范围, 这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用的方法。

5.3 逐项拆除法

将并联在一起的二次回路顺序脱开, 然后再依次放回, 一旦故障出现, 就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路直至找到故障点。此法主要用于查找直流接地, 交流电源容丝放不上等故障。

6 结束语

继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障。目前已经得到了广泛的应用, 随着科学技术的不断进步, 继电保护技术日益呈现出向微机化, 网络化, 智能化, 保护, 控制, 测量和数据通信一体化发展的趋势。

参考文献

[1]罗钰玲.电力系统微机继电保护[M].北京人民邮电出版社.2005.

[2]应斌.浅谈继电保护工作中故障处理的若干方法[J].广西电力, 2006, (4) 80-83.

电力系统技术发展 篇5

倘若电力系统不及时进行研究开发，在未来几年内，有可能被国外企业和国内其它其它行业或民营企业占领燃料电池分散电源市

场。在市场经济条件下，国电公司既是用户，又是开发者。对于燃料电池这样重要的发电高新技术，应不失时机地着手研究开发，联合国内一些基础研究单位，争取纳入国家的攻关计划，获得国家支持，在尽可能短的时间内，形成燃料电池发电技术研究开发的优势，开发燃料电池发电关键技术和成套技术，形成国电公司的高新技术产业，既可优化调整电力结构，又能满足市场的不同需求。

3 国外燃料电池发展计划及商业化的.预测

研究美、日、欧洲等国家和地区燃料电池的发展进程及商业化的预测，对我们制定燃料电池的发展战略和预测应用前景会有一定的参考价值。

3.1美国燃料电池发电技术研究开发状况

(1)美国燃料电池发电技术的研究开发计划

，美国总统克林顿颁发了"改善气候行动计划”， 燃料电池被确定为一项关键技术，联邦政府为此制定了一项“美国联邦燃料电池发展计划”，目的是通过燃料电池的商业化来减少温室气体排放量。在这项计划中，对每一个燃料电池的新用户资助l000/KW的优惠。结果，仅在，就有42台200kw PAFC发电机组投入运行。

美国政府鼓励在一些对环境敏感的地区建立燃料电池发电站。此外，政府已促使美国所有的军事基地安装200KW燃料电池发电机组。通过这些措施，加速燃料电池的商业化，并提高国家能源的安全性。美国政府投入巨资研究开发燃料电池发电技术的另一个目的，就是要保持美国在这一领域的领先地位。随着商业化过程不断深入，将逐步形成新的高技术产业，为美国的经济注入新的活力，提供更多的就业机会。

美国DOE的燃料电池发展计划如下：

PAFC己商业化，不再投入资金进行研究开发。PAFC目前的发电效率为40%一 45%(LHV)，热电联产的热效率为80%(LHV)。

已完成250KW和2MW MCFC的现场示范，预计进行20MW的示范;左右，使250KW和MW级MCFC达到商业化;，燃用天然气的250KW一20MW MCFC分散电源达到商业化，100MW以上MCFC的中心电站也进入商业化; ，100MW以上燃煤MCFC中心发电站进入商业化。MCFC技术目标是运行温度为650℃，发电效率达到60%(LHV)，组成联合循环的发电效率为70%(LHV)，热电联产的热效率达到85%(LHV)以上。

目前，己完成25kw和100kw SOFC现场试验，正在进行SOFC的商业化设计。预计20左右，进行MW级SOFC示范;20左右，100kw一1MW SOFC进行商业化：20，250kw一20MW燃用天然气的SOFC以分布式电源形式进入商业化，100MW以上燃用天然气的SOFC以中心电站形式进入商业化;20，100W及以上容量的燃煤S0FC以中心电站的形式进入商业化。SOFC技术目标是：运行温度为1000℃，发电效率达到62%(LHV)，组成联合循环的发电效率达到72%(LHV)，热电联产的热效率达到85%(LHV)以上，燃煤时发电效率可达到65%(LHV)，这一目标预计2010完成。

美国是最早研究开发PEFC的国家，但在大容量化和商业应用方面已落后于加拿大。目前美国生产的质子交换膜仍居世界领先水平。美国在PEFC的开发方面是面向家庭用分散式电源，实现热电联供。Plug Power公司与GE合作，计划使10kw PEFC进入商业化，价格达到S750-1000/kw，大批量生产后，使PEFC的价格达到$350/kw。

(2)市场预测

美国能源部(DOE)对美国潜在的燃料电池市场的预测认为：在20一2010年，美国年需求燃料电池发电容量约2335MW一4075MW。现在美国的燃料电池年生产能力为60MW，商业化的价格为$一$3000/kw，若年生产能力达到100MW/a，商业化的价格则可达到$l000-$1500/Kw。 若能达到(2000-4000)MW/a的生产能力，燃料电池的原材料费仅$200一$300/kw。那么燃料电池的价格则有可能达到$900-$l100/kw，此时可完全与常规的发电方式竞争。

3.2 日本燃料电池发电技术的发展进程及应用前景预测

(1)发展进程

日本在PAFC研究方面，走的是一条引进合作、消化吸收、再提高的路线。1972年东京煤气公司从美国引进两台PAFC燃料电池发电机组，大阪煤气公司也在1973年引进两台PAFC机组。日本政府于1981年设立了以开发节能技术为宗旨的“月光计划”，燃料电池发电是其中一项重要内容。此后，日本国内的电力公司、煤气公司和一些大型的制造厂纷纷投入燃料电池的研究开发，并与美国IFC合作，使日本的PAFC得到更大的发展。目前，日本的 PAFC技术已赶上了美国，商业化程度超过了美国。5MW(富士电机制造)和11MW(东芝与IFC 合制)均在日本投运，日本公司制造的PAFC机组已运行了近100多台。

日本有关MCFC的研究是从1981年开始的，通过自主开发并与美国合作。1987年10kw MCFC开发成功，1993年100kw加压型MCFC开发成功，19开发出1MW先导型MCFC发电厂，并投入运行。MCFC已被列为日本“新阳光计划”的一个重点，目标

是一2010年，实现燃用天然气的10MW一50MW分布式MCFC发电机组的商业化，并进行100MW以上燃用天然气的MCFC联合循环发电机组的示范，2010年后，实现煤气化MCFC联合循环发电，并逐步替代常规火电厂。

日本的SOFC技术也是从1981年的“月光计划”开始研究的，立足于自主开发。1989年一1991年，开发出l00W一400W SOFC电池堆，1992年一年开发出l0kw平板型SOFC。SOFC的研究进展也远远落后于NEDO原来的计划。 “新阳光计划”中预计20一2010年，使SOFC达到MW级，并形成联合循环发电。日本的PEFC也被列入“新阳光计划”，目前开发的容量为(1-2)kw。

(2)政府采取的措施

日本政府在“月光计划”和“新阳光计划”中，先后资助了3台200kw、2台lMW和l台5MW的PAFC;1台100kw和1台1MW的MCFC示范电站研究开发、建设及运行。

在通产省和NEDO的统一组织和管理下，使公用事业单位(电力公司和煤气公司)和开发商及研究单位紧密结合，实现燃料电池研究开发和商业示范应用一体化。日本电力公司和煤气公司，过去十年来安装了约80多台燃料电池机组，装机容量达到20.1MW，燃料电池及 电厂的费用主要由业主承担，但是制造商和政府也各承担一部分。这种政府和企业联合研 究开发的方式促进了日本燃料电池的发展。使用燃料电池发电享有许多优惠政策：燃料电池的相关设备，在未超过一定规模时，其工程计划仅须申报即可动工。对500kw以下的常压燃料电池生产与使用的审批手续大大简化。在医院、旅馆、办公大楼等安装的燃料电池发电机组，政府提供的经费资助。新建的燃料电池发电设备享有10%的免税额，并获有30%的加速折旧。对装设于电力公司或自备发电用的燃料电池项目，日本开发银行将提供投资额40%的低息贷款。

(3)市场预测

1990年，日本通产省发表了“长期电源供需展望”报告，预计日本国内的燃料电池发电容量到2000年约2250MW;2010年约10720MW，电力系统用5500MW，其中约有2400MW是 MCFC和SOFC高温型燃料电池;2010年煤气化MCFC和SOFC达到实用化;发电效率达到50%一60%。由于燃料电池发电技术仍有许多技术上的难题没有突破，进展速度低于预期值，因此日本目前已将原目标做了修正，预计2000年燃料电池装机容量将达到200MW，其中分布式电源l12MW，工业用热电联产型为88MW;2010年将达到2200MW，其中分布式电源型为 735MW，工业用热电联产型为1465MW。

3.3其它国家和地区的发展进程

目前，欧洲的燃料电池发电技术远远落后于美国和日本。80欧洲又重新开始研究燃料电池发电技术。它们采用向美国、日本购买电池组，自行组装发电厂的方式来发展PAFC发电技术。1990年成立了一个“欧洲燃料电池集团(EFCG)”。意大利已完成了一座1MW的PAFC示范工程，由IFC供应，BOP由欧洲制造。意大利、西班牙与美国IPC合作，于1993年在米兰建了一座l00kw MCFC电厂，投运。德国正在开发250kw MCFC。德国西门 子公司于19收购了美国西屋公司的管形SOFC技术后，现在拥有世界上最先进的平板型和管形SOFC技术。

加拿大在PEFC方面居世界领先地位，在继续开发交通用PEFC的同时，目前也将PEFC应用于固定电站，已建成250kw PEFC示范电站，目标是在近几年内使250kw级PEPC商业化。澳大利亚在1993年一1997年，共投资3000万美元，研究开发平板型SOFC，目前正在开发(20一25)kw SOFC电池堆。韩国电力公司于1993年从日本购进一座200kw PAFC进行示范运行。

3.4 国外发展燃料电池发电技术的经验总结

回顾国外燃料电地发展的道路，有许多值得我们吸取和借鉴的经验。下面归纳几点：

美国在燃料电池发电技术的研究开发方面始终处于世界领先地位。除了雄厚的财力之外，还有三方面重要的原因：一是政府将燃料电池发电技术视为提高火力发电效率、减少污染物和温室气体排放的重要措施，列入政府的“改变气侯技术战略”中，并大力投入资金和力量研究开发;二是燃料电池技术提高到“国家能源安全并大力投入资金和力量研究开发;二是将燃料电池技术提高到“国家能源安全关键技术”的战略高度，DOD和DOE均投入资金研究开发;三是对燃料电池的应用前景充满信心，希望能形成新的高技术产业，给美国的经济注入新的活力，政府和企业共同投入资金研究开发，力图保持领先地位。

日本走的是一条通过与美国合作、引进技术并消化吸收实现产业化的路线，并在PAFC的商业化方面己超过了美国，在MCFC的研究开发方面也接近美国。成功的重要经验也是政府对燃料电池给予高度重视，先后列入了“月光计划”和“新阳光计 划”，大力投入研究开发。另一条经验是研究机构、企业和用户联合，组成从研究、开发到商业应用一体化集团，既承担研究开发的风险，也享受成功的优惠。

加拿大Ballard公司在PEFC方面成功的经验告诉我们：只要坚定不移地进行研究开发，一个小公司也能在10-20年内成为举世瞩目的燃料电池技术拥有者。

燃料电池起源于欧洲，但是，现在欧洲的燃料电池技术已远远落后于美国和日本。主要原因是政府和企业对燃料电池发电技术重视不够。目前，欧洲已经意识到这一点，成立了-个燃料电池发电技术集团，引进美国、日本的技术，并进行研究开发。 >

4 各种燃料电池发电技术综合比较

(1)AFC：与其它燃料电池相比，AFC功率密度和比功率较高，性能可靠。但它要以纯氢做燃料，纯氧做氧化剂，必须使用Pt、Au、Ag等贵金属做催化剂，价格昂贵。电解质的腐蚀严重，寿命较短，这些特点决定了AFC仅限于航天或军事应用，不适合于民用。

(2)PAFC：以磷酸做为电解质，可容许燃料气和空气中C02的存在。这使得PAFC成为最早在地面上应用或民用的燃料电池。与AFC相比它可以在180℃一210℃运行，燃料气和空气的处理系统大大简化，加压运行时，可组成热电联产。但是，PAFC的发电效率目前仅能达到40%一45%(LHV)，它需要贵金属铂做电催化剂;燃料必须外重整：而且，燃料气中C0的浓度必须小于1%(175℃)一2%(200℃)，否则会使催化剂中毒;酸性电解液的腐蚀作用，使PAFC的寿命难以超过40000小时。PAFC目前的技术已成熟，产品也进入商业化，做为特殊用户的分散式电源、现场可移动电源和备用电源，PAFC还有市场，但用作大容量集中发电站比较困难。

(3)MCFC：在650℃一700℃运行，可采用镍做电催化剂，而不必使用贵重金属：燃料可实现内重整，使发电效率提高，系统简化;CO可直接用作燃料;余热的温度较高，可组成燃气/蒸汽联合循环，使发电容量和发电效率进一步提高。与SOFC相比，MCFC的优点是：操作温度较低，可使用价格较低的金属材料，电极、隔膜、双极板的制造工艺简单，密封和组装的技术难度相对较小，大容量化容易，造价较低。缺点是：必须配置C02循环系统;要求燃料气中H2S和CO小于0.5PPM;熔融碳酸盐具有腐蚀性，而且易挥发;与SOFC相比，寿命较短;组成联合循环发电的效率比SOFC低。与低温燃料电池相比，MCFC的缺点是启动时间较长，不适合作备用电源。MCFC己接近商业化，示范电站的规模已达到2MW。从MCFC的技术特点和发展趋势看，MCFC是将来民用发电(分散电源和中心电站)的理想选择之一。

(4)SOFC：电解质是固体，可以被做成管形、板形或整体形。与液体电解质的燃料电池(AFC、PAFC和MCFC)相比，SOFC避免了电解质蒸发和电池材料的腐蚀问题，电池的寿命较长(已达到70000小时)。CO可做为燃料，使燃料电池以煤气为燃料成为可能。SOFC的运行温度在1000℃左右，燃料可以在电池内进行重整。由于运行温度很高，要解决金属与陶瓷材料之间的密封也很困难。与低温燃料电池相比，SOFC的启动时间较长，不适合作应急电源。与MCFC相比，SOFC组成联合循环的效率更高，寿命更长(可大于40000小时);但SOFC面临技术难度较大，价格可能比MCFC高。示范业绩证明SOFC是未来化石燃料发电技术的理想选择之一，既可用作中小容量的分布式电源(500kw一50MW)，也可用作大容量的中心电站(>l00MW)。尤其是加压型SOFC与微型燃气轮结合组成联合循环发电的示范，将使SOFC的优越性进一步得到体现。

(5)PEFC：PEPC的运行温度较低(约80℃)，它的启动时间很短，在几分钟内可达到满负荷。与PAFC相比，电流密度和比功率都较高，发电效率也较高(45%一50%(LHV))，对CO的容许值较高(<10ppm)。PEFC的余热温度较低，热利用率较低。与PAFC和MCFC等液体电解质燃料电池相比，它具有寿命长，运行可靠的特点。PEFC是理想的可移动电源，是电动汽车、潜艇、航天器等移动工具电源的理想选择之一。目前，在移动电源、特殊用户的分布式电源和家庭用电源方面有一定的市场，不适合做大容量中心电站。

5 结论

选择适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，应综合考虑以下几点：较高的发电效率;环保性能好;既能作为高效、清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站的发展潜力;既能以天然气为燃料，又具有以煤为燃料的可能性;技术的先进性及商业化进程;运行的可靠性和寿命;降低造价的潜力;国内的基础。综合考虑以上几点，对适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，提出以下几点选择意见：

(1)优先发展高温燃料电池发电技术。即选择MCFC和SOFC为我国电力系统燃料电池发电技术的主要发展方向，这两种燃料电池既能以天然气为燃料作为高效清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站(以天然气或煤为燃料)的发展潜力。

(2)MCFC和SOFC各有特点，都存在许多问题，尚未商业化。若考虑技术难度和成熟程度以及商业化的进程，对于MCFC，应走引进、消化吸收、研究创新，实现国产化的技术路线，并尽快投入商业应用：对于SOFC，应立足于自主开发，走创新和跨越式发展的技术发展路线。

(3) 随着氢能技术的发展，PEFC在移动电源、分散电源、应急电源、家庭电源等方面具有一定优势和的市场潜力，国家电力公司应密切跟踪研究。

(4) AFC不适合于民用发电。PAFC技术目前已趋于成熟，与MCFC、SOFC和PEFC比较，已相对落后。因此，AFC和PAFC不应做为国家电力公司研究开发的方向。

参考文献

[1] 许世森，朱宝田等，在我国电力系统发展的燃料电池发电的技术路线和实施方案研究， 国家电力公司热工研究院，.12

作者简介：

电力系统技术发展 篇6

陕西省地方电力监理有限公司 陕西西安 710075

摘要：随着经济的日益增长，人们对于电力的需求量越来越大。因此，提高电力系统的自动化势在必行，其对于改善我国的电力建设和使用意义重大。而近些年来，我国在引进先进技术和自主研制的基础上，电力系统自动化技术得到了长远的发展，并不断地进行改进和完善，使其更加满足人们对电力系统的需求。

关键词：电力系统；自动化技术；改进方法

1概述电力系统自动化技术

1.1电力系统自动化的含义

电力系统自动化技术是指通过具有自动检测功能和决策控制功能的装置以及数据传输系统和信号系统，实现电力系统的各个元件、局部系统甚至是全系统的自动监控、协调控制的技术。

1.2电力系统自动化的主要领域

电力系统自动化包含的范围很广，包括电网调度自动化、水力发电站综合自动化、火力发电厂自动化、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力系统信息自动传输系统、电力工业管理系统的自动化等。

1.3电力系统自动化的重要意义

首先，电力系统自动化维持电力系统的安全稳定，当电力系统发生故障时，系统能够利用自动装置迅速切除故障，恢复正常，保证输变电设备正常运行，防止故障波及整个系统而造成大面积的破坏。此外，电力系统自动化能使电力系统优化经济运行，提高其经济效益和管理能力。

2电力系统自动化技术的发展趋势

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由高电压等向低电压扩展，例如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。

3电力系统自动化技术的改进

3.1常见的电力系统自动化的改进技术

为了使电力系统的自动化程度更高，有效地提高其效益和发电

的质量，电力企业需要不断引进新技术，对相关设备进行及时更新、

改进，真正实现电力系统的无人操作。例如对电路器的控制和对继电保护的改造工作，就极大地增加了设备的可靠性能，减少了对电缆等的使用，节约了大量的制作材料，有效地控制了成本。此外，在改造时，需要增加控制设备和监控设备等，大大地提高了它的准确性能，并且能够适应诸如弱电等多种控制，扩展了应用范围。此外，用静态继电器代替电磁型继电器，有效地减小了浪费，提高了它的速度和精确度，极大地增加了监督电源的能量，提升了电源监督灯的监督能力，保证了系统的可靠性和保护性能。

3.2变电站自动化技术

变电站的功能是变换电压，接受和分配电能，是电力系统中配电和输电重要部分。变电站自动化技术在监控电能的传输，调节系统中的参数，如进行无功补偿，谐波治理等方面的工作中起着重要的作用。目前变电站自动化对原有的设备进行了现代化改进，随着现代通信技术、微电子技术以及网络技术等的大量融进，实现了变电站设备的优化设计，能够实现实时监控变电站内部设备的运行，这种综合性的自动化监测系统不但提高变电站运行的稳定性，提高了输电质量，而且降低了变电站的成本，提高了其经济效益。

3.3配电网自動化技术

配电网是由架空线路，电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起着分配电能的作用。因此，配电网自动化技术在电能的分配和监控上起着重要作用。

随着技术的进步，现在逐渐能够运用独立的自动化孤岛代替之前手工操作控制方法，并以大量的智能终端、丰富的后台软件和数据库资料为支持，通过信息技术的带动，实现配电网自动化，确保了对电能的充分利用。

3.4电力系统调度自动化技术

电力系统调度自动化，目前在电力系统技术领域发展迅速，它由电力系统数据采集与监控（SCADA系统），变电站综合自动化，电力系统经济运行与调度。电力市场化运营与可靠行，发电厂运营决策支持等构成，电力系统调度自动化技术能够确保电力系统在运行过程中的准确性、可靠性和经济性。随着用电量的增加，电力系统的数据采集和监控变得日益重要，因此在设备、规模和专业技术上，整个电力系统调度自动化都有了长足的发展。从电力系统调度自动化的发展历程来看，由原来简单的遥测和遥信功能变为现在的无人值班站监控系统，而且近几年更加高级的智能应用软件（神经网络智能系统，专家在线诊断系统，最优化技术）也在大力研发中。

4电力系统自动化新技术的应用

4.1电力系统的智能化控制

在过去的应用历史中，电力系统控制研究已经经历三个阶段，第一阶段，基于传递函数单输出单输人控制阶段；第二阶段，线性最优化控制，非线性控制以及多机协调控制阶段；第三阶段，智能化控制阶段。电力系统是一个动态的系统，具有变参数，强非线性的特征，智能化控制能很好地解决那些用传统方式难以解决的复杂系统控制

问题。电力系统的智能化控制在电力系统工程中有着越来越重要的应用，保证了电力系统更高效、更优化地完成电力传输任务。

4.2基于GPS基础上的动态安全监控系统

电磁暂态的电力监测系统记录数据繁杂，而且记录对闽也较为短暂，信息之间缺乏交流，系统的整体动态分析困难。系统稳态运行时的监控和数据采集数据更新慢，只能对系统的稳态特征进行分析。电磁暂态的电力监测系统和系统稳定运行时的数据采集都有其局限性，所以人们研制了基于GPS基础上的动态安全监控系统，把动态监测系统与SCADA完美结合，通过定时系统通信和动态相量测量系统的同步，以及中央信号处理机的共同作用，实现了对电力自动化系统动态监控。

4.3电力系统微机实时保护系统

随着我国电力系统的不断发展，微机保护装置应用的越来越多，电力系统要求微机保护装置有较高的硬件设施，能实现高可靠性，高实时性及高扩展性，并且通信能力强大，人机交互界面友好。电力系统微机实时保护系统采用嵌入式实时操作系统，不但能够实现多任务的高效优先级管理，而且具有强大的可移植性和扩展性，提高了电力系统自动化的控制效率。

5结语

虽然我国电力系统自动化技术在当前时期尚未健全，并且设备操作难度很高，但操作人员的经验汇总与技术人员的持续改进会逐渐起到效果，这也会使我国调度自动化技术飞快提升。电力系统自动化技术的发展和改进，具有减少运行维护费用、向用户供应高质量电能、提升变电站运行的稳定性与安全性、增加经济效益等作用。

参考文献：

[1]张华，张可可.我国电力系统自动化发展趋势分析[J].大观周刊，2011（38）.

[2]梅海霞.电力系统自动化技术应用与发展[J].电源技术与应用，2012（10）.

[3]周雷.力系统自动化改造技术探讨[J].中国科技财富，2011（22）.

电力系统继电保护技术发展历程 篇7

继电保护在电力系统安全运行中具有举足轻重地位, 完善的继电保护是电力系统安全运行的关键, 掌握继电保护基本知识, 了解继电保护的发展历程成为电气运行维护人员的必备技能, 下面简要介绍继电保护发展的几个阶段。

2 继电保护发展现状

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求, 电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力, 因此, 继电保护技术得天独厚, 在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

2.1 传统电磁式继电保护。

20世纪50年代, 我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术, 建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍, 引进消化了当时国外先进的继电器制造技术, 建立了我国自己的继电器制造业。在20世纪60年代中期、建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这段时期是传统电磁式继电保护繁荣的时代, 为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。我公司目前总变、三催变、重整、一常压、一循6kv高压配电间保护均采用此电磁式保护、这种保护虽然运行可靠、但是其保护功能单一、接线复杂、动作不够准确、无法实现监测、故障录波等附加功能、现在已经远远不能满足我公司电力系统发展要求。

2.2 晶体管式继电保护。

自20世纪50年代末, 晶体管继电保护已在开始研究。20世纪60年代中到20世纪80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中我国自行研制的500k V晶体管方向高频保护和晶体管高频闭锁距离保护, 运行于葛洲坝500k V线路上, 结束了500k V线路保护完全依靠从国外进口的时代。

2.3 集成电路继电保护。

从20世纪70年代中, 基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到20世纪80年代末集成电路保护已形成完整系列, 逐渐取代晶体管保护。到20世纪90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位, 这是集成电路保护时代。

2.4 微机继电保护。

我国从20世纪70年代末即已开始了计算机继电保护的研究, 高等院校和科研院所起着先导的作用。不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色, 为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究, 在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从20世纪90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。现在我国电力系统新建、改扩建均已采用微机保护。目前我公司在煤带油供气锅炉装置所采用的43台继电保护、新更换完成的二罐区、新污水、二循、老总变、新空分86面高压柜所采用的继电保护就为此保护。这种微机保护装置功能强大、集保护、控制、测量和数据通信与一体化、具有“四遥”功能。动作准确、使电器设备在故障初期即得到有效的保护、减少了损失、使电力系统得到了快速保护。提高了电力系统稳定性。

3 继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化, 网络化, 智能化, 保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

3.1 计算机化。

随着计算机硬件的迅猛发展, 微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世, 不到5年时间就发展到多CPU结构, 后又发展到总线不出模块的大模块结构, 性能大大提高, 得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU, 发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。

采用32位微机芯片并非只着眼于精度, 因为精度受A/D转换器分辨率的限制, 超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度, 很高的工作频率和计算速度, 很大的寻址空间, 丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的, 具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能, 并将高速缓存 (Cache) 和浮点数部件都集成在CPU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高, 除了保护的基本功能外, 还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间, 快速的数据处理功能, 强大的通信能力, 与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力, 高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期, 曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差, 这个设想是不现实的。现在, 同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机, 因此, 用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟, 这将是微机保护的发展方向之一。这种装置的优点有:a.具有486PC机的全部功能, 能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。b.尺寸和结构与目前的微机保护装置相似, 工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强, 可运行于非常恶劣的工作环境, 成本可接受。c.采用STD总线或PC总线, 硬件模块化, 对于不同的保护可任意选用不同模块, 配置灵活、容易扩展。我公司目前所采用微机保护就为此种类型保护继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求, 如何进一步提高继电保护的可靠性, 如何取得更大的经济效益和社会效益, 尚须进行具体深入的研究。

3.2 保护、控制、测量、数据通信一体化。

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下, 保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机, 是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据, 也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此, 每个微机保护装置不但可完成继电保护功能, 而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能, 亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前, 为了测量、保护和控制的需要, 室外变电站的所有设备, 如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资, 而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置, 就地安装在室外变电站的被保护设备旁, 将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后, 通过计算机网络送到主控室, 则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质, 还可免除电磁干扰。现在光电流互感器 (OTA) 和光电压互感器 (OTV) 已在研究试验阶段, 将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下, 保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方, 亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后, 一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量, 通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置, 由此一体化装置执行断路器的操作。

3.3 智能化。

近年来, 人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用, 在继电保护领域应用的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射的方法, 很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题, 应用神经网络方法则可迎刃而解。可以预见, 人工智能技术在继电保护领域必会得到应用, 以解决用常规方法难以解决的问题。

结束语

建国以来, 我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步, 继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化, 网络化, 保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化, 这对继电保护工作者提出了艰巨的任务, 也开辟了活动的广阔天地。

摘要：回顾了我国电力系统继电保护技术发展的过程, 概述了微机继电保护技术的成就, 提出了未来继电保护技术发展的趋势是:计算机化, 保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。

关键词：继电保护,微机保护,发展

参考文献

[1]王梅义.高压电网继电保护运行技术[M].北京:电力工业出版社, 1981.

[2]葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用[J].继电器, 1978 (3) .

电力系统技术发展 篇8

因电力系统不断进步, 继电保护技术地位也逐渐提升, 并且要求也越来越高, 而其在发展过程中也因其核心技术的进步拥有了崭新的活力。总体来说, 继电保护技术主要包含以下几个发展阶段:

新中国成立以来, 开始根本没有继电保护的相关理念, 与此同时, 也没有继电保护设计和关于继电设备等工业企业, 但在之后的十年当中, 在技术人员的不断努力之下赶上了国外50年的发展。20世纪中期, 我国大力注重培养技术人才, 并将这些国家人家送往海外, 目的是让我国也能对世界上的继电保护设备的相关特性和一些核心技术进行研究与效仿。

1960年到1980年间的20年, 晶体管继电保护技术推广开来, 并逐步渗透到各个行业当中。在70年代已经初步对部分基础的电路维护进行分析以及研究了, 其主要的研究基础就是利用集成运算放大器的相关理论技术。之后十年, 完整的集成电路维护体系已经实现, 并且逐渐占据主导地位。

九十年代开始因社会发展的需要, 对基础电路保护的研究进行了大量的投入, 同时成果也十分显著。此时, 市场上存在着多种原理生产的以及各种型号的微机线路以及主要设备保护, 因此, 电力系统可以选择高性能、多功能以及可靠性高的继电保护设备。与此同时, 维护软件和相关算法也在这个过程中得到了显著优化、改良。总的来说, 继90年代之后, 我国的继电保护相关技术已经初步迈进微机保护阶段, 是一次大的进步。

2 继电保护技术的大体发展趋势

2.1 数字化

因为先期的互联网技术取得了大发展, 给微机保护技术奠定了坚实的基础, 所以, 微机保护技术也得以进步。因为社会需求量正在逐步提升, 因此, 在电力系统对微机保护方面, 不仅是一次机会, 更是一次大的挑战, 因为只有达到高要求, 才能赢得消费市场。与此同时, 其类似于PC机的功能还得不断改进, 使得它可以对众多的故障信息和相关数据进行合理、有效的存储, 另外, 对核心数据进行处理时, 必须保障通信功能能够正常使用。当前市场上的Digi Pro II系列的综合数字式的相关设备都包含此功能, 主要在110KV及以下的电网中使用, 是用来测量、保护、掌控以及监视相关输电线路和变压器、电动机等。为了使其可以方便的在一次设备中进行配备, 运用了单元化的设计思路。其现场总线接口都是按照国家标准进行制造的, 能够进行多节点同时工作, 并且可以提供高质量的管理以及信息共享。这个设备现在包含PLC功能, 利用的是先进的ISP技术和元件—工程—用户三级可编程的相关模式, 进而使得二次方案能够完美地实现。综上所述, Digi Pro II系列数字式综合保护设备市场前景非常好。

2.2 多功能一体化

保护设备是电网中的智能终端, 其功能相当于高性能的计算机。电力系统在工作以及出现故障时产生的一切信息以及数据都能够通过保护设备由网上下载, 并且也能够将其保护过程中产生的一些信息及数据传输至网控中心以及所有终端。所以, 微机保护设备不只是能完成继电保护的基本使用功能, 还能在电力系统正常维护中完成检测、掌控和基本通信的功能, 而维护、检测、掌控以及数据通信一体化也能够实现。目前市场上存在的多功能一体的电力监控系统为JCS变电站综合保护系统 (3.0版) , 可以实现维护、监控、通信以及采集数据、故障分析等功能。这个系统完美地把互联网技术、场总线技术以及继电保护技术结合在一起, 不仅使得功能正常使用, 更是一次技术突破。它的主要构造为分层分布式结构, 具体为:主站、系统以及子站系统与设备层。使用者可以依照工作环境对其配置方法进行灵活的选择。IEC60870—5—103协议也适用于该系统, 并且PROFIBUS, MODBUS等标准同样适用, 同时距离较远的变电站之间的信息管理系统也能够运用多节点网络连接形式产生。该系统是利用MS—Windows系统去完成软件部分的, 当前最好的编程语言为使用率高的C++, 并且将其与SQL Server数据系统结合在一起, 其设计原则是开发性高、模块化以及高可靠性、容易维护等, 最后的根本目标就是能够设计出具有强大功能, 易操作, 高效率运作的任意扩展的系统。

2.3 网络化

保护设备已基本实现联网, 同时三维多媒体技术也逐步引入维护设备中, 究其原因是测量装置高度的自动化与智能化。另外, 如果现场总线技术可以取得大发展, 必能使得保护设备直接可以连网作业。如今, 基于现场总线的FCS的市场地位迅速提升, 将会替代DCS在控制系统领域的地位, 同时在控制领域也引入了Internet与Intranet技术, 在企业的生产管理以及营销等方面也运用了网络化系统。利用网络, 保护设备使用者之间在不同的地方即可实现信息互换, 完成实时交流, 并且实现维护设备的故障诊断, 也可以指导使用者进行设备的维修、新设备数据的优化以及相关软件的升级。为了适应市场的需求, 许多仪器生产公司都在研发新型网络化智能测量装置, 而具有代表性的便是美国P&SData Com公司生产的通用网络通信控制器芯片——Web Chip TM, 该芯片使用方便, 价格低廉并且功能强大, 同时能够连网, 它是美国P&SData Com公司经过多年的探索才研发出来的。随着微机维护设备的产生, 使得其维护性能和高效性实现了大突破。

2.4 智能化

现阶段, 微处理器和人工智能技术的进步发展与利用时继电保护设备智能化的相关基础。目前, 因微电子技术的快速发展, 在继电保护产品中开始逐步融入了微处理 (控制) 器、DSP以及相应的嵌入式软件, 因此, 仪器仪表的数字化、智能化的程度逐步提升。美国所提出的“DSPC”的理念则是高度智能化的标志, 它的核心部分是DSP芯片, 混合信号电路、元件、ASIC电路与开发工具则构成它的辅助部分。当前DSP生产精度也正逐步提升, 由原先的0.35μm逐步提升至0.25μm、0.18μm、0.13μm, 并且于05年得到质的飞跃, 精确高达0.075μm。预计到2010年, DSP将会拥有目前11倍的集成度, 那时将会把5亿只晶体管集成至一个芯片上。

当前, 继电保护产品为了设计成智能一体化以及拥有更多强大的功能, 则需要添加更多的如表面贴装技术 (SMT) 、圆片规模集成 (WSI) 、多芯片模块 (MCM) 以及超大规模集成 (VLSI) 的新器件的新工艺和CAD、CAM、CAPP、CAT等辅助技巧。和传统产品对比, 当前的新智能继电保护产品更具优势, 特别是精细度、灵敏度、高度自动化以及性价比等方面。MM1系列智能保护设备适用环境为110KV及以下的电网中, 主要用来维护、测量、控制和监视输电线路以及相关的变压器、电动机等。为了使其可以方便的在一次设备中进行配备, 运用了单元化的设计思路。可以见得, 在继电保护领域里, 如果将人工智能技术的地位提高, 那么就能够解决以前不能解决的问题。

2.5 虚拟化

虚拟现实的相关技术的合理利用为继电保护设备虚拟化的产生提供便利的条件。所谓的虚拟现实技术是通过计算机模拟现实中的环境, 让使用者能够身临其境, 使客观事物都能够存在于这一虚拟环境中, 从而使设计者能够更好的进行创新。虚拟仪器是利用虚拟现实技术而设计出来的产品, 因为这个仪器功能强大, 所以即使在多复杂多变的体系里也能高效使用, 与传统仪器不同, 虚拟仪器主要靠软件完成测量, 通过相应的软件和少量的硬件以及PC机就可以显示出和传统仪器类似的显示面板, 并且能够利用数据以及键盘对显示面板上的虚拟按钮等进行控制, 从而实现各种功能, 而且可以利用面板上的显示屏等将测量的结果显示以及打印出来。总的来说, 继电保护虚拟化的出现将会是未来的继电保护技术发展的一个核心发展趋势。

3 结束语

当前, 我国的核心电力系统继电保护技术共包含四大主要阶段。继电保护技术会因为电子系统、互联网技术以及通信技术的迅速发展而实现自身的迅速发展。我国将来的继电保护技术的将包含核心和关键技术, 核心技术即计算机和微处理器, 关键技术则由图像显示、自动控制、计算机、系统等构成。其将来的核心发展方向必然是一体化、网络化、数字化、智能化和虚拟化。

摘要：对我国目前推行的电力系统继电保护相关技术分析的具体情况和其整体发展趋势进行了简要的阐述, 主要是研究未来继电保护技术的核心和关键技术, 核心技术即计算机和微处理器, 关键技术则是图像显示、自动控制、计算机、系统等。为电力系统继电保护产品具有高度的智能化, 需要将上述技术运用于这些产品中, 并使其发展为信息工业领域中不可或缺的一部分。其将来的核心发展方向必然是系统一体化、网络智能化和数字虚拟化。

我国电力系统自动化技术发展简析 篇9

关键词：自动化技术,效益,电力系统

随着经济的快速发展, 社会对电力系统的要求越来越高, 尤其是在“互联网+”行动实施下, 促进电力系统自动化技术是我国电力系统改革的重要工作内容。本文以论述电力系统自动化概念为切入点, 结合工作实践, 阐述电力系统自动化技术的发展现状以及运行要求, 进而提出自动化技术的发展趋势。

1 电力系统自动化概述

电力系统自动化主要是根据电子系统自身的运行特点以及需求, 结合相应的元件性能装置等实现对电力系统的智能化、一体化以及自动化的处理。基于电力系统在社会工作中占据的重要地位, 降低电力系统运行中的人为干预是自动化技术处理的重要特征, 从而实现电力系统运行效果的高速、智能。电力系统自动化技术在我国电力系统中已经得到了广泛的应用, 其主要特点是:一是实现了应用范畴的扩展。自动化技术已经由高电压向低电压扩展, 实现了电压应用的全面覆盖。二是实现了功能的多样控制。电力自动控制系统实现了对电力系统的所有环节的控制, 并且根据不同的环节应用了相对应的技术。三是电力系统自动化技术越来越先进, 越来越成熟。

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

虽然我们在强调智能式电力管理, 但是结合实践工作, 电力系统自动化的要求主要呈现出:

(1) 具有快速检测性能。在经济快速发展的环境背景下, 电力系统自动化技术必须要满足快速检测和处理的功能, 在电力系统发生故障之后第一时间做出反应, 保障电力系统的安全运行。比如在电力运输过程中发生短路之后, 自动控制系统就需要及时做出相应的配套决策, 以此保障电力系统及时传递到用户中。

(2) 具有社会经济效益。在环境问题日益严峻的背景下, 大力发展节约型能源是当前国家经济建设的重要内容, 因此实现电力系统的绿色生产的主要策略就是提高系统的自动化处理技术, 降低无功耗损失, 所以电力系统的自动化技术就是通过协调各个元器件之间的运行, 从整体上对电力系统进行控制。

(3) 降低人工成本。实现电力系统的自动化能够大大降低工作人员劳动强度, 提高劳动效率, 降低事故率, 尤其是降低了电力系统的安全事故发生率, 避免了大面积停电事故的发生。

3 智能计算机在电力系统自动化的应用

电力系统自动化控制技术主要是将计算机技术应用到电力系统中, 因此研究电力系统的自动化技术就必须要从智能计算机方面入手, 计算机的视觉技术是目前电力系统中应用比较广的一种技术, 其主要是通过各种技术实现对电力设备的在线检测等, 以红外图像监测为例, 通过红外图像监测能够对电力系统的运行进行精确的监测, 尤其是对地处偏远地带的电力设施实现了24 小时不间断的监测。其工作原理就是通过对比监测对象正常工作图像和实时监测图像, 如果获得的图像一致就说明电力系统运行正常, 相反则反之。因为计算机视觉技术还处于起步阶段, 其存在一定的不足之处。虽然计算机视觉技术发展迅速, 但计算机视觉技术发展的并不完善, 因为图像识别自身的复杂性的原因, 所以现阶段还不能实现完全的无人操作。正是因为有着这些原因, 在大多数情况下, 计算机视觉技术只能够作为一种辅助技术。

4 电力系统自动化的前景

电力系统自动化技术大大提高了我国电力系统工作效率, 降低了能源消耗, 结合国内外自动化技术发展现状, 未来的电力系统自动化技术将呈现以下发展趋势:

4.1 变电站自动化

变电站是电力系统的重要部门, 变电站的运行技术决定了电力系统的运行模式, 传统的变电站主要是依靠电缆等实现对电力控制设备的连接, 这样不仅在具体的操作过程中存在一定的难度, 而且还容易出现某一设备故障之后引起其它设备也出现故障, 而自动化技术的应用则实现了对变电站设备的自动化控制, 通过远程控制系统实现了对各个设备的自动控制, 避免了故障的同时发生。

4.2 电厂自动化

电厂技术决定了电力系统的工作效果, 自动化技术在发电企业中的应用主要体现在实现了对控制系统的分层管理, 通过实时在线监测、实时在线检测等系统实现了对电力设备、发电机组以及电压控制系统的控制, 以在线检测为例, 通过自动技术可以随时对电力系统的运行状态进行检测, 一旦出现问题之后, 就会在第一时间做出反馈, 避免了故障漏洞的出现。

4.3 电力市场化

自动控制技术在电力市场中的应用最大的特点就是智能电卡的使用, 通过智能电卡解决了传统的人工计算电费的问题, 大大降低了人工费用。另外通过视觉信息技术的应用也实现了对电力系统运行的智能操作与判断, 提高了对电力系统的智能监控。

4.4 培训仿真系统

电力系统自动化技术的发展与应用需要通过强化电力职工的技术入手, 结合电力系统自动化技术发展要求, 需要我国建立相应的仿真培训系统, 通过运用互联网技术建立立体式、层次化的教育培训体系, 提高电力企业职工的综合素质。

5 结束语

总之随着社会经济的发展, 尤其是“互联网+”行动普及之后, 实现电力系统的自动化是电力改革的重要内容, 也是大力发展节能生态电业的关键, 基于当前我国经济新常态的发展要求, 作为电力系统工作人员一定要提高安全管理意识, 提升自身的专业能力和技能、站在电力系统的战略高度做好本职工作, 促进电力系统自动化技术的发展。

参考文献

[1]裴文.浅探电力系统中配电自动化及管理[J].黑龙江科技信息, 2011年21期.

[2]张震, 郭继芳, 刘建强.配电自动化系统发展综述[J].山西电力, 2011年04期.

电力系统继电保护技术的发展方向 篇10

1 微计算机硬件的更新和网络化发展

在计算机领域, 发展速度最快的当属计算机硬件, 按照著名的摩尔定律, 芯片上的集成度每隔18~24个月翻一番。其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加, 价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强, 片内硬件资源得到很大扩充, 单片机与DSP芯片二者技术上的融合, 运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便, 高性价比使冗余设计成为可能, 为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。硬件技术的不断更新, 使微机保护对技术升级的开放性有了迫切要求。网络特别是现场总线的发展及其在实时控制系统中的成功应用充分说明, 网络是模块化分布式系统中相互联系和通信的理想方式。如基于网络技术的集中式微机保护, 大量的传统导线将被光纤取代, 传统的繁琐调试维护工作将转变为检查网络通信是否正常, 这是继电保护发展的必然趋势。微机保护设计网络化, 将为继电保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新, 它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性, 使装置真正具有了局部或整体升级的可能。

继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围 (这是首要任务) , 还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据, 各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作, 实现微机保护装置的网络化。这样, 继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多, 对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确, 大大提高保护性能和可靠性。

2 智能化

进入20世纪90年代以来, 人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用, 电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。专家系统、人工神经网络 (ANN) 和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中, 为继电保护的发展注入了活力。

人工神经网络 (ANN) 具有分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点, 其应用研究发展十分迅速, 目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近年来, 电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络 (ANN) 来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题, 距离保护很难正确作出故障位置的判别, 从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法, 经过大量故障样本的训练, 只要样本集中充分考虑了各种情况, 则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。可以预见, 人工智能技术在继电保护领域必会得到应用, 以解决用常规方法难以解决的问题。

3 自适应控制技术在继电保护中的应用

自适应继电保护的概念始于20世纪80年代, 它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化, 进一步改善保护的性能。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣, 是微机保护具有生命力和不断发展的重要内容。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点, 在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。针对电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过渡电阻的影响、电力系统振荡的影响以及故障发展问题, 采用自适应控制技术, 从而提高保护的性能。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间, 也取得了一定的成果, 但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应, 必须获得更多的系统运行和故障信息, 只有实现保护的计算机网络化, 才能做到这一点。

4 变电所综合自动化技术

现代计算机技术、通信技术和网络技术为改变变电站目前监视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。高压、超高压变电站正面临着一场技术创新。实现继电保护和综合自动化的紧密结合, 它表现在集成与资源共享、远方控制与信息共享。以远方终端单元 (RTU) 、微机保护装置为核心, 将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统, 取代传统的控制保护屏, 能够降低变电所的占地面积和设备投资, 提高二次系统的可靠性。综合自动化技术相对于常规变电所二次系统, 主要有以下特点:

4.1 设备、操作、监视微机化

综合自动化系统的各个子系统全部微机化, 其内涵中还包括系统的功能软件化和信号数字化的内容, 完全摒弃了常规变电所中各种机电式、机械式、模拟式设备, 大大提高了二次系统的可靠性和电气性能。操作、监视完全微机化, 且方便地通过人机联系系统 (MMI) 对变电所实施监视和控制。

4.2 通信局域网络化、光缆化

计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍的应用。因此, 系统具有较高的抗电磁干扰的能力, 能够实现高速数据传输, 满足实时性要求, 组态更灵活, 易于扩展, 可靠性大大提高, 而且大大简化了常规变电所繁杂量大的各种电缆, 方便施工。

4.3 运行管理智能化

智能化的表现是多方面的, 除了常规自动化功能以外, 如自动报警、报表生成、电压无功调节、小电流接地选线、故障录波、事故判别与处理等方面, 还具有强大的在线自诊断功能, 并实时地将其送往调度 (控制) 中心, 即以主动模式代替了常规变电所的被动模式, 这一点是与常规二次系统最显著的区别之一。

竞争的电力市场将促进新的自动化技术的开发和应用, 在经济效益的驱动下, 变电站将向集成自动化方向发展。根据变电站自动化集成的程度, 可将未来的自动化系统分为协调型自动化和集成型自动化。协调型自动化仍然保留间隔内各自独立的控制、保护等装置, 各自采集数据并执行相应的输出功能, 通过统一的通信网络与站级相连, 在站级建立一个统一的计算机系统, 进行各个功能的协调。而集成型自动化既在间隔级, 又在站级对各个功能进行优化组合, 是现代控制技术、计算机技术和通信技术在变电站自动化系统的综合应用。所谓集成型自动化系统是将间隔的控制、保护、故障录波、事件记录和运行支持系统的数据处理等功能集成在一个统一的多功能数字装置内, 间隔内部和间隔间以及间隔同站级间的通信用少量的光纤总线实现, 取消传统的硬线连接。总体来说, 综合自动化系统打破了传统二次系统各专业界限和设备划分原则, 改变了常规保护装置不能与调度 (控制) 中心通信的缺陷, 给变电所自动化赋予了更新的含义和内容, 代表了变电所自动化技术发展的一种潮流。随着科学技术的发展, 功能更全、智能化水平更高、系统更完善的超高压变电所综合自动化系统, 必将在我国电网建设中不断涌现, 把电网的安全、稳定和经济运行提高到一个新的水平。

参考文献

[1]杨奇逊, 微型机继电保护基础, 北京:水利电力出版社, 1988.

[2]张宇辉, 电力系统微型计算机继电保护, 北京:中国电力出版社, 2000.

电力系统技术发展 篇11

1、电力工业发展中面临的问题和挑战

1.1资源的有限性

我国石油资源比较短缺，需要从其他国家进口，因此发电一般不再利用石油来进行。而我国只有较低的水电可发容量，不到4亿千瓦，那么在未来很长一段时期内，依然利用煤炭来发电，而煤炭生产会对环境造成极大的污染。

1.2无法根本性解决电力供需矛盾

我国社会经济的发展，对电力有着更高的需求，根据相关的研究表明，人均GDP直接关系着人均能耗，如果想在预期内达到先进水平，就需要提升人均用电水平。根据国家的规划要求，到了2050年，我国发电装机需要在15亿千瓦以上，如果采取现在的发展模式，几乎不可能实现这个目标，因此，就亟需找到新的发展途径。

1.3环境治理问题比较严峻

发展的过程中，总是会出现环境问题，我国主要依赖于煤炭生产电力，占据电力生产能源的百分之八十以上。我们以240千瓦的火电站为例，每小时会产生7吨到12吨左右的二氧化硫，产生七八十吨的灰尘和一百吨左右的废水，并且很多城市还会出现酸雨问题。酸雨会带来无法估量的危害和影响，如水变质、土壤退化等，还会在较大程度上破坏农作物。

2、我国电力技术的发展前景

2.1太阳能发电技术

非常典型的一种可再生资源是太阳能，其利用量十分巨大，纬度的不同，太阳会有差异化的辐射，最大太阳能在每平方米3400KWh以上。研究表明，只能在较小面积的地方应用太阳能电池，每年每平方米可以提供5500KWh以上；对于普通家庭的太阳能使用需求，完全可以得到满足。一般可以从两个方面来理解太阳能发电技术，分别是热发电技术和光伏发电技术。现阶段，应用最为广泛的可再生能源技术就是太阳能发电技术。对世界上其他国家进行研究发现，如今世界上光伏发电的规模还比较小，因此，太阳能发电的发展潜力是十分巨大的，有着十分美好的发展前景。

2.2燃料电池发电技术

燃料电池近些年来开始出现，这种新兴技术可以用电能直接转换燃料化学反应过程中所释放的化学能。实践研究表明，燃料电池具有较高的发电效率，通过联合循环使用高温燃料电池，可以产生85%以上的发电效率。并且燃料电池没有较大的负荷，发电效率不会在较大程度上受到燃料电池规模的影响，同时可以及时跟踪负荷变化情况，调峰能力较高。因为其不会产生较大的环境污染，零排放得到了实现，水资源得到了节约，与节能环保的理念十分契合，水资源紧缺问题得到了有效缓解。此外，在其他方面，燃料电池也具有不可替代性，比如在分布式供电中也可以采用燃料电池，电力输送方面不需要较大的投资成本等。

2.3交流输电

在经济飞速发展的过程中，开始大力建设大型互联电网，其输电距离较长，容量较大，已经成为发展的必然趋势。世界上其他国家已经开始对FACTS装置大力研发，以便促使功能应用需求得到满足。FACTS技术可以兼容于输电系统的并行发展要求，不需要改动现有的设备，就可以将电网输电潜力有效地发挥出来。

3、电力生产安全应注意的问题

3.1加大电网技术设备投入，深入开展安全管理和技术监督

很多电网事故都是由自然因素或者电力设备缺陷引发的，为了解决这个问题，在具体实践中，就需要将更加先进的电力设备运用过来；积极应用计算机网络技术来管理继电保护装置，日常运行中，积极维护装置，借助于检查，来更好地监督继电技术；电力部门需要对电气设备与继电装置定期经常地检验和检测，通过对比检测结果以及设备技术标准要求，来对设备装置的使用状态科学判断，特别是需要重点维护、检查主变、母差、线路保护等重点部位，保证与相关的质量要求标准所符合。要重点管理二次回路，同时大力培训电力人员，促使其更加熟练地掌握新技术，提升其专业水平和综合素质，将安全操作规章制度教育深入开展下去，增强其安全意识。

3.2对电力安全制度进行完善，构建安全文化体系

在电力生产过程中，非常重要的一个方面就是安全保护，因此，需要深入研究和重视，可以从这些方面来努力：

首先，对安全机制科学构建，以便从制度层面促使电网安全和职工生命安全得到保证。企业构建了规范的运转机制，方可以规范安全的生产，促使电网更加安全地运行。电力企业将安全机制构建和完善之后，需要用机制来规范员工的行为，促使员工的利益得到保证。

其次，深入开展企业文化建设，增强员工的安全意识。任何一个企业的发展，都离不开员工的推动作用，其实施着企业的一切经营活动，对企业的安全稳定运行有着直接影响。因此，就需要大力建设企业文化，增强员工的安全意识。职工具备了较强的安全意识，就能够采取规范的操作行为，如果不慎有电力事故出现，能够沉着冷静，对事故的发生及时规避。同时，企业需要给予职工足够的尊重，对其安全健康状态积极关注，促使其生命财产安全得到保障。此外，在具体实践中，电力企业需要大力培训员工，总结过去事故的教训，以便在日后的工作中更加规范地操作。

最后，对职工的安全技术行为进行规范。电力企业职工在一切工作开展中，非常重要的前提就是自身安全得到保障。因此，就需要严格要求电力工作人员，促使其在操作过程中，将电力企业的生产规定严格执行下去，制定自身生产技术科学规范，避免出现安全隐患。可以将《安全目标责任书》、《互保责任书》等进行逐级签订，以便促使每一个员工都能够充分考虑安全要求，时时刻刻敲响警钟。

4、结语

综上所述，国民经济的发展会直接受到电力技术的影响，在科学技术不断革新的今天，电力技术日趋成熟，但是在具体实践中，依然会有诸多的安全问题出现，对电力企业的正常运行造成了影响，还威胁到电力职工的生命财产安全，不利于社会和谐发展。针对这种情况，就需要重视电力生产安全，积极运用先进的设备，促使其更加可靠稳定地运行。同时，增强员工安全意识，规范其操作行为，最大限度地避免安全事故的出现。

浅谈电力系统继电保护技术的发展 篇12

经济的持续发展使得我国电力供应的形势更为严峻，电力系统的安全与可靠尤为重要。电力系统的安全和可靠在很大程度上取决于电力设施，特别是继电保护和安全自动装置的安全和可靠。所以，必须加强继电保护技术监督，实行全过程管理，不断提高对继电保护人员及装置运行的管理水平。

2 继电保护发展现状

随着互联电网区域和交换容量的扩大，由互联电网故障引起的特大停电事故对社会生活的影响几乎成为社会灾难，而保障互联电网的运行安全，避免重大、特大停电事故的发生却变得越来越困难，电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新要求。仅2003年短短2个月内，就发生了数起大面积停电事故，包括意大利大停电、瑞典大停电、丹麦大停电、英国伦敦地铁大停电以及美、加大停电，其中美加“8.14”大停电损失负荷61.8GW，严重影响了5000万人的生产、生活，停电持续长达29h，损失极其严重。电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，继电保护技术在40余年的时间里得到很大发展。

3 继电保护的未来发展

3.1 计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段：(1)8位单CPU结构的微机保护问世;(2)多CPU结构;(3)总线不出模块的大模块结构。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU，发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有故障信息和数据的大容量长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，使用成套工控机作成继电保护装置的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成功了用与微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，还须进行具体深入的研究。

3.2 网络化

计算机网络作为信息和数据的通信工具已成为信息时代的技术支柱，它深刻影响着各个工业领域，为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也仅限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。在国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要是指安全自动装置。但因继电保护的作用不仅限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务)，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。而实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。

3.3 保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下，保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方，即放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到一体化装置中并转换成电信号后，一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量，通过网络送到主控室。主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到一体化装置，由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题，并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的集保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

3.4 智能化

近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题，应用神经网络方法都可得到解决。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一个非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分地考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究，已取得初步成果。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。

4 结束语

建国以来，虽然我国电力系统继电保护技术得到很大发展，但随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势，趋向计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化发展，这对继电保护工作者提出了更高的要求，也开辟了广阔天地。

参考文献

[1]吴晓峰,张浩.电力系统中人工智能的应用与研究[J].工业控制计算机,2003.

[2]韩祯祥,曹一家.电力系统的安全性及防治措施[J].电网技术,2004,28(9):1-6.