第一篇：配電自動(dòng)化簡介

配電自動(dòng)化簡介

配電是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電(有時(shí)也稱供電和用電)中直接面向電力用戶的功能。由配電設(shè)備，包括饋線、降壓變壓器、斷路器、各種開關(guān)在內(nèi)構(gòu)成的配電網(wǎng)和繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測量和計(jì)量儀表以及通信和控制設(shè)備構(gòu)成一個(gè)配電系統(tǒng)，按一定的規(guī)則運(yùn)行，以高質(zhì)量的電能持續(xù)地滿足電力用戶需求。就我國電力系統(tǒng)而言，配電網(wǎng)是指110 kV及以下的電網(wǎng)。在配電網(wǎng)中，通常把110 kV，35 kV級(jí)稱為高壓，10 kV級(jí)稱為中壓，0.4 kV級(jí)稱為低壓。因此，完整地說，配電自動(dòng)化應(yīng)該是指整個(gè)配電網(wǎng)并包括電力用戶在內(nèi)的自動(dòng)化。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求愈來愈高。對(duì)用戶電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要有以下幾個(gè)指標(biāo)：一是電壓質(zhì)量，它包括電壓偏差、電壓波動(dòng)和電壓閃變3個(gè)方面的要求；二是頻率；三是供電可靠率，它是配電網(wǎng)對(duì)用戶持續(xù)供電能力的量度，有多至11項(xiàng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中主要是年平均供電可靠率，即用戶年平均供電時(shí)間的百分?jǐn)?shù)；四是諧波含量，應(yīng)不高于規(guī)定的含量。

提高電能質(zhì)量要由改善整個(gè)電力系統(tǒng)的裝備和運(yùn)行來達(dá)到。顯然，限于配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及用戶所具有的能力，配電網(wǎng)只能對(duì)電能質(zhì)量中的某些指標(biāo)起到顯著的作用，如提高供電可靠率和電壓質(zhì)量。而且，眾所周知，合理而完善的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于提高供電可靠率和電壓質(zhì)量至關(guān)重要，在某種意義上講是起主要作用的。

從另一方面說，保護(hù)、監(jiān)測和控制的改進(jìn)并逐步達(dá)到自動(dòng)化，對(duì)于配電網(wǎng)的運(yùn)行也十分重要，且其重要性和作用正逐漸增大，在某些方面，如故障隔離，是必不可少的。

當(dāng)然，電力系統(tǒng)應(yīng)以最經(jīng)濟(jì)的能源消耗、最有效的運(yùn)行管理，以最合理和便宜的價(jià)格向用戶供電。配電網(wǎng)及其控制和用戶管理也關(guān)系到供電的經(jīng)濟(jì)性。因此，可以說，實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤┡潆娮詣?dòng)化的目的是采用現(xiàn)代電子、通信和計(jì)算機(jī)等技術(shù)和裝備對(duì)配電網(wǎng)和用戶在正常運(yùn)行和事故情況下實(shí)行監(jiān)測、保護(hù)、控制和管理，提高供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性，改善服務(wù)和提高工作效率。我國配電網(wǎng)的狀況

我國目前的配電網(wǎng)很薄弱，絕大多數(shù)為樹狀結(jié)構(gòu)，且多為架空線，可靠性差，尤其在農(nóng)村，送電距離太長，損耗嚴(yán)重，電壓質(zhì)量差。配電設(shè)備比較陳舊，大多是不可遙控的。配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備少，信息傳輸通道缺乏，因而信息搜集量少，這些導(dǎo)致事故處理自動(dòng)化程度低，處理時(shí)間長，事故后恢復(fù)供電慢。

近幾年，一些地區(qū)發(fā)生電網(wǎng)事故，導(dǎo)致重要用戶停電，除了某些人為的因素以外，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱、可靠性低，是其主要原因；自動(dòng)化程度低、管理不善也是重要原因之一。加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，除了強(qiáng)化輸電網(wǎng)以外，加強(qiáng)配電網(wǎng)建設(shè)是當(dāng)務(wù)之急。這是因?yàn)殚L期以來在配電網(wǎng)上投資欠賬太多，其薄弱的程度大大甚于輸電網(wǎng)。因此國家在近期內(nèi)投資建設(shè)的重點(diǎn)在改造和建設(shè)配電網(wǎng)，合理增加變電站，完善配電網(wǎng)絡(luò)，更換陳舊的開關(guān)設(shè)備，提高配電自動(dòng)化水平，這是非常正確的，也是迫切需要的。在建設(shè)過程中首先要做好規(guī)劃，而且在做好配電網(wǎng)一次系統(tǒng)規(guī)劃的同時(shí)，應(yīng)同時(shí)做好配電自動(dòng)化的規(guī)劃，與輸電網(wǎng)相比較，這一點(diǎn)尤其重要。這是由于配電網(wǎng)一次系統(tǒng)中的設(shè)備選擇與配電自動(dòng)化關(guān)系密切。例如，在選擇開關(guān)設(shè)備時(shí)可以有多種選擇，如斷路器、重合器、重合分段器、分段器、電動(dòng)負(fù)荷開關(guān)……，這與配電自動(dòng)化采取何種方式有關(guān)；其次，某些一、二次結(jié)合設(shè)備，如電流(或電壓)互感器等，也與配電自動(dòng)化的實(shí)施方案有關(guān)。2 配電自動(dòng)化的內(nèi)容

配電自動(dòng)化是80年代末首先由美國而后到其他工業(yè)發(fā)達(dá)國家逐步發(fā)展起來的，其內(nèi)容也在不斷變化。

配電自動(dòng)化發(fā)展到今天，其內(nèi)容大致可以分為4個(gè)方面：一是饋線自動(dòng)化，即配電線路自動(dòng)化；二是用戶自動(dòng)化，這與需方管理含義是相同的；三是變電站自動(dòng)化，它常常是輸電和配電的結(jié)合部，因此，這里僅指其與配電有關(guān)的部分；四是配電管理自動(dòng)化，其中包括網(wǎng)絡(luò)分析。

目前還沒有哪一個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)配電自動(dòng)化下過嚴(yán)格的定義，也有人把這4個(gè)方面的內(nèi)容統(tǒng)稱為配電管理系統(tǒng)(distribution management system，簡稱為DMS)，也有人把上述前3個(gè)方面的內(nèi)容稱為配電自動(dòng)化系統(tǒng)(DAS)。事實(shí)上，上述4個(gè)方面的內(nèi)容可以相互獨(dú)立運(yùn)行，并不是其中某一個(gè)必須以另一個(gè)或幾個(gè)方面的存在為前提，也不存在孰低孰高的問題，但有一點(diǎn)必須指出，它們之間的聯(lián)系十分密切，特別是信息的搜集、傳遞、存儲(chǔ)、利用以及這些信息經(jīng)過處理作出的決策和控制是相互影響的。應(yīng)在通盤設(shè)計(jì)的前提下，分步驟地從縱向和橫向兩個(gè)方向逐步實(shí)施、銜接和完善。因此，從這個(gè)意義上講這四方面是一個(gè)集成系統(tǒng)。它又可以與EMS，MIS等構(gòu)成一個(gè)大的集成系統(tǒng)，換句話說，從信息化的角度來看，它是一個(gè)IMS(information management system)。饋線自動(dòng)化

饋線自動(dòng)化是指配電線路的自動(dòng)化。廣義地說，饋線自動(dòng)化應(yīng)包括配電網(wǎng)的高壓、中壓和低壓3個(gè)電壓等級(jí)范圍內(nèi)線路的自動(dòng)化，它是指從變電站的變壓器二次側(cè)出線口到線路上的負(fù)荷之間的配電線路。對(duì)于高壓配電線，其負(fù)荷一般是二次降壓變電站；對(duì)于中壓配電線，其負(fù)荷可能是大電力用戶或是配電變壓器；對(duì)于低壓配電線，其負(fù)荷是廣大的用戶。各電壓等級(jí)饋線自動(dòng)化有其自身的技術(shù)特點(diǎn)，特別是低壓饋線，從結(jié)構(gòu)到一次、二次設(shè)備和功能，與高、中壓有很大的區(qū)別。因此目前在論述饋線自動(dòng)化時(shí)是指中、高壓饋線自動(dòng)化，而且特別是指中壓饋線自動(dòng)化，在我國尤其是指10 kV饋線。因此下面的敘述是指此范圍。

饋線自動(dòng)化要達(dá)到4個(gè)目的，也可以說有4個(gè)功能。

a.運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測。它又可分為正常狀態(tài)和事故狀態(tài)下的監(jiān)測。正常狀態(tài)監(jiān)測的量主要有電壓幅值、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電量等和開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)測量是實(shí)時(shí)的，監(jiān)測裝置一般稱為線路終端(FTU)。在有數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備時(shí)，這些量可以送到某一級(jí)的SCADA系統(tǒng)；在沒有傳輸設(shè)備時(shí)，可以選擇某些可以保存或指示的量加以監(jiān)測。由于配電網(wǎng)內(nèi)測點(diǎn)太多，因此要選擇確有必要的量加以監(jiān)測，以節(jié)省投資。

裝有FTU的配電網(wǎng)，同樣可以完成事故狀態(tài)下的監(jiān)測。沒有裝設(shè)FTU的地點(diǎn)也可以裝設(shè)故障指示器，通常它裝在分支線路和大用戶入口處，具有一定的抗干擾能力和定時(shí)自復(fù)位功能。如果故障指示器有觸點(diǎn)，也可以經(jīng)過通信設(shè)備把故障信息送到某一級(jí)SCADA系統(tǒng)。

b.控制。它又分為遠(yuǎn)方控制和就地控制，這與配電網(wǎng)中可控設(shè)備(主要是開關(guān)設(shè)備)的功能有關(guān)。如果開關(guān)設(shè)備是電動(dòng)負(fù)荷開關(guān)，并有通信設(shè)備，那就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制分閘或合閘；如果開關(guān)設(shè)備是重合器、分段器、重合分段器，它們的分閘或合閘是由這些設(shè)備被設(shè)定的自身功能所控制，這稱為就地控制。譬如：重合器本身具有故障電流檢測和操作順序控制功能，可按要求預(yù)先設(shè)定分?jǐn)唷睾喜僮黜樞?，它本身又具有繼電保護(hù)功能，可以斷開故障電流；分段器是一種智能化開關(guān)，可以記錄配合使用的斷路器或重合器的分閘操作次數(shù)，并按預(yù)先設(shè)定的次數(shù)實(shí)現(xiàn)分閘控制；重合分段器可以在失電壓后自動(dòng)分段，重新施加電壓后又能按一定延時(shí)自動(dòng)重合。

遠(yuǎn)方控制又可以分為集中式和分散式兩類。所謂集中式，是指由SCADA系統(tǒng)根據(jù)從FTU獲得的信息，經(jīng)過判斷作出控制，通常稱為SCADA—mate方式，也可以稱為主從式；分散式是指FTU向饋線中相關(guān)的開關(guān)控制設(shè)備發(fā)出信息，各控制器根據(jù)收到的信息綜合判斷后實(shí)施對(duì)所控開關(guān)設(shè)備的控制，也稱為peer to peer方式?？刂品绞降倪x用要根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和對(duì)控制方式的適應(yīng)性等要求而確定，SCADA—mate方式適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的配電網(wǎng)絡(luò)和采用環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜的配電網(wǎng)中，配電網(wǎng)絡(luò)變化時(shí)軟件修改也很方便。

除了上述事故狀態(tài)下的控制以外，在正常運(yùn)行時(shí)還可以實(shí)行優(yōu)化控制，譬如選擇線損最小或較小的運(yùn)行方式對(duì)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行的控制；在某些設(shè)備檢修狀態(tài)或事故后狀態(tài)下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的控制等。

c.故障區(qū)隔離，負(fù)荷轉(zhuǎn)供及恢復(fù)供電。在配電網(wǎng)中，若發(fā)生永久性故障，通過開關(guān)設(shè)備的順序動(dòng)作實(shí)現(xiàn)故障區(qū)隔離；在環(huán)網(wǎng)運(yùn)行或環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、開環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供，恢復(fù)供電。這一過程是自動(dòng)進(jìn)行的。在發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，通常因切斷故障電流后，故障自動(dòng)消失，可以由開關(guān)自動(dòng)重合而恢復(fù)對(duì)負(fù)荷的供電。

配電網(wǎng)按導(dǎo)線區(qū)分有架空線和電纜線，按結(jié)構(gòu)分有環(huán)網(wǎng)和樹狀網(wǎng)。環(huán)網(wǎng)的運(yùn)行方式又可以有閉環(huán)和開環(huán)兩種。因此，故障區(qū)隔離的過程因配電網(wǎng)中采用的開關(guān)設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備的不同而各不相同。一般，對(duì)于遠(yuǎn)郊區(qū)或廣大農(nóng)村，若無重要用戶，環(huán)網(wǎng)供電成本太高、經(jīng)濟(jì)上不合算時(shí)，可用樹狀網(wǎng)。在分支線路上，可裝設(shè)分段器和熔斷器，并安置故障指示器。在城區(qū)配電網(wǎng)，以雙電源或多電源的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運(yùn)行為好。線路的分段和開關(guān)設(shè)備類型的選擇可以有多種方案，一般配電線分段的方法可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)供電可靠率指標(biāo)，比較投資、運(yùn)行費(fèi)用與失電損失后確定，或以某種準(zhǔn)則(如等負(fù)荷等)而確定。對(duì)于特別重要的地區(qū)，則可以閉環(huán)運(yùn)行，并配置合適的繼電保護(hù)裝置。總之，這一功能對(duì)于提高供電可靠率有著十分重要的作用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行多方案比較。

d.無功補(bǔ)償和調(diào)壓。配電網(wǎng)中無功補(bǔ)償設(shè)備主要有安裝在變電站和用戶端兩種。前者在變電站自動(dòng)化中加以控制和調(diào)節(jié)，后者一般為就地控制。但是在小容量配變難以實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償?shù)那闆r下，在中壓的配電線路上進(jìn)行無功補(bǔ)償仍有廣泛的應(yīng)用。通常采用自動(dòng)投切開關(guān)或安裝控制器兩種方法加以實(shí)施。配電網(wǎng)內(nèi)無功補(bǔ)償設(shè)備的投切一般不作全網(wǎng)絡(luò)的無功優(yōu)化計(jì)算，而是以某個(gè)控制點(diǎn)(通常是補(bǔ)償設(shè)備的接入點(diǎn))的電壓幅值為控制參數(shù)，有的還采用線路或變壓器潮流的功率因數(shù)和電壓幅值兩個(gè)參數(shù)的組合為控制參數(shù)。這一功能旨在保持電壓水平，提高電壓質(zhì)量，并可減少線損。4 用戶自動(dòng)化

用戶自動(dòng)化這一說法見諸于我國出版的權(quán)威性出版物《電機(jī)工程手冊(cè)》。國外文獻(xiàn)中也有這種說法。在國內(nèi)外許多文獻(xiàn)中有一種稱為需方管理(DSM)的功能，其內(nèi)容大體相同，有控制和自動(dòng)化的內(nèi)容，但更多的是一種管理，主要有負(fù)荷管理、用電管理、需方發(fā)電管理等。

a.負(fù)荷管理。我國傳統(tǒng)的負(fù)荷管理(負(fù)荷控制)是在發(fā)電容量不足的情況下采取抑制負(fù)荷的方法改善負(fù)荷曲線(用削峰、填谷和錯(cuò)峰等控制手段)。這種控制曾在我國配電網(wǎng)中普遍采用。隨著發(fā)電容量的增加，這種落后的負(fù)荷控制方式必須改變。先進(jìn)的負(fù)荷管理是根據(jù)用戶的不同用電需求，根據(jù)天氣狀況及建筑物的供暖特性，并依據(jù)分時(shí)電價(jià)，確定滿足用戶需求的最優(yōu)運(yùn)行方式，并加以用電控制，以便用最少的電量獲得最好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益以及用電的舒適度。這將導(dǎo)致平坦負(fù)荷曲線，節(jié)約電力，減少供電費(fèi)用，推遲電源投資和減少用戶電費(fèi)支出。

b.用電管理。它主要包括自動(dòng)計(jì)量計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)擴(kuò)充、用戶服務(wù)等內(nèi)容。

自動(dòng)計(jì)量計(jì)費(fèi)可應(yīng)用于不同層次，有為適應(yīng)電力市場的交易，滿足發(fā)電、輸電、配電以及轉(zhuǎn)供等需要的計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，有適合于不同的發(fā)電廠家、不同的供電部門(公司)的計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)；還有直接記錄各家各戶的自動(dòng)抄表系統(tǒng)。它們都涉及到計(jì)量設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸(通信)和計(jì)費(fèi)，甚至涉及與費(fèi)用結(jié)算部門(銀行)之間的信息交換。

業(yè)務(wù)擴(kuò)充是指用戶報(bào)裝、接電等一系列的用電業(yè)務(wù)的服務(wù)。現(xiàn)在已可利用計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行操作，以提高處理事務(wù)的自動(dòng)化程度，節(jié)省勞動(dòng)力，改善勞動(dòng)條件，并可提高服務(wù)質(zhì)量，也便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和管理，有的供電局已實(shí)現(xiàn)了無紙化作業(yè)，其自動(dòng)化程度可見一斑。

用戶服務(wù)方面如停電報(bào)告及處理、交費(fèi)及票據(jù)處理等，也均可利用計(jì)算機(jī)及通信等較先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，使服務(wù)的自動(dòng)化水平和質(zhì)量得以提高。

c.需方發(fā)電管理。這是將用戶的自備電源納入直接或間接的控制之中。出于種種原因，用戶裝有各種自備電源，如電池蓄能的逆變不間斷電源，柴油機(jī)發(fā)電，太陽能、風(fēng)能等發(fā)電，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電以及自備熱電站和小水電等。它們?cè)谔峁┊?dāng)?shù)赜脩粝喈?dāng)?shù)碾娏χ?，可能有部分電力注入配電網(wǎng)，尤其在晚間，有可能惡化電網(wǎng)的運(yùn)行。如將這些電源置于控制或管理之中，將有利于配電網(wǎng)的運(yùn)行，增加供電的可靠性，并有可能調(diào)節(jié)電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，從而提高經(jīng)濟(jì)性。

用戶自動(dòng)化的幾個(gè)內(nèi)容涉及電力供需雙方，甚至與電力管理體制有關(guān)，必須通過立法和制訂相應(yīng)的規(guī)則，并最終由電力市場來調(diào)節(jié)?？梢钥吹?，電力的供需雙方不僅僅是一種電力買賣關(guān)系，也是以雙方利益為紐帶的合作伙伴關(guān)系，在電力市場環(huán)境下，用戶自動(dòng)化必將被重視。變電站自動(dòng)化

變電站在配電網(wǎng)中的地位十分重要。它既是高壓配電網(wǎng)中的負(fù)荷，又是下一級(jí)配電網(wǎng)的電源。變電站自動(dòng)化是配電自動(dòng)化的重點(diǎn)。也正因?yàn)槿绱?，它已發(fā)展成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域。

近幾年來變電站自動(dòng)化發(fā)展十分迅速。概括地說，它至少有如下一些基本功能：各種電器設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測；開關(guān)就地或遠(yuǎn)方控制；與繼電保護(hù)通信；與智能電子裝置聯(lián)接，并實(shí)行控制；與上級(jí)控制中心或其他控制系統(tǒng)通信；簡單的數(shù)據(jù)處理。

變電站自動(dòng)化在技術(shù)上的進(jìn)步也很快，這里不詳述了。下面僅敘述變電站自動(dòng)化與饋線自動(dòng)化的接口和配合的問題。

a.與繼電保護(hù)配合。實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化有多種方法，開關(guān)設(shè)備也有斷路器、重合器等多種設(shè)備。饋線的負(fù)荷電流要考慮到負(fù)荷轉(zhuǎn)移的情況，因此在保護(hù)的配置(包括重合閘)和定值的設(shè)置上要加以綜合考慮。

b.如果饋線自動(dòng)化是采用由饋線上的FTU采集信息送到某一級(jí)SCADA系統(tǒng)，由軟件處理信息并作出判斷，而后進(jìn)行故障區(qū)隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移，恢復(fù)供電，那么，這個(gè)SCADA系統(tǒng)可以是在配調(diào)中心的主站，或者就是設(shè)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。前一種方式，如果采用有線傳輸信息，變電站至少要將信息轉(zhuǎn)發(fā)至配調(diào)中心；后一種方式，變電站的SCADA系統(tǒng)要增加饋線自動(dòng)化的應(yīng)用軟件，這樣它就成為二級(jí)主站(如果配調(diào)中心的主站稱為一級(jí)主站的話)。采用哪一種方式，要根據(jù)不同的配電網(wǎng)具體地選擇。前一種方式，大大增加了變電站到配調(diào)中心主站的通信量，但簡化了變電站的SCADA系統(tǒng)。后一種方式，實(shí)行了信息和功能的分層，但增加了變電站自動(dòng)化的技術(shù)難度。6 配電管理自動(dòng)化

顧名思義，配電管理自動(dòng)化是指用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)和設(shè)備對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行管理，從信息的角度看，它是一個(gè)信息收集和處理的系統(tǒng)。

首先，要有一個(gè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)，它在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、人機(jī)界面、通信規(guī)約上遵守現(xiàn)行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)開放系統(tǒng)，因此是一個(gè)可以不斷集成和擴(kuò)展的靈活的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在這一點(diǎn)，與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)平臺(tái)是一樣的。所不同的是，它面對(duì)的是信息量特別大，通信又較為薄弱的一個(gè)配電網(wǎng)。

由于配電網(wǎng)直接面向用戶，尤其是城市配電網(wǎng)，電器設(shè)備的布局、饋線的走廊與地理位置、城市房屋、街道走向關(guān)系密切。如果把配電網(wǎng)的設(shè)備和運(yùn)行信息與地理信息、自動(dòng)繪圖(GIS/AM)相聯(lián)系，將使配電網(wǎng)信息的含義表示得更直觀，也對(duì)運(yùn)行帶來極大的方便(而在輸電網(wǎng)中，地理位置與輸電網(wǎng)的信息關(guān)系就較疏遠(yuǎn)些)。因此與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不同，配電管理自動(dòng)化中GIS技術(shù)十分必要。

從某種意義說，GIS/AM是計(jì)算機(jī)平臺(tái)的一部分，它可以在許多離線和在線的應(yīng)用功能中使用。

配電管理自動(dòng)化可以是集中式，即由一個(gè)配電管理自動(dòng)化主站，實(shí)行對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集，并和饋線自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、用戶自動(dòng)化集成為一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以稱為配電管理系統(tǒng)(DMS)。配電管理系統(tǒng)也可以是分層、分布式的結(jié)構(gòu)，如前面已講到的，在變電站中設(shè)立二級(jí)主站，整個(gè)配電自動(dòng)化由一個(gè)一級(jí)主站、若干個(gè)二級(jí)主站以及若干個(gè)子系統(tǒng)，如用電管理子系統(tǒng)、負(fù)荷管理子系統(tǒng)等集成，這樣信息的收集和處理也是分層和分布的，這種結(jié)構(gòu)最適合采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

實(shí)現(xiàn)配電管理自動(dòng)化，可以有這樣的設(shè)計(jì)思想，一種思路是從配電自動(dòng)化的目的是提高供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，提出對(duì)功能的要求，從而確定需要哪些信息；另一個(gè)思路是從所能獲得的信息出發(fā)，對(duì)信息加以處理，以獲得有用的信息和決策。后一種思路就是我們所說的從IMS到DM(data mining)。因此，歸納起來主要功能有：數(shù)據(jù)采集與控制，運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，配電設(shè)備管理，停電管理，檢修管理，計(jì)量計(jì)費(fèi)，負(fù)荷管理，網(wǎng)絡(luò)分析，營業(yè)管理，工作管理，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，與相關(guān)系統(tǒng)通信。這些功能及其所需要的信息，有的屬于饋線自動(dòng)化、用戶自動(dòng)化和變電站自動(dòng)化，這取決于配電管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

功能的劃分和名稱，以及它所包含的具體內(nèi)容，不同的人、不同的文獻(xiàn)有不同的提法，目前也無權(quán)威機(jī)構(gòu)的規(guī)定。這些功能所需要的信息，有配電網(wǎng)內(nèi)變電站、線路、開關(guān)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、電桿的所有技術(shù)參數(shù)，生產(chǎn)廠家以及這些設(shè)備的維修記錄；有配電網(wǎng)的所有運(yùn)行實(shí)時(shí)信息，如電流、電壓、功率、電量和電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息；有稱為用戶信息(CIS)的用戶名稱、地址、電話、賬號(hào)、繳費(fèi)和供電優(yōu)先級(jí)、用電量和負(fù)荷，停電次數(shù)、時(shí)間，電壓水平等；有備品備件及其參數(shù)、儀器儀表、工具等；有人員名稱、工種、技術(shù)等級(jí)、操作票記錄等，信息之多不勝枚舉，這里不再一一羅列。

下面對(duì)幾個(gè)功能及GIS/AM作一簡單說明。

a.關(guān)于GIS/AM應(yīng)用。有些文獻(xiàn)將設(shè)備管理(FM)與GIS/AM寫在一起(AM/FM/GIS)，給人感覺GIS/AM只用于FM。其實(shí)這是一種誤解。GIS/AM是一種技術(shù)，可以離線應(yīng)用，如設(shè)備管理(FM)，用電管理；而且很適合用于規(guī)劃設(shè)計(jì)，如饋線擴(kuò)充、走線路徑選擇、配電設(shè)備定位等。GIS/AM的在線應(yīng)用可與SCADA系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)著色相接口，在地理圖上顯示配電網(wǎng)帶電狀況和潮流、電壓分布；也可與TCM相接口，顯示故障位置，以便選擇合理的操作順序和恢復(fù)供電路由。

b.網(wǎng)絡(luò)分析。它包括負(fù)荷預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、潮流?jì)算、線損計(jì)算分析等一些應(yīng)用軟件。這些軟件與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的相類似，所不同的是在配電網(wǎng)中由于不對(duì)稱程度較嚴(yán)重，可能要采用三相計(jì)算。另外由于配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與輸電網(wǎng)的不同，其算法也有較大的不同。網(wǎng)絡(luò)分析功能旨在全面了解配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便進(jìn)一步減少線路損耗和提高供電質(zhì)量。

c.網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。由于計(jì)劃檢修或事故，以及擴(kuò)建、業(yè)擴(kuò)等各種原因?qū)е屡潆娋W(wǎng)內(nèi)某些設(shè)備的停運(yùn)，需要改變?cè)瓉淼恼＿\(yùn)行方式，這就有可能引起某些設(shè)備的過負(fù)荷或損耗的增加，導(dǎo)致不安全或降低經(jīng)濟(jì)性。在這種情況下，就要將配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)加以調(diào)整，對(duì)各種可能的運(yùn)行方式進(jìn)行比較，選擇最好的配電網(wǎng)連接方式，這個(gè)過程叫作網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。它本質(zhì)上是一個(gè)離線的優(yōu)化計(jì)算過程，不是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制過程，需要配電網(wǎng)實(shí)時(shí)的或預(yù)計(jì)的數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。在獲得網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的結(jié)果后，由調(diào)度員操作實(shí)施。

d.停電管理?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為，故障處理的快慢及停電期間對(duì)用戶質(zhì)詢的答復(fù)，是供電部門服務(wù)的重要內(nèi)容，因此停電管理是DMS中的重要內(nèi)容，在電話通信已經(jīng)普及的情況下，尤其如此。從自動(dòng)停電監(jiān)測系統(tǒng)或電話投訴獲得信息后，停電管理進(jìn)程就會(huì)啟動(dòng)GIS，CIS，SCADA等相應(yīng)的功能模塊和檢索有關(guān)數(shù)據(jù)庫，迅速判斷故障地點(diǎn)和范圍，作出事故處理的決策，然后將決定送達(dá)工作管理模塊，必要時(shí)還要查詢備品備件狀況。工作管理程序啟動(dòng)后，就會(huì)派出人員，調(diào)動(dòng)車輛，并根據(jù)操作票的內(nèi)容攜帶必要的工具和備品備件去處理事故。一個(gè)好的停電處理功能能夠在有關(guān)的控制室顯示處理過程。與此同時(shí)，還會(huì)把處理過程中的重要信息和結(jié)果送入投訴電話的應(yīng)答裝置。7 幾個(gè)重要的技術(shù)問題 7.1 通信

7.1.1 通信設(shè)計(jì)

配電自動(dòng)化需要有效的通信手段，以便在主站與大量遠(yuǎn)方終端之間傳遞信息和控制信號(hào)。雖然有多種通信技術(shù)和裝備可以使用，但配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，城市和農(nóng)村各有特點(diǎn)，新建的和原有的配電網(wǎng)在設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上也不盡相同。配電自動(dòng)化的通信點(diǎn)較多，且分布極為分散，但單個(gè)通信點(diǎn)信息量少，通信設(shè)備環(huán)境條件差。因此目前還難有某個(gè)單一的通信方式可很好地滿足所有配電自動(dòng)化的需要。

配電自動(dòng)化使用的通信還應(yīng)考慮到：

a.配電設(shè)備大多安裝在室外，因此FTU也大多是在戶外或在開關(guān)柜中，它受到高溫、低溫、雨、雪、風(fēng)等的影響和強(qiáng)電、磁場的干擾，所以要求通信設(shè)備應(yīng)能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。

b.不同的通信方式，其建設(shè)、安裝、運(yùn)行費(fèi)用差別較大。由于配電網(wǎng)中通信點(diǎn)多，其費(fèi)用是一個(gè)敏感的問題。

c.因?yàn)榕潆娮詣?dòng)化需要對(duì)停電區(qū)內(nèi)的配電設(shè)備采集數(shù)據(jù)和輸送控制信號(hào)，因此它要有在停電區(qū)通信的能力。

配電網(wǎng)因擴(kuò)建等原因經(jīng)常變化，因此與其配套的通信也處于同樣的狀況，這就要求配電自動(dòng)化的通信易于擴(kuò)充，易于維護(hù)。

7.1.2 通信方式

目前主要有配電載波、無線、電話線、光纖、微波、衛(wèi)星、電纜等，在某些場合也可采用RS—422/485的低速總線，也有用局域網(wǎng)/現(xiàn)場總線，其媒介可用光纖、同軸電纜或雙絞線。重要的變電站有些已采用衛(wèi)星通信技術(shù)。實(shí)際上，在配電自動(dòng)化中，在不同地區(qū)、不同投資條件、不同場合、不同設(shè)備之間采用混合通信方式更符合實(shí)際。7.1.3 通信規(guī)約

目前輸電網(wǎng)中普遍采用的CDT和Polling規(guī)約不完全適用于配電自動(dòng)化，它的主要問題是沒有事件驅(qū)動(dòng)上報(bào)功能。在我國已經(jīng)實(shí)施配電自動(dòng)化的一些工程中，采用了DNP 3.0規(guī)約或Modbus規(guī)約。但是，根據(jù)國家對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的使用原則，我國應(yīng)采用或等效采用IEC的規(guī)約，即IEC 60870—5系列規(guī)約。因此這個(gè)問題應(yīng)該及早研究解決。7.2 開關(guān)設(shè)備和終端設(shè)備

配電網(wǎng)中許多開關(guān)設(shè)備和終端設(shè)備是在戶外使用的，且常常要在停電區(qū)內(nèi)進(jìn)行操作，因此，其抗惡劣環(huán)境(包括氣象環(huán)境和電、磁環(huán)境)的能力是一個(gè)必須解決的問題。另外，除了在正常運(yùn)行時(shí)用電壓互感器提供電源外，停電時(shí)的工作電源也必須解決。電源本身也要適應(yīng)高、低溫差大的環(huán)境。對(duì)當(dāng)前配電自動(dòng)化工作的幾點(diǎn)意見

我國政府決定投資改造、建設(shè)城市、農(nóng)村配電網(wǎng)。應(yīng)該趁這個(gè)機(jī)會(huì)把配電網(wǎng)、配電自動(dòng)化和配電設(shè)備的制造以及有關(guān)的科學(xué)研究和開發(fā)工作扎扎實(shí)實(shí)地向前推進(jìn)。我們有許多有利的條件：政府的重視和資金的投入；幾十年來電力建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)；已有一支相當(dāng)水平的電力自動(dòng)化研究和工程隊(duì)伍和較強(qiáng)的配電設(shè)備制造能力。但是正如前面已經(jīng)提到的，在技術(shù)上還有若干問題需要解決，在經(jīng)驗(yàn)上還比較缺乏；配電設(shè)備的某些性能還不能適應(yīng)配電自動(dòng)化的要求；還沒有一個(gè)較完善的配電管理系統(tǒng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此必須十分認(rèn)真地來迎接這一挑戰(zhàn)。

a.做好規(guī)劃，首先是配電網(wǎng)絡(luò)一次系統(tǒng)的規(guī)劃，與此同時(shí)做好配電自動(dòng)化的規(guī)劃，要考慮多個(gè)方案，并進(jìn)行比較。在規(guī)劃中對(duì)配電自動(dòng)化幾個(gè)方面的功能，都應(yīng)全面考慮到，但不一定要同時(shí)實(shí)施，而應(yīng)選擇對(duì)改善供電質(zhì)量最有效、技術(shù)上較成熟的先實(shí)施，然后逐步擴(kuò)充功能，不斷完善，以便保護(hù)投資，避免浪費(fèi)。在選擇采用的技術(shù)和設(shè)備時(shí)，應(yīng)該按照先進(jìn)、實(shí)用的原則，在選擇實(shí)施方案時(shí)應(yīng)按照各自配電網(wǎng)的不同情況，遵循因地制宜的原則。

b.在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(主站)、數(shù)據(jù)采集和傳送方案時(shí)，要從信息化的角度統(tǒng)一考慮EMS，DMS，MIS等，盡量利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，做到信息資源共享。

c.提高開關(guān)設(shè)備、FTU、控制終端等設(shè)備的技術(shù)性能和質(zhì)量，特別是提高它們抗惡劣環(huán)境的能力。

d.加強(qiáng)配電自動(dòng)化的通信技術(shù)、設(shè)備的開發(fā)及規(guī)約的規(guī)范化。

e.加強(qiáng)配電自動(dòng)化應(yīng)用軟件的開發(fā)。EMS的應(yīng)用軟件可以借鑒，但是配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行有其自身的特點(diǎn)，有許多功能是配電自動(dòng)化所特有的。軟件生產(chǎn)周期較長，投入大，要早作安排。

f.加強(qiáng)科研、生產(chǎn)制造和工程的結(jié)合，走國產(chǎn)化道路。這是利國利民的大好事。

g.加強(qiáng)人才培養(yǎng)。多年來已經(jīng)培養(yǎng)了一批調(diào)度自動(dòng)化專業(yè)技術(shù)人才，但從事配電自動(dòng)化的技術(shù)人員，無論是數(shù)量還是學(xué)識(shí)、技術(shù)水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足配電自動(dòng)化的需要，配電自動(dòng)化的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)都需要人才。

h.當(dāng)前配電自動(dòng)化的重點(diǎn)應(yīng)是中壓配電網(wǎng)(10 kV)的饋線自動(dòng)化。因?yàn)檫@與配電網(wǎng)的改造和建設(shè)關(guān)系最密切，對(duì)提高供電可靠率有明顯的作用，且技術(shù)上較為成熟。

i.研究配電網(wǎng)一次系統(tǒng)的幾個(gè)問題。主要是中壓配電電壓采用20 kV的可行性研究；變電站變壓器配置(2臺(tái)還是3臺(tái))的研究，這涉及到在變電站中變壓器發(fā)生故障停運(yùn)時(shí)對(duì)供電可靠性的要求；還有高可靠性配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和開關(guān)配置的研究，例如對(duì)4×6網(wǎng)絡(luò)開關(guān)配置配電網(wǎng)系統(tǒng)的研究等。

j.加強(qiáng)指導(dǎo)。除了采用發(fā)文件、規(guī)范等作指導(dǎo)外，還可以用示范、交流、現(xiàn)場會(huì)等各種方式進(jìn)行指導(dǎo)，以減少盲目性，避免錯(cuò)誤和浪費(fèi)，使配電自動(dòng)化真正為國民經(jīng)濟(jì)和人民生活服務(wù)。

第二篇：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化簡介

電力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)自動(dòng)化

電力工業(yè)是具有公用事業(yè)性質(zhì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，電力行業(yè)是具有明顯的社會(huì)公益性的行業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，電力供應(yīng)的可靠性對(duì)現(xiàn)代社會(huì)具有極其重大的影響。我國經(jīng)濟(jì)在穩(wěn)步快速的發(fā)展，需要我國電力工業(yè)發(fā)展的支持，也給電力系統(tǒng)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)提供了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我國電力系統(tǒng)發(fā)展和現(xiàn)狀

1.1 體制變遷

? 97年前：電力工業(yè)部 ? 97年8月：國家電力公司

? 02年3月：國務(wù)院正式批準(zhǔn)了以“廠網(wǎng)分開，競價(jià)上網(wǎng)，打破壟斷，引入競爭”為宗旨的《電力體制改革方案》(即：國務(wù)院5號(hào)文件)。

? 02年10月：成立國家電力監(jiān)管委員會(huì)（電監(jiān)會(huì)）

? 02年12月29日，在原國家電力公司的基礎(chǔ)上，中國電力新組建(改組)的11家公司宣告成立，包括兩家電網(wǎng)公司、五家發(fā)電集團(tuán)公司和四家輔業(yè)集團(tuán)公司分別經(jīng)營電網(wǎng)、電源及輔業(yè)資產(chǎn)。

電網(wǎng)公司：

? 國家電網(wǎng)公司 ? 南方電網(wǎng)公司

發(fā)電公司

? 華能集團(tuán)公司 ? 大唐集團(tuán)公司 ? 華電集團(tuán)公司 ? 國電集團(tuán)公司 ? 電力投資集團(tuán)

輔業(yè)集團(tuán)

? 中國電力工程顧問集團(tuán)公司 ? 中國水電工程顧問集團(tuán)公司 ? 中國水利水電建設(shè)集團(tuán)公司 ? 中國葛洲壩集團(tuán)公司

? 電力產(chǎn)業(yè)總資產(chǎn)（2000年底）：

2.5萬億元，其中原國電總資產(chǎn)1.8萬億元

1.2近期發(fā)展?fàn)顩r

? 發(fā)電裝機(jī)容量：

1980：6587萬KW（65869MW）1987：10289.7萬KW 1993：20000萬KW 1996：23654萬KW 2003：38900萬KW 2004：44000萬KW，用電21735億千瓦時(shí)

2005年底：50841萬KW，用電24220億千瓦時(shí) 未來十年，預(yù)計(jì)還要增加50000萬KW ? 變電站數(shù)量：

1996年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（注）： 500KV：47 330KV：25 220KV：1003 154KV：2 110KV：5496 66KV： 2729 35KV： 20921 目前每年新增變電站約4000個(gè)，改造老變電站約2000個(gè)。2003年末數(shù)據(jù)（網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，供參考）：

500kV：近100個(gè) 220kV：1800多個(gè) 110kV：5900個(gè)

66kV/35kV變電站有5700多個(gè)

另有數(shù)據(jù)顯示，全國110KV以下、35KV以上的終端變電站有18000余座，35KV等級(jí)以下的各類配電變電站數(shù)量更多

近幾年，每年新增變電站約4000個(gè)，改造老變電站約2000個(gè)。電力系統(tǒng)概述

2.1 電力系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）平衡性：電能不能儲(chǔ)存，電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用同時(shí)完成。（2）瞬時(shí)性：暫態(tài)過程非常迅速，電能以電磁波的形式傳播，真空中傳播速度為300km/ms。（3）和國民經(jīng)濟(jì)各部門間的關(guān)系密切。

2.2 電力系統(tǒng)的組成

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、升壓及降壓變電設(shè)備、電力網(wǎng)及電能用戶（用電設(shè)備）組成的系統(tǒng)。

發(fā)電，輸變電，配電，用電

動(dòng)力系統(tǒng)化學(xué)能煤石油鍋爐天然氣核能電力系統(tǒng)熱能汽輪機(jī)機(jī)械能電力網(wǎng)發(fā)電機(jī)電能鈾水 反應(yīng)堆水能升壓變壓器輸電線路降壓變壓器用電設(shè)備水輪機(jī)（1）發(fā)電部分(Generation)：

發(fā)電廠，將化學(xué)能（煤炭，燃油），水能，核能，風(fēng)能等轉(zhuǎn)化為電能。? ? ? ? ? ? 火電廠：煤、油（不可再生），空氣，水 水電廠：水的勢能（可再生能源），受氣象影響大。核電站：核燃料（比較貴），水

抽水蓄能電站：吸發(fā)兼?zhèn)?，峰谷調(diào)節(jié)，快速備用

化學(xué)能電源：各種電池，燃料電池等，效率高，比較貴

綠色能源：風(fēng)能、太陽能、潮汐發(fā)電，地?zé)犭娬?，比較貴，易受自然條件影響。

（2）輸配電部分(Power Transmission Grid)：輸電網(wǎng)絡(luò)，通過高壓輸電網(wǎng)絡(luò)將電能由發(fā)電廠輸送到負(fù)荷中心

? 變電站

? 一次設(shè)備

變壓器

斷路器（開關(guān)）隔離開關(guān)（刀閘）限流電抗器（電感）

載流導(dǎo)體（母線/輸電線）

CT/PT（Current Transformer/ Potential Transformer）絕緣子 接地裝置

補(bǔ)償裝置（調(diào)相機(jī)/電容/靜補(bǔ)裝置）中性點(diǎn)設(shè)備 避雷設(shè)備 ? 二次設(shè)備

控制系統(tǒng)：直流電壓，控制短路器開合

信號(hào)系統(tǒng)：警報(bào)音響，位置信號(hào)（斷路器開合）測量系統(tǒng)：測量表計(jì)

同步系統(tǒng)：保證同期操作（同壓，同頻，同相）用的設(shè)備 測量設(shè)備 保護(hù)設(shè)備 控制設(shè)備

監(jiān)視設(shè)備（包括故障錄波）常規(guī)變送器和微機(jī)變送器

? 輸電線路

架空線路：鋼芯鋁導(dǎo)線，分裂導(dǎo)線；裸導(dǎo)線，絕緣導(dǎo)線 電纜：單相，三相

交流線路：潮流不可控，遠(yuǎn)距離輸電穩(wěn)定性問題較大 直流線路：潮流可控，超遠(yuǎn)距離輸電無穩(wěn)定性問題。交直流混合輸電網(wǎng)絡(luò)（整流站，換流站，直流線路），不同頻電網(wǎng)互聯(lián) ? 用電部分

用電設(shè)備消耗電能

高壓用戶額定電壓在1kV以上，低壓用戶額定電壓在1kV以下。

2.3 對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求

（1）保證供電可靠性（2）保證電能質(zhì)量

（3）提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性（4）其它：如環(huán)境保護(hù)問題

2.4 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)

（1）電壓偏差

電壓偏差指當(dāng)供配電系統(tǒng)改變運(yùn)行方式或負(fù)荷緩慢地變化使供配電系統(tǒng)各點(diǎn)的電壓也隨之改變，各點(diǎn)的實(shí)際電壓與系統(tǒng)額定電壓之差，通常用與系統(tǒng)額定電壓的百分比值數(shù)表示。

（2）電壓波動(dòng)

電壓連續(xù)變動(dòng)或電壓包絡(luò)線的周期性變動(dòng)，電壓的最大值與最小值之差與系統(tǒng)額定電壓的比值以百分?jǐn)?shù)表示，其變化速度等于或大于每秒0.2％時(shí)稱為電壓波動(dòng)。

（3）頻率偏差

頻率偏差是指供電的實(shí)際頻率與電網(wǎng)的額定頻率的差值。

我國電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz，又叫工頻。頻率偏差一般不超過±0.25Hz，當(dāng)電網(wǎng)容量大于3000MW時(shí)，頻率偏差不超過±0.2Hz。

調(diào)整頻率的辦法是增大或減小電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)有功功率。（4）供電可靠性

供電可靠性指標(biāo)是根據(jù)用電負(fù)荷的等級(jí)要求制定的。

衡量供電可靠性的指標(biāo)，用全年平均供電時(shí)間占全年時(shí)間百分?jǐn)?shù)表示。（5）其它

? 電壓閃變

負(fù)荷急劇的波動(dòng)造成供配電系統(tǒng)瞬時(shí)電壓升高，照度隨之急劇變化，使人眼對(duì)燈閃感到不適，這種現(xiàn)象稱為電壓閃變。

? 不對(duì)稱度

不對(duì)稱度是衡量多相負(fù)荷平衡狀態(tài)的指標(biāo)，多相系統(tǒng)的電壓負(fù)序分量與電壓正序分量之比值稱為電壓的不對(duì)稱度，電流負(fù)序分量與電流正序分量之比值稱為電流的不對(duì)稱度，均以百分?jǐn)?shù)表示。

? 正弦波形畸變率

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電壓波形中出現(xiàn)諧波（有時(shí)為非諧波）時(shí)網(wǎng)絡(luò)電壓波形就要發(fā)生畸變。諧波干擾是由于非線性系統(tǒng)引起的。它產(chǎn)生出不同于網(wǎng)絡(luò)頻率的電壓波，或者具有非正弦形的電流波。包括n次諧波電壓、電流含有率，電壓、電流總諧波畸變率，諧波電壓的總平均畸變系數(shù)。

2.5 常用概念

（1）基本量綱

電壓：伏特（V），千伏（KV），萬伏（慣用）電流：安培（A）

有功功率：瓦特（W），千瓦（KW），兆瓦（MW），萬千瓦（慣用）無功功率：乏（Var），千乏（KVar）電量：度（KWH – kilowatt-hour）（1）電壓等級(jí)

國家規(guī)定的等級(jí)：3，6，10，35，（66），110，（154），220，330，500KV 其中：

500，330，220KV 用于大電力系統(tǒng)主干線

110KV 用于中小電力系統(tǒng)主干線，和大電力系統(tǒng)的二次網(wǎng)絡(luò) 35KV 用于大城市或大工業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，以及農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)

10KV 為最常用的更低一級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)，只有負(fù)荷中高壓電動(dòng)機(jī)比重很大時(shí)才用6KV電壓

3KV 用于工況企業(yè)內(nèi)部（2）調(diào)度等級(jí)

五級(jí)調(diào)度（國，網(wǎng)，省，地，縣）（3）調(diào)度部門組成和作用

調(diào)度部門的一般包括：調(diào)度，方式，保護(hù)，通信，遠(yuǎn)動(dòng)（自動(dòng)化）電力信息化

電力信息化大致分為兩部分：

? 電力系統(tǒng)自動(dòng)化：保障電能安全可靠地在電網(wǎng)上傳輸；

? 電力營銷和通用信息化：保證電能銷售和電網(wǎng)資產(chǎn)科學(xué)有效管理。由于電力生產(chǎn)安全性與穩(wěn)定性的要求，電網(wǎng)企業(yè)對(duì)生產(chǎn)過程控制的信息技術(shù)應(yīng)用一向比較重視，而對(duì)業(yè)務(wù)及管理的信息化重視卻相對(duì)不足，生產(chǎn)自動(dòng)化與管理信息化的發(fā)展處于不平衡狀態(tài)。兩者的投資比重大致為80：20。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基本概念

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（electric power system automation）是電力信息化最重要的部分。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是應(yīng)用各種具有自動(dòng)檢測、反饋、決策和控制功能的裝置并通過信號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進(jìn)行就地或遠(yuǎn)方的自動(dòng)監(jiān)視、協(xié)調(diào)、調(diào)節(jié)和控制，目的是保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

電能的供應(yīng)和使用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民日常生活密切相關(guān)。電力系統(tǒng)包括生產(chǎn)、傳輸、分配、消費(fèi)電能的各個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)復(fù)雜的連續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi)過程，在地域上分布遼闊而在電氣上卻是聯(lián)成一體的。電能質(zhì)量不合格將引起產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的下降以及人民生活的不便，突然停電和長期頻率或電壓下降的情況下還回造成人身傷亡和設(shè)備損壞事故。電力系統(tǒng)中任何一個(gè)元件的參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)的變化都會(huì)迅速地影響到系統(tǒng)中其他元件的正常工作，所以在電力系統(tǒng)中任何一處發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)而正確地處理，否則將使事故擴(kuò)大，并波及電力系統(tǒng)其他運(yùn)行部分，以至造成大面積停電。一次能源調(diào)度、發(fā)電機(jī)起停和負(fù)荷分配、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和潮流分布、負(fù)荷控制和管理的合理與否，都涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行中能量的節(jié)約和所發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益。

由于電力系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式日益復(fù)雜，單純依靠人力來監(jiān)視電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，正確而及時(shí)地進(jìn)行各項(xiàng)操作，迅速地處理事故，已經(jīng)是不可能了。必須應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、圖象顯示技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的最新成就來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基本要求如下：

（1）迅速而正確地收集、檢測和處理電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。（2）根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全要求為運(yùn)行人員提供調(diào)節(jié)和控制的決策，或者直接對(duì)各元件進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。（3）實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)各層次、各局部系統(tǒng)和各元件間的綜合協(xié)調(diào)，尋求電力系統(tǒng)電能質(zhì)量合格和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（4）提高供電可靠性，減少電力系統(tǒng)事故、延長設(shè)備壽命，提高運(yùn)行水平，節(jié)省人力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展過程

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是在應(yīng)用各種自動(dòng)裝置逐步取代人工操作的過程中發(fā)展起來的。最先，運(yùn)行人員在發(fā)電機(jī)組、開關(guān)設(shè)備等電力系統(tǒng)元件的近旁直接監(jiān)視 設(shè)備狀態(tài)并進(jìn)行手工操作和調(diào)節(jié)，例如人工操作開關(guān)、調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的出力和電壓等。這種工作方式的效果與運(yùn)行人員的素質(zhì)和精神狀態(tài)有關(guān)，也與監(jiān)視儀表和調(diào)節(jié)操作裝置的完善性有密切關(guān)系，往往不能及時(shí)而正確地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，特別在發(fā)生事故時(shí)，由于來不及反應(yīng)事故的發(fā)生和發(fā)展，而使事故擴(kuò)大。

隨著單個(gè)設(shè)備或單個(gè)過程自動(dòng)裝置（或調(diào)節(jié)器）的應(yīng)用，直接以運(yùn)行參數(shù)的變化作為控制裝置的輸入信號(hào)，來起動(dòng)設(shè)備的操作和控制，如利用各種繼電器來反應(yīng)系統(tǒng)故障情況下的電流和電壓的變化，使斷路器開斷故障線路；根據(jù)發(fā)電機(jī)端電壓變化的信號(hào)來調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以實(shí)現(xiàn)電壓和無功功率的調(diào)節(jié)和控制；根據(jù)系統(tǒng)頻率的變化信號(hào)來調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的出力，以實(shí)現(xiàn)頻率和有功功率的調(diào)節(jié)和控制以及水輪機(jī)組的程序起動(dòng)等。這種單參數(shù)、單回路的調(diào)節(jié)和控制裝置的應(yīng)用，節(jié)省了人力，并能比較正確而及時(shí)地控制運(yùn)行狀態(tài)。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)裝置的組成元件也由最初的電磁型的發(fā)展成由晶體管、集成電路構(gòu)成的無觸點(diǎn)型的并進(jìn)一步采用以微型計(jì)算機(jī)（或微處理器）為基礎(chǔ)的可編程序控制器等先進(jìn)設(shè)備。

由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，發(fā)電廠（發(fā)電機(jī)）及電力系統(tǒng)其他元件數(shù)量的增加，運(yùn)行工況的復(fù)雜，使得協(xié)調(diào)各元件間的控制成為必要。所以，在一個(gè)發(fā)電廠、局部電力系統(tǒng)以至整個(gè)電力系統(tǒng)開始應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備來完成數(shù)據(jù)收集和處理，并且利用計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算能力、大容量內(nèi)存和高度的邏輯判斷能力，實(shí)現(xiàn)一個(gè)發(fā)電廠、局部電力系統(tǒng)以至整個(gè)電力系統(tǒng)的集中監(jiān)視、決策和控制。

隨著電力系統(tǒng)各元件及發(fā)電廠組成的日益復(fù)雜，以及對(duì)控制的要求日益嚴(yán)格，進(jìn)一步用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中控制越來越困難，這是因?yàn)樾畔⒘魁嫶?，通道擁擠，計(jì)算機(jī)的容量增大，響應(yīng)不快，運(yùn)行復(fù)雜。利用計(jì)算機(jī)性能價(jià)格比日益提高的趨勢，對(duì)被控對(duì)象多、每個(gè)對(duì)象需要監(jiān)控的參數(shù)較多、各個(gè)對(duì)象在地理上比較分散的系統(tǒng)，控制方式從集中控制發(fā)展為分層控制，如中心調(diào)度所、地區(qū)調(diào)度所、發(fā)電廠（變電所）控制中心等形式的分層控制。分層控制的最低層可以在獲取數(shù)據(jù)的地方由就近設(shè)置的計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行控制。這樣可以避免大量信息可來回傳送，減輕上層計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高信息處理的實(shí)時(shí)性。只有涉及全系統(tǒng)的綜合信息，才由下一層轉(zhuǎn)送給上一層進(jìn)行處理和控制，在上層作出決策后向下層發(fā)送控制信息。

4.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要內(nèi)容和現(xiàn)狀

? 火電廠自動(dòng)化

現(xiàn)代火電廠的發(fā)展趨勢是采用高溫、高壓、中間再熱的大型單元式發(fā)電機(jī)組，機(jī)組的單機(jī)容量大而熱力系統(tǒng)復(fù)雜，其運(yùn)行工況多變，操作頻繁而復(fù)雜，控制的對(duì)象和參數(shù)多，所以對(duì)火電廠的自動(dòng)化程度提出了很高的要求，傳統(tǒng)的監(jiān)控儀表和運(yùn)行方式已滿足不了火電廠經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行的要求。近十幾年來已經(jīng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)來代替常規(guī)調(diào)節(jié)儀表對(duì)單項(xiàng)參數(shù)的控制或用一些相對(duì)獨(dú)立的自動(dòng)控制系統(tǒng)來完成局部設(shè)備的控制（如鍋爐自動(dòng)控制，噴燃器自動(dòng)控制，汽輪機(jī)自動(dòng)起動(dòng)和發(fā)電機(jī)自動(dòng)同步等），或者在傳統(tǒng)的儀表和控制器的基礎(chǔ)上增加電子計(jì)算機(jī)的協(xié)調(diào)和控制。其主要的功能有下列幾方面。

7（1）安全監(jiān)視。利用計(jì)算機(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)組的各種參數(shù)和各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行巡回和周期性的測量和檢查。對(duì)于不同的運(yùn)行工況（如正常、異常、起停過程、事故）。檢測的內(nèi)容和周期是不同的。采取數(shù)據(jù)后還要進(jìn)行必要的處理，例如判斷數(shù)據(jù)的正確性，對(duì)某些參數(shù)的修正，進(jìn)行參數(shù)濾波等。同時(shí)，可對(duì)收集到的信息進(jìn)一步校驗(yàn)是否越限，并通過聲光顯示或打印輸出向運(yùn)行人員報(bào)告。還可以根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出如功率總加、鍋爐效率、廠用電率等性能指標(biāo)值。（2）正常調(diào)節(jié)。在正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等主輔設(shè)備進(jìn)行直接或間接控制。在運(yùn)行中，因不斷受到內(nèi)外部條件及干擾影響，一些被調(diào)參數(shù)（如汽壓、汽溫、水位、流量、風(fēng)量等）經(jīng)常發(fā)生變化，這就要利用自動(dòng)調(diào)節(jié)器，根據(jù)被調(diào)量的偏差值，按規(guī)定的調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行調(diào)節(jié)。最簡單的是單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)可以同時(shí)控制若干回路，并考慮各參數(shù)的相關(guān)因素。（3）機(jī)組起停。高參數(shù)和大容量機(jī)組的汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)十分復(fù)雜，使機(jī)組起停時(shí)的控制十分困難。在從冷態(tài)起動(dòng)到帶滿負(fù)荷（幾小時(shí)到十幾小時(shí)）的過程中，包括鍋爐點(diǎn)火、升溫升壓、汽輪機(jī)升速、初負(fù)荷保持、升負(fù)荷等幾個(gè)階段，工況不斷變化。為了保證起動(dòng)設(shè)備的安全，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，要對(duì)各種參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、判斷和計(jì)算，然后對(duì)各調(diào)節(jié)器和程序控制回路發(fā)出指令，或者直接去調(diào)節(jié)和操作發(fā)電機(jī)組。（4）事故處理。對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行趨勢預(yù)報(bào)和報(bào)警分析。事故發(fā)生后，首先通過事故識(shí)別程序查明事故性質(zhì)及原因，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的事故處理程序。如果事故繼續(xù)發(fā)展，以致危及機(jī)組及系統(tǒng)安全時(shí)，則應(yīng)采取緊急措施（如減負(fù)荷、停機(jī)）。在事故處理過程中，要監(jiān)視和記錄設(shè)備的狀態(tài)及主要參數(shù)，以供運(yùn)行人員進(jìn)行事故后的分析。? 水電廠自動(dòng)化

水電廠除了按計(jì)劃發(fā)電外，還在電力系統(tǒng)中起著調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的作用，所以機(jī)組啟動(dòng)頻繁，工況多變（如調(diào)相改發(fā)電，抽水蓄能發(fā)電廠的抽水改發(fā)電等）；水電廠一般要通過遠(yuǎn)距離輸電線將電能送到負(fù)荷中心，易出現(xiàn)穩(wěn)定問題；同時(shí)水電廠還應(yīng)考慮水力資源的綜合利用。所以，水電廠的自動(dòng)化要能適應(yīng)這些要求。

水電廠自動(dòng)化也是從單機(jī)自動(dòng)化開始。首先實(shí)現(xiàn)機(jī)旁的儀表監(jiān)視和報(bào)警，就地操作和單個(gè)元件的自動(dòng)化，例如電氣液壓型的調(diào)速器，復(fù)式勵(lì)磁電壓教正器等。

隨著水電廠機(jī)組數(shù)量的增多和單機(jī)容量的增大，以及水電的梯級(jí)開發(fā)和逐步實(shí)現(xiàn)水電廠、梯級(jí)水電廠的集中控制，采用對(duì)全廠和梯級(jí)水電廠運(yùn)行狀態(tài)的巡回檢測，全廠主輔機(jī)的集中起停，自動(dòng)調(diào)頻和有功幾無功功率的成組調(diào)節(jié)，機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行，穩(wěn)定的監(jiān)視和控制（如切機(jī)、電氣制動(dòng)、低頻自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)組等）等。

近幾十年來，在水電廠自動(dòng)化中廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和微處理機(jī)。機(jī)組的基礎(chǔ)自動(dòng)化裝置實(shí)現(xiàn)微機(jī)化，例如微機(jī)化的調(diào)速裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、同步系統(tǒng)等，8 給水電廠的基礎(chǔ)自動(dòng)化帶來了極大的方便。多微機(jī)的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使水電廠進(jìn)入全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控和綜合自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)全廠的安全監(jiān)視、自動(dòng)發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、事故順序記錄和水庫經(jīng)濟(jì)調(diào)度等綜合功能。在梯級(jí)開發(fā)的水系，還可以進(jìn)行全梯級(jí)水電廠的集中調(diào)度和控制。

隨著自動(dòng)化水平的提高，在一些中、小型水電廠可以實(shí)現(xiàn)無人值班和控制中心的遠(yuǎn)方監(jiān)控。

水電廠除了本身機(jī)組和電器設(shè)備監(jiān)視和控制外。還要考慮水力系統(tǒng)（上、下游，以至跨流域）對(duì)水電廠的約束，實(shí)現(xiàn)水庫長、中、短期的優(yōu)化調(diào)度，以及防洪、灌溉、航運(yùn)、供水、養(yǎng)殖的綜合利用。所以，廣義的水電廠自動(dòng)化還包括對(duì)水庫的調(diào)節(jié)和管理，以及大壩的自動(dòng)監(jiān)視和管理。目前，已采用先進(jìn)的無線電通信手段和以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的水庫流域水情測報(bào)幾防洪調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，定時(shí)收集全流域的氣象和水文（包括降雨，上、下游用水情況等）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后可以得到未來時(shí)段水庫的入水流量變化過程幾洪水預(yù)報(bào)。也應(yīng)用自動(dòng)測量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)觀察大壩各項(xiàng)變量（如溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、壩縫開度、滲透壓力等）。? 電力調(diào)度自動(dòng)化

? 電力調(diào)度的作用：安全、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、市場

為了合理監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)日益擴(kuò)大的電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)處理影響整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的事故和異?，F(xiàn)象，在形成電力系統(tǒng)的最早階段，就注意到電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制問題，并提出必須設(shè)立電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心。在開始階段由于通信設(shè)備等技術(shù)裝備的限制（如只有電話），調(diào)度人員需要花費(fèi)很多時(shí)間才能掌握有限的代表電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息，電力系統(tǒng)的很大一部分監(jiān)視和控制功能是由電力系統(tǒng)中所屬發(fā)電廠和變電所的運(yùn)行人員直接來完成的。

遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，使電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息直接進(jìn)入調(diào)度控制中心成為可能，調(diào)度人員可根據(jù)這些信息迅速掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理發(fā)生的事故。

20世紀(jì)60年代開始用數(shù)字式遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備（telecontrol equipment），使信息的收集和傳輸在精度、速度和可靠性上都有很大的提高。電子計(jì)算機(jī)和圖象顯示技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心的應(yīng)用使自動(dòng)化程度達(dá)到一個(gè)新的水平。在開始階段，計(jì)算機(jī)與相應(yīng)的遠(yuǎn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)視（包括信息的收集、處理和顯示）、遠(yuǎn)距離開關(guān)操作，以及制表、記錄和統(tǒng)計(jì)等功能，一般稱為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（supervisory control and data acquisition--SCADA）。60年代后期國際上出現(xiàn)很多大面積停電事故以后，加強(qiáng)了全系統(tǒng)的安全監(jiān)視、分析和控制。這種控制系統(tǒng)不僅能完整地了解全系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，而且可在計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備的幫助下，能夠在正常和事故情況下及時(shí)而正確地作出控制的決策。這種包括SCADA功能、自動(dòng)發(fā)電控制及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、安全控制功能以及其他調(diào)度管理和計(jì)劃功能的系統(tǒng)稱為能量管理系統(tǒng)（energy management system EMS）。利用這種先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)，運(yùn)行人員已從過去以監(jiān)視記錄為主的狀況轉(zhuǎn)變?yōu)檩^多地進(jìn)行分析、判斷和決策，而日常的記錄事務(wù)則由計(jì)算機(jī)取代。? 變電站自動(dòng)化

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備(包括繼電保護(hù)、控制、測量、信號(hào)、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等)的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動(dòng)化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動(dòng)化是提高變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、降低運(yùn)行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。變電站作為整個(gè)電網(wǎng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，擔(dān)負(fù)著電能傳輸、分配的監(jiān)測、控制和管理的任務(wù)。變電站繼電保護(hù)、監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)是保證上述任務(wù)完成的基礎(chǔ)。在電網(wǎng)統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下，電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)(如變電站、發(fā)電廠)具體實(shí)施和保障電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。因此，變電站自動(dòng)化是電網(wǎng)自動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，它應(yīng)確保實(shí)現(xiàn)以下要求：

（1）檢測電網(wǎng)故障，盡快隔離故障部分。

（2）采集變電站運(yùn)行實(shí)時(shí)信息，對(duì)變電站運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、計(jì)量和控制。（3）采集一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，供維護(hù)一次設(shè)備參考。（4）實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制。（5）確保通信要求。

因此，要求變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行高效、實(shí)時(shí)、可靠，對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測、管理、協(xié)調(diào)和控制。同時(shí)，又必須與電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效的信息交換、共享，優(yōu)化電網(wǎng)操作，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，提高經(jīng)濟(jì)效益，并為電網(wǎng)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展留下空間。

傳統(tǒng)變電站中，其自動(dòng)化系統(tǒng)存在諸多缺點(diǎn)，難以滿足上述要求。例如：（1）傳統(tǒng)二次設(shè)備、繼電保護(hù)、自動(dòng)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等大多采取電磁型或小規(guī)模集成電路，缺乏自檢和自診斷能力，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低。

（2）二次設(shè)備主要依賴大量電纜，通過觸點(diǎn)、模擬信號(hào)來交換信息，信息量小、靈活性差、可靠性低。

（3）由于上述兩個(gè)原因，傳統(tǒng)變電站占地面積大、使用電纜多，電壓互感器、電流互感器負(fù)擔(dān)重，二次設(shè)備冗余配置多。

（4）遠(yuǎn)動(dòng)功能不夠完善，提供給調(diào)度控制中心的信息量少、精度差，且變電站內(nèi)自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)手段不全，缺乏協(xié)調(diào)和配合力量，難以滿足電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制的要求。

（5）電磁型或小規(guī)模集成電路調(diào)試和維護(hù)工作量大，自動(dòng)化程度低，不能遠(yuǎn)方修改保護(hù)及自動(dòng)裝置的定值和檢查其工作狀態(tài)。有些設(shè)備易受環(huán)境的影響，如晶體管型二次設(shè)備，其工作點(diǎn)會(huì)受到環(huán)境溫度的影響。

傳統(tǒng)的二次系統(tǒng)中，各設(shè)備按設(shè)備功能配置，彼此之間相關(guān)性甚少，相互之問協(xié)調(diào)困難，需要值班人員比較多的干預(yù)，難于適應(yīng)現(xiàn)代化電網(wǎng)的控制要求。另外需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的試驗(yàn)和維修，既便如此，仍然存在設(shè)備故障(異常運(yùn) 行)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，甚至這種定期檢修也可能引起新的問題，發(fā)生和出現(xiàn)由試驗(yàn)人員過失引起的故障。

發(fā)展變電站綜合自動(dòng)化的必要性還體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：一是隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，新增大量的發(fā)電廠和變電站，使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，這樣要求各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度值班人員掌握、管理、控制的信息也大量增長，電網(wǎng)故障處理和恢復(fù)卻要求更為迅速和準(zhǔn)確；二是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，對(duì)電網(wǎng)可靠供電提出了更高的要求；三是市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得整個(gè)社會(huì)對(duì)環(huán)保要求更高，這樣也對(duì)電網(wǎng)的建設(shè)、運(yùn)行和管理提出許多的要求，如，要求電力企業(yè)參與市場競爭，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益；要求發(fā)電廠、變電站減少占地面積。要解決上述問題，顯然僅依靠各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行值班人員是難以解決的。現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電力電技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，為上述問題提供了解決的方案。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用造就了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展。? 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展過程

現(xiàn)有的變電站有三種形式：第一種是傳統(tǒng)的變電站；第二種是部分實(shí)現(xiàn)微機(jī)管理、具有一定自動(dòng)化水平的變電站；第三種是全面微機(jī)化的綜合自動(dòng)化變電站。變電站自動(dòng)化的發(fā)展可以分為以下三個(gè)階段。1．由分立元件構(gòu)成的自動(dòng)裝置階段

20世紀(jì)70年代以前，由研究單位和制造廠家生產(chǎn)出的各種功能的自動(dòng)裝置，要采用模擬電路，由晶體管等分立元件組成，對(duì)提高變電站和發(fā)電廠的自動(dòng)化水平，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，發(fā)揮了一定的作用。但這些自動(dòng)裝置，相互之間獨(dú)立運(yùn)行，互不相干，而且缺乏智能，沒有故障自診斷能力，在運(yùn)行中若自身出現(xiàn)故障，不能提供告警信息，有的甚至?xí)绊戨娋W(wǎng)安全。同時(shí)，分立元件的裝置可靠性不高，維護(hù)工作量大，裝置本身體積大，不經(jīng)濟(jì)。2．以微處理器為核心的智能化自動(dòng)裝置階段

隨著我國改革開放的發(fā)展，微處理器技術(shù)開始引入我國，并逐步應(yīng)用于各行各業(yè)。在變電站自動(dòng)化方面，用大規(guī)模集成電路或微處理機(jī)代替了原來的繼電器晶體管等分立元件組成的自動(dòng)裝置，利用微處理器的智能和計(jì)算能力，可以發(fā)展和應(yīng)用新的算法，提高了測量的準(zhǔn)確度和可靠性；能夠擴(kuò)充新的功能，尤其是裝置本身的故障自診斷功能，對(duì)提高自動(dòng)裝置自身的可靠性和縮短維修時(shí)間是很有意義的；此外，由于采用了數(shù)字式，統(tǒng)一數(shù)字信號(hào)電平，縮小了體積等，其優(yōu)越性是明顯的。由于這些微機(jī)型的自動(dòng)裝置，只是硬件結(jié)構(gòu)由微處理器及其接口電路代替，并擴(kuò)展了一些簡單的功能，雖然提高了變電站自動(dòng)控制的能力和可靠性，但基本上還是維持著原有的功能和邏輯關(guān)系，在工作方式上多數(shù)仍然是各自獨(dú)立運(yùn)行，不能互相通信，不能共享資源，變電站和發(fā)電廠設(shè)計(jì)和運(yùn)行中存在的問題沒有得到根本的解決。3． 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展階段

我國是從20世紀(jì)60年代開始研制變電站自動(dòng)化技術(shù)。到70年代初，便先后研制出電氣集中控制裝置和集保護(hù)、控制、信號(hào)為一體的裝置。在80年代中期，國內(nèi)先后研制了35kV和220kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。此外，國內(nèi)許多高 11 等校及科研單位也在這方面做了大量的工作，推出一些不同類型、功能各異的自動(dòng)化系統(tǒng)。為國內(nèi)的變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起到了卓有成效的推動(dòng)作用。進(jìn)入90年代，變電站綜合自動(dòng)化已成為熱門話題，出現(xiàn)了更多的研究單位和產(chǎn)品。

? 配電網(wǎng)自動(dòng)化

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)生產(chǎn)和供應(yīng)電能的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其自動(dòng)化的主要任務(wù)是保證經(jīng)濟(jì)安全供電和負(fù)荷供需平衡的控制和管理，使用戶得到一定數(shù)量優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的電力供應(yīng)，所以配電網(wǎng)自動(dòng)化的主要功能為：

（1）對(duì)配電網(wǎng)和無人值班變電所的監(jiān)視和自動(dòng)操作，如通過遠(yuǎn)方投切電網(wǎng)中聯(lián)絡(luò)斷路器或分段斷路器，以便切除故障或調(diào)整潮流；（2）在系統(tǒng)頻率下降時(shí)切除負(fù)荷，在電壓變動(dòng)時(shí)自動(dòng)投切靜電電容器或者調(diào)整變壓器分接頭；（3）通過對(duì)負(fù)荷的直接控制來調(diào)節(jié)負(fù)荷曲線和保持電能供需平衡。

最初用時(shí)間開關(guān)來控制用戶的負(fù)荷，定時(shí)切換用戶的不同記價(jià)電表，用經(jīng)濟(jì)的手段來管理負(fù)荷。對(duì)于工業(yè)用戶可采取控制最大需電量、分時(shí)記價(jià)、按合同規(guī)定用電時(shí)間等方法進(jìn)行控制。為了使負(fù)荷控制直接到每一用戶，可采取工頻、音頻、載波、無線電等控制手段，有配電網(wǎng)調(diào)度所根據(jù)上級(jí)調(diào)度所的指令和系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，直接發(fā)出控制信號(hào)，對(duì)事先分門別類的負(fù)荷進(jìn)行控制，操作被控用戶的短路器。

隨著自動(dòng)化裝置和被控設(shè)備可靠性的提高，中、小型變電所的控制可由就地操作過度到遠(yuǎn)方操作和自動(dòng)操作。近年來也開始在變電所內(nèi)建立微型計(jì)算機(jī)為核心的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)、安全監(jiān)視、電壓和無功綜合控制等功能。一些變電所已實(shí)現(xiàn)無人值班或遠(yuǎn)方控制的自動(dòng)化運(yùn)行體制。電力調(diào)度自動(dòng)化

電力調(diào)度自動(dòng)化是電力自動(dòng)化的重要內(nèi)容之一，是指綜合利用計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)和遠(yuǎn)程通信等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度管理工作的自動(dòng)化。

電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成，并由調(diào)度控制中心對(duì)全系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)一管理。為了保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及供電的質(zhì)量，系統(tǒng)的調(diào)度控制中心必須及時(shí)而準(zhǔn)確地掌握全面的運(yùn)行情況，隨時(shí)進(jìn)行分析，作出正確的判斷和決策，必要時(shí)采取相應(yīng)的措施，及時(shí)處理事故和異常情況。

早期的電力調(diào)度以人工方式操作，用打電話的方式收集數(shù)據(jù)，下達(dá)調(diào)度命令，速度慢，實(shí)時(shí)性差。由于電網(wǎng)是一個(gè)迅變系統(tǒng)，電能以極快的速度傳送，電網(wǎng)中一個(gè)地方出故障，瞬間就會(huì)波及到全網(wǎng)，因此手工方式很難滿足電網(wǎng)調(diào)度的要求。特別對(duì)于大機(jī)組、大電網(wǎng)、高電壓的現(xiàn)代電網(wǎng)，調(diào)度中心需要采集和處理的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)信號(hào)數(shù)量眾多，實(shí)時(shí)性要求很高，調(diào)度工作只能采用現(xiàn)代化手段進(jìn)行。因此，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)不可缺少的組成部分。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的準(zhǔn)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，由裝在調(diào)度中心的主站系統(tǒng)、裝載發(fā)電廠或變電所的遠(yuǎn)動(dòng)終端以及遠(yuǎn)動(dòng)通道等構(gòu)成。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的 主要功能是實(shí)時(shí)采集電力系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)和信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析和處理，為調(diào)度員提供進(jìn)行監(jiān)視與控制的操作界面，有效地幫助電力系統(tǒng)調(diào)度員執(zhí)行電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)發(fā)供電任務(wù)。

5.1 調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展過程

電力生產(chǎn)是發(fā)輸電與用電同時(shí)進(jìn)行的連續(xù)生產(chǎn)過程。電力系統(tǒng)分布地域廣闊，是一個(gè)龐大的生產(chǎn)體系，必須嚴(yán)格地進(jìn)行調(diào)度管理才能保證安全發(fā)供電。早期電力系統(tǒng)規(guī)模較小，調(diào)度員利用電話即可了解各發(fā)電廠、變電所的運(yùn)行狀況。調(diào)度命令也是通過電話下達(dá)的。

當(dāng)電力系統(tǒng)日益發(fā)展，廠站數(shù)越來越多時(shí)，僅靠電話已經(jīng)無法及時(shí)進(jìn)行調(diào)度控制。特別是在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可能會(huì)延長事故處理時(shí)間，甚至擴(kuò)大事故。因此必須有自動(dòng)化的手段支持才能完成調(diào)度工作?，F(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提供了技術(shù)支持手段。隨著支持技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了各種調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備，調(diào)度工作逐步脫離了原始手工方式，開始采用各種自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行操作。

早期的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)稱為“遠(yuǎn)動(dòng)（telecontrol）”系統(tǒng)，主要功能是把遠(yuǎn)方廠站的測量量和斷路器信號(hào)及時(shí)傳送到調(diào)度所，通過模擬屏顯示出電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，使調(diào)度員能及時(shí)了解所發(fā)生的事件。工業(yè)發(fā)達(dá)國家在第二次世界大戰(zhàn)后就進(jìn)入遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)度階段，中國20世紀(jì)60年代開始在電力調(diào)度中使用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)。? 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù)的發(fā)展

從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù)的發(fā)展看，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)先后采用過分立元件設(shè)計(jì)、IC/CPU板級(jí)設(shè)計(jì)、集中式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)機(jī)設(shè)計(jì)，發(fā)展到今天的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分布式設(shè)計(jì)。

在國內(nèi)，早期的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)大都是建立在分立元件的基礎(chǔ)上的，這些系統(tǒng)和設(shè)備在我國直到80年代中期還有單位在使用。但由于系統(tǒng)完全由硬件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能單一，一般只有數(shù)據(jù)采集功能，支持少量數(shù)據(jù)的模擬屏數(shù)碼管顯示。系統(tǒng)可靠性低，經(jīng)常出故障。

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)展到數(shù)百萬或上千萬千瓦的容量時(shí)，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)收集遠(yuǎn)方廠站數(shù)據(jù)可達(dá)數(shù)千或上萬個(gè)，即使增大模擬屏也無法容納如此眾多的數(shù)碼管和信號(hào)燈，調(diào)度員也難以清楚地分辨這些信號(hào)，無法判斷電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和所發(fā)生的事故。因此國際上從60年代起就出現(xiàn)了基于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。

隨著微處理器應(yīng)用的普及，70年代至80年代初，國內(nèi)有了基于IC/CPU的以電路板為單元的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。集成電路，特別是具有“智能”的CPU的使用大大簡化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)功能，提高了系統(tǒng)可靠性。但由于沒有操作系統(tǒng)的支持，這種基于IC/CPU系統(tǒng)需要從硬件、底層軟件一直到應(yīng)用軟件的全套設(shè)計(jì)，工作量大，系統(tǒng)功能不夠靈活，因而一般用于功能較為固定的設(shè)備，如RTU等。

80年代初，國內(nèi)開始普及基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)機(jī)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有豐富的軟硬件資源，能將所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，通過屏幕顯示 器以多幅畫面的形式提供更加直觀的信息顯示，并可由打印機(jī)打印出統(tǒng)計(jì)報(bào)表和記錄，節(jié)省了調(diào)度員許多繁瑣的工作，使調(diào)度效果得到明顯提高。由于有完善的操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線的支持，也極大地方便了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能也日益靈活復(fù)雜。除了功能簡單，生產(chǎn)批量較大的設(shè)備如RTU等以外，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備大量采用了基于系統(tǒng)機(jī)的設(shè)計(jì)，主站系統(tǒng)幾乎無例外的都是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造的。

80年代廣泛使用的這些調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)有時(shí)也稱為集中式系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是以一臺(tái)計(jì)算機(jī)（小型機(jī)或微型計(jì)算機(jī)）為核心，擔(dān)負(fù)各種系統(tǒng)功能。雖然80年代已經(jīng)有了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的技術(shù)，但主要用于不同系統(tǒng)間的互連，并未采用基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。80年代我國從國外引進(jìn)的許多調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也屬于這一類設(shè)計(jì)。

隨著對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能的要求日益增加，集中式系統(tǒng)越來越暴露出不足之處。由于將數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)會(huì)話等幾乎所有功能都集中于一臺(tái)機(jī)器上，很容易造成計(jì)算機(jī)負(fù)荷過載，因而需要更大、更快的機(jī)器，而機(jī)器的性能與價(jià)格并非簡單的線性關(guān)系，這導(dǎo)致系統(tǒng)造價(jià)昂貴。同時(shí)，由于許多功能模塊裝在一臺(tái)機(jī)器上，模塊間耦合緊密，相互影響，如果修改一個(gè)功能模塊，其它模塊往往也需要修改，因此系統(tǒng)功能很難擴(kuò)充。在調(diào)度現(xiàn)場，一般需要多個(gè)人機(jī)會(huì)話席位，這種集中式設(shè)計(jì)很難滿足超過4個(gè)以上操作臺(tái)的要求。隨著接入廠站數(shù)目的增多，信息量的增加，集中式系統(tǒng)也無法滿足不斷擴(kuò)充的容量要求。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，國內(nèi)從90年代開始出現(xiàn)基于局域網(wǎng)的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。由于結(jié)構(gòu)靈活，功能強(qiáng)大，擴(kuò)充性好，性能價(jià)格比高，很快成為調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的主流技術(shù)。這類系統(tǒng)也稱為網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)。同樣是網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)，由于軟件體系結(jié)構(gòu)的不斷進(jìn)步，又從對(duì)等式系統(tǒng)發(fā)展到客戶/服務(wù)器方式的系統(tǒng)，然后又逐步轉(zhuǎn)向向Intranet模式。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的進(jìn)步為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，使調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成越來越復(fù)雜，功能也越來越強(qiáng)大。近年來調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)了一種綜合趨勢。傳統(tǒng)方式是一種功能一套系統(tǒng)，多個(gè)系統(tǒng)再通過網(wǎng)絡(luò)互連。這種分散模式導(dǎo)致系統(tǒng)共享資源困難，管理復(fù)雜。目前的趨勢是在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上首先構(gòu)筑一個(gè)支持平臺(tái)，或稱為環(huán)境，用于支持所有調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用軟件。各種應(yīng)用子系統(tǒng)作為系統(tǒng)部件安裝在環(huán)境中，在統(tǒng)一支持環(huán)境的協(xié)調(diào)下相互通信，配合工作。這種系統(tǒng)已經(jīng)超出一般調(diào)度自動(dòng)化的范圍，不但包括SCADA、EMS功能，還可以包括調(diào)度管理子系統(tǒng)，電力市場支持子系統(tǒng)，以及可能出現(xiàn)的與調(diào)度工作有關(guān)的其他信息子系統(tǒng)。? 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能的發(fā)展

采用計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能主要是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程信號(hào)、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，即所謂的“四遙”功能。具備這種功能的系統(tǒng)也稱為“SCADA系統(tǒng)”。SCADA功能是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)。有時(shí)也將自動(dòng)發(fā)電控制（AGC – Automatic Generation Control）功能歸入SCADA的范疇，但地區(qū)及以下級(jí)別的調(diào)度一般不直接對(duì)電廠，特別是大電廠進(jìn)行操作，因此一般沒有AGC功能。

60年代以來國際上出現(xiàn)了多次大面積停電事故，特別是1965年11月9日和1977年7月13日兩次紐約大停電事故，以及1978年12月19日法國大停電 事故后，人們總結(jié)了教訓(xùn)。除了要解決電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、保護(hù)和安全自動(dòng)裝置等問題外，還需要加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)的分析、計(jì)算和模擬，應(yīng)使調(diào)度員的工作從經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)榉治鲂驼{(diào)度。隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件能力的增強(qiáng)，進(jìn)一步開發(fā)了功能更強(qiáng)的應(yīng)用軟件包，如狀態(tài)估計(jì)、在線潮流計(jì)算、安全分析、事故模擬等，使調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在原有的安全監(jiān)視功能基礎(chǔ)上增加了安全分析輔助決策的功能。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，使調(diào)度員能預(yù)測系統(tǒng)可能的變化后果。系統(tǒng)處于緊急狀態(tài)時(shí)，能幫助調(diào)度員迅速處理事故，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常狀態(tài)。這些應(yīng)用功能都屬于能量管理系統(tǒng)（EMS）的范疇。

目前，自動(dòng)化系統(tǒng)有一種綜合趨勢，1.3節(jié)所述的電力系統(tǒng)自動(dòng)化所包含的各項(xiàng)內(nèi)容已經(jīng)不再是相互獨(dú)立系統(tǒng)。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不僅可以包括SCADA和EMS系統(tǒng)，還可以包括配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的許多功能，以至調(diào)度管理和電力市場支持系統(tǒng)等內(nèi)容。不同的電力自動(dòng)化系統(tǒng)相互融合，并與其他系統(tǒng)互聯(lián)，構(gòu)成面向電力系統(tǒng)綜合應(yīng)用的大規(guī)模信息系統(tǒng)。

5.2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一般構(gòu)成

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一般構(gòu)成包括安裝在調(diào)度中心的主站系統(tǒng)，安裝在各發(fā)電廠和變電所的遠(yuǎn)動(dòng)終端，兩者經(jīng)過通信系統(tǒng)互聯(lián)信息，完成數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制和其它功能。

主站以數(shù)據(jù)通信方式接收從下層主站轉(zhuǎn)發(fā)來的信息，又向上層主站轉(zhuǎn)發(fā)本站的信息。由各級(jí)調(diào)度所的計(jì)算機(jī)根據(jù)功能要求分別進(jìn)行相應(yīng)的處理。

按功能劃分，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由下列4個(gè)子系統(tǒng)所組成。

（1）信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)。在各發(fā)電廠、變電所收集各種信息，向調(diào)度控制中心發(fā)送。如果在一些廠（所）設(shè)有微型計(jì)算機(jī)為核心的遠(yuǎn)方終端（remote terminal unit，RTU），則所傳送的信息將是已經(jīng)處理和加工過的。這個(gè)子系統(tǒng)同時(shí)接受上級(jí)控制中心發(fā)來的操作、調(diào)節(jié)或控制命令，例如開關(guān)操作，起停機(jī)組，調(diào)節(jié)功率等。在接到命令后，或者直接作用于控制機(jī)構(gòu)，或者按一定的規(guī)律將命令轉(zhuǎn)發(fā)給各被控設(shè)備。（2）信息傳輸子系統(tǒng)。將收集到的信息通過傳輸媒介送到調(diào)度控制中心，傳輸媒介有電力載波、微波、光纖、同軸電纜、公共話路等。（3）信息處理子系統(tǒng)。以電子計(jì)算機(jī)為核心的主要組成部分，對(duì)收集到的信息進(jìn)行處理、加工，為監(jiān)視和分析計(jì)算電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)提供正確的數(shù)據(jù)。分析計(jì)算的結(jié)果為運(yùn)行人員提供控制決策的依據(jù)、或者直接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。這種分析計(jì)算主要有：

? 為調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率和電壓的電能質(zhì)量計(jì)算； ? 經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算；

? 安全監(jiān)視和安全分析計(jì)算。計(jì)算機(jī)還可用于完成日發(fā)電計(jì)劃編制、檢修計(jì)劃編制、統(tǒng)計(jì)計(jì)算等工作。（4）人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)。用以向運(yùn)行人員顯示和輸出信息，同時(shí)也輸入運(yùn)行人員的控制和操作命令。通過這一子系統(tǒng)使運(yùn)行人員與電力系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)整體。人機(jī)聯(lián)系設(shè)備包括圖形顯示器及其控制臺(tái)和 15 鍵盤、模擬盤、制表或圖形打印機(jī)、記錄器（儀）等。

電力系統(tǒng)隨著發(fā)展變得日益龐大而復(fù)雜，若把各廠站的調(diào)度信息集中到一個(gè)調(diào)度中心，則不但調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過重，通信信道擁擠，調(diào)度人員也很難處理如此大量的信息。因此，將這種集中控制方式改變?yōu)榉謱涌刂品绞?，?huì)更加適應(yīng)調(diào)度組織分級(jí)管理的實(shí)際情況，可使各種問題得到合理解決。發(fā)電廠和變電所裝有遠(yuǎn)動(dòng)終端或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)直接采集實(shí)時(shí)信息并控制當(dāng)?shù)卦O(shè)備。只有涉及全網(wǎng)性信息才向調(diào)度中心傳送。上層作出決策后再向下發(fā)送控制命令。調(diào)度中心集中信息后作適當(dāng)處理、編輯后向更高層次調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)。這種分層采集信息和分層控制使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，通道需要量減少，信息量減少，實(shí)時(shí)性明顯提高。

主站和遠(yuǎn)動(dòng)終端之間交互的信息分為上行信息和下行信息：各發(fā)電廠、變電所通過其遠(yuǎn)動(dòng)終端收集運(yùn)行參數(shù)向主站發(fā)送，參數(shù)有：電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電量、無功電量、頻率、水位、斷路器位置信號(hào)、繼電保護(hù)信號(hào)等，一般稱上行信息。主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度員輸入命令或程序計(jì)算結(jié)果向各廠站或下層主站下達(dá)遙控?cái)嗦菲髅罨蜻b調(diào)及自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）命令，稱下行信息。此外，在分層控制的大系統(tǒng)，還有存在于各級(jí)調(diào)度自動(dòng)化主站之間的上行或下行信息。? 遠(yuǎn)動(dòng)終端簡介

遠(yuǎn)動(dòng)終端實(shí)際是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）的一部分，包括SAS中需要與上級(jí)調(diào)度部門交互的組成部分。遠(yuǎn)動(dòng)終端定時(shí)采集包括模擬量、脈沖量以及開關(guān)量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，按遠(yuǎn)動(dòng)傳輸規(guī)約發(fā)給主站。從主站下達(dá)的命令通過遠(yuǎn)動(dòng)終端接收識(shí)別后輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)或調(diào)節(jié)器。有的廠、站遠(yuǎn)動(dòng)終端還可向本站值班人員提供一般控制屏上所沒有的監(jiān)測信息，如功率總加、越限告警等，稱當(dāng)?shù)毓δ?。大型火電廠、水電站或超高壓變電站裝有當(dāng)?shù)乇O(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，此時(shí)，遠(yuǎn)東中斷僅需有接口與它連接，但不再重復(fù)提供當(dāng)?shù)毓δ堋＿h(yuǎn)動(dòng)終端還裝有同步時(shí)鐘。同步時(shí)鐘精度越高，斷路器動(dòng)作事件順序記錄的站間分辨率就越高。

遠(yuǎn)動(dòng)終端的基本功能概括為：遙測、遙信、事件順序記錄、遙控、遙調(diào)以及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。

細(xì)節(jié)見“變電站自動(dòng)化”一節(jié)。? 主站系統(tǒng)簡介

主站系統(tǒng)是一個(gè)簡稱，一般是設(shè)置在調(diào)度部門的與電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行直接相關(guān)的系統(tǒng)。根據(jù)功能要求，主站系統(tǒng)可以很簡單，也可以非常復(fù)雜。

主站系統(tǒng)中的通信控制器與各遠(yuǎn)動(dòng)終端通信取得信息，主計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息加工、計(jì)算處理，檢測一些參數(shù)是否越限。斷路器是否有變位等，將結(jié)果通過人機(jī)聯(lián)系（屏幕或模擬屏）向調(diào)度員報(bào)告。調(diào)度員向計(jì)算機(jī)輸入控制命令，向各遠(yuǎn)動(dòng)終端發(fā)送斷路器操作命令或調(diào)整發(fā)電機(jī)出力等控制命令。

主站還要將經(jīng)過處理的信息向上層調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)，通常通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)進(jìn)行。

主站的上述功能稱為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）。

主站系統(tǒng)計(jì)算機(jī)一般是由多臺(tái)計(jì)算機(jī)（工作站，服務(wù)器）通過局域網(wǎng)連接的分布式系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和功能要求不同，主站系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的數(shù)量也不同。主站系統(tǒng)的前置接口子系統(tǒng)負(fù)責(zé)通過遠(yuǎn)動(dòng)通道采集數(shù)據(jù)，發(fā)送命令，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過屏幕或其它人機(jī)交互設(shè)備展現(xiàn)給信息使用者（如調(diào)度員）。同時(shí)，調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)也可以通過網(wǎng)絡(luò)與其它信息系統(tǒng)互連，交換信息。遠(yuǎn)動(dòng)通道：調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站與遠(yuǎn)動(dòng)終端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的設(shè)備。遠(yuǎn)動(dòng)通道中所用通信線路由電力專用通信網(wǎng)提供，其主要方式是電力線載波、數(shù)字或模擬微波、有線通信、衛(wèi)星通信、特高頻無線電通信，以及光纖通信等。遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸有三種工作方式：全雙工通信，可同時(shí)進(jìn)行雙方向通信，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)動(dòng)通道；單工通信，只能單方向通信，用于循環(huán)傳送遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；半雙工通信，雙方交替進(jìn)行發(fā)送或接收，用于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或共享遠(yuǎn)動(dòng)通道。

能量管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)依其功能分為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（Supervisory Control And Data Acquisition － SCADA）系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)（EMS）。前者具備調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能，俗稱四遙，即遙控（YK）、遙測（YC）、遙信（YX）、遙調(diào)（YT），這是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求；在SCADA系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加電力系統(tǒng)功能更強(qiáng)的應(yīng)用軟件便構(gòu)成EMS系統(tǒng)。

SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能使調(diào)度員擺脫了人工打電話收集數(shù)據(jù)，人工填寫報(bào)表的方式，大大降低了調(diào)度人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使他們能將精力集中在電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)上。數(shù)據(jù)可以直觀地在模擬盤或計(jì)算機(jī)屏幕上顯示，可以自動(dòng)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作，并生成打印各種報(bào)表，還可以在電網(wǎng)發(fā)生異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，提高了異常狀況下的反應(yīng)速度，從而提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

SCADA系統(tǒng)在很大程度上降低了調(diào)度人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了調(diào)度自動(dòng)化的水平，但調(diào)度工作仍要依賴于調(diào)度人員的經(jīng)驗(yàn)，即所謂經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度。? 電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件

電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件又稱EMS軟件，當(dāng)前有電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制，電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)，電力系統(tǒng)安全分析，電力系統(tǒng)安全控制，電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制，電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化，電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測，有功功率與頻率自動(dòng)控制，無功功率與電壓自動(dòng)控制，電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制，電力系統(tǒng)調(diào)度員培訓(xùn)仿鎮(zhèn)等。

電力系統(tǒng)EMS軟件還在發(fā)展之中，人工智能和專家系統(tǒng)等新技術(shù)正在逐步被引入，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析還是國際學(xué)術(shù)討論的課題。

EMS軟件的應(yīng)用使電力調(diào)度工作從經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度發(fā)展為分析型調(diào)度。

5.3 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的EMS功能

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站的基礎(chǔ)是SCADA系統(tǒng)。在SCADA的基礎(chǔ)上，可以支持大量EMS應(yīng)用軟件。包括SCADA和EMS在內(nèi)的每個(gè)部分都是一個(gè)功能子系統(tǒng)。

? 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觯?/p>

電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)結(jié)線分析，根據(jù)開關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，將圖形生成的原始拓?fù)潢P(guān)系轉(zhuǎn)換為便于計(jì)算模塊使用的數(shù)學(xué)拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)浞治瞿K是對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種分析計(jì)算的前提基礎(chǔ)，如狀態(tài)估計(jì)，潮流計(jì)算，電壓無功優(yōu)化等。? 狀態(tài)估計(jì)：

根據(jù)電網(wǎng)絡(luò)冗余的實(shí)時(shí)量測數(shù)據(jù)和偽量測數(shù)據(jù)（節(jié)點(diǎn)母線電壓幅值、節(jié)點(diǎn)有功/無功注入、線路和變壓器上的有功/無功潮流等）和網(wǎng)絡(luò)方程約束計(jì)算出節(jié)點(diǎn)復(fù)數(shù)電壓（網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)）估計(jì)值的加權(quán)最小二乘解。? 調(diào)度員潮流：

對(duì)電網(wǎng)操作以前，對(duì)操作后的潮流、電壓進(jìn)行計(jì)算，檢查是否有越限，甚至事故。? 無功/電壓優(yōu)化：

在潮流分析基礎(chǔ)上，通過改變無功補(bǔ)償裝置或變壓器分接頭狀態(tài)實(shí)現(xiàn)保證安全和電壓質(zhì)量條件下網(wǎng)損最小。? 靜態(tài)安全分析：

在給定運(yùn)行方式下，模擬電網(wǎng)事故（如線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等），分析事故情況下的電網(wǎng)是否還可以安全運(yùn)行。? 安全約束調(diào)度：

在以上軟件基礎(chǔ)上，給出當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷或電壓越限時(shí)，調(diào)度員可以采取的安全對(duì)策（如調(diào)節(jié)那些發(fā)電機(jī)出力，負(fù)荷切除，無功補(bǔ)償?shù)确桨福? 網(wǎng)損計(jì)算：

對(duì)電網(wǎng)損耗進(jìn)行在線和離線的計(jì)算，為調(diào)整運(yùn)行方式，改善經(jīng)濟(jì)性提供信息。? 短路電流計(jì)算：

計(jì)算在短路條件下，各支路電流和母線電壓（短路電流和短路電壓），用于核定繼電保護(hù)定值，分析保護(hù)動(dòng)作行為等。? 負(fù)荷預(yù)報(bào)：

超短期：周期為幾分鐘到幾十分鐘，用于安全監(jiān)視和負(fù)荷控制，使用的對(duì)象是調(diào)度員。

短期：周期為一天到一周，用于發(fā)電計(jì)劃和檢修計(jì)劃安排，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

中期和長期：長期和中期之間沒有確切的分界線。一般來說，中期預(yù)報(bào)是指未來一年之內(nèi)的用電負(fù)荷預(yù)測；長期負(fù)荷預(yù)測是指未來數(shù)年至數(shù)十年的用電負(fù)荷預(yù)測。中、長期負(fù)荷預(yù)報(bào)的意義在于：新的發(fā)電機(jī)組安裝（包括容量大小、型式、地點(diǎn)和時(shí)間）與電網(wǎng)的增容和改建，均決定于對(duì)未來若干年后的負(fù)荷預(yù)報(bào)。? 調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)（DTS/OTS）：

模擬電力系統(tǒng)各種運(yùn)行狀態(tài)，培訓(xùn)調(diào)度員事故時(shí)的處理能力。? 其它 變電站自動(dòng)化有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)

? ? ? IEC 61970 IEC 61850 IEC其它標(biāo)準(zhǔn) 公司產(chǎn)品實(shí)例

參考后續(xù)講座

第三篇：自動(dòng)化專業(yè)簡介

自動(dòng)化專業(yè)

概述：

自動(dòng)化專業(yè)主要研究的是自動(dòng)控制的原理和方法，自動(dòng)化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。它以自動(dòng)控制理論為基礎(chǔ)，以電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要工具，面向工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制及各行業(yè)、各部門的自動(dòng)化。它具有“控（制）管（理）結(jié)合，強(qiáng)（電）弱（電）并重，軟（件）硬（件）兼施”鮮明的特點(diǎn)，是理、工、文、管多學(xué)科交叉的寬口徑工科專業(yè)。學(xué)生在畢業(yè)后能從事自動(dòng)控制、自動(dòng)化、信號(hào)與數(shù)據(jù)處理及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的技術(shù)工作。就業(yè)領(lǐng)域也非常寬廣，包括高科技公司、科研院所、設(shè)計(jì)單位、大專院校、金融系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、稅務(wù)、外貿(mào)、工商、鐵道、民航、海關(guān)、工礦企業(yè)及政府和科技部門等。

一、專業(yè)基本情況

1、培養(yǎng)目標(biāo)

本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生要具備電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、自動(dòng)檢測與儀表、信息處理、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等較寬廣領(lǐng)域的工程技術(shù)基礎(chǔ)和一定的專業(yè)知識(shí)，能在運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術(shù)、檢測與自動(dòng)化儀表、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理、管理與決策等領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行、科技開發(fā)及研究等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。

2、培養(yǎng)要求

本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、信息處理、系統(tǒng)工程、自動(dòng)檢測與儀表、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面的基本理論和基本知識(shí)，受到較好的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練；具有系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)與研究的基本能力。畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力：

◆ 具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，較好的人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)和外語綜合能力；

◆ 掌握本專業(yè)領(lǐng)域必需的較寬的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)，主要包括電路理論、電子技術(shù)、控制理論、信息處理、計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)及應(yīng)用等；

◆ 較好地掌握運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)過程控制及自動(dòng)化儀表、電力電子技術(shù)及信息處理等方面的知識(shí)，具有本專業(yè)領(lǐng)域1—2個(gè)專業(yè)方向的專業(yè)知識(shí)和技能，了解本專業(yè)學(xué)科前沿和發(fā)展趨勢；

◆ 獲得較好的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)開發(fā)方面的工程實(shí)踐訓(xùn)練；

◆ 在本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具備一定的科學(xué)研究、科技開發(fā)和組織管理能力，具有較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力。

3、主干學(xué)科

控制科學(xué)與工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。

4、主要課程

電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)、過程工程基礎(chǔ)、電機(jī)與電力拖動(dòng)基礎(chǔ)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、信號(hào)與系統(tǒng)分析、過程檢測及儀表、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、過程控制、運(yùn)動(dòng)控制、系統(tǒng)辨識(shí)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、系統(tǒng)工程導(dǎo)論。

5、修業(yè)時(shí)間

4年。

6、學(xué)位情況

工學(xué)學(xué)士。

7、相關(guān)專業(yè)

電氣工程及其自動(dòng)化。

8、原專業(yè)名

流體傳動(dòng)及控制（部分）、電氣技術(shù)（部分）、自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)控制、飛行器制導(dǎo)與控制（部分）。

二、專業(yè)綜合介紹

對(duì)于一個(gè)高中生來說，“自動(dòng)化”（Automatization）這樣一個(gè)專業(yè)恐怕有些費(fèi)解，不過要是向在讀的大學(xué)生

或者畢業(yè)生咨詢自動(dòng)化專業(yè)時(shí)，我想他們會(huì)不約而同地伸出大拇指向你推薦這個(gè)專業(yè)。為什么呢，一般來說不外乎有這樣幾個(gè)原因：一是屬于信息產(chǎn)業(yè)。信息產(chǎn)業(yè)被人們譽(yù)為“朝陽產(chǎn)業(yè)”，發(fā)展快、需要人才多、待遇高，是當(dāng)今科技發(fā)展的趨勢所在。因此，作為信息產(chǎn)業(yè)中的重要一員，自動(dòng)化專業(yè)同樣有著光輝的前途。二是自動(dòng)化應(yīng)用范圍廣。目前，幾乎所有的工業(yè)部門都可以同自動(dòng)控制掛上鉤，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)、國防也都與自動(dòng)化息息相關(guān)。三是本專業(yè)對(duì)于個(gè)人發(fā)展非常有利。本專業(yè)課程設(shè)置的覆蓋面廣，所學(xué)的東西與其他學(xué)科交叉甚多。這也與本專業(yè)的來歷有關(guān)，自動(dòng)化專業(yè)大部分源于計(jì)算機(jī)或者電子工程系的自動(dòng)控制專業(yè)。

那么我們來看看這樣一個(gè)“萬金油”的專業(yè)需要哪些方面的知識(shí)和能力吧。自動(dòng)控制理論、運(yùn)籌學(xué)、信號(hào)與系統(tǒng)分析、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)應(yīng)用、算法語言及程序設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、電路原理等等，甚至連流體力學(xué)也要修?？梢哉f自動(dòng)化專業(yè)需要工科各方面的知識(shí)，其課程與電子工程、計(jì)算機(jī)、電機(jī)工程甚至化學(xué)工程都有交叉，這就難怪自動(dòng)化人才可以到各種各樣的領(lǐng)域工作了。以上的學(xué)習(xí)特點(diǎn)要求學(xué)生有較強(qiáng)的理工科背景，不能偏科。當(dāng)然，各高校自動(dòng)化專業(yè)側(cè)重點(diǎn)的不同也使得后期的專業(yè)課有較大的差異。在同樣的幾年要修比別人多的課程也就意味著比別人更累，所以希望那些對(duì)大學(xué)生活存在天真幻想，或者想在本科幾年好好休息、期待風(fēng)花雪月的同學(xué)不要報(bào)考這個(gè)專業(yè)，繁重的學(xué)業(yè)壓力以及全面發(fā)展的要求對(duì)你來說將是個(gè)痛苦。但是，對(duì)那些有志于學(xué)到真本領(lǐng)、硬功夫的同學(xué)來說，這個(gè)專業(yè)真的是一個(gè)非常好的選擇。如此熱門的專業(yè)帶來的當(dāng)然是激烈甚至殘酷的競爭，像電子、計(jì)算機(jī)這些電類專業(yè)一樣，自動(dòng)化的報(bào)考難度也不小。

自動(dòng)化專業(yè)的優(yōu)勢在就業(yè)時(shí)候體現(xiàn)得更為突出。首先，所有的行業(yè)都可以同自動(dòng)化掛鉤，轉(zhuǎn)行非常容易，“硬”可轉(zhuǎn)電子工程，“軟”可轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)，也可轉(zhuǎn)通信，當(dāng)然待遇也是非常不錯(cuò)。如果考研，還有中國科學(xué)院一些相關(guān)院所可供選擇。同“電類”的其他幾個(gè)專業(yè)類似，自動(dòng)化在出國方面也并不是特別容易，而且國外大學(xué)基本沒有對(duì)應(yīng)專業(yè)，一般來說需要申請(qǐng)DoubleE（電子工程）或者CS（計(jì)算機(jī)科學(xué)）專業(yè)，這也使自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)生在選擇出國留學(xué)時(shí)更為不利。不過總體說來，自動(dòng)化專業(yè)就前途來看還是讓人相當(dāng)滿意的。面對(duì)這么廣闊的發(fā)展空間，是否有些動(dòng)心呢？

自動(dòng)化專業(yè)代碼：080602。

三、專業(yè)教育發(fā)展?fàn)顩r

自動(dòng)化專業(yè)教育是伴隨著自動(dòng)化技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用而興起的。它主要研究自動(dòng)控制的原理和方法，自動(dòng)化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。在這一領(lǐng)域，美國處于世界領(lǐng)先水平。由于自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，社會(huì)對(duì)這一專業(yè)的人才需求也大為增加，為了適應(yīng)這一形勢，美國的大學(xué)及時(shí)地把這一專業(yè)的教育引進(jìn)了課堂。因?yàn)檫@一專業(yè)技能的適用性，這很快引起了青年學(xué)生濃厚的興趣，這為以后美國在這一領(lǐng)域的迅速發(fā)展并遙遙領(lǐng)先于他國奠定了雄厚的人才基礎(chǔ)。

我國在這一技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的研究也比較早，但真正作為一門專業(yè)教育走進(jìn)大學(xué)的課堂較之國外就比較晚了。這也是后來我國這一領(lǐng)域的后備人才不足，與其他國家產(chǎn)生差距的一個(gè)重要原因。

建國初期，人民政權(quán)面臨的是百廢待興的局面，社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要有先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)。于是在黨和國家的支持下，一批學(xué)校如清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京理工大學(xué)都紛紛設(shè)立了相關(guān)專業(yè)教育和專業(yè)技術(shù)研究所。

改革開放后，迎著第四次新科技革命的浪潮，自動(dòng)化專業(yè)教育得到了長足的發(fā)展。除原先已經(jīng)開設(shè)與此相關(guān)專業(yè)的高等院校外，另有一大批高校如北京郵電大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、東南大學(xué)、南京大學(xué)等都增設(shè)有此專業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前開設(shè)有自動(dòng)化專業(yè)教育的學(xué)校已占全國高等院校的90%還多，因?yàn)槠鋸V泛的適用性和社會(huì)對(duì)這一專業(yè)人才的廣泛需求，它受到了越來越多的人的青睞。一般的院校每年都以200—300人的招生量廣納賢人，有的高校甚至還要多，學(xué)歷層次也由?？啤⒈究频酱T士、博士不等，形成了梯級(jí)人才培養(yǎng)的教育模式。近些年，在這一領(lǐng)域涌現(xiàn)出許多著名的教授、專家，師資力量大為增強(qiáng)，例如清華大學(xué)自動(dòng)化系的吳澄教授在系統(tǒng)集成技術(shù)方面的造詣很深，陳禹

六、熊光楞、楊家本、楊士元、蕭德云教授等在各自的研究領(lǐng)域成果頗豐，同濟(jì)大學(xué)的吳啟迪教授長期從事現(xiàn)代控制理論與應(yīng)用，自動(dòng)化系統(tǒng)工程和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及智能自動(dòng)化系統(tǒng)的理論與應(yīng)用研究。東南大學(xué)自動(dòng)控制系和自動(dòng)化研究所擁有以錢鐘

韓教授、馮純佰教授兩位中科院院士為首的高水平學(xué)科帶頭人。這些優(yōu)秀的學(xué)者、專家為我國新時(shí)期高科技的發(fā)展作出了卓越的貢獻(xiàn)。

展望新的世紀(jì)，隨著信息革命的興起和新經(jīng)濟(jì)的沖擊，自動(dòng)化專業(yè)教育必然會(huì)受到世界各國的更加重視。因?yàn)檫@一技術(shù)已從辦公自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化逐漸向家庭自動(dòng)化發(fā)展，它與普通民眾的日常生活發(fā)生了千絲萬縷的聯(lián)系，更進(jìn)一步的發(fā)展勢在必然。

我國在進(jìn)入90年代以后，隨著社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的搞活和對(duì)外開放政策的深入，社會(huì)對(duì)自動(dòng)化專業(yè)人才的需求日益擴(kuò)大，并連續(xù)幾年出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀況（近幾年此專業(yè)畢業(yè)生的供需比為1∶10還強(qiáng)）。隨著外國一些大型企業(yè)進(jìn)入國內(nèi)市場，本國的一些知名企業(yè)也將走向世界，這樣高科技人才的競爭將日趨激烈，對(duì)本專業(yè)人才的需求也將大為擴(kuò)大。所以在未來幾十年內(nèi)，自動(dòng)化專業(yè)教育必將會(huì)有一個(gè)充分發(fā)展的空間。

四、專業(yè)就業(yè)數(shù)據(jù)分析

五、專業(yè)就業(yè)狀況及趨勢

自動(dòng)化專業(yè)主要研究的是自動(dòng)控制的原理和方法，自動(dòng)化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。它以自動(dòng)控制理論為基礎(chǔ)，以電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要工具，面向工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制及各行業(yè)、各部門的自動(dòng)化。它具有“控（制）管（理）結(jié)合，強(qiáng)（電）弱（電）并重，軟（件）硬（件）兼施”等鮮明的特點(diǎn)，是理、工、文、管多學(xué)科交叉的寬口徑工科專業(yè)。學(xué)生在校時(shí)一般學(xué)習(xí)半導(dǎo)體變流技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、電力拖動(dòng)與電氣控制、最優(yōu)控制、微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字信號(hào)處理、軟件工程、傳感器原理、自動(dòng)檢測技術(shù)、系統(tǒng)工程概論、運(yùn)籌學(xué)和情報(bào)檢索等近40門課程。本專業(yè)是一門適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用面廣的工程技術(shù)學(xué)科。旨在培養(yǎng)學(xué)生成為基礎(chǔ)扎實(shí)、自動(dòng)控制技術(shù)知識(shí)系統(tǒng)深入、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力強(qiáng)的高級(jí)工程技術(shù)人才。所以學(xué)生在畢業(yè)后都能從事自動(dòng)控制、自動(dòng)化、信號(hào)與數(shù)據(jù)處理及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的技術(shù)工作。就業(yè)領(lǐng)域也非常的寬廣，比如高科技公司、科研院所、設(shè)計(jì)單位、大專院校、金融系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、稅務(wù)、外貿(mào)、工商、鐵路、民航、海關(guān)、工礦企業(yè)及政府和科技部門等。歷年來，本專業(yè)的畢業(yè)生的供求比例一直都保持在1∶10左右，近年的就業(yè)去向主要是在系統(tǒng)集成、計(jì)算機(jī)軟件硬件開發(fā)和通信等領(lǐng)域。

由于20世紀(jì)下半葉，以信息技術(shù)為顯著特征的第四次科技革命浪潮沖擊著全球，對(duì)各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著極大的推動(dòng)作用。能否抓住這一難得的發(fā)展機(jī)遇，就決定了世界各國能否在未來的國際競爭中占有有利的地位。我國在改革開放這一大好形勢下，采取積極應(yīng)對(duì)的態(tài)勢，迎接著這一挑戰(zhàn)。黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人十分重視自動(dòng)化技術(shù)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的巨大作用，制訂出了相應(yīng)的措施，加大對(duì)自動(dòng)化專業(yè)教育的投資，在各高校紛紛設(shè)立實(shí)驗(yàn)室，改善教學(xué)環(huán)境以培養(yǎng)出更多出色的專業(yè)人才。

近年來，在自動(dòng)化專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的專家、學(xué)者?，F(xiàn)任同濟(jì)大學(xué)校長、教授、博士生導(dǎo)師、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)理事、IEEE高級(jí)會(huì)員的吳啟迪教授，長期從事現(xiàn)代控制理論與應(yīng)用，自動(dòng)化系統(tǒng)工程和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及智能自動(dòng)化系統(tǒng)的理論與應(yīng)用研究。已出版專著1部、譯著4部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇。先后主持完成科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，并曾獲國防科工委重大技術(shù)改進(jìn)二等獎(jiǎng)，電子工業(yè)部科技成果一等獎(jiǎng)，上海市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。南京東南大學(xué)自動(dòng)控制系和自動(dòng)化研究所不僅擁有以錢鐘韓教授，馮純伯教授兩位中科院院士為首的高水平學(xué)科帶頭人，還擁有一批理論基礎(chǔ)扎實(shí)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，掌握計(jì)算機(jī)先進(jìn)技術(shù)的中青年技術(shù)骨干。

本專業(yè)畢業(yè)生有著廣闊的就業(yè)渠道，因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)的應(yīng)用廣泛，其就業(yè)領(lǐng)域也五花八門。正因?yàn)槿绱?，有些同學(xué)在擇業(yè)時(shí)容易產(chǎn)生“皇帝的女兒不愁嫁”的心理，認(rèn)為自己的自動(dòng)化專業(yè)緊俏，社會(huì)需求量大，工作單位可以隨自己挑。盡管現(xiàn)在學(xué)生就業(yè)實(shí)行的是“雙向”選擇的政策，你選用人單位，但用人單位也在選你。所以千萬不要表現(xiàn)出一種“老子天下第一”的神情，自我感覺很了不起，這樣只會(huì)引起用人單位的反感甚至最終不錄用你。謙虛、踏實(shí)、穩(wěn)重是本專業(yè)畢業(yè)生在擇業(yè)時(shí)的第一選擇。根據(jù)近幾年畢業(yè)生就業(yè)的情況看，他們的工作都非常理想，收入狀況也頗為樂觀。

與本專業(yè)就業(yè)領(lǐng)域相關(guān)聯(lián)的行業(yè)在近年來借助市場經(jīng)濟(jì)的搞活和對(duì)外開放程度的加深，也獲得了飛速發(fā)展。民航、鐵路、金融、通信系統(tǒng)、稅務(wù)、海關(guān)等部門的自動(dòng)化程度越來越高，科研院所、高科技公司也借助

強(qiáng)大的人才優(yōu)勢，發(fā)展迅猛。未來隨著自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的日益拓展，對(duì)這一專業(yè)人才的需求將會(huì)不斷增加，自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)生也將借助這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)環(huán)節(jié)找到發(fā)揮自己專長的理想位置。

自動(dòng)化專業(yè)一直以來是社會(huì)急需的人才。包括電氣自動(dòng)化、鐵路、化工等諸多領(lǐng)域。

自動(dòng)化工程師——從事自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)、優(yōu)化等工作；

自動(dòng)化設(shè)計(jì)師——從事自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)；

軟件工程師——處理自動(dòng)化系統(tǒng)中相關(guān)的軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

還可以從事教學(xué)和相關(guān)的研究工作。

第四篇：科大自動(dòng)化系簡介

中科大自動(dòng)化系簡介

一、整體概況

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)自動(dòng)化系成立于 1958 年，在國內(nèi)首次使用“自動(dòng)化系”的名稱。我系現(xiàn)有教授12人，博士生導(dǎo)師12人，中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”1人、教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”2人、安徽省“杰出青年基金獲得者”1人。目前已形成了一支以中青年為主體的、朝氣蓬勃的教學(xué)、科研隊(duì)伍。

自動(dòng)化系建立半個(gè)世紀(jì)以來，培養(yǎng)了大批杰出人才。國家航空航天領(lǐng)域首席科學(xué)家、科大信息學(xué)院院長、工程院院士、龔惠興教授就是自動(dòng)化系 58 級(jí)學(xué)生。自動(dòng)化系還培養(yǎng)了六名IEEE Fellow。目前在讀博士生 100余 人、碩士生 300 余人、本科生 330余 人。已成為我國培養(yǎng)高新技術(shù)領(lǐng)域高級(jí)專門人才的搖籃。

二、人才培養(yǎng)

自動(dòng)化系的本科專業(yè)為“自動(dòng)化”，研究生培養(yǎng)不僅堅(jiān)持了科大重視基礎(chǔ)的一貫作風(fēng)，更強(qiáng)調(diào)寬口徑和多科學(xué)交叉培養(yǎng)，注重新知識(shí)和高新技術(shù)的引入。作為重要的教學(xué)科研單位，我系承擔(dān)了大量973、863、國家自然科學(xué)基金等重大（重點(diǎn)）項(xiàng)目的研究開發(fā)任務(wù)，與許多國內(nèi)外著名企業(yè)保持密切合作，并培養(yǎng)了眾多優(yōu)秀人才。擁有“控制科學(xué)與工程”一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)，下設(shè)“控制理論與控制工程”、“檢測技術(shù)與自動(dòng)裝置”、“系統(tǒng)工程”、“模式識(shí)別與智能系統(tǒng)”、“導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制”、“網(wǎng)絡(luò)傳播系統(tǒng)與控制”、“信息獲取與控制”七個(gè)二級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)和碩士點(diǎn)；擁有“控制科學(xué)與工程”博士后科研工作流動(dòng)站。

自動(dòng)化系堅(jiān)持中國科大“全院辦校、所系結(jié)合”的建校方針，聘請(qǐng)了科學(xué)院聲學(xué)所、自動(dòng)化所、合肥智能所、國家農(nóng)業(yè)信息化工程研究中心、冶金自動(dòng)化研究院、解放軍總裝備部、總參三部、微軟亞洲研究院等單位的研究員擔(dān)任兼職博士生導(dǎo)師。

根據(jù)規(guī)定，每個(gè)導(dǎo)師一年只能招收3個(gè)碩士研究生，每個(gè)博士生導(dǎo)師一年只能招收1個(gè)博士生，包括免試推薦、統(tǒng)考入學(xué)。對(duì)導(dǎo)師招生數(shù)量的限制保證了人才的培養(yǎng)質(zhì)量，以充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的潛能。

本系畢業(yè)生大多進(jìn)入國內(nèi)外著名高技術(shù)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)以及高等院校工作，如微軟、IBM、雅虎、惠普、思科、中核集團(tuán)、中移動(dòng)、聯(lián)通、電信、百度、騰訊、華為、中興、各大銀行、金融機(jī)構(gòu)、中科院研究所等，深受用人單位青睞。

三、研究機(jī)構(gòu)

我系主要研究機(jī)構(gòu)有：

? 復(fù)雜系統(tǒng)與控制實(shí)驗(yàn)室；

? 振動(dòng)控制與運(yùn)動(dòng)體控制實(shí)驗(yàn)室；

? 工業(yè)自動(dòng)化研究所；

? 智能網(wǎng)絡(luò)測控技術(shù)實(shí)驗(yàn)室；

? 視聽覺信息處理與模式識(shí)別實(shí)驗(yàn)室；

? 數(shù)據(jù)融合與智能交通實(shí)驗(yàn)室；

? 中科院自動(dòng)化所-中科大智能科學(xué)與技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室；

? 中科院長光所-中科大超精密控制與系統(tǒng)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室；

? 中科院聲學(xué)所-中科大網(wǎng)絡(luò)傳播系統(tǒng)與控制實(shí)驗(yàn)室（安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）。

四、研究生待遇

我系招收的研究生（包括學(xué)術(shù)型和專業(yè)學(xué)位型研究生）：

? 學(xué)費(fèi)、住宿費(fèi)全免；

? 碩士階段每月發(fā)放733～833元助研津貼（每年發(fā)放12個(gè)月）； ? 參與導(dǎo)師課題工作，另有課題勞務(wù)費(fèi)；

? 宿舍、教室、圖書館、食堂、實(shí)驗(yàn)室全部有暖氣和空調(diào)； ? 課余生活設(shè)施一應(yīng)俱全，健身房、室內(nèi)球場、游泳池，免費(fèi)或僅收取低廉的費(fèi)用。

五、招生對(duì)象

本科專業(yè)可以是自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、通訊工程、電子信息工程、信息安全、電子科學(xué)與技術(shù)、電氣信息及其自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)，也歡迎數(shù)學(xué)、物理等專業(yè)的學(xué)生。

六、進(jìn)一步了解中科大、中科大自動(dòng)化系

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)主頁http:///

2、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院主http://gradschool.ustc.edu.cn/index.asp,3、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)自動(dòng)化系主頁http://auto.ustc.edu.cn/

4、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)瀚海星云論壇bbs.ustc.edu.cn

第五篇：某供電公司配電自動(dòng)化系統(tǒng)分析（模版）

某供電公司配電自動(dòng)化系統(tǒng)分析

2006-8-9 9:59:00 來源：中國自動(dòng)化網(wǎng) 瀏覽：384網(wǎng)友評(píng)論 條 點(diǎn)擊查看摘 要：承德城區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化項(xiàng)目涉及城區(qū)45臺(tái)戶外開關(guān)、15座開閉所、121臺(tái)小區(qū)變與臺(tái)變。配網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用JN－6000分層設(shè)置，分級(jí)處理的原則。實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)的配網(wǎng)監(jiān)控、饋線自動(dòng)化及配網(wǎng)管理功能，提高了承德城區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)行水平和供電可靠性。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；跨平臺(tái)系統(tǒng)；介紹；實(shí)時(shí)

Power Distribution Automation System in Chengde Power Supply Corporation

Abstract：There are 45 outdoor switchers，15 switch stations and 121 residential－area transformers or on－pole transformers in－volved in the distribution network automation project.The system design adopts JN－6000 principle of multi－layer arrangement，and being treated by grades，thus realizes the functions of full distribution grid supervision，feeder automation，and distribution grid management，which upgrades the level of automation of distribution grid in Chengde district and improves the reliability of power supply.Key words：power distribution automation；beyond platformsys－tem；introduction；real－time系統(tǒng)總述

承德供電公司2003年進(jìn)行了配網(wǎng)的試點(diǎn)運(yùn)行，幾乎涉及整個(gè)城區(qū)配電網(wǎng)，累計(jì)實(shí)現(xiàn)三遙的戶外開關(guān)45臺(tái)，開閉所15臺(tái)，小區(qū)變與臺(tái)變121臺(tái)。配網(wǎng)自動(dòng)化工程完成后，將實(shí)現(xiàn)城區(qū)配網(wǎng)SCADA功能、配網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用分析功能、基于地理信息系統(tǒng)的配網(wǎng)管理功能和配網(wǎng)的饋線自動(dòng)化功能。

承德城區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采用JN－6000配網(wǎng)自動(dòng)化/配網(wǎng)管理系統(tǒng)，并根據(jù)承德城區(qū)配網(wǎng)點(diǎn)多、面廣的特點(diǎn)，采用分層分級(jí)控制的原則。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

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1.1 配電網(wǎng)監(jiān)控和管理中心層(主站端)

中心層是整個(gè)配電自動(dòng)化監(jiān)控和管理系統(tǒng)的核心，采用JN－6000配電主站系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)采集、管理整個(gè)系統(tǒng)中區(qū)域工作站(子站)的上傳數(shù)據(jù)；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)，事故的報(bào)警，遠(yuǎn)方的控制，事故的隔離，無故障區(qū)域的供電恢復(fù)；負(fù)責(zé)與多個(gè)子系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；負(fù)責(zé)完成10kV配電信息的管理和維護(hù)。

1.2 配電監(jiān)控子站

因?yàn)榕渚W(wǎng)中監(jiān)控設(shè)備點(diǎn)多、面廣，不可能把所有的站端監(jiān)控設(shè)備連接到配電主站上，必須增設(shè)中間級(jí)站，稱為配電子站，由配電子站管理其所轄光環(huán)上的開閉所、柱上開關(guān)、配電變壓器上的配電終端監(jiān)控設(shè)備和智能電能表，完成“數(shù)據(jù)集中器”的功能。根據(jù)實(shí)際情況和需求，共設(shè)立4個(gè)配電子站，所有現(xiàn)場信息通過配電子站送入配調(diào)中心。監(jiān)控子站還具有所轄區(qū)域內(nèi)故障診斷、隔離、恢復(fù)的功能。配電子站在變電站或大型開閉所等光纖匯接點(diǎn)內(nèi)，本工程將子站放置在調(diào)度設(shè)備機(jī)房內(nèi)，通過光纖與所屬饋線的監(jiān)控終端通信，經(jīng)以太網(wǎng)方式與配網(wǎng)自動(dòng)化主站通信。采用JN－6000配電自動(dòng)化子站系統(tǒng)。

1.3 配電終端設(shè)備層

配電終端設(shè)備層是整個(gè)系統(tǒng)的底層，完成柱上開關(guān)(FTU)、配電變壓器(TTU)、開閉所(DTU)等各種現(xiàn)場信息的采集處理及監(jiān)控功能。通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)，為滿足配網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和饋線自動(dòng)化的需要，采用以下設(shè)計(jì)方案。

2.1 主站與子站通信

主站與子站之間采用光纖雙環(huán)自愈網(wǎng)方式，根據(jù)承德城區(qū)配網(wǎng)的特點(diǎn)采用了3個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)的設(shè)計(jì)。

光纜采用單模光纜，累計(jì)長度達(dá)42.9km。光接口設(shè)備采用十維光MODEM，主要性能指標(biāo)如下：

a.每路可300bit/s～38.4kbit/s任意接入(最多可達(dá)36個(gè)通信)；

b.集中監(jiān)控方式；

c.通道自動(dòng)申請(qǐng)與人工分配；

d.自愈功能；

e.組網(wǎng)靈活，可單環(huán)/雙環(huán)；

f.主站端的光MODEM設(shè)備，根據(jù)光纜2m帶寬特點(diǎn)，利用分時(shí)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)子站設(shè)備的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；

g.終端與子站之間最大距離為10km。

2.2 FTU與TTU通信

FTU與TTU的通信采用485轉(zhuǎn)音頻的方式，累計(jì)鋪設(shè)屏蔽雙絞線300km，并采取就近接入的原則，30多個(gè)開閉所或FTU掛接戶外的121個(gè)TTU。主要性能指標(biāo)如下：

a.每對(duì)芯可掛接30臺(tái)終端設(shè)備；

b.采用半雙工的通信方式，提供標(biāo)準(zhǔn)RS485口，通信速率9600kbit/s；c.最大傳輸距離可達(dá)10km。功能設(shè)計(jì)

承德城區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)從功能上分為4個(gè)子系統(tǒng)：配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)、配網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件、基于GIS的配網(wǎng)管理系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化系統(tǒng)。下面就后3個(gè)子系統(tǒng)分別予以介紹。

3.1 配網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件功能的設(shè)計(jì)

配電網(wǎng)具有三相不平衡，線路R/X(電阻/電抗)比值大、環(huán)網(wǎng)接線、開環(huán)運(yùn)行的特性，要求使用詳細(xì)的元件模型，并能模擬平衡或不平衡系統(tǒng)，輻射型、網(wǎng)絡(luò)型和混合型系統(tǒng)，以及單相、兩相和三相系統(tǒng)，部分非遙測數(shù)據(jù)只能通過靜態(tài)數(shù)據(jù)補(bǔ)缺的方法來代替，靠操作員和現(xiàn)場人員的電話聯(lián)系，或間接使用負(fù)荷預(yù)報(bào)來跟蹤這些數(shù)據(jù)的變化。軟件實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算分析、短路電流計(jì)算、無功電壓控制、線損計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、故障定位、故障隔離與恢復(fù)送電、負(fù)荷預(yù)報(bào)等功能。這些模塊采用基于三相分開模型與單線模型可選擇的方式來處理，解決了配電網(wǎng)三相不平衡所帶來的問題；在模型上細(xì)化了元件屬性，可根據(jù)元件機(jī)械屬性自動(dòng)計(jì)算電氣屬性；基于負(fù)荷特性的分類及比例處理。

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

用于確定配電網(wǎng)的設(shè)備連接關(guān)系和帶電狀態(tài)，檢測輻射網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)合環(huán)現(xiàn)

象，給狀態(tài)估計(jì)和潮流計(jì)算提供網(wǎng)絡(luò)模型(電氣島)。

3.1.2 狀態(tài)估計(jì)

采用軟件手段，在硬件測量信息基礎(chǔ)上，計(jì)算出系統(tǒng)狀態(tài)變量的值，并進(jìn)一步計(jì)算出所有相關(guān)的量。這樣可充分發(fā)揮硬件的潛力，提高數(shù)據(jù)精度，補(bǔ)充已有量測的不足，排除不良數(shù)據(jù)的影響，提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的可靠性和質(zhì)量。它是為提高量測數(shù)據(jù)精度，利用一次采樣得到一組多余信息的測量方法。

狀態(tài)估計(jì)從不完整的SCADA數(shù)據(jù)和母線負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)獲得完整的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，包括實(shí)時(shí)量測量和非實(shí)時(shí)量測量兩大部分。

3.1.3 短路電流計(jì)算

可在配電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障情況下確定各支路電流和母線電壓。正常運(yùn)行時(shí)，檢驗(yàn)保護(hù)特性和檢查現(xiàn)行系統(tǒng)開關(guān)的斷路能力，當(dāng)結(jié)線方式變化時(shí)，程序可自動(dòng)計(jì)算、校核和告警。

3.1.4 電壓/無功優(yōu)化

根據(jù)狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算結(jié)果和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過對(duì)電容器組的投切和變壓器抽頭的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)損最小化，變壓器負(fù)載平衡及電壓、潮流限值。

3.1.5 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)線損最小、配變負(fù)荷均勻分配、提高電壓質(zhì)量、盡可能減少停電次數(shù)、平衡供電等。本系統(tǒng)針對(duì)這些目標(biāo)對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)給出了具體的結(jié)果和優(yōu)化決策方法。

3.1.6 負(fù)荷預(yù)報(bào)

負(fù)荷預(yù)報(bào)有短期和超短期兩種。按預(yù)報(bào)范圍和目的可分為區(qū)域負(fù)荷預(yù)報(bào)和母線負(fù)荷預(yù)報(bào)。區(qū)域負(fù)荷預(yù)報(bào)主要用于購電計(jì)劃與供電計(jì)劃，母線負(fù)荷預(yù)報(bào)主要用于狀態(tài)估計(jì)和潮流計(jì)算。采用基本的加權(quán)最小二乘法，其中以時(shí)間、天氣等事件作為加權(quán)因子。系統(tǒng)各模塊既有一定的獨(dú)立性又相互關(guān)聯(lián)，具有層次清楚、速度快、精度高、操作方便等特點(diǎn)。

3.2 饋線自動(dòng)化功能

此功能主要可減少停電時(shí)間和停電面積，系統(tǒng)為分層分布式系統(tǒng)。其功能實(shí)現(xiàn)分為如下2層：

a.主站層 負(fù)責(zé)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)、潮流分析，提供無功優(yōu)化方案和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案。每次網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案確定后將故障隔離方案裝到相應(yīng)子站系統(tǒng)中。在子站進(jìn)行故障隔離過程中啟動(dòng)觸發(fā)主站將故障隔離方案和負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案進(jìn)行篩選及校驗(yàn)，并最終確定最優(yōu)化供電方案，同時(shí)將方案裝到相應(yīng)子站執(zhí)行。整個(gè)過程可設(shè)置為全自動(dòng)方式、恢復(fù)送電方案交互方式、建議方式等。

b.子站層處理子站所轄設(shè)備的故障隔離及恢復(fù)送電過程。由于對(duì)裝置的光環(huán)采集往往與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同，如某一個(gè)子站所轄線路的一個(gè)開關(guān)需要通過其他子站采集，本模塊為分布式網(wǎng)絡(luò)模塊，各裝置采取全系統(tǒng)統(tǒng)一編址方法。從處理邏輯上細(xì)分為開閉站故障處理、電氣島故障處理2個(gè)過程。同時(shí)具有將處理結(jié)果上報(bào)主站系統(tǒng)、接收主站系統(tǒng)的故障隔離方案等功能。

3.3基于GIS的配網(wǎng)管理功能

配網(wǎng)管理系統(tǒng)包括設(shè)備查詢管理，業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、線路規(guī)劃，停電管理等功能。與配網(wǎng)SCADA/DAS共用一個(gè)數(shù)據(jù)庫，在統(tǒng)一的、實(shí)時(shí)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，形成在GIS上的實(shí)時(shí)監(jiān)控、運(yùn)行分析等功能。

3.3.1設(shè)備查詢管理

它是配網(wǎng)管理的基本功能，在GIS背景基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)以下功能：

a.地圖修改、刪除、繪制、數(shù)據(jù)連接、打印輸出；

b.設(shè)備的各種統(tǒng)計(jì)、查詢；

c.設(shè)備的空間、屬性的錄入、修改等；

d.配網(wǎng)負(fù)荷現(xiàn)狀分析和配變所帶負(fù)荷分析；

e.供電電源分析。

3.3.2業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、線路規(guī)劃

根據(jù)需求及地理邊境條件，確定配變與線路的位置及架設(shè)的路徑與方式，可實(shí)現(xiàn)錄入設(shè)備屬性、分析負(fù)荷現(xiàn)狀、自動(dòng)生成報(bào)裝與架設(shè)方案、人工確認(rèn)報(bào)裝報(bào)告等功能。

3.3.3 停電管理

停電管理系統(tǒng)具有模擬操作與實(shí)時(shí)運(yùn)行2種運(yùn)行方式，可實(shí)現(xiàn)以下功能：a.故障(停電)區(qū)域、用戶、損失等分析；

b.故障畫面的推出；

c.故障恢復(fù)方案的預(yù)演與確認(rèn)；

d.停電通知單的人工、自動(dòng)生成。

4結(jié)束語

工程較全面地實(shí)現(xiàn)了承德市雙橋區(qū)90％以上開關(guān)、開閉所、公用變壓器、關(guān)口電表的監(jiān)控和饋線自動(dòng)化功能。通過綜合地理信息查詢系統(tǒng)方便了生產(chǎn)調(diào)度及用戶管理，為提高供電服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平提供了技術(shù)保障。