电力系统论文篇1
1.2实现机电一体化
机电一体化是电气工程、电力系统发展的必经之路，也是带动高效生产的有效手段，为此，电力技术可以联合网络技术、自动化处理技术、智能监测等技术，共同推进多门技术的融合发展，进而促进电力系统的正向发展。机电一体化技术在投入使用之前，应接受多次测量和考察，因为要避免生产风险、提高生产效率，所以必须经过电力技术来处理相关系统数据，只有这样，才能将系统运行状态控制在可控范围内。然而，机电一体化对电力系统运行功能的要求和服务设定复杂，仅靠电力技术很难支撑起整个系统的运行重任，所以，一般情况下，电力系统会选择“区域一体化”的生产、改造方式，选择风险小、收益高、符合电力技术应用条件的系统模块，帮助小范围系统实现“自动”，并计算应用效果，确定技术无误且高效之后，再扩大一体化改造范围。由此可见，电力技术虽然是电力系统一体化发展的有力手段，但其应用效果依然具有不可控特质，在应用时应格外注意、小心。
1.3引入智能技术
智能手机、平板电脑已经成为电子终端控制的主要装置设备，它在人们日常生活与工作中的应用地位非常高，因此，电力行业也应适当引入智能技术，并创设以智能控制系统为核心管理中枢的技术集团，以便于工作人员正确、有效、科学的管控电力系统。经过智能技术修饰，电力系统在故障排除、判断、处置方面的优势能力更强了，并基本实现了“自动化”。以往，一个小故障便会导致整个电力系统陷入瘫痪，现如今，运行故障会翻译成“特殊数据”，经智能处理器处理，被挖掘、传送，传达给管理人员，主动上报“故障”。这种高效的生产、管理方式，不仅节省了故障清查、判断的时间，还为电力系统提供了坚固的安全保障。从应用效果上看，智能技术在电力系统中发挥的作用是显而易见的，但从发展空间上看，其应用环境却日常复杂，所以，需要广大电力系统的工作人员谨慎考虑、认真探究，以福利避害为原则，引入智能技术。
2电力技术在电力系统中的发展展望
目前，我国综合国力日益提升，能源生产责任越来越重，为迎合不断提高的生产要求、服务要求，电力系统仍需不断革新、创造，最大限度的发挥其功能价值、生产价值。笔者结合多年工作经验，根据自己对电力系统运行、发展的困难与问题了解，从内、外两方面探究电力技术的发展方向。接下来几年，电力技术在电力系统中的应用地位会不降反升，因为随着工业规模化生产系统的落成，系统生产形式、能力、效率的准确性要求很越来越高，所以，电力系统只有依靠电子技术方能将能源生产、输出、管理限制在可控、可管的范围内。一方面，应扩大电力技术的包容性，将其与现代高科技技术再融合，研发技术的新功能、新工艺，为电力系统运行提供便利条件；另一方面，省察电力技术自身存在的安全风险、耗能等管理不当问题，并设置研究专题，开展专项调查，以纠正、改善电力技术在电力系统中应用效果不利的地方。通过内、外两方面发展手段，电力技术的发展道路会更加明朗，其会成为促进经济社会发展的源动力。
电力系统论文篇2
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。
建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。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［1］，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，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂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。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电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。
自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500kV线路上［2］，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
在此期间，从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。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用［3］，天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。
我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究［4］，高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用［5］，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此，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90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
2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。
2.1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。
南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护，已得到大面积推广，目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护，1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置，目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块，一个模块就是一个小型计算机。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。天津大学已研制成用同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。这种装置的优点有：(1)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。(2)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。(3)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。
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。\
2.2网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也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。继电保护的作用也只限于切除故障元件，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。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要指安全自动装置。因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，确保系统的安全稳定运行。显然，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，亦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。
对于一般的非系统保护，实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。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。
对于某些保护装置实现计算机联网，也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理［6］，初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元，分散装设在各回路保护屏上，各保护单元用计算机网络联接起来，每个保护单元只输入本回路的电流量，将其转换成数字量后，通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元，各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量，进行母线差动保护的计算，如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器，将故障的母线隔离。在母线区外故障时，各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理，比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时，只能错误地跳开本回路，不会造成使母线整个被切除的恶性事故，这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。
由上述可知，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。
2.3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。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。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)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。
2.4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［7］。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。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。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［8］。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。
作者单位：天津市电力学会(天津300072)
参考文献
1王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京：电力工业出版社，1981
2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103，1984(2)
3沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化，1983(1)
4葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器，1978(3)
5杨奇逊.微型机继电保护基础.北京：水利电力出版社，1988
电力系统论文篇3
集中抄表系统是一个结构化的开放式系统，采集器通过电能表的通信接口采集电量数据，并通过一定的网络设备传输到供电企业数据库中，做为电费结算的依据。目前大多数居民集中居住区都已经安装了集中抄表系统，并投入使用，大大降低了抄表人员的劳动强度，和人为因素造成的抄表误差。本文对集中抄表系统提出一些设计改进，使其能增加实时电压监测、故障报修、信息、电费控制等功能，提高电力营销信息化程度。
2集中抄表系统结构和工作原理
2.1系统结构图
2.2系统的组成
从上面的结构图可以看出集中抄表系统是一个结构化的开放式系统，主要有三个部分：分别是硬件部分、软件平台、数据传输。各个部分都具有较强的兼容性、移置性、升级性和可维护性，方便进行二次开发和性能改进。同时各个部分的升级换代和功能扩充都很方便，无需对整个系统做大的改动。
2.3硬件部分
原来的集中抄表系统硬件部分只有数据采集器和数据集中器，我扩充设计了电压监测模块、控电模块和显示模块。
数据采集器：数据采集器能通过485总线与电能表建立数据通信连接，并针对不同的电能表型号，自动选择合适的通讯规约，实时自动采集各个用户的用电数据，并将采集到的信息发送到数据集中器。
数据集中器：数据集中器的主要功能就是将采集器采集到的电能信息数据，和其他硬件模块采集的数据传输到数据库，并对传送的数据进行校验，防止数据在传输中发生改变。
电压监测模块：电压监测模块通过传感器和电压采样线对用户电能表的电压实施实时监铡。并经模数电路转换为数据信息，然后将采集的电压数据发送到数据集中器内。可以监测相对地、相对相、相对零等电压，以及电压的异常波动。电压采样由于采用了光电隔离措施，能有效的避免强电串入弱电对人身安全带来的威胁，和防止设备的损坏。
控电模块：控电模块是带复式控制功能的开关组合模块，主要功能是对用户的电源实现远程控制，能根据系统操作员的指令自动切断或投入用户的电源。要求切断容量适合，并且带失电自动复位功能。
显示模块：显示模块是能显示点阵汉字的信息显示屏，可以安装在数据采集器上，它的主要功能是显示各种用电信息，如电费金额、电压信息、欠费信息、停电通知和故障信息等等。
2.4软件平台
软件部分由应用软件、数据库、硬件支撑平台组成。其中应用软件负责对系统进行日常管理操作；数据库负责采集数据的交换、引用、索引；支撑平台负责硬件部分的运行、维护。我主要在应用软件中增加了故障报警功能、信息功能、控电操作功能。
应用软件：系统管理软件已封装成标准的ActiveX控件，可以方便的与供电公司电力营销管理系统连接。
数据库：通过采用CIGS中间层可以使应用系统结构清晰，维护简单易行。CICS其全称是CustomerInformationControlSystem，即客户信息控制系统。CICS通过关系数据库从主数据库中获得资源，建立在操作系统、1SO的分布式计算环境和Encina服务上。
硬件支撑平台：硬件支撑平台采用了固化核心和远程程序下载技术，基于BIOS的硬件结构，使得软件功能的升级扩充都无需进行现场维护，可以在远程操作端自动完成。
2.5数据传输
数据传输部分主要负责建立硬件设备之间的数据链路，将采集到的数据传输、发送，并确保传输快速准确。原先的设计有PLC、485、以太网和手机无线网络。根据技术发展，我对3G技术在集中抄表系统中的应用，做了简单的介绍和预想。
电力载波：电力线载波PowerLineCarrier，简称PLC是电力系统特有的通信方式，它是利用现有电力线，通过载渡方式高速传输模拟或数字信号的技术。优点是使用电力线作为传输介质，不需要线路投资。但是缺点是由于配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以PLC只能用在同一配变的供电区域内。
RS－485：RS－485是串行数据接口标准，具有接线简单，传输距离长(最大传输距离约为1219米)的优点，但是传输速度低，只能用于抄表采集模块之间的通信。
以太网：以太网采用拓扑总线结构，具有传输速度高，连接方便，通用性强的特点。缺点是在电缆供电的小区内只能在地下电缆管线内走线，施工难度大，日常维护困难。
无线方式：主要有GPRS、CDMA两种技术，GPRS、CDMA都是无线通信网络，利用移动手机的本站发射信号。所以在构建集中抄表系统时。不必重新建设机站，也不需要中继器，组网简单，建设费用低，可以适合各种施工地形，减少网络设备的维护。
3G是英文3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。相对1G和2G主要是提升了传输速度，3G技术在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节／每秒)、384kbps(千字节／每秒)以致144kbps的传输速度。目前3c技术蓬勃发展，将来极有可能代替GPRS和CDMA成为尤线数据传输的主力，所以现在也应当对网络传输模块预留3G升级接口，一旦技术成熟就可以立即向3G过渡。超级秘书网
3集中抄表系统在电力营销管理的应用
随着人民生活水平的不断提高，人们对电力的需求已经不仅仅满足于有电用，良好的供电质量和服务水平，成为社会对供电企业的新要求。在电力营销的发展过程中，原来以用电管理为主的职能正逐渐向用电服务为主的方向过渡，供电企业为提高供电质量和服务水平，必需要有一套完善的电力营销管理系统，对用户的用电状态进行实时监测，及时掌握低压配电网的运行情况，发现异常供电和异常线损、定位电网故障，杜绝供电隐患。但是目前用电监控装置只是以低压电网中的配变和单位用户专变为监测对象，对广大的居民用电状况没有实时监测、控制的能力。
现阶段集中抄表系统的建设相当于在居民用户端与供电企业之间架设起一条信息高速公路，但这条信息高速公路设计是单向的，只能将数据信息从用户端上传至供电企业。但是通过对该系统进行设计改进，我们完全可以把它建设成双向传输的信息高速公路，利用这条数据链路来实现双向的信息交换，从而为居民用户提供丰富的用电服务。对集中抄表系统的设计改进主要通过增加硬件组合模块和软件分析操作模块，使其能实现以下几种功能：
自动分辨故障类型，发生缺相、接地、缺零、电表烧坏等故障时。弹出报修信息，自动生成报修单。
自动控制用户欠费，对欠费用户远程操作停电，发送欠费通知信息。
自动停电通知，告知用户最新的用电信息。
电力系统论文篇4
1.电网稳态模型及潮流数据的形成发电机、变压器、电力线路和负荷的稳态模型，以及电网稳态等值电路的建立方法是“稳态”课程的一项基本教学内容，其中，应用等值变压器模型（即变压器的Π型等值电路）建立全网等值电路是难点。MATPOWER通过数据文件输入潮流计算所需的基础电网数据，其中，线路和变压器参数以标幺值和非标准变比的形式输入。题目1要求学生以MATPOWER自带的IEEE9节点系统（即文件case9.m）为例，学习和体会潮流基础数据的构成和输入方式；在此基础上，要求学生应用元件等值电路的相关知识，建立给定网络的标幺值等值电路，确定电网中各节点的类型，并按照MATPOWER的数据格式形成输入数据文件。此外，还可以鼓励学生在MATLAB环境下，编写元件实际参数（如架空线路原始参数和变压器铭牌参数）向标幺参数转换的程序，以及自动生成MATPOWER输入数据文件的程序。
2.复杂电网的潮流计算和分析潮流计算是“稳态”课程的核心内容，包括简单电网的手算方法和复杂电网的计算机计算方法两部分，其中，复杂电网的潮流计算是难点。题目2的基本任务是要求学生学习和应用MATPOWER的runpf函数计算给定电网的潮流分布，从中体会潮流计算的初值设置、迭代和收敛；根据潮流计算结果分析支路和全网的功率平衡关系，分析输电网中“有功功率–相角”和“无功功率–电压”的耦合关系，还可以进一步通过改变环网中支路的参数来仿真分析环网中潮流的分布规律。由于MATPOWER支持Newton法、快速解耦法（XB型和BX型）以及Gauss-Seidel法等四种潮流算法（通过mpoption函数可以进行算法设置），而受学时限制，课堂上只讲解Newton法的基本原理和步骤。因此，题目2可以进一步要求学生以不同潮流算法计算较大规模系统（如MATPOWER提供的IEEE300节点系统或者波兰实际电网的3375节点系统）的潮流，从而对比分析各种潮流算法的计算结果、迭代次数、计算时间和收敛性。题目2也鼓励学生尝试编制基于MATLAB的Newton法潮流计算程序，并与MATPOWER的潮流程序进行对比分析。由于MATPOWER的程序设计中充分体现了MATLAB矩阵运算的思想，在节点导纳矩阵和Jacobian矩阵的形成部分都采用了非常巧妙和简洁的矩阵运算，为学生提供了非常好的MATLAB程序设计的学习范本。此外，MATPOWER并不提供辐射型网络的“前推回代”潮流计算方法，而“前推回代法”是手算方法的基础，也一直是课堂教学和考核的一项重要内容。因此，题目2也可以鼓励学生编程实现“前推回代”潮流计算，并引导学生思考输电网和配电网在潮流计算方法上的区别及其原因。
3.无功/电压控制的仿真与分析“有功功率与频率调整”和“无功功率与电压调整”是电力系统稳态控制的两项重要内容。MATPOWER并不直接支持对有功频率调整的仿真（参见下文题目6），但支持对复杂电网进行调压计算和分析。关于“无功功率与电压调整”，课堂教学的重点是无功电源的特性和几种主要的调压措施，并基本上是以简单辐射型网络为例讲解调压措施的原理及其效果，此外，教材上“变比选取与校核”，“电容和变压器组合调压”等内容还存在与工程实际脱节的问题。因此，设计题目3的主要目的就是让学生在实际复杂电网的背景下，对课堂上所学调压措施的实施方式和效果进行仿真分析，帮助学生树立“无功分区平衡和就地控制”的基本概念。题目3的基本任务是给定一个多区域、多电压等级的算例系统，要求学生首先通过潮流计算和电压要求，确定系统存在电压问题的区域；然后根据算例给出的条件，确定可能采取的调压措施，并至少给出一种满足电压要求的调压方案。题目3同样鼓励学生从无功电源和调节手段两个方面去尝试分析算例系统产生电压问题的根源，思考多种调压措施的综合应用，并引导学生从有功损耗、电压分区控制效果、无功电源的容量约束及变压器的档位约束等方面去体会和分析各种调压措施的效果，以及各种调压方案的优劣。
4.电网静态安全分析的实践静态安全分析是电网规划和调度的一种重要手段，虽然属于电网静态分析或稳态分析的范畴，但并不是“稳态”课程的教学内容。题目4的目的是让学生自学电网“静态安全”的内容以及判断标准，学习通过修改MATPOWER输入文件或设置元件状态参数（如支路的BR_STATUS参数）来模拟元件开断（甚至电网解列），并通过潮流计算结果对电网的静态安全进行评估。进一步，可以鼓励学生尝试通过循环调用runpf函数，来编程实现电网的“N-1”校验。当然，也可以引导一些学有余力的学生学习直流潮流模型和相应的MATPOWER函数（rundcpf），并应用于电网的静态安全分析。
5.静态电压稳定性的仿真与静态安全分析一样，静态电压稳定性同样不是“稳态”课程的教学内容，但也属于电网静态分析的范畴。题目5也与题目4一样，是具有一定自学性质的题目，要求学生自学电网静态电压稳定性的物理概念，尝试基于MATPOWER的潮流计算功能，通过不断增加节点负荷来获取节点的PV及QV曲线，甚至模拟出电压静态失稳的现象。MATPOWER提供用于静态电压稳定性分析的连续潮流法程序（runcdf），因此也可以鼓励有兴趣的同学进一步深入了解和学习连续潮流模型及其在静态电压稳定性分析中的应用。
6.考虑负荷和机组静态调节特性的潮流程序设计“稳态”课程中“负荷模型”的章节会涉及负荷的静态电压/频率特性，而“有功功率和频率调节”的章节要讲解机组及负荷的频率调节特性、频率调节原理及其基本计算。然而，如前所述，MATPOWER并不能直接用于有功频率调节的仿真，也只能部分考虑负荷的静态电压特性（仅支持恒功率和恒阻抗负荷模型）。题目6要求学生将负荷的静态电压特性纳入潮流方程，推导相应的Jacobian矩阵，并尝试通过修改runpf中的部分代码，编程实现考虑负荷静态电压特性的潮流计算。进一步，可以鼓励学生思考和研究如何在常规潮流模型中考虑机组和负荷的频率特性。该课题需要打破常规潮流模型中节点分类（PQ、PV和平衡节点）的概念，并将系统频率和节点电压一并作为潮流方程的状态变量，因此，程序编制要求对runpf的代码进行大幅改动，有较大难度。但是，若能实现该程序的编制，则可将其用于电网有功频率调节的仿真分析，促进学生进一步理解频率调节和电压调节的区别。因此，该课题也是值得一试的一个选题。
7.其它选题除了上述6个题目以外，还可以考虑结合MATPOWER的run_se函数和runopf函数，引导学生了解和学习电力系统状态估计和最优潮流的相关内容，而这两项内容都是“稳态”课程的选修内容。此外，随着新能源的发展，风电和光伏电源的随机性及其对电网的影响也成为一个有意思的问题，而基于MATPOWER来实现随机潮流的蒙特卡罗模拟是比较容易的。因此，也可以考虑将学生引入随机潮流的研究领域，拓展学生的视野，激发学生对新事物和新问题的兴趣和思考。
电力系统论文篇5
电力系统不同于其他系统的运行，尤其是顺利实现其信息的综合传输不可避免的需要解决诸多潜在的问题，尤其是信息业务综合传输过程中存在的流量冲突问题，特别需要注意的是不仅要保证实时信息业务的服务质量，同时也不可忽视各类非实时信息服务质量，这些非实时信息也是传输过程中重要的组成部分。实现基于IP技术和区分服务体系结构模型的网络通信模式的关键技术包括队列调度法，本文主要对队列调度算法进行深入讨论，使其在对电力系统信息综合传输的服务质量问题进行解决时能够发挥出关键的作用。WFQ算法的分组服务顺序与GPS模型有很大差异，它是一种模拟通用处理器共享模型的队列调度算法，本文在WFQ算法基础上提出了WF2Q+算法，并通过将“虚拟延迟时间”引入WF2Q+算法解决了该算法在推迟传输高优先级信息业务分组的问题，进而提出了提出以基于IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型实现电力系统信息综合传输。
2.1WF2Q+算法介绍及分析WF2Q+算法是一种基于GPS模型的分组公平队列调度算法。在实际的信息业务传输过程中，分组到达各列队头部的时间会存在一定的微小差别，致使根据GPS模型得到的各队列头部分组服务顺序也出现微小差别，从而也会影响到WF2Q+调度器先为高优先级队列内分组提供服务，还是为低优先级队列提供服务。观察图1我们可以发现，优先级较高的信息业务在电力系统分组传输过程中不能保证其实时性，关键在于优先级较高的信息业务分组到达时间较晚，从而使得优先级较低的信息业务“捷足先登”，到达时间稍快，影响了电力系统高优先级信息业务分组传输的实时性。
2.2改进的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述问题，为了保证电力系统信息综合传输中高优先级信息业务分组的实时性，本文采用了PQ调度算法，并用PQ算法原理对WF2Q+算法进行改进，按照这种方式获得的算法非常有可能将高优先级分组推迟传输问题轻而易举地解决，同时也能保持良好的公平性。具体操作如下：将优先级最高队列中传输个分组所需时间的倍定义为队列的“虚拟延迟时间。IWF2Q+算法与WF2Q+算法都采用SEFF分组选择策略，此时，不得大于系统虚拟时间，并且越小的队列中的分组越优先获得调度器的服务，通过这种方式高优先级队列中所转发分组的延时得到了降低。
3仿真分析
本文首先仿真对比电网发生故障时WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下IEEE14母线系统各变电站与控制中心站之间变换信息时4类信息业务分组的平均延时，结果如图2所示。观察图2可知，WF2Q+算法与WFQ算法在保证信息业务实时性方面的性能不相上下，而WF2Q+算法推迟传输高优先级信息业务分组的问题可通过IWF2Q+算法解决，并且能够减小高优先级信息业务分组延时，同时也会导致低优先级信息业务分组延时变大。其次仿真对比电网发生故障时PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下得到的系统中各变电站与控制中心站之间传输四类信息业务的平均服务速率，如图3所示。该结果说明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型能够较好地协调不同优先级信息业务获得的服务效率，达到了各类信息业务传输的公平性，且性能相当。
电力系统论文篇6
2.1教材选用目的更加明确
教材是高校实施培养计划的重要介质，直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验，选用更具有方向性与实践性的教材，提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势，其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的，可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）被广泛应用到电力系统中，目前国内应用的PLC有西门子（SIEMENS）公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场，西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时，应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材，教学内容更接近电力系统工作实践，使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。
2.2培养学生更具有方向性
现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言，从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容，熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识，这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业，是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜，实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作，电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文，例如对发电厂而言，每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等，特别是实行工作票制度后，每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言，必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。
2.3将工作经验融入教学
将宝贵的工作经历融于课堂教学，可极大地丰富教学内容，提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时，结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验，使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时，以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例，将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来，以培养更适合企业要求的应用型人才。
2.4将企业中应用的前沿技术带进课堂
随着数字化电站、智能电网的建设，大型发电机组实现并网发电，状态检测技术投入使用，开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异，设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂，在丰富教学内容的同时，增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作，巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作，水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂，有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势，积极地规划自己的职业发展方向。
电力系统论文篇7
1.2信息安全管理有待加强
变电站电力系统对可靠性和安全性的要求很高，在生产控制环节要采取一些冗余、防变电站电力系统信息安全问题研究文/姚宇青随着电力行业网络基础设施的不断完善，信息化水平的不断提高，电力系统在信息共享方面基本上实现了互连，提高了运行效率，与此同时也存在着严重的信息安全问题。本文从变电站电力系统信息安全的实际出发，结合电力信息系统安全技术的特点以及安全管理的要求，对当前电力系统信息安全存在的问题进行了分析和探讨，并提出了相应的解决措施，以期能够实现变电站电力系统的安全运行。摘要电磁干扰的措施，但是各种通信链条上的信息仍不免被窃收、篡改、冒充等，这类网络威胁严重影响了电力系统生产信息的真实性和完整性，系统在调试和维护过程中也面临着一定的安全威胁，出于政治或商业目的的代码植入也会影响系统的安全运行，这主要与行政管理方面的开放有一定关系，与生产控制相比，行政管理方面的信息安全重要等级更低。现阶段，变电站电力系统还没有形成一套比较完善的信息安全管理规范，无法对电力系统信息安全进行有效管控。
1.3来自外部的安全攻击越来越多
电力系统从局域网过渡到广域网后，来自外部的安全攻击越来越多，当前国内外各国电力系统普遍面临着这一问题。美国已经将电力系统列入未来网络战攻击的重要目标，美国总统奥巴马刚一上任就批准了一项有关电力系统信息安全的研究计划。国内近年来也加强了对这一课题的研究。可以预见的是，电力系统今后面对来自国际互联网上的安全攻击会越来越多，信息安全防护的形势也越来越严峻。
2提高变电站电力系统信息安全的相关措施
2.1完善信息安全体系，加强信息安全管理
结合国际电力行业信息安全技术的发展情况以及国内信息安全技术的应用情况，根据变电站自身特点，完善信息安全体系，将有关信息安全的各项标准、制度和规范纳入体系的总体框架中，指导相关工作。运用先进的信息安全应用技术，评估电力系统运行管理的风险，确定系统的安全等级并对此进行有效控制，确保系统信息的安全。信息安全技术主要有信息加密技术、信息确认技术、网络控制技术、数据备份和恢复技术、防病毒和防攻击技术等。
2.2建立数据备份中心，确保系统信息安全
电力系统的业务数据有时会因操作失误而丢失，通过数据备份就可以及时恢复已丢失的数据，因此，建立数据备份中心能够有效确保系统信息的安全。通过专业的存储软件，配备相应的储存设备，对整个网络的数据备份进行统一管理，各变电站可根据自身实际情况制定符合自身需要的备份策略，保证电力系统的信息安全，即便出现操作失误，也可以在短时间内及时恢复信息服务。
2.3建立安全监控中心，防范外部恶意攻击
系统配置和运行管理存在缺陷，会降低系统的抗干扰能力，致使系统遭受病毒攻击，造成信息丢失。建立安全监控中心，通过对黑客攻击的模拟来不断测试系统的安全性，对发展的漏洞进行及时修补，从而有效防范外部恶意攻击。信息安全监控中心主要借助网络扫描器对网络数据流进行实时扫描，对发现的未授权访问以及违规操作及时做出自动截断、报警等反映，消除各类隐患。变电站加强信息安全监控工作，使之进入规范化管理和程序化运作，对广域网进行实时监控，就能够将威胁降到最低，有效保证系统的信息安全。
电力系统论文篇8
一、电力企业安全文化状况需要评估
谈及安全文化，人们的普遍态度是比较抽象，甚至空泛。这也恰恰反衬了某些生产人员安全文化意识的淡漠，凸现了安全文化建设的紧迫性。国家首批注册安全工程师、安全专家徐德蜀先生曾强调说安全文化教育是提高全民的安全文化素质的最深刻、最根本的方法和途径；国家安全生产监督管理局也在2002年发出倡导:安全文化建设是预防企业事故的基础性工程，对保障安全生产具有战略性意义。电力企业安全文化的定义和内容可以表述为:以创造一个安全、舒适、高效的人文环境和生产条件为目标，以“以人为本”的理念为指导，以已有的安全生产经验为基础，以被激发出来的职工的内在潜能为动力，以系统工程思想为整合方法，使企业变为一个有扎实安全基础因而有市场竞争力的实体，这是一个系统工程，由此而积累和创造的安全精神财富和安全物质财富就是电力企业安全文化。电力企业安全文化的作用如下。a1导向作用。是指正确的安全生产的指导思想和健康的精神气氛。b1激励作用。人们越能认识安全生产的行为的意义，就越能产生安全生产的行为的推动力。c1凝聚作用。积极向上的安全生产的价值观，信念和行为准则使员工的安全行为更加自觉。d1协调作用。企业与员工、领导与员工、员工之间的利益融为一体，员工的需要与企业的安全生产目标一致，部门之间相互协调。电力企业安全文化的主体平台由安全知识、安全信仰、安全行为三大支柱构建支撑而成，缺一不可。根据马斯洛的需求层次理论，再结合这三大支柱的实现程度，电力企业的安全文化发展可分为三个阶段:要我安全(被动约束)我要安全(主动管理)我会安全(自律完善)。通过这一过程的完成，员工在电力生产过程中，不仅会产生对生产对象的认识和情感，而且还能意识到生产对象和生产过程中自我的安全，从而主动地对不安全因素进行改造，表现出一系列的安全行为，最终达到我能安全。当前，比较系统的电力企业安全文化建设才刚刚起步，更是没有形成一套科学的明确的评价方法。对电力企业的安全文化状况进行全面客观地评估，就能从整体上把握电力企业的安全文化建设状况，了解其处于安全文化发展的哪个阶段，把握住企业安全文化建设进行的广度和深度。然后，就可以对电力企业目前的安全文化建设方案采取相对应的改进措施，促进电力企业安全文化的进一步持久发展，提高电力企业的安全文化发展水平和生产效率，达到和谐、稳定、发展。
二、电力企业安全文化的评估方法
电力企业的安全文化评估是电力安全文化建设的一个重要环节。对安全文化进行评估又不等同于一般的安全性评估，现有的安全评估多是从生产设备、作业环境、安全管理三个领域进行，还没有更广地涉及到安全文化的领域。进行电力安全文化评估必须要遵循科学性、实际性和全面性的原则。安全文化内涵丰富，它的基本要素包括安全生产价值观、安全生产信念、安全生产行为准则、安全生产行为方式、安全生产物质表现、安全生产形象等，进而还可以再细分解成众多的构成部分。根据电力安全文化的特点，本文从安全意识、安全价值观、安全行为、安全现状四个方面出发，对某大型电力企业下属的9个不同电厂进行了问卷调查作为评估的取样，问卷设计过程采用专家谈话法，将安全文化的四个方面又更深入地分解成为500个小方面，做到了层层分解、细致分解、完全分解。进行安全文化评估可采用的方法有以下几种。a1目标管理法。确定安全文化建设所要达到的目标，对照目标对安全文化建设效果进行评价，看是否达到或在何种程度上达到了预期的目标。b1“知行”统一法。既看员工在安全意识和安全技能上了解的知识状况，又看其在安全实践中的行为表现。c1过程分析法。把安全文化建设的效果放在一个发展的过程中来考察，从发展的趋势、长远的时效来看待效果。d1比较鉴别法。通过比较对照来考察企业安全文化建设的效果。纵向的比较就是把同一对象在参加某项安全建设活动前后的情况加以对比，横向的比较就是在不同的主体间进行比较。e1个体评价和群体评价法。对安全文化建设在个体和群体中产生的效应分别作出评价和估量。f1单项评价和综合评价法。安全文化建设的诸多效果之间既有独立性又相互联系。以上对电力企业的安全文化评估方法均行之有效，但考虑到安全文化的内容丰富，评估结果和评价元素之间存在复杂的非线性关系，上述评估方法在实际操作中有的过于简单，考虑不够全面，致使各评价指标欠缺准确性，有的稍显主观，客观性不足，作出的评估结论不够科学；有的不具有明显的可比性，不能形成明确的概念；有的过于复杂，不便于操作，难以广泛推广。
三、人工神经网络原理
电力安全文化的丰富内涵和评价元素的多样性决定了这一评价系统会是一个复杂的非线性系统，评价起来不易实现。近年来迅速发展起来的人工神经网络(Artifi2cialNeuralNetwork，ANN)具有学习功能、联想记忆功能、非线性分布式并行信息处理功能，具有很强的非线性逼近能力，为电力企业安全文化评估系统的实现提供了新的思路和方法。人工神经网络是由大量处理单元广泛互连而成的网络，是对人脑的抽象、简化和模拟，反映人脑的基本特征，是根植于神经科学、数学、统计学、物理学、计算机科学及工程等学科的一种技术。BP网络(BackPropagationNetwork，BPNet2work)是神经网络的重要模型之一，由于其克服了简单感知器所不能解决的XOR等问题而得到了广泛应用。本评估系统采用的是三层BP网络(输入层、隐层、输出层)。激发函数采用非线性连续可导的Sigmoid函数:f(x)=11+e-x假设共有k个输入样本，每个样本的网络期望输出和实际输出的偏差为Ek=∑q(ykt-ckt)2/2式中:ykt为期望输出，ckt为实际输出。输入层和隐层之间权值为wij，隐层和输出层之间的权值为vjt，BP算法中权值的修正量与误差对权值的偏微分成正比:Δvjt=α9Ek9vjtΔwij=β9Ek9wij展开可得:Δvjt=αdktbkjΔwij=βekjαki其中:bkj=f(skj)skj=∑ni=1wijαki+ojdkt=(ykt-ckt)ckt(1-ckt)ckt=f(lkt)lkt=∑pj=1vjtbkj+rtekj=(∑qt=1dkjvjt)bkj(1-bkj)式中:αki是各输入样本，oj是隐层各神经元的阈值，rt是输出层各神经元的阈值。同理，可推导出阈值的修正量:Δrt=αdkt，Δoj=βekjk个输入样本的全局误差为E=∑mk=1Ek当全局误差满足给定的精度要求E<ε时，学习过程结束。基于此BP算法，在VisualBasic610平台上研制开发了电力企业安全文化评价系统，其中BP算法的流程。
四、网络训练需要考虑的问题
411评价指标的确立将安全文化的评估内容划分为安全意识、安全价值观、安全行为、安全现状四大方面，其下又分解为500个小的组成元素，这些小元素即为调查问卷的答案选项。取9个电厂中的6个作为训练样本，3个作为待检测样本。将6个电厂的员工对这些选项所做的答案作为BP网络的输入元素进行评测训练。为此，将员工对这500个备选选项的答案全部统计成百分比的形式，实现了评测指标的标准化。412网络结构的设定基于确立的评价指标，设定BP网络的输入节点为500个。因为三层的神经网络可以任意精度地逼近任意的连续函数，所以评价系统只采用了一个隐层，经过多次实验网络的收敛情况，设定隐层的节点数为14个。输出节点设定了3个，输出范围分别在0和1之间。BP网络的各个初始权值和初始阈值随机确定，学习速率取为016，网络的全局误差设定为0101。413学习过程中系统的调整为了能更精确地计算梯度向量，使误差收敛条件简单化，输入样本时可以采取批处理方式，让组成一个训练周期的全部样本都输入给网络之后，再用总的平均误差作为目标函数来调整权值和阈值。
五、训练过程及结果
电力系统论文篇9
一、模糊控制
模糊方法使控制十分简单而易于掌握，所以在家用电器中也显示出优越性。建立模型来实现控制是现代比较先进的方法，但建立常规的数学模型，有时十分困难，而建立模糊关系模型十分简易，实践证明它有巨大的优越性。模糊控制理论的应用非常广泛。例如我们日常所用的电热炉、电风扇等电器。这里介绍斯洛文尼亚学者用模糊逻辑控制器改进常规恒温器的例子。电热炉一般用恒温器（thermostat）来保持几挡温度，以供烹饪者选用，如60，80，100，140℃。斯洛文尼亚现有的恒温器在100℃以下的灵敏度为±7℃，即控制器对±7℃以内的温度变化不反应；在100℃以上，灵敏度为±15℃。因此在实际应用中，有两个问题：①冷态启动时有一个越过恒温值的跃升现象；②在恒温应用中有围绕恒温摆动振荡的问题。改用模糊控制器后，这些现象基本上都没有了。模糊控制的方法很简单，输入量为温度及温度变化两个语言变量。每个语言的论域用5组语言变量互相跨接来描述。因此输出量可以用一张二维的查询表来表示，即5×5=25条规则，每条规则为一个输出量，即控制量。应用这样一个简单的模糊控制器后，冷态加热时跃升超过恒温值的现象消失了，热态中围绕恒温值的摆动也没有了，还得到了节电的效果。在热态控制保持100℃的情况下，33min内，若用恒温器则耗电0.1530kW·h，若用模糊逻辑控制，则耗电0.1285kW·h，节电约16.3%，是一个不小的数目。在冷态加热情况下，若用恒温器加热，则能很快到达100℃，只耗电0.2144kW·h，若用模糊逻辑控制，达到100℃时需耗电0.2425kW·h。但恒温器振荡稳定到100℃的过程，耗电0.1719kW·h，而模糊逻辑控制略有微小的摆动，达到稳定值只耗电0.083kW·h。总计达100℃恒温的耗电量，恒温器需用0.3863kW·h，模糊逻辑控制需用0.3555kW·h，节电约15.7%。
二、神经网络控制
人工神经网络从1943年出现，经历了六、七十年代的研究低潮发展到现在，在模型结构、学习算法等方面取得了大量的研究成果。神经网络之所以受到人们的普遍关注，是由于它具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上，根据一定的学习算法调节权值，使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。目前神经网络理论研究主要集中在神经网络模型及结构的研究、神经网络学习算法的研究、神经网络的硬件实现问题等。
三、专家系统控制
专家系统在电力系统中的应用范围很广，包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识，提供紧急处理，系统恢复控制，非常慢的状态转换分析，切负荷，系统规划，电压无功控制，故障点的隔离，配电系统自动化，调度员培训，电力系统的短期负荷预报，静态与动态安全分析，以及先进的人机接口等方面。虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用，但仍存在一定的局限性，如难以模仿电力专家的创造性；只采用了浅层知识而缺乏功能理解的深层适应；缺乏有效的学习机构，对付新情况的能力有限；知识库的验证困难；对复杂的问题缺少好的分析和组织工具等。因此，在开发专家系统方面应注意专家系统的代价/效益分析方法问题，专家系统软件的有效性和试验问题，知识获取问题，专家系统与其他常规计算工具相结合等问题。
四、线性最优控制
最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分，也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多，最成熟的一个分支。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题，取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。目前最优励磁控制的控制效果。另外，最优控制理论在水轮发电机制动电阻的最优时间控制方面也获得了成功的应用。电力系统线性最优控制器目前已在电力生产中获得了广泛的应用，发挥着重要的作用。但应当指出，由于这种控制器是针对电力系统的局部线性化模型来设计的，在强非线性的电力系统中对大干扰的控制效果不理想。
五、综合智能系统
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本文首先综述了电力系统安全稳定控制的研究现状，从控制理论及控制措施(装置)两方面概述了国内外的主要研究成果。最后简要介绍了安全稳定控制技术的发展趋势。
电力系统暂态能量函数直接法经过多年的研究，近来已取得重大进展，成为时域分析的重要辅助方法。本文第二章对暂态能量函数的基本理论和方法作了介绍，重点探讨了EEAC法及其在稳定切机控制中的应用。进一步的实用化还需要大量的工作。
多机系统频率动态过程是低频减载方案设计的重要依据，本文在原有线性化扰动模型基础之上，增加了发电机和负荷频率调节效应的影响，并进行了系统仿真研究。同时根据多机模型特点及仿真结果提出了一种基于多机系统的低频减载设计和整定新方案，与传统方案相比，该方案提高了低频减载性能及系统运行方式的适应性。
作为方案的一种实现，本文作者作为主要研制者之一研制开发了新一代微机智能型低频低压减载装置。第四章详细介绍了装置改进的软件测频算法，按功率定值减载的实现方法，软、硬件结构等关键技术措施。最后给出了装置的动模实验结果。
关键词：安全稳定控制低频低压减载暂态能量函数切机控制
EEAC频率动态过程频率仿真按功率减载测频算法
Abstract
Powersystemstabilitycontrol,onwhichextensiveattentionhasbeenpaid,isan
importantmeasuretosafeguardareliablepowersystem.Withthequickdevelopment
ofpowersystem,lotsofmorecomplicatedsecurityandstabilityproblemsareemerged.
Thesaferunningofpowersystemrequireseagerlytheresearchanduseofthelatest
technologyofcomputer,communication,electronicsandmoderncontroltheorytodevelop
andmanufacturestabilitycontrolsystemandautomaticallysafetycontrolequipment.
Inthispaper,stabilitycontrolofpowersystemisfocused.Newideaswhich
arethebasisofdeeperresearcharedevelopedonthebasisofextensiveresourceon
relatedfieldintheprocessofresearchinganewintelligentstyleunderfrequencyand
undervoltageloadsheddingequipment.
Thelatestresearchofpowersystemstabilitycontrolisreviewedfirstlyinthispaper.
Then,themainachievementsatcontroltheoryandcontrolequipmentareintroduced.At
theend,thetendencyofsafetyandstabilitycontroltechnologyisintroduced.
Afteryearsofresearch,directmethodusingtransientenergyfunctionofpowersystem
hasgottenimportantdevelopment,andhasbecomethemainmethodoftime-fiendanalysis.Inchapter2,basictheoriesofTEFmethodareintroduced,andtheEEAC
methodanditsapplicationinstabilitygeneratortrippingcontrolarediscussedcarefully.
Alotofworkstillneedtobedoneinordertomakepracticalachievement.
Thefrequencytransientprocessofmulti-generatorsystemistheimportantbasisofunderfrequencyloadsheddingschemedesign.
Inthispaper,theeffectsoffrequencyregulationofgeneratorandloadareincludedon
thebasisoflineardisturbancemodel,andsystemdigitalsimulationresearchisincluded
too.Accordingtothecharacteristicsofmulti-generatormodelandresultsofsystemdigitalsimulationresearch,anewdesignandset
schemeofunderfrequencyloadsheddingequipmentonthebasisofmulti-pared withconventionalscheme,
thisschemeadvancedthecharacteristicsofunderfrequencyloadsheddingequipment
anditsadaptivelytopowersystemrunningstyle.
Asawaytoactualizethisscheme,anewintelligentstyleunderfrequencyand
Undervoltageloadsheddingequipmentonthebasisofmicrocomputerisdevelopedin
thispaper.Inchapter4,theimprovedalgorithmoffrequencymeasurement,themethod
ofloadsheddingaccordingtopower,andthekeytechnologyofsoftwareandhardware
structureareintroducedindetail.Attheend,thephysicalsimulationresultsofthis
equipmentarelisted.
KEYWORDS:
powersystemstabilitycontrolunder-frequencyandunder-voltageloadshedding
transientenergyfunctionextendedequalareacriterion
generatortrippingfrequencydynamicalprocess
loadsheddingaccordingtopowerfrequencysimulationAlgorithm
目录
摘要
ABSTRACT
第一章绪论(1)
§1-1引言(1)
§1-2安全稳定控制研究现状(2)
§1-3论文的主要工作和章节安排(7)
第二章暂态能量函数与切机稳定控制(8)
§2-1多机系统的经典模型和暂态能量函数(8)
§2-2直接法的假设和扩展等面积定则(9)
§2-3切机模型及其实用判据(12)
第三章多机系统频率动态特性及低频减载的整定(15)
§3-1传统的单机模型及整定(15)
§3-2多机系统频率动态过程的数学模型(16)
§3-3多机系统频率动态过程的仿真计算(20)
§3-4低频减载设计方案新探讨(24)
第四章智能式微机低频低压减载装置的研究(26)
§4-1大电网频率电压紧急控制的新特点及新要求(26)
§4-2基于富氏滤波测频算法的改进研究(27)
§4-3智能式低频低压减载装置的设计原理(31)
§4-4装置动模试验报告(39)
第五章全文总结(43)
电力系统论文篇11
论文摘要：电力营销系统的信息化建设和应用，是电力营销系统创新发展的重要支持手段。分析应用营销管理信息系统的现状，提出营销管理信息系统设计建设应该遵循的原则与开发建设。 论文关键词：营销系统 设计原则 开发建设 一、应用营销管理信息系统的现状 影响电力营销管理信息系统开发应用的原因主要有以下两个方面：（1）通道问题是导致各供电营业所单机独立运行的主要原因。由于各供电营业所地理位置分布较广，在全区范围内铺设光缆到各供电营业所，成本和维护费用太大，而传统的电话拨号连接又不能满足信息系统的带宽要求。目前计算机的应用虽然越来越普及，但在地域上分布非常不均，一般也只是在城市或相对较大的城镇，而供电营业所广泛分布在小城镇，对计算机的认识水平还比较低，特别是当机器出现故障时无法及时处理。 随着全社会通讯网络建设的飞速发展，电信、网通、广电的基础通讯设施已经相当完善，网络的连接可以解决由于操作人员应用计算机水平低引起的系统维护难的问题。在应用工作站安装远程控制软件，通过远程控制可以维护一些简单计算机操作的问题。操作员可以运用本地自动更新模块来自动更新维护；信息系统数据库集中存放，这样系统管理员只需维护数据库就可以了，而操作员只要客户端网络通畅，应用系统就没有问题。 二、系统设计原则 （一）开放的系统设计。设计时，应充分考虑到电力企业资源的统一规划，可以与其他相关的开放的生产管理系统、人力资源系统、财务系统、办公系统、设备管理系统等的无缝连接。 （二）灵活性。不同的供电企业或同一供电企业的不同时期，其业务处理过程、方式可能有非常大的不同。我们的目标就是适应电力企业快速转型需要，根据企业的生产、经营、销售情况迅速制定不同的企业解决方案。 （三）先进的技术。建议采用当前流行的企业信息系统解决方案设计与软件设计思想，充分利用先进的信息技术与网络技术，进行分布式、模块化的组件开发，可提供各种专业接口，为系统问的互联和系统的扩展提供强大的技术支撑。 （四）安全性。通过客户权限管理、用户加密、数据备份、分布式应用服务以及系统出错处理等各种方法来保证系统的数据与网络安全性。其中用户权限设置应将系统用户的工作权 限定义到具体功能，保证数据的访问与处理安全性。应用服务通过负载平衡算法保证系统的安全与稳定运行。 三、营销管理信息系统的开发建设 （一）系统功能划分。根据营销系统各项业务要求，系统功能可划分为：用电营销管理信息系统（包括核心业务模块、管理功能模块）和与其它系统的接口两部分，核心业务模块包括业扩管理、抄表管理、电量电费管理、收费与账务管理、计量管理、用电检查管理、系统维护管理子系统，管理功能模块是辅助决策等，系统接口包括银电联网、客服系统接口、财务系统接口、电能计量系统及各类电能采集装置的接口、OA接口、触摸屏查询等。 （二）电力营销管理信息系统。电力营销管理信息系统应有业扩报装、电费计算、档案管理、物资管理、资料管理等部分，实行数据集中管理，各供电营业所通过广电网络建立广域网实行数据共享。业扩流程纳入计算机管理并加以业扩监控，逐步达到单轨制无纸化流程。利用广电网络作为数据库通道建立供电局与各供电营业所之间的物理连接，数据库服务器放置在供电局大楼信息中心统一管理。数据库采用Oracle，系统开发工具采用Delphi。由于系统数据统
电力系统论文篇12
随着计算机技术、通讯技术、控制技术以及电力电子技术的飞速发展及其在电力系统中的应用，有关电力系统的安全稳定性分析方面出现了许多亟待探讨的问题，主要体现在以下几个方面：
（一）电力系统中的数据利用
电力系统的数据包括数字仿真数据及系统中各种装置所采集的实测数据，例如管理信息系统、地理信息系统以及各种仿真软件仿真生成的数据。然而工程技术人员通过这些数据所获取的信息量仅仅是全体数据所包含信息量的极少一部分，隐藏在这些数据之后的极有价值的信息是电力系统各种失稳模式、发展规律及内在的联系，对电网调度人员来说，这些信息具有极其重要的参考价值。
（二）电力系统安全稳定性的定量显示
随着电力市场的形成和发展，系统将运行在其临界状态附近，此时安全裕度变小，调度人员也面临着越来越严峻的挑战。为此，我们要深入了解在新的市场环境下电力系统全局安全稳定性的本质，找出电力系统各种失稳模式、内在本质及对其发展趋势的预测，同时，我们还需要使用浅显易懂的信息来定量估计系统动态安全水平，估计各种参变量的稳定极限，同时使用更多的高维可视化技术，对电力系统安全稳定的演化过程进行可视化和动态分析、模拟。为调度人员创造一个动态的、可视化的、交互的环境来处理、分析电力系统的安全稳定问题。
（三）电力系统安全稳定性的评价及控制
由于电力系统的扰动类型极其复杂多样，无法完全预测，调度人员需要更多的专家、更有价值的信息来预测及采取必要的控制措施来保证电力系统的安全稳定运行。这就对安全稳定评估算法的实时性、准确性及智能性提出了挑战。
二、提高电力系统运行的安全稳定性的对策研究
为解决上述问题，工程技术人员需要掌握系统可能运行空间所蕴含的规律，并使用不断积累的实测数据直接对系统的安全稳定性进行分析，在这种情况下，单凭人力已无法完成这种数据分析任务，为此，研究新的智能数据分析方法，更多地用计算机代替人去完成繁琐的计算及推导工作，对提高系统运行的安全稳定性具有重要的意义。
（一）运用数据仓库技术有效利用电力系统中的大量数据
数据仓库是一种面向主题的、集成的、不可更新的、随时间不断变化的数据集合。它就像信息工厂的心脏，为数据集市提供输入数据，数据挖掘等探索。
数据仓库具有如下四个重要的特点：（1）面向主题：主题是在一个较高层次上将数据进行综合、归类并进行分析利用的抽象。面向主题的数据组织方式，就是在较高层次上对分析对象的数据的完整、一致的描述，能统一地刻画各个分析对象所涉及的各项数据，以及数据之间的关系。（2）集成的：由于各种原因，数据仓库的每个主题所对应的数据源在原有的分散数据库中通常会有许多重复和不一致的地方，而且不同联机系统的数据都和不同的应用逻辑绑定，所以数据在进入数据仓库之前必须统一和综合，这一步是数据仓库建设中最关键、最复杂的一步。（3）不可更新的：与面向应用的事务数据库需要对数据作频繁的插入、更新操作不同，数据仓库中的数据所涉及的操作主要是查询和新数据的导入，一般不进行修改操作。（4）随时间不断变化的：数据仓库系统必须不断捕捉数据库中变化的数据，并在经过统一集成后装载到数据仓库中。同时，数据仓库中的数据也有存储期限，会随时间变化不断删去旧的数据，只是其数据时限远比操作型环境的要长，操作型系统的时间期限一般是6090天，而数据仓库中数据的时间期限通常是5-10年。
（二）运用数据挖掘技术挖掘电力系统中潜在的有用信息
数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。
数据挖掘的功能和目标是从数据库中发现隐含的、有意义的知识，它主要具备以下五大功能：（1）概念描述。概念描述就是对某类对象的内涵进行描述，并概括这类对象的有关特征。概念描述分为特征性描述和区别性描述，前者描述某类对象的共同特征，后者描述不同类对象之间的区别。（2）关联分析。数据关联是数据库中存在的一类重要的可被发现的知识。若两个或多个变量的取值之间存在某种规律性，就称为关联。关联可分为简单关联、时序关联、因果关联。关联分析的目的是找出数据库中隐藏的关联网。有时并不知道数据库中数据的关联函数，即使知道也是不确定的，因此关联分析生成的规则带有可信度。（3）聚类。数据库中的记录可被化分为一系列有意义的子集，即聚类。聚类增强了人们对客观现实的认识，是概念描述和偏差分析的先决条件。聚类技术的要点是，在划分对象时不仅考虑对象之间的距离，还要求划分出的类具有某种内涵描述，从而避免了传统技术的某些片面性。（4）自动预测趋势和行为。数据挖掘技术能够自动在大型数据库中寻找预测性信息，以往需要进行大量手工分析的问题如今可以迅速直接地由数据本身得出结论。（5）偏差检测。数据库中的数据常有一些异常记录，从数据库中检测这些偏差意义重大。偏差包括很多潜在的知识，如分类中的反常实例、不满足规则的特例、观测结果与模型预测值的偏差等。
（三）运用基于风险的暂态稳定评估方法增强对电力系统安全稳定性的评价及控制
基于风险的暂态稳定评估方法首先对评估系统的暂态安全风险逐个元件进行分析，然后综合给出相应的风险值。这种评估方法不仅可以分析稳定概率性，也可以定量地分析失稳事件的严重性，即事故对系统所造成的后果。它能有效地把稳定性和经济性很好地联系在一起，给出系统暂态稳定风险的指标，并在一定程度上提高输电线路的传输极限，这将有利于增加社会效益。
电力系统论文篇13
电能作为现在人们日常生活不可缺少的能源，在使用过程中由于使用不当也会对人们的生命健康造成影响。现阶段，很多人们没有意识到电能的正确使用方法，造成了电能的浪费，严重时，会威胁到自己和家人的安全。近几年来，由于电能知识的大力传播，人们逐渐认识到了有关电能的知识，用电时出现的问题也与过去相比有了大幅度的降低。由于人们对于电能的利用量大幅度提升，这就导致了电能的运输量要求增加。因为人们用电量的突然增加，电线的传输效率在短时间内没有得到提高，这就导致了电路短路现象发生的频率，在一定程度上降低了电能的运输效率。
尤其是工业改革之后，电能成为了人们日常生活的主要能源，随着时代的发展，越来越多的科技涌现。智能化技术的发展在一定程度上推动了科技的进步，根据有关的资料显示，智能化技术在很多方面都有应用。电力技术与智能化技术的结合推动了科技的进步，更大程度的满足了人们的生活需求。
1与智能化有关的技术
我国的智能化产业发展较晚，与发达国家相比还有着很大的发展空间和发展机会，利用智能化技术可以解决人们生活上很多的难题，更高效地满足人们的日常生活需求。以下是我们对与智能化有关的技术的分析：
1.1精密加工技术
精密加工技术，顾名思义，就是提高工业项目的精准度，完善其中的不足。电能产业是一项十分要求精准度的产业，在一定的情况下，我们可以说，精密加工技术是电能产业的核心。由于我国科技水平突飞猛进，很多人们还不了解精密加工这一项技术，一般情况下，人们会认为精密加工技术只与高精尖的工程项目挂钩。其实，在各行各业，都会对这一项技术进行应用，通过最近的调查显示，很多工艺项目，由于使用了精密加工技术，项目的失误率大大的下降。有关的工作人员应该提高自身的本领，掌握精密加工技术，与时代接轨，推动我国电能产业的发展。
3.2机械设计和制造工艺
电能产业是我国基础产业之一，与很多其他的工程都有直接或者间接的联系，创新是一个国家发展的基本动力之一，在电能产业发展的同时，也应该关注创新的重要性。
2智能化技术的应用
2.1智能化技术在电力系统故障中的应用
智能化技术的发展对于电能产业的完善的作用非常大，相关的设计人员要提高有关方面的关注，不断完善相应的技术，提高人们用电的质量，为人们的生活带来保障。由于我国的教育水平得到了保障，很多人都拥有了教育的机会，这种现象使得我国的人才市场越来越丰富。与制造产业有关的人才在最近几年来数值有了很大的进步，我国制造产业的发展离不开相应人才的努力。除此之外，技术的更新也为制造业的进步提供了一定的好处。根据对有关的资料进行分析，我们可以知道技术的综合应用已经成为了现在制造业人才主要采用的方法之一。技术的综合应用可以有效地提高工作的效率，减少在工作中可能出现的失误。不同的产业需要的条件不一样，相关的工作人员应该针对自己负责的制造产业进行分析，选择适合的制造方案，应用新兴技术。智能化技术与电能产业的结合可以推动相关产业的进步，可以有效地修复电力系统中可能出现的故障。
2.2智能化技术在电力系统控制中的应用
为了促进我国电能产业的发展，首先需要培养相应的人才，建立完善的服务体系来让其得到发展的基础；同时对现有的资源进行统计和整合，向工作人员进行资料的传达，除此之外，要制定相关的战略规划，有计划的我国电能产业的发展进行推行，政府部门应该对相关的企业进行鼓励，定期的进行监管，进行资金方面的支持。智能化技术的应用可以有效地提高电能工作的效率，减少人力、物力以及财力的投入，不管是哪项技术的发展，都离不开安全监管的应用，安全是技术发展的核心。同样的，在电能发展的过程中，要加强安全监督管理，制定相应的体系。目前我国电能产业在发展的过程中还存在着一些问题，这就要求相关的工作人员要不断提高自身的技能，经过前文分析，我们不难发现，现在我国与电能产业有关的工作还有很多问题有待解决，很多故障非常常见，这也给电能的正常使用造成了一定的影响。为了尽早地完善我国电能产业的发展，相关的工作人员就要及时分析数据、监控数据，提高检查力度，这样才能不断提高电能的质量，推动我国电能产业的不断进步。
3智能化技术
我国的智能化产业发展较晚，与发达的国家相比还存着很大的发展空间，相关的工作人员要不断提高技术水平，推动智能化技术在电能产业中的应用。一下我们就智能化技术的使用展开讨论，具体的步骤分为以下几种：
3.1数据采集
“可持续发展战略”的提出以及绿色环保的理念深入人心，我国的电能行业在得到了非常快速的发展。目前，主要采用的资源管理方式是集中管理，这种管理模式不能满足现在市场的发展需求，因此，相关的工作人员要不断完善评估体系，顺应时代的发展，选择适合的评估体系，除此之外，要对电能的使用情况进行记录，提高电能使用的效率，减少能源的浪费。在对数据进行采集的过程中，要充分的考虑周围环境的情况，除此之外，现代智能化电力系统携带方便，在各种场所都可以进行使用，智能化系统的使用可以提高数据采集的精度，提高工作的效率。
3.2数据分析及故障处理
由于我国相关技术的起步较晚，在一些要求技术的操作上与其他发达国家相比还存在着一定的差距与发展空间。很多情况下，电能使用的安全性没有得到保证，这就要求相关的工作人员不断提高技术水平，减少出现失误的可能，除此之外，还要加强对技术的监督管理，提高工作人员的重视程度。智能化技术的应用可以有效地提高电能使用的效率。
4结束语
近几年来，我国的科技水平在短时间内得到了发展，经济水平有了显著的提高。目前我国电能使用还存在着一些问题，这就要求相关的工作人员要不断提高自身的技能，经过前文分析，我们不难发现，现在我国与电能产业相关的工作当中还有很多问题有待解决，很多故障非常常见。相关的工作人员要不断提高自身技能，解决可能出现的问题，推动产业的发展与进步。
参考文献：
［1］胡晓月.基于电力系统电气工程自动化的智能化应用分析［J］.山东工业技术，2016（18）：114.
［2］王明伟.基于电力系统电气工程自动化的智能化应用分析［J］.中外企业家，2015（24）：89-90.
