浅析电力系统自动化技术的现状及发展前景
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浅析电力系统自动化技术的现状及发展前景作者：刘钢
来源：《科技与企业》2012年第19期
【摘要】随着我国经济的不断发展和城市化进程的不断加快，人们的生活水平不断提高，用电需求量更是日益增长。在信息技术快速发展的条件下，自动化技术在电力系统中得到了广泛的推广和应用，满足了人们的用电需求，促进了我国经济的快速发展。本文将简单分析电力系统自动化技术的现状，然后预测其发展前景，希望能对有关人士有所帮助。
【关键词】电力系统；自动化技术；现状；前景
随着我国社会经济技术的快速发展，人们对于供电系统相应的技术要求也越来越高，以满足自身对于电量的需求。在科学技术及计算机技术迅速发展的条件下，自动化技术在电力系统中得到了积极的推广和应用，提高了供电企业的工作效率，有效提升了企业的经济效益。
一、电力系统自动化技术的应用
（一）什么是电力系统的自动化应用
电力系统经常是24小时进行不间断的工作，它同人们的生活具有十分密切的联系。因而所有可以保证电力系统能够正常运转的新技术，都值得供电企业进行大力的推广和应用，其中自动化技术特别重要。电力系统最初运用的自动化技术是对电力系统的各项数据进行监控，从而保证期安全。随着材料技术、信息技术、管理技术的不断发展，电力系统中自动化技术的应用也日益广泛。
（二）电力系统自动化技术的工作流程
1、对电力系统综合自动化来讲，基本的流程就是在制定的中心地带的某些调控中心安装一些现代化计算机，通过它们向周围进行网络系统的辐射，之后围绕相应的中心的发电厂、变电站之间对相应信息服务和反馈的部分远方监视的控制装置进行相应的设置，而且还要进行实时的监控，这样就会实现一个立体化的网络覆盖面，可以有效传输相应的指令及信息。
2、相应的中心计算机负责总体调控，相关的监控设备则负责设备操作、记录事故内容、常规操作的相关自动化和系统异常事故的自动恢复的操作、编制各种类型的报表的相关记录的处理等等。在这个基础之上，实现以控制相应的部件为中心，利用计算机之间的结合，加上控制计算机及终端硬件装置的有机结合，使用各种软件实现扩大控制范围和深化自动化程度。
3、电力系统的综合自动化采用分层控制的相应操作方式，即在调度所、控制所、发电厂、变电站等各组织的分层控制之间，遵循管辖的功能范围对控制功能进行相应的分担及综合协调，从而实现系统的合理经济性和可靠运行方面的控制系统。
电力系统自动化技术专业介绍
电力系统自动化技术专业介绍 电力系统自动化是电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班，DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便），配电自动化(DAS已经实现，尚待发展)。 电力系统自动化automation of power systems 对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。 发展过程20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右，单机容量不超过10万千瓦，电力系统自动化多限于单项自动装置，且以安全保护和过程自动调节为主。例如：电网和发电机的各种继电保护、汽轮机的危急保安器、锅炉的安全阀、汽轮机转速和发电机电压的自动调节、并网的自动同期装置等。50～60年代，电力系统规模发展到上千万千瓦，单机容量超过20万千瓦，并形成区域联网，在系统稳定、经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。系统开始装设模拟式调频装置和以离线计算为基础的经济功率分配装置，并广泛采用远动通信技术。各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70～80年代，以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时监控系统(SCADA)开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控开始得到推广。各种自动调节装置和继电保护装置中广泛采用微型计算机。
浅谈电力系统自动化
浅谈电力系统自动化 “安全、可靠、经济、优质”的电能供应是现代社会对电力事业的要求,自动化的电力系统成为现代社会的发展趋势,而且电力系统自动化技术也不断地从低级到高级,从局部到整体。本文试对电力系统自动化发展趋势及新技术的应用作简要阐述。 标签：电力系统自动化探讨 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势 陈祖耀
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势陈祖耀 发表时间：2018-07-31T10:35:09.733Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：陈祖耀[导读] 摘要：随着科学技术和经济的快速发展，电力系统自动化技术的作用越来越重要。 国网福鼎市供电公司福建宁德 355200 摘要：随着科学技术和经济的快速发展，电力系统自动化技术的作用越来越重要。电力系统自动化技术作为一项新兴技术实现了电力技术与电子信息技术的融合，对国民经济的发展起到了巨大的推动作用，对电力传输系统的发展产生了深远的影响。目前，电力系统自动化技术已渗透到电力系统的各个方面，取得了显着成效。本文介绍了电力系统自动化技术的现状，并展望了其发展趋势。 关键词：电力系统自动化；技术现状；发展趋势引言 中国目前电力严重短缺。如何采用先进的管理方法和模式实现电力系统的全行业遥控，遥测，遥调，遥信和遥控，已成为保证电力系统高效，安全，可持续运行的重要课题。就目前的发展趋势而言，电网的不断发展，电网运行管理的需求在不断变化。为确保电力生产安全有序发展，有必要进一步将电力系统的自动化控制技术应用于中国电力系统，以促进中国电力系统的健康发展。 1电力系统自动化内涵 电力系统一般由发电，输电，变电站，供电等几个环节联结起来，各控制系统有自己的联系。电力系统自动化不仅对电力供应的稳定性，安全性和可持续性起着决定性的作用，而且可以减少电力系统工人的数量，减少劳动强度，降低事故率，延长设备使用寿命，提高设备性能，电网管理和维护快捷方便。最重要的是电力系统自动化能够有效防止电力系统事故，如大面积停电等严重连锁事故，确保电力支持经济运行稳定可靠，意义长远而深远。电力系统自动化的主要特点是：电力系统是一个动态系统，具有模型不确定性和强非线性；电力系统需要高度的适应性；电力系统自动化难以控制的不确定因素多因素。电力系统自动化的困难包括：电力系统自动化中的多目标优化和多工作模式下故障条件下的稳健性；单个链路上更多的电力系统链路和控制需要该链路和其他链路的协调和配合。电力系统自动化技术应用于电力调度系统，配电网系统和变电站系统。电力调度系统自动化技术的主要应用是电荷预测，发电规划，网络拓扑分析，电力系统状态评估，暂态静态安全分析和自控发电等功能。配电系统中的有线通信促进了内部信息的交换，并提高了实时控制的性能，稳定性，效率和可靠性。变电站系统自动化技术可以收集来自电源线的实时参数，如电流，电压和电抗。通过对主控终端的分析，可以对远端供电设备进行调整，以满足客户的用电需求，保证供电质量。同时，我们可以分析电力需求的趋势，预测趋势并更好地调配电力。 2电力自动化技术的探讨分析 2.1无线技术 无线技术可以实现远程控制和管理，具有高度的信息共享，还可以减少线路的铺设。目前有很多无线技术，但由于无线信号在空间传输过程中所携带的带宽，无线信号的物理障碍，抗干扰，可扩展性和投资成本的易感性随着无线网络技术的不同而不同，因此适合的电力只有几种自动化。用户根据无线技术的环境选择适当的无线技术。目前的无线技术主要是GPRS/GSM，ZIEBB，WIMAX，WIFI和AdHoc 网络，但现在发展最快的网络是WIMAX和WIFI，因为它们在带宽和安全性方面更好，灵活性高，成本更低。 2.2信息化技术 电力信息化是电力自动化的核心，包括发电，调度自动化和管理信息自动化。配备电脑监控系统的发电厂和变电站，实现少数值班人员甚至无人值班，可以改善电厂自动化生产过程中的自动化监控系统。 2.3信息安全技术 现代人的生活离不开电力。电力是社会和经济发展的生命线。电力系统运行的安全和稳定对社会经济发展至关重要。电力系统的安全性是一个世界性的问题，目前尚未解决。尽管电力系统不太可能发生故障，但如果发生故障，将会造成巨大的经济损失和社会影响。在我国，电力系统发生重大事故。现在我们局已经试点建设智能电网，智能电网可以最大限度地减少电力系统故障的发生，减少停电造成的损失。中国经济高速发展，电力系统也迎来了前所未有的速度和发展规模，三峡电站，西电东送等一系列重大电网项目已建成并投入运行，电网安全，设备安全，电力工作者被提出更高的更新要求。 2.4传动技术 动力传动技术主要是实现变频调速，主变频器实现变频调速。变频器是节能减排的首选，已被广泛应用于电力设备和技术上也相当成熟。由于其在节能降耗方面的作用，变频器已成为电力行业改革技术的首要目标。ABB目前是该行业最大的电力自动化领导者，建立了世界上最大的变压器制造基地和绝缘子制造中心。该公司的变频器，PLC，仪器仪表等行业得到了很好的应用。 3电力系统自动化技术发展的现状 3.1自动化技术在电网调度中的应用 现代电网调度自动控制系统以计算机技术为核心，计算机技术对电力系统的实时运行信息进行监测，采集和分析，完成系统的高效运行。电网调度自动化操作通过自动控制技术的应用，实现对电网运行状态的实时监控，保证电网运行的质量和可靠性，实现电能的充足供应，使人们需求得到满足。在自动化技术应用的同时，能源损失最小化，保证了电源的经济和环保，实现了节能。 3.2自动化技术在配电网络中的应用 计算机技术在配电网自动化控制中发挥着重要作用。随着电网技术的不断发展，现代化程度和配电网络化程度越来越高，实现了配电网主站，变电站和轻轨终端三层结构，配电网发展，通信传输速度有保证，自动化系统的性能得到提高。加强系统继电保护控制，减少大面积停电现象，保证供电，提高电力系统可靠性和安全性，优化电网事故快速消除机制，科学事故应急响应机制建立，停电时间明显缩短；电力公司要加强对电力系统的控制，使电力系统的运行状况更加方便了解；正常值班模式被打破，无人值班的电厂出现，工作人员的工作效率大大提高。 3.3自动化技术在变电系统中的应用 通过计算机技术，通信技术和网络技术的应用，变电站系统实现了对二次系统的监控。通过功能设计的优化和科学综合系统的协调，可以方便地收集设备的运行信息。 4电力系统自动化技术发展的展望
PLC国内外发展现状
PLC国内外发展现状 国外对电力线通信的研究开始较早,1978年,Pico Electronics公司研发了国际通用的面向智能家居的电力线通信协议X10,成为全球第一个利用电力线控制电器设备的标准。该协议利用50Hz(或60Hz)的交流电过零点时刻进行数据传输[3],因而数据速率很慢,传输一条指令需要约Is,且只能传输有限的控制信号。但它的出现,使得电力线通信成为现实。1990年,英国联合电力公司的子公司Norweb通讯开始对电力线通信进行研宄并于1995年与加拿大的北电网络(Nortel)公司联合研发电力线通信这项新技术。在随后的两年里,这两家公司在英国曼彻斯特对20个居民用户进行了成功试验,但并未得到推广。同年10月两家公司在电力线通信的关键技术点上取得重大突破,利用其新开发的DPL(Digital Power Line)实现了 1Mbps的远程通信,从而将电力线网络变成了信息的高速公路[4],被认为是电力线通信发展历史的又一里程碑。 目前国外对于电力线通信的研宄从技术上主要分为两大方向:一类是窄带电力线通信的研究,其带宽在不同的国家地区有不同的规定,美国为50-450KHZ,欧洲为(其中95KHZ以下用于接入,95KHz以上用于户内通信),主要应用于智能抄表,设备管理,照明控制等领域。另一类为宽带电力线通信的研究,在美国指4-20MHZ频段,主要用于户内通信;在欧洲尚无统一的标准,欧洲电信标准组织(ETSI)的标准将它定为作为户外接入,10-30MHZ作为户内通信,欧洲电工标准化委员会(CENELEC)制定的标准以13MHz为分界点。宽带PLC主要应用于
Internet接入,视频监控等高速数据通信和多媒体信息传输领域。 致力于宽带电力线通信研究的主要有家庭插电联盟(HPA,HomePlug Powerline Alliance)、电力线通信论坛、IEEE P1901工作组等。其中HomePlug联盟于2001年推出了 HomePlug 版本技术规范【5],实现14Mbit/s的速率,应用于家庭内部互联。2005年推出HomePlug AV技术规范,实现200Mbit/s的速率,主要应用于家庭内部多媒体数据通信。该技术的代表产品主要是InteU<)n(己经被Atheros收购)的电力线芯片,目前市面上大多数的电力线以太网Modem采用该公司产品。 美国电气电子工程师协(IEEE)会于2005年7月成立P1901工作组,主要工作目标是统一宽带电力线通信技术的标准。其具体工作内容包括宽带电力线通信的户外接入、户内宽带互联以及两者的互操作性三部分。该工作组于2009年提出草案,旨在建立包括电力线网络、电话线和同轴电缆在内的有线家庭网络的通用标准,实现高达Gbis/s 的速率。 窄带电力线通信技术虽然目前种类繁多,但并未像宽带PLC —样形成若干有基于G3-PLC的电力线通信接收机的设计与实现影响力的成熟标准。意法半导体(ST),以色列Yitran等公司均有应用于AMR系统的窄带PLC芯片,但这些技术大多只是实现了物理层协议,而未能提供包括上层协议的成套解决方案,需要用户或系统商另行开发。2007年由西班牙Iberdrola公司发起,数十家公司联合成立了 PRIME 联盟(PoweRHne Intelligent MeteringEvolution),并完成了窄带电
换热器的发展前景
换热器的发展前景 摘要：换热器是化工、石油、能源等各工业中应用相当广泛的单元设备之一。据统计, 在现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30% , 在炼油厂中占全部工艺设备的40% 左右, 海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。对国外换热器市场的调查表明, 虽然各种板式换热器的竞争力在上升,但管壳式换热器仍占主导地位约64% 。新型换热元件与高效换热器开发研究的结果表明, 列管式换热器已进入一个新的研究时期, 无论是换热器传热管件, 还是壳程的折流结构都比传统的管壳式换热器有了较大的改变, 其流体力学性能、换热效率、抗振与防垢效果从理论研究到结构设计等方面也均有了新的进步。目前各国为改善该换热器的传热性能开展了大量的研究, 主要包括管程结构和壳程结构强化传热的发展。 关键词：换热器：发展前景：存在问题 一．应用前景 近几年来, 随着高温热管技术研究的不断成熟和深入, 高温热管换热器的应用领域逐渐扩大, 目前已广泛应用于工业、民用和国防等各个领域。在冶金、化学、陶瓷、建材及轻工等工业生产中, 常需要500℃以上的清洁空气以满足助燃、干燥和供氧等需要, 采用高温热管空气加热器可以轻易地达到这一要求, 并且从根本上解决常规空气加热器所无法解决的传热难题。 高温热管技术在喷雾干燥中的应用取得成功, 并已收到了令人满意的实际效果。根据现场测试的参数表明, 高温热管换热器达到的某些性能指标, 是其他类型热风发生器所达不到的, 因而在某些特定工况条件下的应用也是无法取代的: 1. 向各类干燥设备( 喷雾于燥、沸腾干燥、气流干燥、隧道干燥及链板式干燥等) 提供清洁的高温热风。 2. 向气流焙炉提供800 ℃以上的高温热风,对物料直接进行气流焙烧。 3. 向各类燃烧器提供助燃热风, 改善燃烧状况, 提高燃烧效率, 节约燃料。据资料介绍, 用普通换热器将助燃风加热到300~ 400 可节约燃料15% ~ 25%, 用高温换热器可节约燃料40% 以上。 4. 高温预热煤气( 或助燃气) , 使冶金工厂大量的低热值高炉煤气( 其热值约为4 187J)资源在加热炉上的利用成为可能。 5. 回收利用六大耗能工业( 冶金、化工、炼油、玻璃、水泥及陶瓷) 的高温余热, 使这些领域的能源利用率达到一个新的水平。由以上可以预见, 高温热管
电力系统自动化发展趋势及新技术的应用
[摘要]现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 [关键词]电力系统自动化发展应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于: (1)在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。 (2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 (3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 (4)在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。 (5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 2.整个电力系统自动化的发展则趋向于: (1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。 (2)由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。 (3)由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。 (4)由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。 (5)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。 (6)追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。 (7)由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 1.电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.FACTS和DFACTS (1)FACTS概念的提出
电力系统自动化习题及答案
第一章发电机的自动并列习题 1、同步发电机并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网效果 上有何特点？ 分类:准同期,自同期 程序：准：在待并发电机加励磁，调节其参数使之参数符合并网条件，并入电网。 自：不在待并电机加励磁，当转速接近同步转速，并列断路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。 特点：准;冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影响最小 自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收无功，导致系统电压短时下降。 2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是多 少？ 理想条件：实际条件（待并发电机与系统） 幅值相等：UG=UX 电压差Us不能超过额定电压的5%-10% 频率相等：ωG=ωX 频率差不超过额定的0.2%-0.5% 相角相等：δe=0（δG=δX）相位差接近，误差不大于5° 3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发电机分别有何 影响？ 幅值差：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发电机定子绕组产生作用力。 频率差：因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0-2Um之间。 这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。它产生的 拍振电流也时大时小变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时 小变化，使发电机振动。频率差大时，无法拉入同步。 4、何为正弦脉动电压？如何获得？包含合闸需要的哪些信息？如何从波形上获得？
5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压？线性整步电压的特点是什么？ 6、线性整步电压形成电路由几部分组成？各部分的作用是什么？根据电网电压和发电机端电压波形绘制出各部分对应的波形图。 书上第13页，图1-12 组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成 作用：整形电路：是将Ug和Ux的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列方波，其幅值与Ug和Ux无关。 相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。 滤波电路：有低通滤波器和射极跟随器组成，为获得线性整步电压Us和&e的线性相关，采用滤波器使波形平滑 7、简述合闸条件的计算过程。 Step 1：计算Usmin，如果Usmin≤USy转Step 2；否则调整G来改变UG Step 2：ωsy的计算 Step 3：如果ωs≤ωsy继续Step 4；否则调整G来改变ωG，ωs=ωG-ωX Step 4：δe的计算：δe=tYJ?ωs Step5：δe≤δey合闸；否则调整G来改变ωG，从而δe 8、简述同步发电机并列后由不同步到同步的过程（要求画图配合说明）。 书上第7页，图1-4 说明：1、如果发电机电压Ug超前电网电压Ux，发电机发出功率，则发电机将被制动减速，当Ug落后Ux，发电机吸收无功，则发电机加速。 2、当发电机刚并入时处于a电，为超前情况，Ws下降---到达b点，Wg=Wx，&e最 大，W下降，&e下降——处于原点，Ug=Ux----&e=0，Wg＜Wx——过原点后， &e＜0，——Wg上升 总之。A-b-0-c，c-0-a，由于阻尼等因素影响，摆动幅度逐渐减小到同步角9、准同期并列为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？提前时间取决于什么？恒定越前时间并列装置的恒定越前时间如何设定？ 10、恒定越前时间并列装置如何检测ωs<ωSY？
(完整版)电力系统自动化的发展趋势和前景
目前电力系统市场发展中的自动控制技术趋向于控制策略的日益优化，呈现出适应性强、协调控制完善、智能优势明显、区域分布日益平衡的发展趋势。在设计层面电力自动化系统更注重对多机模型的问题处理，且广泛借助现代控制理论及工具实现综合高效的控制。在实践控制手段的运用中合理引入了大量的计算机、电子器件及远程通信应用技术。而在研究人员的组合构建中电力企业本着精益求精、综合适用的原则强调基于多功能人才的联合作战模式。在整体电力系统中，其工作方式由原有的开环监测合理向闭环控制不断发展，且实现了由高电压等级主体向低电压丰富扩展的安全、合理性过度，例如从能量管理系统向配电管理系统合理转变等。再者电力系统自动化实现了由单个元件到部分甚至全系统区域的广泛发展，例如实现了全过程的监测控制及综合数据采集发展、区域电力系统的稳定控制发展等。相应的其单一功能也实现了向多元化、一体化综合功能的发展，例如综合变电站实现了自动化发展与提升。系统中富含的装置性功能更是向着灵活、快速及数字化的方向发展;系统继电保护技术实现了全面更新及优势发展等。依据以上创新发展趋势电力系统自动化市场的发展目标更加趋于优化、协调与智能的发展，令潮流及励磁控制成为市场新一轮的发展研究目标。因此我们只有在实践发展中不仅提升系统的安全运行性、经济合理性、高效科学性，同时还应注重向自动化服务及管理的合理转变，引入诸如管理信息系统等高效自动化服务控制体系，才能最终令电力系统自动化市场的科学发展之路走的更远。 电力系统自动化市场科学发展前景 经过了数十年的研究发展，我国先进的计算机管理技术、通信及控制技术实现了跨越式提升，而新时期电力系统则毋庸置疑的成为集计算机、通信、控制与电力设备、电力电子为一体的综合自动化控制系统，其应用内涵不断扩充、发展外延继续扩展，令电力系统自动化市场中包含的信息处理量越来越庞大、综合因素越来越复杂，可观、可测的在数据范围越来越广阔，能够合理实施闭环控制、实现良好效果的控制对象则越来越丰富。由此不难看出电力系统自动化市场已摒弃了传统的单一式、滞后式、人工式管理模式，而全面实现了变电站及保护的自动化发展市场、调度自动化市场、配电自动化市场及综合的电力市场。在变电站及保护的自动化市场发展中，我国的500千伏变电站的控制与运行已经全面实现了计算机化综合管理，而220千瓦变电站则科学实现了无人值班看守的自动化控制。当然我国众多变配电站的自动化控制程度普及还相对偏低，同时新一轮变电站自动化控制系统标准的广泛推行及应用尚处在初级阶段，因此在未来的发展中我们还应继续强化自动化控制理念的科学引入，树立中小变电站的自动化控制观念、提升大型变电站的自动化控制水平，从而继续巩固电力自动化系统在整体市场中占据的排头兵位置，令其持之以恒的实现全面自动化发展。 电力调度及配电自动化市场的前景发展 随着我国电力系统自动化市场的不断发展电力调度自动化的市场规模将继续上升，省网及地方调度的自动化普及率将提升至近一半的比例，且市场需求将不断扩充。电力调度系统
我国工业现状
我国工业控制自动化技术的现状与发展趋势 我国工业控制自动化技术的现状与发展趋势. 工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显提升作用。 我国工业控制自动化发展道路，大多是引进成套设备同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大发展，我国工业计算机系统行业已经形成。目前，工业控制自动化技术正向智能化、网络化和集成化方向 发展。 一、以工业PC为基础低成本工业控制自动化将成为主流 众所周知，从20世纪60年代开始，西方国家就依靠技术进步（即新设备、新工艺以及计算机应用）开始对传统工业进行改造，使工业到飞速发展。20世纪末世界上最大变化就是全球市场形成。全球市场导致竞争空前激烈，促使企业必须加快新产品投放市场时间（TimetoMarket）、改善质量（Quality）、降低成本（Cost）以及完善服务体系（Service），这就是企业T.Q.C.S.。计算机集成制造系统（CIMS）结合信息集成和系统集成，追求更完善T.Q.C.S.，使企业实现“正确时间，将正确信息以正确方式传给正确人，作出正确决策”，即“五个正确”。这种自动化需要投入大量资金，是一种高投资、高效益同时是高风险发展模式，很难为大多数中小企业所采用。我国，中小型企业以及准大型企业走低成本工业控制自动化道路。工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。传统自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主由各种进口过程计算机或小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件价格之高令众多企业望而却步。20世纪90年代以来，PC-based工业计算机（简称工业PC）发展，以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成PC-based自动化系统到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化重要途径。我国重庆钢铁公司这样大企业几乎全部大型加热炉，也拆原来DCS或单回路数字式调节器，而改用工业PC来组成控制系统，并采用模糊控制算法，获了良好效果。基于PC控制器被证明可以像PLC一样可靠，*作和维护人员接受，，一个接一个制造商至少部分生产中正采用PC控制方案。基于PC控制系统易于安装和使用，有高级诊断功能，为系统集成商提供了更灵活选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。可编程控制器（PLC）受PC控制威胁最大，PLC供应商对PC应用感到很不安。事实上，他们现也加入到了PC控制“浪潮”中。 近年来，工业PC我国到了异常迅速发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类型：IPC工控机和CompactPCI工控机以及它们变形机，如AT96总线工控机等。基础自动化和过程自动化对工业PC运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之将是CompactPCI-based工控机，而IPC 将占据管理自动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权PC-based控制系统，
浅谈换热器研究应用的发展前景
浅谈换热器研究应用的发展前景 摘要 换热器是化学工业中应用相当广泛的单元设备之一。据有关资料统计, 换热器在现代化学工业中的投资大约占设备总投资的30% , 海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。对国外换热器市场的调查表明, 虽然各种板式换热器的竞争力在上升,但管壳式换热器仍占主导地位约64% 。新型换热元件与高效换热器开发研究的结果表明, 列管式换热器已进入一个新的研究时期,其流体力学性能、换热效率、抗振与防垢效果从理论研究到结构设计等方面也均有了新的进步。目前各国为改善该换热器的传热性能开展了大量的研究, 主要包括管程结构和壳程结构强化传热的发展。 关键词 换热器现状研究应用前景 一、换热器的国内研究现状 换热器按其功能分为：如冷凝器、蒸发器、再热器、过热器等，按换热部件的特点可分为：管壳式换热器、翅片管式换热器、板式换热器（包括板片式换热器和板翅式换热器）。对于各型换热器的强化换热技术的研究，主要集中在对换热器内流体流态变化以及对各部件的参数优化研究两方面，而对换热器部件参数的主要研究对象就是换热管（板）排列方式（顺排或叉排）、换热管（板）排数、换热管（板）间距大小、肋片布置间距、肋片形状等。通常的研究方法包括：数值
模拟计算、实验方法研究、理论研究三类。 二、当前存在的主要问题 当前, 高温热管换热器在传热方面还面临两大急需解决的问题: 1. 过渡段的衔接不合理, 导致部分热管处于不工作和非正常工作状态。 2. 结构庞大, 成本昂贵, 极大地阻碍了高温热管换热器工业化应用进程。 三、要解决好上述问题的关键 1. 优化高温热管换热器结构有两个途径: 一是对单根热管进行传热强化研究; 二是合理预测壳程的流场与温度场的分布, 二者的优化组合研究是今后热管换热器强化传热技术发展的方向。 2. 过渡段的强化传热对优化高温热管换热器结构、安全衔接各区域热管换热器起着非常重要的作用。 四、研究应用的发展前景 （一）换热器研究的发展前景 换热器肋片换热的研究应该注重基础性的理论研究创新，寻求建立能支撑肋片设计选型的系统化的理论，同时要结合实验研究，寻求实际应用中最节能的肋片参数值。换热器制造商和设计人员对于换热器肋片外型、布置仍然没有可靠的理论依据，传统的肋片布置方式在换热效率上不如换热管表面设置的针状或圆台状肋。 换热的散布规律仍然还不明晰，理论研究非常薄弱；对替代传统的平板和环状肋片的高效换热肋片研究甚少。新型换热管的形状研究
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势 【摘要】随着科学技术和经济的迅速发展，电力系统自动化技术发挥的作用越来越重要。电力系统自动化技术作为一种新技术实现了电力技术和电子信息技术的融合，对国民经济的发展发挥了巨大的促进作用，为输变电系统的发展产生了深远的影响。目前电力系统自动化技术已经深入到电力系统的各个方面，并取得了显著的效果。本文对电力系统自动化技术的发展现状进行了介绍，并对其发展趋势进行了展望。 【关键词】电力系统自动化技术现状发展趋势 一、概述 电力系统的智能化控制是我国电力系统发展的重要方向，电力系统智能控制的实现是电力系统完整控制的重要标志。电力系统的发展壮大离不开自动化技术的支持，电力系统自动化技术在电力系统运行控制中发挥着不可替代的作用。 二、电力系统自动化技术发展的现状 我国的电力系统自动化技术在建国之初就有了初步的发展，并保持了快速的发展趋势，互联网技术和计算机计技术的迅猛发展为电力系统自动化技术的发展提供了巨大的
技术支持。 2.1自动化技术在电网调度中的应用 电网调度的现代化自动控制系统以计算机技术为核心，计算机技术对电力系统的实时运行信息进行监测、收集和分析，并完成系统操作的高效进行。电网的调度自动化操作，通过自动控制技术的应用，实现电网运行状态的实时监测，确保了电网运行的质量和可靠性，实现了电能的充分供应，使人们的需求得到满足。[1]自动化技术应用的同时，将能源损耗达到最低，确保了供电的经济性和环保性，实现了电能的节约。 2.2自动化技术在配电网络中的应用 计算机技术在配电网络的自动化控制中发挥着重要作用，随着电网技术的不断发展，配电系统的现代化和网络化程度越来越高，实现了配电网主站、子站和光线终端组成的三层结构，配电系统网络化的发展，使通信传输的速度得到保障，自动化系统的性能得到提高。系统的继电保护控制得到加强，大面积停电现象减少，电力供应得到保障，电力系统的可靠性和安全性得到提高，电网事故快速排除机制得到优化，科学的事故紧急应对机制得以建立，故障停电时间明显缩短；电力企业对电力系统的掌控能力加强，对电力系统运行状态的了解更加便利；常规的值班方式被打破，无人职守电站得以出现，工作人员的效率大大提高。[2]
电力系统自动化技术的应用现状及发展趋势
电力系统自动化技术的应用现状及发展趋势 摘要：计算机技术的应用和发展使得电力系统如今也趋于智能化，现代化。自 动化电路系统确保了电子系统的稳定运行，同时还能够有效提高企业供电能力和 经济效益。本文将对自动化技术在电力系统中的实际应用现状加以分析，通过合 理的预测分析未来行业发展前景，以及提及适当措施保障电力自动化供应能力。 关键词：电力系统；自动化；发展 电力系统与人们的日常生活、有着密切联系。随着经济社会发展和人们生活质量提高， 对电能的需求量也在不断增加。为确保供电顺利进行，提高电力系统的质量是必要的。一般 而言，电力系统主要包括发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成，随着电力技术创新 发展，电力系统综合性能、电压等级、供电等级也在不断提升。目前，电力系统逐渐连成网络，结构日趋复杂、规模不断扩大、供电能力也在不断提升。与此同时，为更好满足人们的 用电需要，确保电力系统的安全、稳定以及可靠运行，提高供电质量和效益，发展并利用电 力系统自动化技术显得越来越重要。 1电力系统自动化技术的工作流程 随着自动化技术的应用，电力系统控制中心得到升级和改造，不再采用传统的人工控制 方式，而是在控制中心装备计算机，建立现代化的控制中心，从而有利于全面监测和详细掌 握电力系统运行的基本情况。通常以计算机控制为中心，构建向四周辐射的控制网络体系， 并在整个电力系统之中，建立完整的、立体化的覆盖网络，实现全面而畅通的信息传递和指 令传输。有利于管理人员及时掌握电力系统的基本情况，实现供电的安全、稳定与可靠，进 而满足人们的用电需要。中心控制计算机的主要作用是，整合并使用各种软件，负责对电力 系统进行整体调度和控制，实现电力系统运行、监测等各项操作的自动化。同时，在电力系 统自动化进程中，通常采用分层操作和控制方式，全面掌握系统每层运行的基本情况，对存 在的不足及时改进和调整。从而有利于保障电力系统稳定及可靠运行，提高供电的安全性。 2电力系统自动化技术的控制要求 在自动化技术逐渐推广和应用的前提下，为促进自动化技术得到有效利用，使其在电力 系统之中充分发挥作用，加强自动化控制，提高操作人员素质，把握每个操作控制要点是必 要的。一般而言，自动化控制的要求表现在以下方面：准确并迅速收集电力系统的运行参数，做好电力系统元器件的检测工作，对存在的缺陷及时采取措施修复。加强电力系统运行监控，及时掌握系统运行状况，了解各种元器件的技术、安全和经济节能方面的要求。并注重对系 统操作人员和调控人员的管理培训，让他们把握每个技术要点，严格按要求进行设备操作和 元器件调控。重视电力系统不同层次、局部系统以及各种元器件的综合协调，优化整合各种 资源，为整个电力系统寻找最优质的供电方式，确保电力系统安全有效运行，并且还有利于 节约电能，降低供电成本。总之，通过自动化技术的应用，实现电力系统的自动化调节和控制，不仅可以降低工作人员的劳动强度，节约人力资源和管理成本，还能促进电力设施更为 有效的发挥作用，延长电力设备使用寿命。并改进电力设备的运行性能，实现对安全事故的 预防，减少大面积停电事故发生的可能，确保供电的稳定性与可靠性，为人们日常生活创造 良好条件。 3电力系统自动化技术的应用现状 3.1电网调度自动化技术
PLC国内外发展前景
1、软PLC的发展和研究现状 1.1 国外研究概况 在欧美等国家，软PLC已开始投入工业使用，而且市场份额每年都在增加，根据ARC 的调查和估计，1997年全球的软PLC市场有3千6百万美元，到2000年软PLC的市场达到了1亿4千5百万美元，2001年差不多又增长了一倍。目前，欧美等西方国家都把软PLC 作为一个重点投资对象进行研究开发。工业领域已经开始使用软PLC产品，而且软PLC的市场需求量也在不断的增长。典型的软PLC 应用产品有： （1）SOFTPLC公司的SoftPLC。SoftPLC是基于PC的开放式控制软件，具有开放的控制平台，用户能够根据自己的需求来选择硬件。支持用户用梯形图和C、C++、Java等高级语言来编写自己的程序。此外，SoftPLC内嵌Web 和FTP 服务器，用户可进行远程维护和监控。 （2）SIEMENS公司的SIMATIC WinAC。SIMATIC WinAC是基于Windows平台的控制软件，具有可视化人机界面，它将控制、数据处理、通信等技术集于一体，采用了Ventru Com司提供的实时操作系统作为Windows NT的扩展，具有“硬实时”的特性。 （3）CJ International公司的ISaGRAF。ISaGRAF能够在多种操作系统下运行，具有良好的网络通讯能力，包括数据传输、远程监控和维护、在线调试、应用程序下载以及支持运行于多个目标机上的控制程序间的通讯。 除了上述典型产品外，还有许多自动化公司也推出了自己的产品，如Wellspring Solutions 公司的OA2Control；德国KW公司的MULTIPROG；GE-FANUC公司的CIMPLICITY；Intellution公司的Paradym-31；Rockwell automation公司的SoftlogixTM5Controller；BECKHOFF公司的TWinCAT等等，它们在技术和应用上都有各自的特点。 1.2 国内研究概况 软PLC大约在1996年以后才被介绍到国内来。目前国内的一些工控方面的公司及研究机构在这方面也开展了部分基础技术研究工作，但起步较晚，现在还没有一家公司或机构可以推出比较完整的产品。国内有一些著名的自动化软件公司（如北京亚控自动化软件科技有限公司）正在研究开发具有自主版权的中文软PLC产品，另外也有一些自动化工程公司开始代理销售这些商用化的软PLC产品。我国自行开发的DCS系统，如上海自仪公司的SUPMAX- 800，选用法国CJ International公司的符合IEC61131-3的IsaGraf和美国的强实时操作系统Vxworks。
换热器发展状况
换热器发展现状 由于制造工艺和技术水平的限制，早期的换热器只能采用简单结构，传热面积小、体积较大、笨重，如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展，管壳式换热器的单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。 20世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑、传热效果好。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆生产。在此期间，为解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。 20世纪60年代，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自20世纪60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。20世纪70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又开发出管式换热器[1]。 20世纪80年代后，大量的强化传热元件被推向市场，如折流杆换热器、新结构高效换热器、高效重沸器、高效冷凝器、双壳程换热器、板壳式换热器、表面蒸发式空冷器等高效换热器。 进入21世纪后，大量的强化传热技术应用于工业装置，世界换热器产业在技术水平上获得了快速提升，板式换热器日渐崛起。 为了节能降耗, 提高工业生产的经济效益, 要求开发适用不同工业过程要 求的高效能换热设备。因此, 几十年来, 高效换热器的开发与研究始终是人们关注的课题, 国内外先后推出了一系列新型高效换热器[2]。 各国对强化技术研究的侧重点不同，见表1[3]。气—液换热器中，液体侧的传热系数大大高于气体强制对流值，即在某些气一气换热器中，传热面两侧的传热系数也存在差别, 此时，强化技术显得尤为重要。事实上，强化技术的主要工作也是针对气体传热工况的。
电力系统自动化技术
学习中心/函授站_ 姓名学号 西安电子科技大学网络与继续教育学院 2017学年下学期 《电力系统自动化技术》期末考试试题 （综合大作业） 考试说明： 1、大作业于2017年10月19日下发，2017年11月4日交回； 2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计； 3、答案须手写完成，要求字迹工整、卷面干净。 一、选择题（每小题2分，共20分） 1．当导前时间脉冲后于导前相角脉冲到来时，可判定（）。 A．频差过大B．频差满足条件 C．发电机频率高于系统频率D．发电机频率低于系统频率 2．线性整步电压的周期与发电机和系统之间的频率差（）。 A.无关 B.有时无关 C.成正比关系 D.成反比关系 3．机端直接并列运行的发电机的外特性一定不是（）。 A.负调差特性 B.正调差特性 C.无差特性 D.正调差特性和无差特性 4.可控硅励磁装置，当控制电压越大时，可控硅的控制角 ( )，输出励磁电流（）。 A.越大越大 B.越大越小 C.越小越大 D.越小越小 5. 构成调差单元不需要的元器件是（）。 A．测量变压器B．电流互感器 C．电阻器D．电容器 6．通常要求调差单元能灵敏反应（）。 A．发电机电压B．励磁电流 C．有功电流D．无功电流 7．电力系统有功负荷的静态频率特性曲线是（）。
A．单调上升的B．单调下降的 C．没有单调性的D．水平直线 8．自动低频减负荷装置的动作延时一般为（）。 A．0.1~0.2秒B．0.2~0.3秒 C．0.5~1.0秒D．1.0~1.5秒 9．并联运行的机组，欲保持稳定运行状态，各机组的频率需要（）。 A．相同B．各不相同 C．一部分相同，一部分不同D．稳定 10．造成系统频率下降的原因是（）。 A．无功功率过剩B．无功功率不足 C．有功功率过剩D．有功功率不足 二、名词解释（每小题5分，共25分） 1.远方终端 2.低频减负荷装置 3.整步电压 4.准同期 5.AGC 三、填空题（每空1分，共15分） 1.低频减负荷装置的___________应由系统所允许的最低频率下限确定。 2. 在励磁调节器中，设置____________进行发电机外特性的调差系数的调整，实际中发电机一般采用____________。 3.滑差周期的大小反映发电机与系统之间的大小，滑差周期大表示。 4.线性整步电压与时间具有关系，自动准同步装置中采用的线性整步电压通常为。 5.微机应用于发电机自动准同步并列，可以通过直接比较鉴别频差方向。 6.与同步发电机励磁回路电压建立、及必要时是其电压的有关设备和电路总称为励磁系统。 7.直流励磁机共电的励磁方式可分为和两种励磁方式。 8.可能造成AFL误动作的原因有“系统短路故障时造成频率下降，突然切成机组或、供电电源中断时。 9.积差法实现电力系统有功功率调节时，由于，造成调频过程缓慢。 四、简答题（每小题5分，共15分） 1.断路器合闸脉冲的导前时间应怎么考虑？为什么是恒定导前时间？ 2.电压时间型分段器有哪两种功能？ 3. 自动按频率减负荷装置为什么要分级动作？ 五、综合分析题（每小题10分，共10分） 用向量图分析发电机并列不满足理想准同步条件时冲击电流的性质和产生的后果？六、计算题（共15分） 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1#机组的额定功率为30MW，2#机组的额定功率为60MW。两台机组的额定功率因数都是0.8，调差系数均为0.04。若系统无功负荷波动，使得电厂的无功增量是总无功容量的20%，试问母线上的电压波动是多少？各机组承担的无功负荷增量是多少？