电力系统论文15篇.docx

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电力系统论文15篇

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电力系统论文

摘要：

电力系统计算机网络信息化的应用随着社会的发展和科学的技术的发展而发展,在信息技术快速发展的时期,计算机网络信息的安全性也在逐渐变化,这对电力系统的计算机网络细信息的安全性和可靠性带来更大的挑战,目前电力系统的安全防护主要是防护病毒、黑客以及非法分子等通过各种形式对系统的攻击和破坏,因此加强电力系统计算机网络信息的安全防护是保证国家重要基础设施电力系统安全性的重要措施。

关键词

电力系统电力论文电力

电力系统论文:

电力系统调度自动化技术的应用与发展

一、电力系统自动化和电力系统调度自动化电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。

电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。

而电力系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化（通常称电网调度自动化）和配电网调度自动化（通常称配网自动化）。

二、电力系统远动

电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。

远动系统包括控制站、被控站和远动通道。

狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。

电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。

三、电力系统调度自动化的功能

（一）电力系统监视与控制

通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。

其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。

而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。

（二）电力系统安全分析

电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。

（三）电力系统经济调度

电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电（运行）成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。

在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。

经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。

四、电力系统调度自动化技术在国外的应用

国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种:

（一）西门子SPECTRUM系统。

该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。

采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。

（二）CAE系统。

该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。

该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。

（三）VALMET系统。

该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。

该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。

（四）SPIDER系统。

该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。

它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。

五、电力系统调度自动化技术的基本特征

电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征:

（一）该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息;

（二）能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据;

（三）能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电;

（四）电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。

六、电力系统调度自动化技术的发展趋势

随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。

（一）模块化与分布式。

电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。

组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。

（二）面向对象技术。

电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。

面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。

（三）电力系统调度综合自动化。

全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。

（四）无人化值守管理模式。

建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。

（五）智能化。

智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。

智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。

结语

本文首先简要地叙述了电力系统调度自动化系统的重要性及电力系统设计人员掌握相关技术的必要性。

根据几种电力系统调动自动化系统的应用,概述了电力系统调度自动化技术在国内外的应用状况。

从电力系统调度自动化技术的基本特征出发,对几种电力系统调度自动化技术进行了简要的探讨。

最后,对今后电力系统调度自动化技术的发展趋势进行了展望。

电力系统论文:

浅论电力电子技术在电力系统中的应用

一、前言

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。

经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。

最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（HVDC）。

自20世纪80年代,柔性交流输电（FACTS）概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。

本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

二、电力电子技术的应用

自20世纪80年代,柔性交流输电（FACTS）概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。

已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。

以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。

（一）在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

1大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。

由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时（尤其是抽水蓄能机组）,机组的最佳转速便随之发生变化。

风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。

为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。

此项应用的技术核心是变频电源。

3发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。

使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。

低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

（二）在输电环节中的应用

电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。

1直流输电（HVDC）和轻型直流输电（HVDCLight）技术

直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。

1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。

从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

2柔性交流输电（FACTS）技术

FACTS技术的概念问世干20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。

电力系统论文:

分析电力系统不同调度模式的技术及经济特性

0引言

电力系统有功调度的主要任务是制定发电机组出力计划,以满足呈一定概率规律且周期性变化的负荷需求。

在这一过程中,调度机构不仅需要考虑各个机组的差异性,根据机组的发电成本、发电煤耗和环境污染等特点,在机组的最小、最大技术出力范围内按一定调度目标制定发电计划,而且需要考虑电力线路有功功率传输极限等安全、可靠性准则,保证电力系统的安全运行。

1传统经济调度模式

传统经济调度模式,是按等耗量微增率原则分配各机组负荷,即按相等的耗量微增率在发电设备或发电厂之间分配负荷,使系统的总耗量最小。

在传统经济调度模式中,机组的煤耗量曲线和它的微增率曲线是调度的基础资料,它们的准确性直接影响到经济调度效益。

而发输配一体化的管理体制有利于调度机构获得准确的基础资料,因此,传统经济调度模式适用于发输配一体化的电力体制。

传统经济调度模式有以下几个特点:

1.1物理意义清晰

假定两台机组在微增率不等的状态下运行,且dF■/dP■>dF■/dP■,可以在两台机组的总输出功率不变的条件下调整负荷分配,让1号机组减少输出ΔP,2号机组增加输出ΔP。

于是1号机组将减少燃料消耗（dF■/dP■）×ΔP,2号机组将增加燃料消（dF■/dP■）×ΔP,而总的燃料消耗将可节约:

ΔF=（dF■/dP■）×ΔP-（dF■/dP■）×ΔP>0

这样的负荷调整可以一直进行到两台机组的微增率相等为止,不难理解,等耗量微增率准则也适用于多台机组间的负荷经济分配。

1.2可以考虑网损的影响

传统经济调度模式可以通过计算网损微增率,构成煤耗与网损的协调方程式,对机组的耗量特性曲线进行修正,考虑网损对经济调度的影响。

1.3对部分不等式约束条件较难处理

传统经济调度可以考虑功率平衡等式约束,同时,对于自变量的不等式约束条件,如发电厂有功功率上、下限,水电厂流量上、下限和水库水位上、下限等,可以通过检验方便处理;但是以函数形式出现的不等式约束条件,例如,线路潮流限制和母线电压上、下限等,传统经济调度较难处理。

2计划电量调度模式

计划电量调度模式,可以确保投建机组的发电利用小时数,保证投建机组的固定成本回收,对于促进我国电源投资建设、尽快补足电力供需缺口具有积极作用,促进了这一时期我国电力工业的发展。

由于计划电量调度模式仅与机组容量有关,不考虑机组经济性、环保性等因素,也带来了一些问题。

2.1火电建设小型化

计划电量调度模式下,小型火电机组可以保证充足的负荷率,确保成本回收。

因此,一些地区建设了一批小火电、小油电,以补足电力供需缺口。

这些机组煤耗高、污染严重,影响电力工业的可持续发展。

2.2水电及可再生能源发展落后

水电及可再生能源建设投资大、周期长,而且在计划电量调度模式下分配的发电利用小时数与火电相同,因此电源建设投资更倾向于建设周期短、见效快的火电机组。

2.3输电设备建设落后

计划电量调度模式对电力发展的促进作用,主要倾向于电源建设,对输电设施建设没有引导和激励措施,造成这一时期我国输电设备较为落后。

2.4电厂建设不经济

计划电量调度模式保证了机组的成本回收,此外,为鼓励投资兴建电厂,国家还规定了还本付息的电价政策。

因此电厂建设工程缺乏约束,建设缺乏经济性。

3节能发电调度模式

节能发电调度模式改革,必然对电力系统的发展和运行产生影响,具体体现在以下几个方面:

3.1引导电源投资建设方向,改善电源结构

目前,我国以火力发电为主,清洁能源和可再生能源发电的比例较小,截止2005年,火电占总装机容量比例约为75.67%,电源结构不合理。

实施节能发电调度后,优先调用清洁能源和可再生能源发电,对我国投资建设清洁能源和可再生能源的引导作用明显,有利于改善我国的电源结构,优化各类资源配置。

3.2不能保证系统运行的经济性最优

节能发电调度能够获得在等输出电量情况下发电侧节能降耗和有害气体减排的作用,但是,由于不同电厂燃煤的来源不同、煤炭运输成本不同、煤价有差异等因素,煤耗量并不能代表发电机组的边际生产成本。

因此,节能发电调度改变了传统经济调度按边际成本制定发电计划的原则,偏离了电力系统经济性的理论基础,是一种节能但不一定经济的调度模式。

同时,由于在当前“厂网分离”的体制下,很难获得真实的发电机组供电标煤煤耗率,并且供电煤耗率本身是发电机组输出功率的函数,这将使得节能发电调度模式不能达到预期的节能效果。

3.3电网安全可靠性要求更高

节能发电调度模式下,大容量、低能耗机组接近满发,可能对电网的传输能力、安全裕度要求更高;另外大容量机组满发后,系统备用由多个小机组承担,可能造成系统事故备用容量不足,影响系统的可靠性。

4电力市场交易模式

市场化改革的核心是对电力工业放松管制,以各种方式将发电、输配电和用电分离,形成多方利益实体的竞争化模式。

电力市场化竞争机制的特点是放松管制之后,多方利益实体追求各自利润的最大化,同时也实现了社会效益的最大化。

电力市场交易模式,对电力系统的影响主要体现在以下几个方面:

4.1电力市场模式下电力系统更加经济有效

发电侧和售电侧引入竞争、打破电力工业的垄断经营,提高电力工业的生产效率和服务质量。

发电竞争的结果使得电力系统整体供电成本下降,电价有所降低。

4.2电力市场模式兼顾电力系统的节能环保

随着经济社会的发展,化石能源的消耗越来越巨大,由此造成的环境问题也越来越严重,欧盟国家己经对燃烧化石燃料而释放的二氧化碳征收高额的碳税,以化石燃料为能源的发电成本中,购买二氧化碳排放指标的成本已经占发电成本的一定比例,在这种情况下的市场竞争发电调度模式,实际上是一种兼顾节能和环保的经济调度模式。

4.3电力市场交易模式复杂性增加

电力市场模式下需要考虑中长期交易、期货交易、实时交易等不同电量约束,调度的复杂性增加。

市场模式下强调竞争,为达到各方利益最大化,可能造成电网在临界安全附近运行,淡化电力系统运行中复杂物理规律与市场竞争的关联,威胁电力系统运行的安全,可能背离预期的经济效果。

4.4市场化竞争可能产生不必要的市场力

电力市场模式下,一些公司可能利用自身所占的市场份额优势或与其他公司形成联盟后所占的市场份额优势来操纵市场价格,这些公司的收益往往超过竞争所能取得的收益,产生不必要的市场力。

为防止市场中公司之间的勾结行为,市场管理者应当采取相应的监管措施。

5结束语

总之,在市场交易模式下,由于电力交易的多样性,调度机构不仅应当考虑时段之间的爬坡速率限制,而且应当考虑各种双边合同、电量合同以及期货合同等在各个调度时段之间的合理分配,同时,电网潮流的不确定性和多变性,使得安全经济调度的重要作用也日益明显。

电力系统论文:

谈电力系统调度自动化技术的应用与发展

一、电力系统自动化和电力系统调度自动化电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。

电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。

而电力系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化（通常称电网调度自动化）和配电网调度自动化（通常称配网自动化）。

二、电力系统远动

电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。

远动系统包括控制站、被控站和远动通道。

狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。

电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。

三、电力系统调度自动化的功能

（一）电力系统监视与控制

通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。

其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。

而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。

（二）电力系统安全分析

电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。

（三）电力系统经济调度

电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电（运行）成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。

在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。

经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。

四、电力系统调度自动化技术在国外的应用

国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种:

（一）西门子SPECTRUM系统。

该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。

采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。

（二）CAE系统。

该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。

该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。

（三）VALMET系统。

该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。

该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。

（四）SPIDER系统。

该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。

它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。

五、电力系统调度自动化技术的基本特征

电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征:

（一）该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息;

（二）能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据;

（三）能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电;

（四）电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。

六、电力系统调度自动化技术的发展趋势

随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。

（一）模块化与分布式。

电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。

组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。

（二）面向对象技术。

电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。

面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。

（三）电力系统调度综合自动化。

全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。

（四）无人化值守管理模式。

建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。

（五）智能化。

智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。

智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。

结语

本文首先简要地叙述了电力系统调度自动化系统的重要性及电力系统设计人员掌握相关技术的必要性。

根据几种电力系统调动自动化系统的应用,概述了电力系统调度自动化技术在国内外的应用状况。

从电力系统调度自动化技术的基本特征出发,对几种电力系统调度自动化技术进行了简要的探讨。

最后,对今后电力系统调度自动化技术的发展趋势进行了展望。

电力系统论文: