(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)。
自动加油泵 (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)。
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(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
在电力系统的 发展 迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。
所谓“柔性交流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称FACTS,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力 电子 装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。(2)FACTS的核心装置之一——ASVC的研究现状
各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器
的逆变作用。ASVC是包含了FACTS装置的各种核心技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。
ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASVC是一种固态装置,所以能响应 网络 中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。
(3)DFACTS的研究态势
随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。
DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。
3.基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统
(1)基于GPS统一时钟的新一代EMS
目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。
(2)基于GPS的新一代动态安全监控系统
模拟大夫 基于GPS的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有SCADA的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用GPS实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。GPS技术与相量测量技术结合的产物——PMU(相量测量单元)设备,正逐步取代RTU设备实现电压、电流相量测量(相角和幅值)。
电力系统调度监测从稳态/准稳态监测向动态监测发展是必然趋势。GPS技术和相量测量技术的结合标志着电力系统动态安全监测和实时控制时代的来临。
随着 计算 机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域,而信息技术的发展,不仅会推动电力系统监测的发展,也会推动电力系统控制向更高水平发展。
中国电力工业始于1882年。新中国成立前，电力工业发展缓慢，1949年发电装机容量和发电量仅为185万千瓦和43亿千瓦时，分别居世界第21位和第25位。新中国成立后，电力工业得到快速发展，1978年发电装机容量达到5712万千瓦，发电量达到2566亿千瓦时，分别跃居世界第8位和第7位。
1978年改革开放到2000年，我国发电装机和发电量先后超越法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本，居世界第2位。1987年发电装机突破1亿千瓦，1995年超过了2亿千瓦，2000年跨上3亿千瓦台阶。进入新世纪，电力工业进入历史上的高速发展阶段，2004年全国发电装机突破4亿千瓦，2005年超过了5亿千瓦。
改革开放之前，我国发电设备只能生产12.5万千瓦和20万千瓦等级及以下的机组，输变电设备只能生产220千伏及以下的装置。随着电力工业的技术装备水平不断提高，我国成批量生产的30万千瓦和60万千瓦机组已成为国内的主力机型。
目前， 60万千瓦、90万千瓦超临界机组已经投产发电，国产百万千瓦级超超临界机组也即将投产。通过引进国际先进技术，国内合作生产的30万千瓦大型循环流化床锅炉发电设备、9F级联合循环燃气轮机、60万千瓦级压水堆核电站和70万千瓦三峡水轮机组等发电设备在性价比上已经具有了国际竞争力。
同时，国内制造厂家生产制造的500千伏交直流输变电设备已成为电网的骨干输电网架。西北750千伏交流输变电示范工程和河南灵宝背靠背成套设备已建成投产。 但是，在有些方面我们同国际先进水平相比仍有一定差距，如百万千瓦级核电站的设备制造。
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2002年底，国家电力监管委员会、两大电网公司、五大发电集团公司和四个辅业公司的相继成立，标志着我国电力体制改革取得了决定性成绩。实现了“厂网分开”和“政企分开”，电力工业竞争有序的局面已经形成。目前，改革的后续工作正按照积极稳妥的原则稳步推进。
预计2007年全社会用电量将达到3万亿千瓦时左右，增长速度约为10%左右。全国主要电网汇总统调负荷将达到4.2亿千瓦左右，相应增长12%左右，各地负荷增长速度普遍高于用电量的增长速度。
据初步统计，全年新增发电装机容量约为7000～8000万千瓦。到2007年底，全国发电设备装机容量达到6.9亿千瓦。
考虑到煤电运衔接、气候因素影响和各地积极落实需求侧管理措施，综合判断2007年我国电力供需形势总体平衡，部分地区将出现供给富余、个别地区在枯水期或夏季的尖峰时段还可能出现供需紧张。
当前，我国电力行业正处在装备水平升级的关键时期，需要大量先进的电力设备。电力设备制造行业不但要满足电力行业在"十一五"到2020年之前快速发展所需要的大量电力设备，更需要加强新技术产品的开发，适应电力行业在节约资源、提高能源利用效率、满足环保要求、实现可持续发展。电力设备制造行业面临一个巨大的市场，也是一个很大的发展机遇。建议电力设备制造行业要提高国际竞争力。开发风能、太阳能、生物质能、地热能和海洋能等可再生能源和新能源发电设备设计与制造技术，重点研究和应用风能发电技
术，特别是1000千瓦级及以上容量风力发电机组的设计、制造和应用，加快实现风电的产业化发展与设备的本土化制造。发展太阳能光伏发电设备制造技术。利用生物质能（包括垃圾）发电的设备设计与制造技术研究。鼓励电网新技术的研究和应用， 开展1000千伏交流和±800千伏直流输变电成套设备的自主开发研制，全面掌握500千伏交直流和750千伏交流输变电关键设备制造技术。支持研究和掌握具有世界先进水平的交直流输变电技术。积极采用先进成熟、适用的技术与设备、提高电网输电能力，减少输电损失，促进电网技术优化升级，支持我国更加繁重的电网建设任务。跟踪研究电力超导技术、
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