新型电力系统概念精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇新型电力系统概念，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：电力系统自动化研究方向发展趋势 新技术

变电站电力系统是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站主要分为:升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。电力系统综合自动化是基于科技发展和计算机网络技术的出现而逐步形成的一个概念，是一个综合发电厂、变电站、输配网络和用户的集成概念，其概念研究和实现的主要目的就是如何更好地掌控和监视电力从出厂到供应的全过程，使输配过程更有效和通畅。

1、电力系统自动化的研究方向

（1）智能保护与变电站综合自动化 。对电力系统电保护的新原理进行了研究，将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，大大提高电力系统的安全水平。（2）电力市场理论与技术。基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况，认真研究了电力市场的运营模式，深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则；提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易（年、月、日发电计划）、转运服务等模块的具体数学模型和算法，紧紧围绕当前我国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。（3）电力系统实时仿真系统。对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究，引进了加拿大teqsim公司生产的电力系统数字模拟实时仿真系统，建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。（4）电力系统运行人员培训仿真系统。电力系统运行人员培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求，将计算机、网络和多媒体技术的最新成果和传统的电力系统分析理论相结合，利用专家系统、智能cai（计算机辅助教学）理论，进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。本系统设计新颖，并合理配置软件资源分布，教、学员台在软件系统结构上耦合性很少，且系统硬件扩充简单方便，因此学员台理论上可无限扩充。 （5）配电网自动化。在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。（6）电力系统分析与控制 。对在线测量技术、实时相角测量、电力系统稳定控制理论与技术、小电流接地选线方法、电力系统振荡机理及抑制方法、发电机跟踪同期技术、非线性励磁和调速控制、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。（7）人工智能在电力系统中的应用。结合电力工业发展的需要，开展了将专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运行分析、警报处理、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。（8）现代电力电子技术在电力系统中的应用。开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究 （9）电气设备状态监测与故障诊断技术。通过将传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等结合起来，针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理进行了详细的基础研究，开发了发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统，全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。

2、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。

3、 具有变革性重要影响的三项新技术

3.1 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。

3.2 FACTS和DFACTS

3.2.1 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――柔流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。

所谓“柔流输电系统”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。

3.2.2 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。

3.2.3 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。

4、基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统

4.1 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。

4.2 基于GPS的新一代动态安全监控系统 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)。

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【关键词】THLZD-2;THLDK-2;实验平台

随着电力系统的发展，其在国民经济中起着越来越重要的作用。电力系统数字仿真虽然已经已成为电力系统研究、规划、运行、设计和教学等各方面不可或缺的工具，特别是电力系统新技术的开发研究、新装置的设计和参数的确定更是需要通过仿真来确认。但是在电力系统教学中，单纯采用仿真的教学方式，学生由于对物理概念不够直观，难于接触电力系统模型，教学效果并不理想[1-2]。

为此滨州学院采用THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台电力系统综合自动化实验平台，把真实的电力系统缩小到实验室中，能够便于学生直观理解与掌握电力系统概念与知识，增强学生学习的积极性与主动性。

一、电力系统综合实验室组成

我校电力系统综合实验室主要由4套THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台与一套THLDK-2型电力系统监控实验平台组成，可以完成很多涵盖专业领域的实验，包括《电力系统稳态分析》、《电力系统暂态分析》、《电力系统继电保护原理》、《电力系统自动装置原理》、《电力系统自动化》、《电网监控及调度自动化》、《电力系统远动》等专业课程的实验[3]。

1.THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台

THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台是一套集多种功能于一体的综合型实验装置，展示了现代电能发出和输送全过程的工作原理。这套实验装置由THLZD-2电力系统综合自动化实验台（简称“实验台”）、THLZD-2电力系统综合自动化控制柜（简称“控制柜”）、无穷大系统和发电机组和三相可调负载箱等组成。

（1）发电机机组部分。用直流电动机（PN=2.2kW，UN=220V，nN=1500rpm）模拟原动机，包括模拟直流电动机，直流电动机和同步发电机经联轴器软联接后，固定在底盘上，机组的底盘装有四个轮子和四个螺旋式的支撑脚，构成可移动式机组，方便移动。同时，发电机组还装有光电编码器，功角测量装置和其它配套件。

（2）实验操作台主要包括：输电线路单元、微机线路保护单元、.控制方式选择单元监测仪表单元、指示单元、设置单元、设备接口单元、电源单元。

（3）THLZD-2型电力系统综合自动化控制柜包括：测量仪表单元、原动机控制单元、发电机励磁单元、准同期单元、设备接口单元、电源单元。

（4）无穷大系统。所谓无穷大系统可以看作是内阻抗为零，频率、电压及其相位都恒定不变的一台同步发电机。在本实验系统中，由于15kVA自耦调压器的容量远大于单台发电机组的容量，故由15kVA自耦调压器模拟无穷大系统。

（5）三相可调负载箱简介采用柜式结构，配有脚轮可移动。包括阻性负载和感性负载。

阻性负载包括一组3×1600?/0.2A （0.1kW）板式电阻，两组3×800?/0.4A（0.2kW）板式电阻，一组3×320?/1A（0.5kW）板式电阻和两组3×160?/2A（1kW）板式电阻，通过开关投切可调节阻性负载的大小。感性负载由三个200mH的电感和自耦调压器构成感性负载，通过开关投切可调节感性负载的大小。

2.THLDK-2型电力系统监控实验平台

THLDK-2型电力系统监控实验平台是一个高度自动化的、开放式多机电力网络综合实验系统，它是建立在THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台的基础之上，将多个实验平接成一个复杂多变的电力网络系统，并配置微机监控系统实现电力系统“四遥”功能，还结合教学，提供电力系统潮流系统分析。

本实验平台能反映现代电能的发、输、变、配、用的全过程，充分体现现代电力系统高度自动化、信息化、数字化的特点，实现电力系统的监测、控制、监视、保护、调度的自动化。

此外，本实验平台针对新课程体系，适合创建开放式现代实验室和培训中心，有利于提高学生和学员的实践能力和创新思维，为电力行业培养出更多高素质的复合型人才。

电力系统监控实验平台整体结构如下图1-1所示。

图1-1 电力系统监控实验平台整体结构

THLDK-2型电力系统监控实验平台主要由计算机系统，实验操作台和模拟无穷大系统三大部分组成，与多台THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台配合共同完成实验项目。

本套多机电力网络综合实验系统，深化了电力专业的教学内容，能进行基础课程学习、专业课程设计以及综合实验开发一套完整的基础平台，不仅能满足现代开放型、研究型、综合型的电力专业教学体系，而且能提高专业实验的教学质量和水平，更有利于培养学生综合分析问题和解决问题的能力。

二、THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台的应用

电力系统综合实验室可以完成电气工程与自动化技术专业本科教学，并且能够完成开放型与创新型实验，不仅能够使学生掌握电力系统的基本概念，基本知识，而且能够培养学生的实践能力与创新能力。

1.本科教学工作

本实验室4套THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台可以单独完成的实验有：

（1）发电机组的起动与运转实验，可以使学生熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性，掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作。

（2）发电机励磁实验，可以使学生熟悉不同励磁方式对发电机影响。

（3）并网实验，能够使学生掌握不同条件下的并网，对电力系统的影响及并网的条件。

（4）单机-无穷大系统稳态运行方式实验，能够使学生熟悉远距离输电的线路基本结构和参数的测试方法。

（5）电力系统功率特性和功率极限实验，能够使学生加深理解发电机功率特性和功率极限的概念，通过实验了解提高电力系统功率极限的措施。

（6）电力系统暂态稳定实验，通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施，了解提高暂态稳定的措施。

THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台与THLDK-2型电力系统监控实验平台组合后可以完成组网实验，能够完成复杂电力系统运行实验、电力系统分析实验（包括潮流计算、复杂电力系统故障计算）等实验。

2.开放型与创新型实验开展

THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台与THLDK-2型电力系统监控实验平台组合后学生可以完成开放与创新型实验。学生可以自己设计不同机组的组网实验，完成电力不同运行方式潮流计算，故障分析，并且能够通过组态软件实时监控电力系统的运行状态，进行安全分析。

3.科研平台

THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台包括电力系统的发输部分的基本原理，并且每台发电机都包括励磁装置和准同期并网装置。发电机有多种励磁方式可以选择，并且运行方式和运行参数可以修改。准同期装置参数也可以设置与修改，完成不同条件下的并网实验，因此本实验平台可供科研使用。

三、试验中问题探讨及建议

（1）学生做发电机并网实运行实验中，在完成实验按下分闸按钮后，发电机突然出现飞车现象，转速突然远远高于发电机的额定转速。此问题主要原因是学生在完成并网实验后，在没有将发电机组的有功无功调到零的情况下直接按下分闸断路器，而导致发电机的转速突然增加。

（2）本实验平台短路故障设置点固定，在做暂态及创新设计实验时缺乏灵活性，建议设备以后能有所改进

四、总结

THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台的应用，深化了本科教学内容，为电力系统开放型与创新型实验提供了条件，也为教师提供了科研平台，总结了试验中的存在问题及整改建议。

参考文献

[1]李明伟，李建月.我院电气工程及其自动化专业建设的思考与探索[J].洛阳理工学院学报（自然科学版）， 2009，19（4）：94-96.

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关键词：新形势；电力系统自动化；研究方向

中图分类号：TM76 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）07-0215-02

电力系统自动化是我们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。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。

一、电力系统自动化的概念

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）、系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。

二、具有变革性重要影响的三项新技术

（一）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3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。智能控制是当今控制理论发展的新阶段，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，其具体应用于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。

（二）FACTS和DFACTS

1、FACTS概念的提出

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，一种改变传统输电能力的新技术——柔流输电系统（FACTS）技术悄然兴起。

所谓“柔流输电系统技术”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ASVC的研究现状

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

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。

三、基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统

（一）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地共同时间标记，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。

（二）基于GPS的新一代动态安全监控系统

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）。

四、电力系统自动化的研究方向

（一）智能保护与变电站综合自动化

对电力系统电保护的新原理进行了研究，将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，大大提高电力系统的安全水平。对变电站自动化系统进行了多年研究，研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于35-500kV各种电压等级变电站。微机保护领域的研究处于国际领先水平，变电站综合自动化领域的研究已达到国际先进水平。

（二）电力市场理论与技术

基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况，认真研究了电力市场的运营模式，深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则；提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易（年、月、日发电计划）、转运服务等模块的具体数学模型和算法，紧紧围绕当前我国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。

（三）电力系统实时仿真系统

对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究，引进了加拿大Teqsim公司生产的电力系统数字模拟实时仿真系统，建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可进行多种电力系统的稳态及暂态实验，提供大量实验数据，并可与多种控制装置构成闭环系统，协助科研人员进行新装置的测试，从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供了一流的实验条件。

五、电力系统运行人员培训仿真系统

电力系统运行人员培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求，将计算机、网络和多媒体技术的最新成果和传统的电力系统分析理论相结合，利用专家系统、智能cai（计算机辅助教学）理论，是进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。本系统设计新颖，并合理配置软件资源分布，教、学员台在软件系统结构上耦合性很少，且系统硬件扩充简单方便，因此学员台理论可无限扩充。

六、配电网自动化

在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。其中，ndlc采用了dsp数字信号处理技术，提高了载波接收灵敏度，解决了载波正在配电网上应用的衰耗、干扰、路由等技术难题；高级应用软件pas将输电网ems的理论算法与配网实际结合起来，采用了最新国际标准IEC61850、IEC61970CIM公共信息模型；采用配网递归虚拟流算法进行潮流计算；应用人工智能灰色神经元算法进行负荷预测。

七、电力系统分析与控制

对在线测量技术、实时相角测量、电力系统稳定控制理论与技术、小电流接地选线方法、电力系统振荡机理及抑制方法、发电机跟踪同期技术、非线性励磁和调速控制、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。在非线性理论、软计算理论和小波理论在电力系统应用方面，以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新理论、新模型、新算法和新的实现手段进行了研究。

八、人工智能在电力系统中的应用

结合电力工业发展的需要，开展了将专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运行分析、警报处理、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。在上述实用软件研究的基础上开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，以提高电力系统运行与控制的智能化水平。

九、现代电力电子技术在电力系统中的应用

开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究。

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【关键词】发展；电力系统自动化；应用

1.电力系统自动化发展趋势

1.1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。

1.2当今电力系统的自动控制技术正趋向于

（1）在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。

（2）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。

（3）在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。

（4）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。

（5）在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。

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.电力系统的变革技术

2.1 FACTS和DFACTS

2.1.1 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。

2.1.2 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——柔流输电系统（FACTS）技术悄然兴起。

所谓“柔流输电系统”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。

2.1.3 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。

2.2基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统

2.2.1基于GPS的新一代动态安全监控系统

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）。

2.2.2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。 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。

2.3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）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。

（2）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。

（3）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。

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。

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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(PowerSystemEquiqmentsandPowerElectronics)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——柔流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。

所谓“柔流输电系统”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。超级秘书网

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

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)。

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关键词：智能电网；智能调度系统；电力电网

中图分类号：TM73 文献标识码：A

电力电网调度系统对电力系统而言是至关重要的，在电力系统初具雏形时，由于科技落后，电力电网调度系统不是智能的，是由工作人员通过打电话的方法了解各个电力站的运行状况，如果发现电力站的运行发生异常状况，就会凭借工作人员的经验，对发生的异常状况进行处理。现如今，科技水平不断发展，自动化技术也不断地更新，电力电网的智能调度系统在电力系统中也得到了应用，并取得了一定的成效。与传统电网系统相比，电力电网的智能调度系统不是孤立存在的，它是一个实时动态的系统，可以有效地进行分析和调控电力系统，当电力站发生故障时，电力电网的智能调度系统可以更加精准和及时地对故障分析和处理，更加快捷方便，可以更全面地了解电力电网的运行状况。

一、电力电网智能调度系统概述

（一）电网调度系统自动化的现状和前景

在科学技术不断发展的今天，电网调度系统已由最初单纯获取电力系统的数据转换为全面了解电力电网的运行状况，成为了能量管理系统。虽然我国科学技术水平在不断的发展，但是技术理论仍然不是很先进，导致电网调度系统的自动化和智能化程度仍然不是很高。因此，如何更好地运用现代科学技术，完善电力电网的智能调度系统，使电力电网的智能调度系统更加高效便捷，实现真正的智能，这将是电力系统的未来趋势。

（二）电力电网系统智能调度的概念

电力电网系统智能调度就是指调度系统可以对电力系统的电网的每个状态进行自动获取，综合了解其中的变化，协助电力调度员的管理，使电力调度员操作更加便捷精准，便于获取最好的方案，从而保证电网的安全运作。电力电网系统智能调度系统的功能不单单是基础的电力系统的稳态分析，在电力系统发生突如其来的故障时还应该具有一定的分析功能，可以及时帮助电力调度员解决故障，并且还应该可以兼容日益发展的运行系统。新型的电力电网系统智能系统比如今使用于电力系统中的调度系统更加复杂，更加庞大。新型的电力电网系统智能系统不单单需要电力系统中各个系统相互独立，却有相互统一，各个系统间可以互相帮助，除此之外，还要求新型的电力电网系统智能系统有兼容第三方软件的能力，该系统的最终构架应该是一种开放式的软件体系。

二、 人工智能在电网调度系统中的应用

（一）人工智能的概念

人工智能又名机器智能，融合了计算机科学、数理逻辑、控制论、信息论、神经生物学以及语言学等多门学科的知识理论，最终发展而成的一门综合性学科。人工智能的主要目标就是运用人类的智慧，使计算机系统日益的先进，逐渐使计算机系统表现出人类的一些基本智能行为。科学家进行了大量的科研实验，实验结果表明，人工智能技术发展的速度也越来越快，已经广泛地应用与各行各业，并发挥了显著的效果。不可否认，人工智能必将是未来的发展趋势。

（二）人工智能系统方法分类

二十世纪八十年代初，人工智能技术刚刚崛起，不断地应用于电力系统以及电力系统的相关行业中，主要原因如下：

1电力系统在当时那个年代就已经拥有了很大的规模，数据处理十分的繁琐，并且系统要求动态实时性，凭借当时的计算机水平根本没有办法快速获取计算结果，严重拖累了电力系统的工作效率。

2电力系统的非线性根本没有办法凭借当时的计算机水平建立出精确的线性数学模型。

3由于当时科学技术水平不是很发达，大多数人对电力系统不是十分了解最终导致电力系统行业中存在很多模棱两可的问题。

4由于当时科学技术水平不是很发达，很多电力系统的专家只能根据自己的经验对电力系统进行分析，根本无法运用精确的数学进行描述。与传统的计算不同，人工智能算法是以解决知识中所存在的问题的方法为基础，解决了传统计算方法的缺点。因此，人工智能应用于实际的电力系统中是十分必要的。

（三）人工智能在电网调度系统中的应用以及方法：

1 专家系统

在二十世纪六十年代，专家系统作为人工智能在电网调度系统中的应用的重要分支开始兴起，专家系统顾名思义，这个系统拥有极其接近人类思维模式的智能系统，可以很好地进行分析和推理，就犹如一些拥有丰富经验和渊博知识的专家，在特定的区域里凭借区域内固有的数据库对问题进行合理的分析，最终提出适当的问题解决方案。在专家系统应用于电力电网调度系统中，应该包括电网的管理、对电力系统进行综合的监测作用、对故障进行分析并及时提供解决意见等。

2 人工神经网络

人工神经网络顾名思义，就是一种类似于人类大脑的神经网络，人工神经网络可以对给与的信息进行适当合理的分析，并且处理，最终演变成数学模型，人工神经网络的本身就是对自然界某种算法或者函数的逼近，也可能是一种逻辑表达方式。人工智能神经网络与人类的大脑十分相似，具有一定的自学和联想能力，可以快速地根据特定的规律推算出大致的结果。人工神经网络已经广泛应用于人工电力电网系统的动态控制与诊断、状态数据估计等很多的相关领域，并取得了一定的成效，而其中的人工神经网络的预测估计分析技术已经十分的完善。

3 遗传算法

遗传算法就是根据达尔文生物种族进化论中遗传机制和自然选择学机理的生物进化过程进行模拟最终获取相应的计算模型，遗传算法可以通过模拟自然进化过程分析获取最好的解决方案。具体方法如下：

（1）选取一定数量的候选集。

（2）根据一定的条件，计算出这些候选集的应用范围。

（3）根据计算所得的应用范围适来确定符合应用范围的候选集。

（4）加工处理符合应用范围的候选集，最终形成新的候选集。

在整个遗传学算法中，达尔文自然选择学机理中的“适者生存”一直贯穿始终，遗传算法凭借自身十分优异的计算和处理功能，已经广泛地应用于电力电网系统中。

4 Agent技术

Agent技术是一种智能计算实体，在分布式系统中拥有灵活性、主动性、反应性、交互性和自主性。Agent体系结构是一种自主行为实体，单纯凭借现今的计算机水平，很难准确对Agent体系结构进行描述，其大略可分为三种类型，是混合式体系结构、反应式体系结构和审慎式体系结构。如今，反应式体系结构是其中主要的研究对象，事件处理系统、方法集合和内部状态集组成了反应式体系结构。具备良好适应性和开放性的Agent技术作为在新一代调度自动化系统，发展前景不可小视。

对于同类发电机组而言，综合考量其安全性能、经济效益和环保指标等要素，可以分别表示出机组的可靠性能R、经济效益标准E、环境标准D，以及热电比例H，依次用a表示其权值。那么可以得出：I=a*（R+E+D+H），其中每个权值的和为1。

设定机组工作的经济程度与出力之间的关系为函数E（P），那么用来指代系统经济性能的公式可以表示成：E=E（P max）/ P max。

系统的环保性指标可以用单位排放的污染气体总量来表示；系统的热电比是将单位出力表示为热量数值，设定热电之间转化的关系函数H（P），那么可以得出：H=H（P max）/ P max。

（四）Agent技术的发展前景

分布式的Agent技术就是将能量管理系统模块封装成Agent，使智能电网调度拥有更强的自治性和可移植性，从而在一定程度上解决了智能电网调度的一些问题。现如今，学者对人工智能技术不断深入地研究，从而使其更加广泛地应用于电力系统中，并取得了一定的效果。在科学技术不断发展的背景下，Agent技术一定会拥有更广阔的前景。

三、 国内外电力电网智能调度系统的研究现状

在二十世纪九十年代，Dy-Liacco作为“现代能量控制中心”概念的创始人，十分全面地论述建立了电力电网智能调度系统的文献，在文中提到想要解决电力系统中存在的一些问题，应该用智能机器调度员替代人工调度员，除此之外，文中还提到要综合仿真培训和自动学习等功能，从而使电力电网自动运行。在我国，卢强院士最先提出了“数字电力系统”的概念，主要讲诉的是正常情况下电力电网智能调度系统对电力系统的监管的分析的功能等；华北电力大学的杨以涵教授则带领自己的科研组进行电力系统的研究，基于“数字电力系统”的概念，分析电力系统中电网会出现的故障，以及安全方面等进行了探讨，最终形成了建立以分析和解决电网故障的“调度机器人”的思维模式。

结语

综上所述，电力电网调度系统对电力系统而言是至关重要的，电力电网的智能调度系统是一个实时动态的系统，可以有效地进行分析和调控电力系统，当电力站发生故障时，电力电网的智能调度系统可以更加精准和及时地对故障分析和处理，更加快捷方便，可以更全面地了解电力电网的运行状况。本文对电力电网智能调度系统做了简单的介绍，对电力电网智能调度系统的具体应用进行了探讨，希望本文可以给相关电力电网工作者甚至是研究者带来一定的参考作用，使电力电网的智能调度系统更加完善，可以更好地应用于电力系统中。

参考文献

[1]狄以伟.面向未来智能电网的智能调度研究[D].济南：山东大学，2010.

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关键词：电力系统；自动化；新技术

中图分类号：F407.61

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。

1我国目前电力系统及其自动化的研究方向

1.1智能保护与变电站综合自动化

目前我国科学工作者将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等理论应用于新型继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制等特点，大大提高了电力系统的安全水平。对变电站自动化系统进行了多年研究，研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于35～500kV各种电压等级变电站。微机保护领域的研究处于国际领先水平，变电站综合自动化领域的研究也已达到国际先进水平。

1.2电力市场理论与技术

基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况，我国电力研究专家们认真研究了电力市场的运营模式，深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则，提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易、转运服务等模块的具体数学模型和算法。

1.3电力系统实时仿真系统

研究人员还对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究，引进了加拿大teqsim公司生产的电力系统数字模拟实时仿真系统，建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可以进行多种电力系统的稳态实验，提供大量实验数据，并可和多种控制装置构成闭环系统，协助科研人员进行新装置的测试，从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供一流的实验条件。

1.4电力系统运行人员培训仿真系统

电力系统运行人员培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求，将计算机、网络和多媒体技术的最新成果和传统的电力系统分析理论相结合，利用专家系统、智能CAI机辅助教学）理论，进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。本系统设计新颖，并合理配置软件资源分布，教、学员台在软件系统结构上耦合性很少，且系统硬件扩充简单方便，因此在学员台理论上可无限扩充。

1.5配电网自动化

配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配电自动化是一个统一的整体。

1.6电力系统分析与控制

这一方向对在线测量技术、实时相角测量、电力系统稳定控制理论与技术、小电流接地选线方法、电力系统振荡机理及抑制方法、发电机跟踪同期技术、非线性励磁和调速控制、潮流计算的收敛性、电力负荷预测方法、电网调度自动化仿真、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。同时对非线性理论、软计算理论和小波理论在电力系统应用方面，以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新理论、新模型、新算法和新的实现手段进行了研究。

1.7人工智能在电力系统中的应用

结合电力工业发展的需要，我国开展了将专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运行分析、警报处理、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。在上述实用软件研究的基础上开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，以提高电力系统的运行与控制的智能化水平。

1.8现代电力电子技术在电力系统中的应用

目前我国开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究。

1.9电气设备状态监测与故障诊断技术

通过将传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等结合起来，针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理进行了详细的基础研究，开发了发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统，全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。

2电力系统自动化新技术

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： 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。

2.2 FACTS和DFACTS

1）FACTS概念的提出

所谓“柔流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称FACTS。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

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。

2.3基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统

2.3.1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。

2.3.2基于GPS的新一代动态安全监控系统

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）。

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关键词：电力系统自动化发展应用

变电站电力系统是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变

或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电

站主要分为:升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。电力系统综合自动化是基于科技发展和计算机网络技术的出现而逐步形成的一个概念，是一个综合发电厂、变电站、输配网络和用户的集成概念，其概念研究和实现的主要目的就是如何更好地掌控和监视电力

从出厂到供应的全过程，使输配过程更有效和通畅。

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(Com-munication)和电力装备及电力电子(Power Sys tem Equiqmentsand 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:

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。

2.2 FACTS和DFACTS

2.2.1 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―――柔流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。

所谓“柔流输电系统”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。

2.2.2 FACTS的核心装置之一―――ASVC的研究现状各种ACTS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。

2.2.3 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Hingo-rani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

3.1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。

3.2基于GPS的新一代动态安全监控系统基于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)。

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关键词：电力自动化系统；应用现状；发展趋势

Abstract: With the information age arriving, the development of the electric power dispatch automation system is paid more and more attention. We need keep up with the pace of the times to clearly understand the situation, grasp the development trend of the electric power dispatching automation system, use the power dispatching automation system functions and advantages, and actively explore a better electric power dispatching automation system that adapts to the power grid.

Key words: power automation system; application status; development trend

中图分类号: TM247文献标识码:A文章编号：2095-2104（2012）

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。按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面，并形成一个分层分级的自动化系统。

1、电力系统自动化的应用现状分析

电力系统自动化是指对电力系统进行控制、监测、保护等行为的自动化建设，既包括硬件也包括软件。电力系统中的各种自动化，充分显示了电力系统的信息技术特点。从我国来看的话，电力调度自动化系统主要有CC-2000，SD-6000，OPEN-2000。它们的基本功能都能达到国内外的同系统的水平。

1.1 CC-2000系统。在不同的应用环境中，CC-2000系统提供两个种类的数据采集子系统，即为基于VME总线的工控机系统和基于终端服务器的系统。它们主要遵循两种不同的体系结构与技术思想，表现为系统的可靠性、适用性、实时性和灵活性等方面各有所侧重，而且在三十多个实际工程中有了应用，很好地适应了各类应用系统的需求。其主要运用开放式的系统结构设计，技术为面向对象，引用软件运用事件驱动和封装的思想为其提供透明的接口。由于应用面向对象技术，一个新的大对象的概念在自动化系统中得到了引用，与此同时，通用性和专有性的结合，使得支撑系统同时满足了电力系统一方的需求与其他行业的实际需求。

1.2 SD-6000系统。SD-6000系统是电力自动化研究院为满足广东电网发展的需要而开发的一套新型能量管理系统，是我国电力部门的重点项目，主要集合了超大规模的调度投影屏、调度电话自动拨号、气象卫星云图等新型技术，开放式和分布式的支撑系统平台是其特点，具有较高稳定性和可靠性的电网元件模型，场站单线图等技术为关键技术。

1.3 OPEN-2000系统。PEN-2000系统在新型的能量管理系统中被运用,由于自身性能的完善、适用面广泛、可靠性高、成熟性好、等优势使其快速的在国内外发展,同时其双网机制的采用使它的流量和可靠性都得到了很大的提升。

2、电力系统自动化系统的新技术应用

当今电力系统的自动控制技术正在向以下几个方面发展：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；在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题；在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论；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；在研究人员的构成上日益需要多“兵种”的联合作战。

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。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。

2.2 FACTS和DFACTS。FACTS（柔流输电系统），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。FACTS的核心装置是ASVC，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。DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术，它是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。

2.3 基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统。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。基于GPS的新一代动态安全监控系统基于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)。

3、电力系统自动化系统的发展分析

整个电力系统自动化趋向于多方面的发展，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)；由高电压等级向低电压扩展；由单个元件向部分区域及全系统发展；由单一功能向多功能、一体化发展；装置性能向数字化、快速化、灵活化发展；追求的目标向最优化、协调化、智能化发展。

3.1 市场化。在将来的电力调度自动化系统中，电力企业不断地适应市场的发展，而这种改革既是机遇也是挑战。电力企业为适应市场的改革为用户提供了多种选择，同时使用户自动作负荷管理，高峰负荷减少，装机容量减少，电力容量利用率和效益提高，更容易得到经济目标以促进系统的合理规划发展和电力工业的经营管理和持续良性发展，创造最大的社会效益。

3.2 数字化。随着数字化时代的到来，人们越来越意识到信息技术的重要性，数字化电网和数字化变电站的开发得到人们的普遍关注。电力调度自动化系统的数字化发展趋势主要指电网信息源的数字化发展，通过系统数字化使电网中的运行数据对电网的调度系统中的综合信息和通信进行分层分类和分区的采集和处理得到了实现。统一和规范了电网的整个监控过程，电力自身信息化、智能化和可视化的调度得到了促进,系统运行更加稳定、安全、经济。

3.3 智能化。智能调度是电网未来发展的必然趋势，智能调度技术采用先进的调度数据集成技术，进一步综合的利用电力系统的稳态、动态和暂态的运行信息进行有效整合，对电力系统的运行进行监测和优化，实施必要的预警和动态预防控制，增加系统的事故辨识、故障处理和系统恢复，从而更加协调与优化电厂质量、职场运营还有电网的调整。与此同时，在紧急的情况下，系统还能够进行协调控制，以达到调度、运行和管理。此外，电网调度的应用功能具有可视化等。

4、小结

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。

参考文献：

[1]张锋.浅谈电力系统调度自动化及其发展方向[J].广东科技,2008(11).

[2]张扬.电力系统技术发展的新趋势[J].浙江电力,2011(3).

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[关键词]新形势；电力系统；自动化；研究方向

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0018-01

电力系统从其运行的基本情况来看，是一种综合性较强的系统，无论是从发电到变电都会形成一定的完整性。另外，电力系统的运行也是以高速的信息化为重要支撑点。电力系统逐渐实现其发展的目标。自动化的过程不仅是降低电力运行成本，还是促进工作效率的重要途径。企业要想提升经济效益，需要以提升工作效率为前提。

1 电力系统自动化的概念

在电力系统的发展中，无论是程序检测还是电力运行的调节对应该实现自动化。这样不仅可以保证电力系统运行的安全性，同时也减少电力系统运行过程中的阻力。实现自动化的管力，主要将先进的计算技术应用到其中，促进了电力系统的高效性。电力企业的性质被界定为服务行业，在其获得一定的经济效益的同时要为人们提供优质的服务，因此，实现电力系统的自动化可以增强其服务程度。

2 具有变个性重要影响的三项新技术

2.1 电力系统的智能控制

电力系统实现智能控制的过程经历了不同的发展阶段，而且也是一个漫长的过程。从其产生到现在的40多年中经历了多个发展阶段。其中包括单输入、单输出；线性和非线性的控制；智能控制阶段。可见，智能控制阶段是其发展的最后一个环节。也是现如今所应用的一种控制方式。电力系统的自动控制功能主要是针对电力设备运行中一些不确定因素来进行分析和控制。解决一些难度较大，复杂程度较高的问题。

2.2 FACTS和DFACTS

2.2.1 FACTS的概念

电力系统的运行对诸多因素都提出了新的要求，其中对于输配电技术来说，要保证电压和电流的稳定性，打破传统输电能力的限制，形成一种新型的输电系统，这就是柔流输电系统。从不同的角度来看，这种技术也被称为灵活交流输电系统技术，在输电系统中占据着重要的位置。系统内部的装置全面，在运行的过程中，电力电力装置发挥了重要的作用，工作人员或者是相关的检测设备需要对相应的输电参数进行调节，其中包括电压、电抗以及相位等等。这样是为了促进输电线路运行的可靠性，提升其可控性和高效性。从总体上来看，这种技术综合了多种学科和领域，其中包括电力电力技术，微机处理技术等等。可见，其产生的节点效益是不可比拟的。

2.2.2 FACTS的核心装置ASVC的研究

这一核心装置的主要构成部分就是二项逆变器和并联电容器，因此，装置所输出的三项交流电和电网的电压时同步进行的，在电压运行的过程中就可以对其进行调节和控制，同时还能自动对电压的运行情况加强稳定。不仅如此，这种装置的可调节范围相对较大，反应的速度也很快，机械设备的旋转也不会出现严重的惯性问题，另外，还可以对机械旋转以及运行是的噪音进行消音。由于ASVC装置属于固态装置，可以对网络中的暂态进行相应，因此，其可控性较为突出，可以发挥其强大的调控优势。

2.2.3 DFACTS的研究态势

DFACTS主要应用于配电系统中，是一种较为灵活的技术形式，其形成主要是为了完善配电网中供电质量，进而提出的概念。这一技术的应用主要是为了对一些综合性的问题进修那个解决，保证配电网以及用户供电的稳定性。采用新型的控制器来进行监控和管理。

3 基于GPS统一时钟的新一代EMS

在现阶段，应用于电力系统中的主要监测手段，比较集中在电磁暂态运行中的故障记录，和对于系统在运行中在稳定性方面的数据采集工作。但是在监测的过程中，应用于暂态中的监测数据比较繁琐，并且记录的时间比较短，对于不同的记录仪器之间缺乏必要的通信沟通，这种情况对于在整体上的系统分析比较困难。而对于稳定性方面的监测工作在数据刷新方面间隔周期过长，只适合于对系统进行的稳定性方面的研究。这两种方式还存在着一个共同的缺点，就是在不同的地点之间不存在共同的时间标记，并且所记录下来的数据也只是针对局部才有效，在对系统进行的整体动态分析上还是有很大难度的。

4 电力系统自动化的研究方向

4.1 智能保护与变电站综合自动化

对电力系统电保护的新原理进行了研究，将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，大大提高电力系统的安全水平。对变电站自动化系统进行了多年研究，研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于35―500kV各种电压等级变电站。微机保护领域的研究处于国际领先水平，变电站综合自动化领域的研究已达到国际先进水平。

4.2 电力市场理论与技术

基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况，认真研究了电力市场的运营模式，深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则；提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易（年、月、日发电计划）、转运服务等模块的具体数学模型和算法，紧紧围绕当前我国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。

4.3 配电网自动化

在电力系统配网自动化方面的研究将趋向于定制电力技术，定制电力技术是一种将各项高端技术进行融合的高新技术，在配网运行的过程中，可以发现突然间出现的负荷变化并且对其进行调整，对配网自动化的实施可以优化配置，更好的满足用户的需求。配电系统的集中化管理是将以往分散的多岛系统通过先进的通信网络连接起来，实现系统之间有效的沟通，资源共享。优化的系统配电网运行，在市场经济的运行规律下，电力企业也在向着以提高经济效益为目标的方向发展。为了适应时代的发展，电力企业要在相关的体制方面进行改革，在保证配电可靠性的基础上，不断的提高企业运行的经济效益。这就要求企业要对二次设备的质量有所保证，不会因为设备的误动和拒动对企业造成损失。

4.4 人工智能在电力系统中的应用

随着科技信息的发展，人工智能系统在电力中的应用将会越来越深入，在电力系统运行期间，人工智能系统对电力系统以及其中的元器件进行监测检查，对故障有事先预警的功能，故障诊断技术不断创新改革，减少事故的发生率，提高企业的经济效益。在对电力系统智能化理论研究的基础上，结合企业实际，在实践水平上进行更高层次的研究，为电力系统的稳定运行和智能化水平的提高创造条件。

5 结论

电力企业是我国的基础性设施建设，在我国的经济发展和人们的生产生活中都发挥了重要的作用。随着科技信息技术的发展，各种新技术新产品不断的产生，在电力系统中，实现自动化工作模式正是顺应时展的趋势。电力系统自动化的实施，对企业的安全运行给予了极大的保护，在系统运行期间，可以有效的对故障进行提前预警，减少事故的发生率，为企业减少了巨大的经济损失。在对企业的管理方面，实现自动化技术，大大的提高了工作效率。

参考文献

[1] 电力系统自动化设备检测实验室再扩项通过国家评审[J].电力系统自动化.2007（03）.

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关键词：电力系统；自动化；新技术；应用

中图分类号：F407.67；文献标识码：A ；文章编号：

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。电力系统自动化建设的主要目标就是要实现电力在生产环节、供应环节的及时、稳定、安全、迅速、可持续，同时也是实现提高生产效率、降低运营成本，实现自动化、一体化、节约化、安全化管理的重要核心。主要分类有电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、供电系统自动化等。

纵观社会多种行业的工作流程，我们不难发现，自动化系统的建立无不包含着现代化生产技术、计算机科学技术、网络通信技术、信息处理技术的综合应用，对于电力系统而言，自动化的生产包含着发电厂、变电站、送电分配系统、计算机监控系统、网络覆盖系统等众多环节的综合控制与协调。电力系统自动化是电力行业发展的高级阶段，是电力行业不断加强新技术引进与应用的突出成就。

1电力系统自动化的发展趋势

现代电力系统的自动控制技术正逐步朝着以下方向发展：在控制策略上逐渐朝着最优化和智能化发展；在控制手段上逐渐增加了微型机、远程通信以及电力电子器件的使用；在理论工具的使用上更多借助现代控制理论；在设计分析上越来越多地要求面向多机系统模型去处理问题；在研究人员的组成上也越来越多地需要多工种的联合。

电力系统自动化的整体发展趋势则是：由高电压等级向低电压等级扩展；由单元件向部分区域和全系统发展；由开环数据传送向主动闭环控制；从功能单一向多功能方向发展；目标的追求朝着最优化、智能化、协调化的方向发展；装置的性能由传统型向数字化、灵活化、速度化等方向发展，具有了更加优越的性能；由以加强运行的经济、安全、效率作为目标向服务和管理的自动化方向发展。在最近的20 年中，随着计算机科学、控制技术和通信技术等科学技术的不断发展，现代电力系统已经成为一个统一体。它的概念内涵不断地深入，并且其外延也不断地扩展，所以，电力系统自动化能处理的信息量逐渐增多，直接可以观测的范围也逐渐扩展，所需考虑的因素也不断增多，其能够主动闭环控制的对象也不断地增多。

2电力新技术的运用

2.1智能控制技术

电力系统自动控制技术在过去的几十年中经历了三大主要发展阶段：第一是基于传递函数的单输入、单输出控制的阶段；第二是线性最优控制、非线性控制和多机系统协调控制的阶段；第三是智能控制的阶段。智能控制技术在电力系统的实践应用过程中遇到的难题是：电力系统是一个动态性的大系统，具有强非线性的、变参数等特性。在未来的工程应用中，智能控制技术具有非常广阔的应用前景，尤其是在新型的电力系统工程应用方面，具体可以应用在基于人工神经网络的励磁、快关综合控制系统结构、电掣动、多机系统的新兴静止无功发生器的控制等。

2.2柔流输电（FACTS）和配电（DFACTS）技术

（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—柔流输电系统（FACTS）技术悄然兴起。所谓“柔流输电系统”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）ASVC的研究现状

作为FACTS的核心装置，ASVG的发展也迫在眉睫。当前FACTS系统的一个共同特点，就是运用逆变器的逆变作用和大功率的电力电子器件开关的瞬间切换作用。ASVG作为一种新型的结构较为简单的静止无功发生器，采用了FACTS中的核心技术。并联电容器和二项逆变器构成了ASVG的基本结构，它的三相输出电压和三相输出电压是同步的。ASVG具有很多优点：当系统运行正常时它可以校正电压，当系统出现电压故障后在恢复阶段它可以用以稳定电压，由此可见它对电网的电压控制力是非常强的；由于ASVG不是机械设备，因此和旋转同步调相机相比，它没有机械设备运行时的机械惯性、机械损伤和机械噪声；它对电压的调节范围比旋转同步调相机更大，反应速度更加敏捷；它不仅能对网络中的暂态做出反应，对网络的稳态变化也能够做出及时的响应，所以它的控制力也比同步调相机优越得多。

（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。

2.3基于GPS的动态安全监控系统

当前使用的电力监测系统主要是用来记录电磁暂态过程的故障状态和波形数据，还有就是在系统稳态正常运行的情况下进行监控和数据样本的采集。前者主要记录数据冗余，记录的时间很短，各种期间缺乏信息的交流，从而使系统的整体性的动态分析变得异常困难；后者记录的数据刷新时间较长，因此只能用来记录和分析系统稳态运行时的参数和信息。但是两者有一个共同的缺点：不同部位之间没有统一的时钟信号，缺乏运行和记录数据的统一性，各部件之间只能各自记录数据，很难对系统的整体动态行为作出正确的分析和判断。由于以上原因，人们研制出了一种新的安全监控系统。这种新的系统是动态安全监测系统与SCADA的完美结合，它由中央信号处理机、通信系统、动态相量测量系统和同步定时系统四部分有机组合而成，采用GPS光纤通信技术和同步相量测量技术，从而实现了准确的当量控制。相量测量技术与GPS技术的有机结合开辟了电力系统的实时控制和动态测试的时代。由于电力系统的负荷不是稳定不变，而是有规律性或者随机变化的，自动电压控制系统为其提供了可靠的保障。

3结束语

总之：电力系统自动化技术的发展经历了一个相当漫长的过程。初期发展较为缓慢，但到了中后期，随着计算机技术，控制技术及信息技术的发展与进步，使电力自动化产业发展速度日益加快，各种原来看似不相关联的技术会逐步彼此渗透，国际化、标准化、规范化越来越成为技术发展的共识，最终实现电力高度集成化、高度职能化和高度自动化，实现电力系统全面自动化、一体化的管理已是适应市场经济建设需求、促进社会可持续发展的重要保证。

参考文献:

[1] 陈翘.浅析电力自动化系统及其发展趋势[J].科技风，2010(19).

[2] 朱大新.电力系统自动化与计算机技术[J].工业控制计算机，2005.11：4-5。

[3] 唐亮.论电力系统自动化中智能技术的应用[J].硅谷，2008，(2).

[4] 林广灯.浅谈电力系统中配电自动化及管理[J].科学之友，2010

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（1）整个电力系统自动化的发展则趋向于：一是由开环监测向闭环控制发展，如从系统功率总加到AGC（自动发电控制）。二是由高电压等级向低电压扩展，如从EMS（能量管理系统）到DMS（配电管理系统）。三是由单个元件向部分区域及全系统发展，如SCADA（监测控制与数据采集）的发展和区域稳定控制的发展。四是由单一功能向多功能、一体化发展，如变电站综合自动化的发展。五是装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，如继电保护技术的演变。六是追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，如励磁控制、潮流控制。七是以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展，如MIS（管理信息系统）在电力系统中的应用。（2）当今电力系统的自动控制技术正趋向于：一是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。二是在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。三是在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。四是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。五是在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。

二、具有历史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。

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关键词：电力系统自动化；新技术；多媒体技术；自动化领域

1 前言

一直以来，我国电力企业都在追求自动化，不论是发电控制的自动化或者是电力调度自动化都是十分必要的，相比较之下，变电站综合自动化是最为热门也是发展最为迫切的。电力系统自动化领域是由生产过程的自动检测、调节与控制，系统与原件的安全保护共同构成，实现其自动化主要是为了提升电能的质量，保证系统的安全与稳定，提高经济的效益与管理效率。

2 当前颇受关注的三项新技术

2.1 电力系统的智能化控制

在过去的应用历史中，电力系统控制研究主要可以分为三个阶段，从基于传递函数的单输入、单输出控制阶段发展到线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段；当今已经发展成智能控制阶段。控制理论发展至今，智能控制是其发展目标，解决了很多传统方法所无法解决的难题，达到了一定的控制目标，尤其适用于相对不确定性、具有强非线性、要求高度适应的复杂系统。

从应用范围来看，智能控制在电力系统工程中的应用颇为广泛，而且范围在不断扩大，多被运用在快关汽门的人工神经网络适应控制中，大大提升了控制水平。

2.2 FACTS和DFACTS

2.2.1 FACTS概念的提出。先进的输配电技术对提高电力质量与改善系统稳定性都有积极意义，同时也是电力系统发展的必然要求，该技术就是在这一情况下出现的，我们称其为柔流输电系统。

一般我们都称FACTS技术为灵活交流输电系统技术，具体来说就是在输电系统的重要部位采用单独或综合功能的电力电子装置，调整与控制输电系统的主要参数，提高了输电的可靠性，也促进了效率的提高。该技术将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统，增强系统的可靠性与电能的质量，获得所需的节能环保的新型综合技术。

2.2.2 FACTS的核心装置ASVC的研究现状。ASVC由二相逆变器和并联电容器构成，所输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步，除了能够校正稳态的运行电压外，而且在出现故障后可以第一时间迅速恢复稳定电压，所以对电网电压的控制能力较强。与旋转的同步调相机相比，ASVC的调节控制范围较大，反应的速度也更快，不会产生旋转噪声与机械惯性，同时由于ACVC是固态的装置，因此不仅能够响应网络的暂态，也可以响应稳态变化，所以其控制能力有了很大的提升。

2.2.3 DFACTS的研究情况。所谓DFACTS就是指配电系统中较为灵活的交流技术，它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。从内容来说是对供电质量的各类问题所采取的综合方法，是配电网与商业用户的供电端采用的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

3.1 以GPS为基础的新一代的EMS

当前形势下所采用的电力系统监测主要侧重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。相对而言，前者记录的数据时间段，冗余情况较多，而且不同记录因沟通不够及时，导致无法实现动态分析；而后者的刷新频率较慢，所应用局限性明显。同时，两者也无法准确标出共同的时间标记，所记录的数据有效性非常有限，无法实现全系统的分析。

3.2 以GPS为基础的新一代动态安全监控系统

该系统是在原有系统的基础上结合新动态安全监测系统所创建的，是由同步定时系统、动态相量测量系统、通信系统与中央信号处理机共同构成。在GPS技术的基础上，光纤通信技术、同步相量技术都有了很大程度的提升，大大促进了安全监控系统水平的提高。

4 电力系统自动化的发展趋势

4.1 智能保护与变电站综合自动化

从当前所采用的电力系统保护原理来看，新型继电保护装置的发展必须要与最新的人工智能理论、模糊理论及自适应理论及微机网络技术相融合，使得新型继电保护装置达到智能控制的目标，改善电力系统的安全效率。从多年的研究情况来看，传统的分层分布式变电站综合自动化装置多适用在35-500kv各种电压等级变电站。而且微机保护领域的研究也处于国际的先进水平，前景十分广阔。

4.2 电力市场研究的理论与技术

从当前我国的经济情况与电力市场的发展情况来看，对我国电力市场的运营模式进行了详细分析，明确了运营流程中的具体情况，提出了与我国当前阶段情况相适应的电力运营模式，转运服务等模块的具体数学模型与算法，以我国电力市场运营亟待解决的问题为中心，迅速解决问题，提高管理水平。

4.3 电力系统实时仿真系统

近年来，一些研究专家将目光转向了动态监测情况及电力系统的仿真方面，在自身的条件基础上吸收了西方的先进技术，建立了具有混合实时的仿真环境实验室，这一系统出了检查电力的稳定状况外，也会将所需的数据提供给需要的部门，与其他装置形成闭合系统，不断地测试新装置，进而创造一流的试验条件，研究出更加符合发展的产品。

5 建立电力系统运行人培训的仿真系统

人是改革的根本，因此，不断地创新培训系统迫在眉睫，将新型技术与传统的电力系统融合，建立符合当前电力事业发展的理论系统，运用现有的技术调价及智能设备建立人员培训仿真系统，提高培训水平，促进人员综合素质的提高。

6 配电网自动化目标

在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。其中，ndlc采用了dsp数字信号处理技术，不仅使载波接收的灵敏度有了很大提高，同时也解决了载波在配电网上应用的损耗及干扰等问题，运用最新的国际标准，采用最新的计算方法进行计算，实现配电网自动化的目标，促进电力系统监控水平的提高。

7 电力系统的分析与控制方向

相关专家人员不仅研究了在线测量的技术，同时也对电力系统的稳定控制理论与技术及小电流接地选线方法进行了深入的分析，同时对与其相关的电网调度自动化仿真、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断与恢复策略进行了研究。另外在非线性理论、软计算理论和小波理论在电力系统应用方面，以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新理论、新模型、新算法和新的实现手段进行了研究。

8 人工智能化在电力系统中的运用

从当前电力工业的发展情况来看，专家系统的建立与人工神经网络、模糊逻辑及进化理论的研究是十分必要的，从其研究情况来看，电力系统智能控制理论与应用的研究都是十分必要的，在很大程度上推动了电力系统的运行于控制效率，实现了智能化的控制目标。

9 电力系统中的现代电力电子技术的运用

有关部门展开了对电力电子装置控制理论及方法的探究，同时也对不同的电力电子装置在系统中的情况进行了调查，除此之外，灵活交流输电系统与直流输电系统的微机控制理论及技术进行了分析，另外也研究了有源电力滤波技术等方面的探讨。

10 电气设备状态监测与故障的诊断技术

新形势下，电力系统的自动化新技术发展速度飞快，随着计算机网络技术水平的提高，光纤技术与数字处理信号技术也迅猛发展，同时相关人员也研究了电气设备绝缘监测方法，强化了对故障的检测，开发出了与当前发展相符的开关设备及其他设备，确保了电力系统的稳定运行。

参考文献

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[关键词]智能电网技术；定义；特征；运用

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0339-01

引言：电网是一个巨维数的典型动态大系统，它具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征。另外，电力网络地域分布广阔，大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面，由于公众对新建高压线路的不满日益增强，线路造价，特别是走廊使用权的费用日益昂贵，以及电力网的不断增大，使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。下面将阐明综合智能电网规划中的必要性和可行性。

一、智能电网的概念

在2005年，埃贝尔发明了一种利用群体行为原理使大楼电器相互协调的技术和一种无线控制器，智能电网由此时开始出现。智能电网又称“未来电网”，它不是一件事或物，而是将先进的一些技术以及电网基础设施集成的一种新型现代化电网，具有“更可靠、安全经济、高效、更环境友好”的特点，其关键技术领域涉及较广，具体有传感量测技术、分析决策技术、制动控制技术、计算机技术等等。要想清晰认识智能电网，需要从其概念、内涵特征、关键技术、智能化等各方面进行分析。

二、智能电网的内涵与特征

基于市场、环境、安全灯各方面的因素，智能电网具有8个特点：自愈、兼容、交互、协调、高效、优质、集成、绿色。其中自愈是指在电力供应方面，智能电网能够不断发现存在或潜在的问题，然后纠正或控制，最终保证供电质量，可靠、安全、高效，是较为突出的特征。交互是指“交互式”，为了能达到双方相互适应，智能电网能够实现“双向交流、双向通信”，用户根据实际情况于被提供的信息中指定符合自己需求的方案。智能电网应用了许多先进技术与监控技术，能够更好地降低成本和增加效益，实现高效。“绿色”是另一突出的特征，智能电网通过利用绿色能源、洁净能源、再生能源，降低环境污染，缓解能源消耗巨大的问题，同时能缓解地区能源供给不平衡问题。

三、智能电网的关键技术

1、发电与储能技术

在能源转化、传输、使用这几个环节，其中发电环节是整个过程中最有可能减少排量的，所以智能电网采用风电水电多种新能源进行分布式发电和分布式储能，其中分布式发电技术有很多，例如风力发电技术、生物质能发电技术和地热发电技术等等，分布式储能装置有电磁蓄能、超导储能等等。由于使用新能源、洁净能源和再生资源，对环境改善方面具有很大的积极作用，特别是减轻温室效应方面，同时能够提高供电的安全性与可靠性，以及缓解能源供给不平衡问题，所以该技术被广泛应用。但是由于环境影响以及一些不确定因素，例如：风能和太阳能与天气相关，具有不确定性，分布式发电技术与储能技术将面临较大的挑战。

2、输配电技术

输配电技术包括特高压输电技术和高温超导输电技术，特高压输电技术是能够实现大功率、远距离传输电的输电技术，提高了输电能力，并能实现远距离电力系统互相连接；高温超导输电技术是利用高温超导体材料特性的技术，与常规技术相比，它具有污染少、损耗小等特点。

3、高速双向通信技术

智能电网采用了高速双向通信技术，涉及较多电子设备，如智能表计、电力电子控制器等，利用这些智能电子设备进行网络化通信，同时坚持各种干扰与自我监测，充分体现出“自愈”这一特性。

4、智能固态表针

与传统采用的电磁表计相比，智能固态表针能够进行双向通信、计量多时段的电力情况和价格、编制时间表等等。

5、先进的电力电子技术

智能电网采用先进的电力电子技术，使用各种新型的高性能设备与装备，例如全控型大功率电力电子器件等，其中具体有有源滤波器（APF）、动态电压恢复器（DVR）等，符合当今电力系统运作要求，并在现代电力系统中得到广泛的使用。

6、智能调度技术

该技术是智能电网中最关键、重要的技术，能够全面进行资源优化配置，科学决策管理、高效调度等，实现大面积连锁故障的预防，实现调度的智能化。

四、智能化

由于智能电网采用了上面所述的先进技术，使得智能电网可观测、可控制、能实时分析与决策、自愈以及制动优化调整，充分体现出智能化。例如实时分析和决策是指智能电网能够通过分析信息与数据进行智能化决策。

五、智能电网规划在电力技术及电力系统规划中的作用

1、电网规划在电力系统中的意义

由于现在我国电网规划工作规划不到位、不全面等原因，甚至有些新电网建设投运在较短的时间内就出现超负荷、长期负荷等，还有些施工难度大。总之，因为各种原因造成无法保证电网建设工程质量或存在较大的安全隐患等等。除此之外，我国存在着电源与电网这两种发展不协调、不平衡的问题。这一矛盾在资源锐减的当今社会中越来越激烈，同时由于我国的电力输送能力较差，我国资源供给不平衡问题仍然严峻，还造成交通紧张等，例如我国北部、西部的电力往我国负荷较为密集的地区输送较为困难。

另外，我国互联电输电能力较差，区域之间的电网互济与跨流域补偿等能力也较差，由于上述各种原因，想要大容量、远距离传输电是较难满足需求的。所以电力系统中的电网规划很重要。

2、智能电网具有的优点

智能电网具有实现双向通信、实时监控与数据整合、及时调度、智能化资源配置、接入新能源实现分布式能源管理等优点，从整体上看，智能电网使供电效率得到提高，供电的质量得到改善，实现电网商业化，同时对环境保护、减少资源消耗有积极作用。

3、智能电网规在电力系统规划中的作用

智能电网实现智能化、优化调度，进行有效管理，用最低的成本提供符合期望的功能，其中智能电网的最大优点是能够利用新型的、洁净的、可再生的资源进行间歇性发电，实现保护环境、减少资源损耗，对于当今时代所提倡的“发展低碳经济、生活”是有积极的作用，符合可持续发展，在未来的发展中，有望实现智能电网与电信、电视等的统一，具有很大的发展前景。

除此之外，由于智能电网具有“自愈”的特点，该功能能提高电网的安全性，对于企业的发展是有利的，同时，企业的发展促进了智能电网的发展。