時間：2023-03-16 15:39:43
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關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動化發(fā)展應(yīng)用
一、電力系統(tǒng)自動化總的發(fā)展趨勢
1.當今電力系統(tǒng)的自動控制技術(shù)正趨向于:
(1)在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展。
(2)在設(shè)計分析上日益要求面對多機系統(tǒng)模型來處理問題。
(3)在理論工具上越來越多地借助于現(xiàn)代控制理論。
(4)在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應(yīng)用。
(5)在研究人員的構(gòu)成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。
2.整個電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展則趨向于:
(1)由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展,例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動發(fā)電控制)。
(2)由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng))。
(3)由單個元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展,例如SCADA(監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展。
(4)由單一功能向多功能、一體化發(fā)展,例如變電站綜合自動化的發(fā)展。
(5)裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展,例如繼電保護技術(shù)的演變。
(6)追求的目標向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展,例如勵磁控制、潮流控制。
(7)由以提高運行的安全、經(jīng)濟、效率為完成向管理、服務(wù)的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統(tǒng))在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
近20年來,隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代電力系統(tǒng)已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(PowerSystemEquiqmentsandPowerElectronics)的統(tǒng)一體,簡稱為“CCCP”。其內(nèi)涵不斷深入,外延不斷擴展。電力系統(tǒng)自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環(huán)控制的對象越來越豐富。
二、具有變革性重要影響的三項新技術(shù)
1.電力系統(tǒng)的智能控制
電力系統(tǒng)的控制研究與應(yīng)用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數(shù)的單輸入、單輸出控制階段;線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段;智能控制階段。電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術(shù)困難有:
(1)電力系統(tǒng)是一個具有強非線性的、變參數(shù)(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態(tài)大系統(tǒng)。
(2)具有多目標尋優(yōu)和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。
(3)不僅需要本地不同控制器間協(xié)調(diào),也需要異地不同控制器間協(xié)調(diào)控制。
智能控制是當今控制理論發(fā)展的新的階段,主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應(yīng)性的復雜系統(tǒng)。
智能控制在電力系統(tǒng)工程應(yīng)用方面具有非常廣闊的前景,其具體應(yīng)用有快關(guān)汽門的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)控制,基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的勵磁、電掣動、快關(guān)綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),多機系統(tǒng)中的ASVG(新型靜止無功發(fā)生器)的自學習功能等。
2.FACTS和DFACTS
(1)FACTS概念的提出
在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進的輸配電技術(shù)來提高電壓質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時候,一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術(shù)——柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術(shù)悄然興起。
所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術(shù)又稱“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術(shù)簡稱FACTS,就是在輸電系統(tǒng)的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)(如電壓、相位差、電抗等)進行調(diào)整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術(shù)、微機處理技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng),以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運行性能和電能質(zhì)量,并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。
(2)FACTS的核心裝置之一——ASVC的研究現(xiàn)狀
各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關(guān)作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術(shù)且結(jié)構(gòu)比較簡單的一種新型靜止無功發(fā)生器。
ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構(gòu)成,其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩(wěn)定電壓,因此對電網(wǎng)電壓的控制能力很強。與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機相比,ASVC的調(diào)節(jié)范圍大,反應(yīng)速度快,不會發(fā)生響應(yīng)遲緩,沒有轉(zhuǎn)動設(shè)備的機械慣性、機械損耗和旋轉(zhuǎn)噪聲,并且因為ASVC是一種固態(tài)裝置,所以能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的暫態(tài)也能響應(yīng)穩(wěn)態(tài)變化,因此其控制能力大大優(yōu)于同步調(diào)相機。
(3)DFACTS的研究態(tài)勢
隨著高科技產(chǎn)業(yè)和信息化的發(fā)展,電力用戶對供電質(zhì)量和可靠性越來越敏感,電器設(shè)備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關(guān)。可以說,信息時代對電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。
DFACTS是指應(yīng)用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術(shù),它是Hingorani于1988年針對配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。其主要內(nèi)容是:對供電質(zhì)量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網(wǎng)和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。超級秘書網(wǎng)
3.基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS和動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
(1)基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS
目前應(yīng)用的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過程的各種故障錄波儀和側(cè)重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)。前者記錄數(shù)據(jù)冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統(tǒng)整體動態(tài)特性分析困難;后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長,只能用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數(shù)據(jù)只是局部有效,難以用于對全系統(tǒng)動態(tài)行為的分析。
(2)基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng),是新動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有SCADA的結(jié)合。電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng),主要由同步定時系統(tǒng),動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現(xiàn)的同步相量測量技術(shù)和光纖通信技術(shù),為相量控制提供了實現(xiàn)的條件。GPS技術(shù)與相量測量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物——PMU(相量測量單元)設(shè)備,正逐步取代RTU設(shè)備實現(xiàn)電壓、電流相量測量(相角和幅值)。
加密技術(shù)通過密鑰體現(xiàn)出來，是確保電力通信安全的基礎(chǔ)。電力自動化系統(tǒng)在實際運行中，必須要加強對密鑰進行管理，防止發(fā)生信息泄露。對密鑰進行管理時，要延伸到其使用的所有范圍和周期內(nèi)，嚴格管理，層層把關(guān)，防止受到外界攻擊。根據(jù)電力環(huán)境、使用頻率、網(wǎng)絡(luò)特征等因素綜合分析，建立科學的管理機制，通過維護和管理，保證電力通信的安全。通常管理機制包含以下幾種：密鑰分配模式、與之所有共享密鑰、密鑰產(chǎn)生及應(yīng)用、密鑰啟動機制、隨機數(shù)的生成。電力通信加密技術(shù)屬于比較復雜的過程，涉及的知識廣、學科多，因此必須要加強對密鑰的管理，才能提高系統(tǒng)的安全性。
2電力自動化通信技術(shù)中信息安全對策
2.1采用多層次加密的方式實現(xiàn)信息保護
隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的推廣應(yīng)用，在進行數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸中，為了保障所傳輸數(shù)據(jù)的安全性，多采用加密方式進行保障，其中，通過網(wǎng)絡(luò)鏈路加密、信息傳輸端口加密、混合加密等三種加密方式是比較常見的網(wǎng)絡(luò)信息加密方式。
2.2采用合適的加密算法實現(xiàn)信息保護
在進行網(wǎng)絡(luò)信息安全保護中，通過使用合適的加密算法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的安全保護也是一種常見的網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)，它主要是通過在網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層之間，進行SSL層設(shè)置，并通過對數(shù)據(jù)流的完全加密，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的安全保護。值得注意的是，在SSL層進行完全加密的數(shù)據(jù)流中，加密的內(nèi)容只包括應(yīng)用數(shù)據(jù)和傳輸協(xié)議內(nèi)容。在進行網(wǎng)絡(luò)信息加密保護過程中，通過將數(shù)據(jù)流分割成數(shù)據(jù)段進行加密，并在加密后數(shù)據(jù)由明文變成密文，以此來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的安全保護。
2.3以摘要算法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息安全保護
在進行網(wǎng)絡(luò)信息安全保護中，以摘要算法的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)信息的安全保護，也就是通過對于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流進行分段，并通過摘要計算后，將摘要附注在信息明文之后，以進行傳輸信息完整性的校驗，從而來保證網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)信息的完整性與安全性。
2.4加強應(yīng)用管控，杜絕違規(guī)外聯(lián)
對所有用戶終端、網(wǎng)管終端加裝防違規(guī)外聯(lián)程序，發(fā)現(xiàn)違規(guī)外聯(lián)第一時間進行阻斷。嚴格維護用戶準入制度，加強用戶口令管理，強制口令定期更新，控制遠程維護授權(quán)管理。
2.5對通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化
實施分層、分級管理，核心業(yè)務(wù)必須通過嚴格的物理隔離措施經(jīng)交換平臺連接用戶。
3電力自動化通信技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用
3.1電力通信網(wǎng)絡(luò)及其特征分析
在電力系統(tǒng)中，電力通信網(wǎng)絡(luò)，顧名思義是借助電力光纜線路或者載波等實現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)通信與傳輸方式，現(xiàn)實中，比較常見的電力通信網(wǎng)絡(luò)有電纜線路、無線等多種通信手段與形式構(gòu)成的通信方式。而比較常見的電力通信方式主要有電力線路載波通信、電力光纖通信和其他電力通信。首先，電力載波通信主要是借助電力線路進行工頻載波電流輸送的一種通信方式，它主要是將音頻或者是其他數(shù)據(jù)信息由載波機轉(zhuǎn)換成一種高頻弱電流形式，然后通過電力線路完成通信傳輸，實現(xiàn)電力線路的載波通信。與其他電力通信方式相比，電力線路載波通信具有通信傳輸可靠性、成本低、通信傳輸效率高等特征，并且電力線路載波通信與電網(wǎng)建設(shè)能夠保持一致，具有較為突出的特征優(yōu)勢。此外，在電力通信系統(tǒng)中，電力線路載波通信還具有通過電力架設(shè)線路實現(xiàn)載波信號傳播等形式，這種電力載波通信線路與普通線路相比，具有較高的絕緣性，并且通信傳輸過程中造成的電能損耗比較小。最后，比較常見的電力通信形式還有明顯電話、音頻電纜以及擴頻通信等多種形式，對于電力通信的發(fā)展都有著舉足輕重的作用和影響。
3.2電力通信特征與自動化通信技術(shù)的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：DSP；變壓器；繼電保護；測控裝置
1引言
目前，電力自動化的應(yīng)用可以分為變電站自動化、調(diào)度自動化、配電自動化、電能計量自動化和電力市場等。03年以來，我國的電力供應(yīng)緊張，根據(jù)國家電網(wǎng)的統(tǒng)計，電力自動化行業(yè)呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。由此，繼電保護產(chǎn)品的需求也急劇增長，而且對于繼電保護產(chǎn)品的性能、新技術(shù)的應(yīng)用等方面也提出了更高的要求。而變壓器是電力系統(tǒng)自動化控制設(shè)備中普遍使用的一款電氣設(shè)備，變壓器的繼電測控保護對于電力系統(tǒng)的安全可靠運行具有重要意義。
本論文主要借助于新型的DSP處理芯片，對基于DSP的變壓器繼電保護測控裝置進行設(shè)計研究，以期從中能夠找到合理可靠的變壓器繼電測控保護裝置應(yīng)用，并以此和廣大同行分享。
2繼電保護測控裝置總體設(shè)計
(1) 繼電保護裝置的功能設(shè)計
① 自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，并保證其它無故障元件迅速恢復正常運行。
② 反應(yīng)電氣元件不正常運行情況，并根據(jù)不正常運行情況的種類和電氣元件維護條件，發(fā)出信號，由運行人員進行處理或自動地進行調(diào)整或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣元件予以切除。反應(yīng)不正常運行情況的繼電保護裝置允許帶有一定的延時動作。
③ 繼電保護裝置還可以和電力系統(tǒng)中其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復供電，從而提高電力系統(tǒng)運行的可靠性。
綜上所述，繼電保護在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)運行的可靠性。繼電保護裝置是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全和可靠運行的重要技術(shù)措施之一。在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，如果沒有繼電保護裝置，就無法維持電力系統(tǒng)的正常運行。
(2) 變壓器繼電保護裝置
電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電氣設(shè)備，它在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電等各個環(huán)節(jié)廣泛使用。因而其安全運行與否是整個電力系統(tǒng)能否連續(xù)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。
根據(jù)變壓器的不正常運行狀態(tài)，變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下一些繼電保護裝置[6]：
① 為反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種故障和油面降低，對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器及戶內(nèi)0.4MVA以上變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。
② 為反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路及中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護；對于6.3MVA及以上并列運行變壓器和10MVA及以上單獨運行變壓器，以及6.3MVA及以上的廠用變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護；對于10MVA以下變壓器且過流時限大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)頂流速斷保護；對于2MVA以上變壓器，當電流速斷保護的靈敏系數(shù)還不滿足要求時，則宜裝設(shè)縱差動保護。
③ 為反應(yīng)外部相間短路引起的過電流和作為瓦斯、縱差保護（或電流速斷保護）的后備保護，應(yīng)裝設(shè)電流保護。例如。復合電壓起動的過電流保護或負序電流保護，適用于升壓變壓器；過流保護適用于降壓變壓器。
④ 為反應(yīng)中性點直接接地電網(wǎng)中，外部接地短路的零序電流保護。
⑤ 為反應(yīng)對稱過負荷的應(yīng)裝設(shè)過負荷保護。
⑥ 為反應(yīng)變壓器過勵磁的應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。
3基于DSP的變壓器繼電保護測控裝置設(shè)計
3.1 測控裝置硬件架構(gòu)設(shè)計
本文從緊湊型和多功能兩方面入手，設(shè)計了一款基于新型DSP芯片的測控保護裝置。DSP芯片需要完成電壓、電流等輸入信號的采集和處理，并且根據(jù)一定的保護邏輯驅(qū)動繼電器動作，另外，還需要處理人機接口任務(wù)和通信任務(wù)。根據(jù)這些任務(wù)的不同優(yōu)先級，DSP芯片還需要分配不同時間片的進程以滿足各項任務(wù)合理有序地執(zhí)行。
硬件設(shè)計的總體框架如圖1所示，輸入信號包括電流、電壓、頻率和開關(guān)量，而輸出則通過繼電器來實現(xiàn)。其中電流信號包括三相保護電流和一路零序電流，電壓信號包括三相測量電壓和一路輔助電壓。主控制器采集并處理這些信號，分別用于顯示和實現(xiàn)保護邏輯判斷等功能。本裝置的測量數(shù)據(jù)、設(shè)備信息、事件記錄信息、保護定值和保護配置信息等內(nèi)容都是通過菜單的方式進行顯示，裝置還提供了按鍵用于接線方式、保護功能等基本設(shè)置功能的實現(xiàn)。設(shè)備提供了基本的串行通信功能，可完成裝置和服務(wù)器之間的報文傳輸，實現(xiàn)遙信、遙測、遙調(diào)、遙控等功能。同時還提供了GPRS模塊、方便遠距離無線通信功能的實現(xiàn)。
3.2 繼電保護測控裝置抗干擾設(shè)計
微機繼電保護裝置是一個電路和結(jié)構(gòu)都非常復雜的裝置，其主要電路部件均采用中大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路器件，雖然這些器件在其它領(lǐng)域中的大量實踐已表明其損壞率是很低的，但由于繼電保護裝置是在強電磁環(huán)境中長期連續(xù)工作，并且責任重大，對萬一出現(xiàn)的元器件損壞仍需考慮對策；而且除了起主要作用的數(shù)字部件外，還有為數(shù)不少的模擬元器件，所以提高元器件可靠性的措施應(yīng)考慮數(shù)字部件和模擬元器件兩個方面。
微機保護裝置特有的工作方式和很強的處理能力為實現(xiàn)自動檢測提供了方便。對裝置中平時工作在“靜態(tài)”的部件，如出口驅(qū)動電路、出口繼電器等，由于微機保護中這部分的電路比較簡單，制造時容易保證其較高的可靠性，同時還可以利用微機的超強處理功能對其進行定時功能檢查；對裝置中平時工作在“動態(tài)”的核心部件，如DSP、MCU、A/D轉(zhuǎn)換器、Flash、FRAM、CPLD等等，無論電力系統(tǒng)有無故障，這些硬件都處在同樣的工作狀態(tài)中，也就是說，總在不停地進行數(shù)據(jù)采集、傳遞、運算和判斷，因此元器件損壞會及時表現(xiàn)出來；同時，由于有了DSP和MCU這些“智能”部件，可以“主動地”去查找和發(fā)現(xiàn)問題，使得微機保護裝置可以具有完善的自動檢測功能。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；自動化；發(fā)展方向；研究
Abstract: This paper combined with the present electric power facilities and automation problems are stated, and aimed at these questions to propose the countermeasure of solving the problem, in order to arouse social all aspects of power facilities protection concern, support, the protection of power facilities to the health, normal development, to construct harmonious power supply situation security.
Key words: power system; power distribution system; automation; development direction; research
中圖分類號：TM711文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）03-0020-02
電力行業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟發(fā)展中具有重要作用，是當代經(jīng)濟發(fā)展的主要動力。而電力設(shè)施則是支撐這一產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和正常運行的最基本組成部分，它的安全性對國民經(jīng)濟發(fā)展具有重大而深遠的意義。但是從目前實際來看，現(xiàn)階段對電力系統(tǒng)和自動化方面的研究無論是法律、法規(guī)還是管理手段在實際操作中，已暴露出了諸多問題，嚴重的影響了電力設(shè)施的有效使用。因此，需要引起足夠的重視。在工程施工中，對電力線路造成破壞，掛斷線路，撞倒架線塔等現(xiàn)象時有發(fā)生，系統(tǒng)自動化反應(yīng)不及時從而嚴重影響安全供電。如2004年，某市電力公司電力線被改造工程的施工隊伍強制施工破壞，該電力線是電力公司的主干光纜，傳輸著500千伏、220千伏和110千伏控制系統(tǒng)的主要電力供應(yīng)任務(wù)，控制系統(tǒng)癱瘓導致變電系統(tǒng)失控，進而引起該地級市大面積停電。經(jīng)過電力部門的全力搶修恢復，才避免了一起大面積停電惡性事故的發(fā)生。人工智能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的運用，現(xiàn)代信息技術(shù)在電力系統(tǒng)運行中的綜合體現(xiàn)和技術(shù)研發(fā)，電氣設(shè)備的狀態(tài)檢測、故障診斷與維修。但是，縱觀所有的研究，我國目前的電力系統(tǒng)及自動化的研究重點在于配電系統(tǒng)的自動化分析與研究。
1 電力系統(tǒng)及其自動化發(fā)展方向分析
隨著我國水利水電工程的增多和擴大，我國的電力系統(tǒng)對技術(shù)的要求更高了。再加上電力電子的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)得到了廣泛的運用。在運用中也得到了相應(yīng)的改革，呈現(xiàn)出遠程化，圖形化和分布式的特點和趨勢。這里我們主要對電力系統(tǒng)及其自動化傾向于配電系統(tǒng)的自動化發(fā)展趨勢進行主要分析，這其中包括配電系統(tǒng)的自動化的內(nèi)在城網(wǎng)建設(shè)與改造和發(fā)電市場的發(fā)展理論及方向。信息共享、通道公用、功能互補是配電系統(tǒng)自動化的基本特點。實現(xiàn)其特點的主要方式或途徑如下：
1.1 配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)的運用
定位故障地點，隔離、恢復供電是配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)的自動化的表現(xiàn)。故障定位系統(tǒng)經(jīng)歷了從單項自動化到綜合自動化的過程。這對配電系統(tǒng)的整體性管理有十分重要的意義。
1.2 投訴熱線處理的自動化
投訴熱線是供方與一個地區(qū)或區(qū)域內(nèi)的大客戶之間建立的一種溝通渠道，便于及時處理配電問題。因此，電網(wǎng)改造中進行低壓線路的改造，進行一戶一表的改革時，需要系統(tǒng)化管理，優(yōu)化配電系統(tǒng)的設(shè)計。投訴熱線處理的自動化表現(xiàn)在這時一個面向用戶和物業(yè)管理的分級分片的只能化雙方互通信息的聯(lián)系機制，有利提高配電系統(tǒng)的服務(wù)水平。
1.3 信息管理的自動化
信息管理系統(tǒng)是在設(shè)備管理和自動繪圖的基礎(chǔ)上建立的，其中包含配電、變電、用電、決策、反饋、檢索等信息管理系統(tǒng)，有些系統(tǒng)也包括辦公自動化系統(tǒng)即OA系統(tǒng)。管理信息系統(tǒng)（MIS） 就是由這些信息系統(tǒng)組成。早期的管理信息系統(tǒng)處理離線工作的模式，如今的設(shè)備管理（AM 或者FM） 系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為了一個獨立的自動化地理化信息系統(tǒng)，它支持很多的空間數(shù)據(jù)行業(yè)的開發(fā)與運用，對提高我國的科學技術(shù)水平有十分重要的作用。
2電力系統(tǒng)自動化新技術(shù)應(yīng)用探討
2.1變壓器設(shè)備自動化技術(shù)的運用
變壓器的自動化技術(shù)是指變壓器設(shè)備的監(jiān)測從離線狀態(tài)轉(zhuǎn)為在線狀態(tài)。保障供電，降低供電設(shè)備的損耗成為目前供電企業(yè)的主要任務(wù)之一。變壓器設(shè)備的在線檢測有利于保證供電并且降低電力和設(shè)備在傳輸過程中的損耗。同時降低設(shè)備損耗和維修設(shè)備，保證設(shè)備正常工作也是變壓器自動化的主要手段。設(shè)備檢修一般包括兩個方面的內(nèi)容，即設(shè)備的檢查與維修。狀態(tài)監(jiān)控是全面地、系統(tǒng)地對整個配電系統(tǒng)的設(shè)備進行監(jiān)控，有利于進行設(shè)備的檢查，同時有利于設(shè)備維修后的試行檢測，保證設(shè)備的維修質(zhì)量。另外，變電設(shè)備的自動化還可以實現(xiàn)離線檢測。所謂的離線檢測就是指在電氣設(shè)備已經(jīng)停止運作時對電氣設(shè)備進行各種必要的檢測，例如：預測性檢查等等。在線的檢測是計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息統(tǒng)計技術(shù)的有效結(jié)合，有利于反應(yīng)配電系統(tǒng)的真實狀況，使變壓器的檢修維護從離線模式和定點檢修的固定模式發(fā)展為系統(tǒng)的自動化的在線狀態(tài)。
2.2 微機實時保護自動化系統(tǒng)的運用
微機線路的保護系統(tǒng)在20 世紀80 年代就在我國開始運用了，到現(xiàn)在我國的微型機繼電保護系統(tǒng)裝置憑借其優(yōu)越的性能條件在國內(nèi)的業(yè)界收到廣泛的好評并得到了廣泛的運用。目前，我國主流的微機實時保護系統(tǒng)主要采用的是RTOS 技術(shù)，用于提高微機實時保護系統(tǒng)的性能，達到實時性和可靠性、擴展性的目標。同時，實時性強、可靠性高、擴展性強也是微機實時保護自動化系統(tǒng)的三大特點。
其一，實時性更強。繼電保護裝置需要解決的首要問題是做到保護的實時性。電網(wǎng)的安全性保護不容延遲，往往在事故發(fā)生后的幾十到幾百毫秒之間電網(wǎng)的安全性受到威脅的可能性最大。如果延遲保護，后果將不堪設(shè)想。這里的實時性包括這樣幾個方面的內(nèi)容：數(shù)據(jù)的處理、分析、研究，決策的制定和實施。同時，嵌入式的技術(shù)也為增加到預測事故的可能性提供了技術(shù)支持，同時在事故發(fā)生時及時提供相應(yīng)的解決對策。
其二，可靠性強。傳統(tǒng)的保護線性程序總是會受到外界因素的干擾，并且不能夠很好地排除干擾。況且，傳統(tǒng)的線性程序很容易因為一處的短線而導致整個系統(tǒng)死機，只能夠依靠看門狗復位的方式對系統(tǒng)進行重啟。微機保護系統(tǒng)采用了RTOS，可以排除干擾并且利用其它的程序?qū)p壞了的地方進行修復。
其三，可擴展性好。我國目前的微機保護技術(shù)還不夠成熟，大都是采用嵌入式的系統(tǒng)開發(fā)運用語言也有少數(shù)采用匯編語言進行，這樣的嵌入型方式可以增加保護系統(tǒng)的靈活性和可移植性，利用模塊化的設(shè)計對整個保護系統(tǒng)進行優(yōu)化升級，不但可以方便廠家調(diào)試，還有利于客戶的反饋和使用。當模塊出現(xiàn)問題或者功能必須增多時只需要進行相應(yīng)的增減就可以解決問題。
3 結(jié)語
電力系統(tǒng)及其自動化的分析與研究對我國科學技術(shù)的改革與創(chuàng)新有重要的理論意義，對我國經(jīng)濟的發(fā)展有十分重要的推動作用。所以，對于電力系統(tǒng)及其自動化的分析與研究是我國科學工作者和電力類工作者需要付諸長期努力的重要任務(wù)。只有有了重視，結(jié)合實際操作經(jīng)驗，堅持不懈，才能將我國的電力系統(tǒng)和自動化研究推向一個新的臺階，便捷人們的生活，推動社會的發(fā)展。
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[論文摘要]分析電力系統(tǒng)中故障數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的功能、現(xiàn)狀和特點，提出故障數(shù)據(jù)分析平臺的概念并對其進行研究。介紹平臺的主要特點，給出平臺設(shè)計的整體架構(gòu)，并說明各組成模塊的功能劃分，還對模塊間的關(guān)系等相關(guān)問題進行了闡述。
一、引言
電力工業(yè)是為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展提供能源的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是關(guān)系國計民生的公用事業(yè)。但日益復雜的電力系統(tǒng)，發(fā)生故障的幾率也在不斷增加，某些擾動可能導致大面積停電和穩(wěn)定性問題尖銳化，嚴重時系統(tǒng)可能失去穩(wěn)定。
目前電力系統(tǒng)中的常用的故障分析系統(tǒng)有故障錄波系統(tǒng)、輸電線路行波測距系統(tǒng)、小電流接地選線系統(tǒng)和電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)為分析電網(wǎng)故障、確定電力系統(tǒng)在特定情況下的運行狀況提供了強有力的支持。這一類應(yīng)用的共同點是都要對某些模擬量數(shù)據(jù)進行記錄、分析和計算，從而實現(xiàn)不同故障分析系統(tǒng)的功能。但目前處理錄波數(shù)據(jù)的系統(tǒng)一般只針對具體的應(yīng)用而開發(fā)，相互之間盡管在數(shù)據(jù)處理方面有許多共性，卻是由不同公司各自開發(fā)的，系統(tǒng)的開放性差，只適用于某一種特定的應(yīng)用，缺少平臺化的設(shè)計思想。這樣就形成了所謂的“自動化孤島”現(xiàn)象。
二、故障數(shù)據(jù)分析平臺的功能分析
目前電力系統(tǒng)中常用的故障數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)有以下幾種：
（一）故障錄波分析系統(tǒng)
故障錄波系統(tǒng)是電力系統(tǒng)發(fā)生故障及振蕩時能自動記錄的一種系統(tǒng)，它可以記錄因短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大擾動引起的系統(tǒng)電流、電壓及其導出量，如有功、無功及系統(tǒng)頻率的全過程變化現(xiàn)象。主要用于檢測繼電保護與安全自動裝置的動作行為，了解系統(tǒng)暫態(tài)過程中系統(tǒng)各電參量的變化規(guī)律，校核電力系統(tǒng)計算程序及模型參數(shù)的正確性，故障錄波已成為分析系統(tǒng)故障的重要依據(jù)。
系統(tǒng)主要由電流(電壓)智能監(jiān)視模塊、通信鏈路、監(jiān)視微機和分析軟件四部分組成，該系統(tǒng)將多個智能監(jiān)視模塊統(tǒng)一編址，通過通信網(wǎng)與分析主機相連，組成故障錄波系統(tǒng)。每一個智能監(jiān)視模塊相當于一個獨立的微型故障錄波器，在線監(jiān)視一條線路的運行狀況，連續(xù)采集數(shù)據(jù)。當該線路發(fā)生異常時，相應(yīng)模塊連續(xù)采集一段設(shè)定時間段的線路運行數(shù)據(jù)，然后，將異常出現(xiàn)時刻前后各一段設(shè)定時間的數(shù)據(jù)作為故障錄波信息保存，并上傳給分析主機；分析主機將模塊上傳的數(shù)據(jù)加以保存、遠傳和處理，并可將異常波形顯示并打印出來。
（二）輸電線路行波測距系統(tǒng)
當輸電線路發(fā)生故障后，必須通過尋線找出故障點，并根據(jù)故障造成的損壞程度判斷線路能否繼續(xù)運行還是須停電檢修。行波測距是目前應(yīng)用廣泛的故障測距方法，其基本原理是：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，在故障點將產(chǎn)生向兩端運行的暫態(tài)行波，暫態(tài)行波在傳播過程中遇到不均勻介質(zhì)時，將發(fā)生折射和反射，因此在故障點和母線檢測處暫態(tài)行波會發(fā)生反射和透射，這樣就可以利用兩個波頭之間的時間差來完成故障定位。
行波采集與處理系統(tǒng)安裝在廠站端，采用集中組屏式結(jié)構(gòu)，一般包括行波采集裝置、T－GPS電力系統(tǒng)同步時鐘以及當?shù)靥幚頇C三部分。行波采集裝置主要負責暫態(tài)電流信號的采集、緩存以及暫態(tài)啟動，并生成啟動報告；T－GPS負責提供精確同步脈沖信號及全球統(tǒng)一時間信息；當?shù)靥幚頇C由一臺工控機構(gòu)成，負責接收、存儲來自裝置的暫態(tài)啟動報告，并與安裝在線路對端所在變電所內(nèi)的行波采集與處理系統(tǒng)交換啟動數(shù)據(jù)，從而自動給出雙端行波故障測距結(jié)果。
（三）小電流接地選線系統(tǒng)
電力系統(tǒng)配電網(wǎng)故障中絕大部分是單相接地故障。由于故障電流小，系統(tǒng)可帶故障繼續(xù)運行一定時間，小電流接地方式可顯著提高供電可靠性，同時也具有提高對設(shè)備和人身安全性、降低對通訊系統(tǒng)電磁干擾等優(yōu)點。但長時間帶故障運行，特別是間歇性弧光接地故障時，過電壓容易使電力設(shè)備出現(xiàn)新的接地點使事故擴大；同時故障電流可能使故障點永久燒壞，最終引短路故障。因此故障后快速選擇故障線路就顯得十分重要，在發(fā)生故障時須準確選出故障線路，以便及時切除故障。
由以上分析可以得出故障處理系統(tǒng)的共性：首先進行數(shù)據(jù)的采集和存儲，再由數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)的分析、計算及各種特征的提取等操作，最后對所得結(jié)果進行保存、顯示和打印等。但目前不同的故障處理系統(tǒng)只針對具體應(yīng)用開發(fā)，缺少通用平臺的概念。
三、平臺的主要功能模塊與工作流程
參數(shù)設(shè)置模塊可以對平臺運行的參數(shù)進行設(shè)置，使平臺在合適的狀態(tài)下運行。前置機通過規(guī)約處理模塊與站端裝置進行通信，接收不同監(jiān)測裝置上傳的各種錄波數(shù)據(jù)，包括對不同通信規(guī)約傳輸數(shù)據(jù)的打包與解規(guī)約。數(shù)據(jù)通訊模塊負責與后臺機交換信息，若從裝置收到的錄波數(shù)據(jù)格式不符合Comtrade標準則先調(diào)用數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊然后再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)通訊模塊。
故障處理模塊負責把接收到的數(shù)據(jù)進行分析處理，將數(shù)據(jù)分析后通過數(shù)據(jù)庫管理模塊送入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，故障處理模塊還提供與高級應(yīng)用程序的接口。報表管理模塊從數(shù)據(jù)庫中取得數(shù)據(jù)生成各種報表，裝置參數(shù)整定模塊在后臺機上發(fā)送參數(shù)整定命令，通過前置機發(fā)到裝置以調(diào)整裝置的運行狀態(tài)。裝置運行監(jiān)控模塊實現(xiàn)監(jiān)測與控制裝置運行狀況的功能，告警模塊處理裝置上報或是系統(tǒng)操作所產(chǎn)生的各種告警信息。
當用戶要查看錄波數(shù)據(jù)曲線時調(diào)用錄波查詢模塊查找到滿足要求的數(shù)據(jù)，再通過錄波曲線顯示模塊對要分析的數(shù)據(jù)進行查看。用戶權(quán)限設(shè)置模塊設(shè)定用戶的使用權(quán)限，以提高平臺的安全性。
四、結(jié)束語
本文提出的電力系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)分析平臺，遵循標準化、模塊化、分布式、分層次的設(shè)計原則，具有良好的通用性和可擴展性，為開發(fā)故障錄波系統(tǒng)、行波測距、小電流接地故障監(jiān)測和電能質(zhì)量監(jiān)測等以處理錄波數(shù)據(jù)為主的信息管理系統(tǒng)提供全面的底層支持。平臺的使用可以提高軟件的重復利用率，避免重復開發(fā)，減少電力企業(yè)的投資，有利于提高電網(wǎng)的運行和管理自動化水平。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；站所終端；DTU設(shè)計；功能
智能電網(wǎng)已經(jīng)成為世界各國投入科技研發(fā)的重點，在歐美一些國家已經(jīng)逐步上升到國家戰(zhàn)略層面，成為國家經(jīng)濟發(fā)展和能源政策的重要組成部分。我國《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》明確提出要依托信息、控制和儲能等先進技術(shù)，推進智能電網(wǎng)建設(shè)，增強電網(wǎng)優(yōu)化配置電力的能力和供電可靠性。配電網(wǎng)自動化是智能電網(wǎng)中重要的一環(huán)，但是我國剛剛還處于起步的水平，落后發(fā)達國家比較多，急需大力發(fā)展。因此研究配電網(wǎng)自動化的站所終端是具有非常好的發(fā)展前景。本文將介紹站所終端的設(shè)計與應(yīng)用。
1電力系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用站所終端的背景
電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等環(huán)節(jié)組成的統(tǒng)一系統(tǒng)。在大力建設(shè)堅強型智能電網(wǎng)環(huán)境下,配網(wǎng)自動化既提高供電可靠性和供電質(zhì)量、又擴大供電能力和實現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟運行,是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一。重“輸”輕“配”已是過去時，配電網(wǎng)會是未來主流趨勢。配網(wǎng)自動化是應(yīng)用現(xiàn)代計算機技術(shù)、遠動、自控、通訊等先進技術(shù)手段，實現(xiàn)配網(wǎng)在線和離線遠方監(jiān)控，以達到配網(wǎng)安全、可靠、高效運行之目的。
2站所終端的系統(tǒng)設(shè)計原理
總體來說電力系統(tǒng)站所終端DTU的功能主要就是實現(xiàn)對遠方一次設(shè)備的遙信、遙測、遙控“三遙”自動化功能。具備就地采集開關(guān)的模擬量和狀態(tài)量以及控制開關(guān)分合閘功能，具備測量數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)的遠傳和遠方控制功能。在其設(shè)計上，主要是分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。站所終端是由主控板和采集板兩個系統(tǒng)共同工作的。主控系統(tǒng)負責監(jiān)控采集板、與配電自動化主站子站通訊。采集板負責數(shù)據(jù)采樣、處理。兩板之間通過CAN總線和RS485總線進行交互。終端具備故障指示手動復歸、自動復歸和主站遠程復歸功能，能根據(jù)設(shè)定時間或線路恢復正常供電后自動復歸，也能根據(jù)故障性質(zhì)（瞬時性或永久性）自動選擇復歸方式。具備軟硬件防誤動措施，保證控制操作的可靠性。
2.1硬件設(shè)計
系統(tǒng)主控板和采集板各自擁有一個中央處理器（CPU），都使用STM32F207。其具有自適應(yīng)實時加速器，可以讓程序在Flash中以最高120MHz頻率執(zhí)行時，能夠?qū)崿F(xiàn)零等待狀態(tài)的運行性能，內(nèi)置存儲器保護單元，能夠?qū)崿F(xiàn)高達150DMIPS性能。處理器自帶1個網(wǎng)絡(luò)口、1個全速USB接口和2個CAN口。主控板提供兩路網(wǎng)絡(luò)口，4路串口，1個CAN口。采集板上的采樣芯片采用ADE7878，是一款高精度、三相電能計量IC，采用串行接口，并提供三路靈活的脈沖輸出。該器件內(nèi)置七個ADC、基準電壓源電路和所有必需的信號處理電路，實現(xiàn)總（基波和諧波）有功/無功/視在功率測量，以及基波有功和無功功率測量和有效值計算。ADE7878有七路模擬量輸入，分成電流和電壓兩個通道。ADE7878提供三種串行通訊口，主模式HSDC接口的最高的通訊速度為8MHz，可以采集電壓、電流瞬時值以用于諧波分析計算。
2.2軟件設(shè)計
終端軟件包括主控板程序和采集板程序。主控板通信協(xié)議和數(shù)據(jù)處理功能比較繁雜，程序調(diào)度比較麻煩，因此選用了具有實時性、開源性、可靠性的FREERTOS操作系統(tǒng)。FreeRTOS是一個迷你的實時操作系統(tǒng)內(nèi)核。作為一個輕量級的操作系統(tǒng)，功能包括：任務(wù)管理、時間管理、信號量、消息隊列、內(nèi)存管理、記錄功能、軟件定時器等，可滿足本系統(tǒng)的需要。實現(xiàn)站所終端的技術(shù)規(guī)范所要求的遙信、遙測、遙控等功能。主控板有自檢、自恢復功能，擁有運行指示燈。監(jiān)控開關(guān)電源工作狀態(tài)，采集遙信值，并且控制就地指示燈。上行通信協(xié)議使用國家電網(wǎng)DL/T634.5104和DL/T634.5101。與采集板交互的通信協(xié)議采用自定義格式。主控板具備對時功能，支持SNTP等對時方式，接收主站或其它時間同步裝置的對時命令，與主站時鐘保持同步。終端接受并執(zhí)行來自主站或子站的遙控命令，完成開關(guān)的分、合閘操作。遙控采取“遙控預制-返送校核-操作執(zhí)行命令”的方式。采集板為了滿足實時性的要求采用的是裸機程序。處理器采集采樣芯片的波形信號后，10毫秒計算一次電流有效值。每條線路的零序電流和零序電壓，即可以由三相電流或三相電壓計算獲得，也可由零序CT或零序PT直接采集獲得，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況靈活配置。采樣值周期的通過CAN總線發(fā)送給主控板。如果采樣值超過閥值，控制操作繼電器動作，使開關(guān)跳閘，并且記錄事件、上報故障遙信給主控板。
3站所終端在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
站所終端是配網(wǎng)自動化的主要設(shè)備。隨著我國配網(wǎng)自動化水平的逐步提高，越來越多的站所終端被投入使用。配電系統(tǒng)自動化涉及范圍主要是指10kV中壓系統(tǒng)。配電自動化主要就是監(jiān)控此處的一次設(shè)備。站所終端主要用于環(huán)網(wǎng)柜、開閉所等，實現(xiàn)電氣量的監(jiān)測和控制，故障診斷、故障隔離。
4結(jié)束語
本文簡要分析了電力系統(tǒng)站所站所終端的設(shè)計與應(yīng)用，結(jié)合電力行業(yè)正在快步走向智能電網(wǎng)的實際情況，可以得知將站所終端應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，市場需求巨大，應(yīng)用前景非常樂觀，必將帶來滿意的經(jīng)濟效益和社會效益。
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關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電；課程知識體系；教學改革；教學方法
作者簡介：張濤（1981-），男，安徽阜陽人，三峽大學電氣與新能源學院，副教授；武建瑞（1983-），男，陜西蒲城人，三峽大學電氣與新能源學院，助理工程師。（湖北 宜昌 443002）
基金項目：本文系三峽大學教學研究項目重點項目（項目編號：J2011008）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）09-0073-02
能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著社會發(fā)展對能源需求的持續(xù)增長，以及能源短缺危機和全球環(huán)境的日益惡化，能源對人類經(jīng)濟與社會發(fā)展的制約和對資源環(huán)境的影響也越來越顯著。[1]面對能源短缺危機和環(huán)境保護的雙重壓力下，必須通過能源利用新技術(shù)實現(xiàn)“開源”和“節(jié)流”。因此，大規(guī)模開發(fā)新的能源，大力發(fā)展高效、環(huán)保的電力工業(yè)成為解決能源問題的有效途徑，培養(yǎng)這方面的人才對新能源的開發(fā)和利用具有重要意義。
三峽大學具有濃厚的電力行業(yè)背景，為了讓三峽大學（以下簡稱“我校”）電氣工程類專業(yè)學生了解新能源相關(guān)知識，“新能源發(fā)電技術(shù)”課程應(yīng)運而生，它是電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系中一門重要的專業(yè)選修課程。該課程的講授，能夠幫助學生較為全面地了解和掌握新能源利用形式及其相關(guān)技術(shù)的前沿動態(tài)，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。為了提高教學質(zhì)量，結(jié)合電氣工程類專業(yè)的特點，探索適合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)課程授課內(nèi)容和教學方法是十分必要的。本文將根據(jù)筆者近年來的教學實踐，談?wù)剬υ撜n程的教學改革與實踐方面的幾點體會。
一、課程教學存在的主要問題和矛盾
“新能源發(fā)電技術(shù)”課程是一門多學科交叉的課程，除了涉及電力和能源領(lǐng)域的知識外，還要求學生具有其他領(lǐng)域相關(guān)的知識，如課程中風力發(fā)電技術(shù)涉及空氣動力學的相關(guān)知識，太陽能電池涉及的半導體材料的相關(guān)知識，生物質(zhì)能中涉及的生物化學等相關(guān)知識等。[2，4]由于新能源發(fā)電技術(shù)的研究屬于前沿科學，目前，我國部分高校的相關(guān)專業(yè)已開設(shè)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程，但不同學科對該專業(yè)課程的教學需求不同，導致教材內(nèi)容側(cè)重點差異較大。該課程的建設(shè)中存在的問題較為突出，集中體現(xiàn)在：不同專業(yè)教材內(nèi)容側(cè)重點不同，缺乏適合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的教材；作為一門選修課程，學生重視程度不夠；專業(yè)教學環(huán)節(jié)矛盾眾多，包括課程與教材之間的矛盾，理論教學與實踐教學之間的矛盾，教學目標與教學方法之間的矛盾等，這些都在很大程度上制約了“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學質(zhì)量的提高。
對于電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的學生，該課程需要涉及更多電氣工程學科的相關(guān)知識，如電機學、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)分析等專業(yè)知識。在新能源并網(wǎng)和儲能技術(shù)中需要應(yīng)用這些專業(yè)知識分析該研究領(lǐng)域前沿問題，有利于全面掌握新能源知識體系和培養(yǎng)學生分析問題的能力。由此可見，本課程內(nèi)容豐富，知識點多，在該課程的建設(shè)中，需要根據(jù)專業(yè)特點，合理組織教學內(nèi)容，讓學生掌握晦澀難懂的外專業(yè)知識的，能利用本專業(yè)知識分析實際工程問題，激發(fā)學生學習該課程的興趣，提高學生的綜合素質(zhì)，因此該課程的教學內(nèi)容和教學模式的改革勢在必行。
二、教學內(nèi)容的改革
為了適應(yīng)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學生的教學，在課程改革過程中，根據(jù)新能源發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀和電氣工程對新能源發(fā)電技術(shù)課程知識體系的需求，結(jié)合電力工程及其自動化專業(yè)的特點，精選教學內(nèi)容，重新構(gòu)建了新的課程知識體系，加強與電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)之間的聯(lián)系。
根據(jù)新能源發(fā)電站接入電網(wǎng)的影響不同，將這些新能源技術(shù)分為兩類：穩(wěn)定性能源發(fā)電技術(shù)和間歇性能源發(fā)電技術(shù)。
一些新能源技術(shù)（如生物質(zhì)能、地熱能和常規(guī)水電）在接入電力系統(tǒng)方面和常規(guī)電力技術(shù)一樣容易，除了一次能源的形式不同，轉(zhuǎn)換成電能環(huán)節(jié)基本相同，都采用同步發(fā)電機進行發(fā)電，對電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定不會造成影響。因此，這部分新能源知識重點講解各種新能源發(fā)電技術(shù)的基本原理，最新的發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀和動向，及在利用過程中對改善環(huán)境帶來的好處，培養(yǎng)學生新的能源觀念和意識。同時結(jié)合電網(wǎng)發(fā)展的最近進展，這些發(fā)電技術(shù)作為分布式電源接入電網(wǎng)時，如何規(guī)劃電網(wǎng)，接入電網(wǎng)對電網(wǎng)的影響等方面進行適當?shù)闹v解，加強與電力系統(tǒng)知識的聯(lián)系，提高學生學習的積極性，
由于受到季節(jié)、氣象和地域等條件的影響，另一些新能源技術(shù)具有隨機性、波動性和間歇性的特點，如風能和太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)，在接入電力系統(tǒng)方面需要克服更多的挑戰(zhàn)，其電力大規(guī)模并入常規(guī)電網(wǎng)會對電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運行帶來顯著影響。這部分內(nèi)容重點講解與電力系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)，涉及到電機學、電力電子技術(shù)和電力系統(tǒng)相關(guān)的知識點。在間歇性能源并網(wǎng)過程中，電力儲能技術(shù)可以補償負荷波動，解決風能和太陽能等間歇式新能源發(fā)電直接并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊，調(diào)節(jié)電能質(zhì)量，使大規(guī)模風力發(fā)電和太陽能發(fā)電能夠方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。隨著可再生新能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，電力儲能技術(shù)也是電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學生必須掌握的知識，所以儲能技術(shù)也是該課程知識體系的重要部分。
本文提出的課程知識體系目前還沒有相關(guān)教材，為此，筆者較為系統(tǒng)地構(gòu)建并編寫適合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的“新能源發(fā)電技術(shù)”課程講義，使之更符合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的教學。從兩學期的試用情況來看，學生認同感增強，明確該課程是本專業(yè)不可或缺的重要選修課，重視程度顯著提升，在教學過程中取得了良好的效果。
三、教學模式改革
選擇合適的教學方法，能夠提高課堂效率。教學內(nèi)容的不同，授課的教學方法也需要相應(yīng)的改進，為此筆者對教學方法也進行了改革，使之與課程知識體系相適應(yīng)。
1.采用學術(shù)專題講座的教學方式
“新能源發(fā)電技術(shù)”課程知識體系要求運用新的教學方法。每種新能源發(fā)電技術(shù)各自成章，自成系統(tǒng)，各部分內(nèi)容均有很多前沿的技術(shù)，僅靠書本知識已經(jīng)不能適應(yīng)科技的進步。[5，6]因此需要任課教師補充相關(guān)發(fā)展的新動向和新技術(shù)，以學術(shù)講座的形式進行講授與課程相關(guān)知識點。講解過程中，以具體的行業(yè)問題為背景，采取啟發(fā)式的講解方式，層層剖析問題，可以讓學生在有限的學時內(nèi)，掌握發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)電原理、利用方式、開發(fā)存在的問題和研究現(xiàn)狀及動向。如地熱發(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽能熱發(fā)電技術(shù)，都可以采用講座的方式進行講解。同時在講座過程中，增加學生提問環(huán)節(jié)，讓學生可以積極參與，引導學生自主思考。
為了強化實踐，在每一個專題授課結(jié)束后，教師通過布置與該專題相關(guān)的設(shè)計題目，讓學生學以致用。比如讓學生設(shè)計太陽能熱電站，利用波浪能發(fā)電原理設(shè)計相應(yīng)的波浪能電站，設(shè)計新農(nóng)村綜合利用生物質(zhì)能的方案，設(shè)計垃圾發(fā)電站工藝流程等，作為分布式電源接入電網(wǎng)時，結(jié)合不同能源開發(fā)利用的特點對該地區(qū)新能源開發(fā)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)做出合理規(guī)劃，并給出理由。通過這些綜合性設(shè)計作業(yè)，可以增強大家的創(chuàng)新意識和實踐能力，激發(fā)了學生的學習興趣和主動性，訓練了學生分析問題、解決問題的綜合能力，起到了非常好的效果。
2.基于問題的探究式教學方式
傳統(tǒng)的講授方式，可以系統(tǒng)地講解，課堂容量大。風力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)涉及知識點多，知識點零散，因此需要教師合理組織教學內(nèi)容，使其與所學專業(yè)知識相結(jié)合。為此筆者精心設(shè)計每一個教學環(huán)節(jié)，精講多練。但傳統(tǒng)的授課方式，學生被動接受，學習積極性不高。
為此，筆者采用基于問題的探究式教學方式，在教學的過程中，教師起引導作用，對課程中的知識點進行分析，提出基于問題的討論題目；并分析學生需要掌握的知識要點，為學生提供必要的參考文獻，讓學生課后自己查閱資料，引導他們學會自己總結(jié)知識點，利用所學知識分析實際問題。而學生在課后根據(jù)自己的興趣自愿選題，并分小組進行研討，研討后，該小組總結(jié)討論結(jié)果。在課堂討論中，每個小組推薦一名學生做交流發(fā)言，將自己的研究內(nèi)容做簡要匯報。學生互相提問展開討論，老師進行有針對性的點評，肯定了學生們?nèi)〉玫某煽儯瑢﹀e誤的地方進行了補充和糾正。[2]為了達到分組討論學習預期效果，要求每個小組在上交的文獻報告中，明確每個學生所做的工作和參加小組討論的發(fā)言內(nèi)容，督促每個學生都參與討論學習。通過這種教學方式，充分調(diào)動了學生的積極性和主動性，也很好地完成了教學目標，促進了教學質(zhì)量的提高，達到“授人以漁”的目的。
3.改進多媒體教學方式
由于該課程設(shè)計的專業(yè)知識具有跨學科的特點，有些知識點學生難以掌握，有些原理較為抽象。如風機的偏航過程、變槳過程、風機的失速原理、斯特林發(fā)動機的發(fā)電過程等都比較抽象，在沒有實物演示的前提下，學生經(jīng)常不容易理解。因此在講這些課程內(nèi)容時，采用多媒體動畫演示的方法，幫助學生理解基本概念和知識，讓學生更快更易地理解和掌握這些內(nèi)容。
四、考試方法的改革
雖然在教學內(nèi)容和方法上進行了改革，提高了學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習熱情，但仍有不少學生選課和學習動機不端正。他們不是為了完善自己的知識結(jié)構(gòu)，提高自己的綜合素質(zhì)，只是為了湊滿學分，對選修課缺乏足夠的重視。[6]傳統(tǒng)的閉卷考核方式不能全面地反映真實的教學情況。撰寫課程論文，成績只與論文寫得好不好有關(guān)，有的同學東拼西湊，也能獲得一個理想的成績。這些方式都難以督促學生平常的學習，因此仍需完善課程的考核方式。根據(jù)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的特點，筆者對該課程的考試方式做了合理的改革，促進學生學習，公正地反映了學生的成績。主要采取了以下一些措施：
1.注重對學生平時的考查
增加課堂隨機考查的次數(shù)。通過提問、課堂測驗等方式，讓學生在上課時能集中精力聽講，防止學生上課“開小差”。回答問題和課堂測驗計入平時成績。
2.增加撰寫文獻報告和大作業(yè)
基于問題的探究式教學方式中，撰寫文獻報告和小組討論環(huán)節(jié)能夠有效培養(yǎng)了學生查閱文獻、撰寫論文、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獨立思考的能力，因此能夠較為科學評價學生平時的努力程度。因此，課堂討論和小組討論中，根據(jù)學生在該環(huán)節(jié)中的貢獻不同給學生不同成績，這樣能起到督促學生學習和檢驗學生學習效果的作用。
作業(yè)是課堂教學的有效補充和延伸，是教學中必不可少的環(huán)節(jié)。大作業(yè)一般具有綜合性的特點，能夠有效鍛煉學生的綜合能力，鞏固平時所學的知識，是反饋教學效果的有效手段。因此增加大作業(yè)和撰寫文獻報告在平時成績中的比重也是考查學生平時學習的有效手段。
3.增加平時成績的權(quán)重
平時考核成績權(quán)重由原來的30%提高到目前的50%，有效地避免了學生平時不學習，考試時突擊學習也能取得不錯成績的弊端，提高學生學習的積極性和自覺性。
通過上述措施的實施，經(jīng)調(diào)查表明多數(shù)學生都認可這種成績考核方法較合理、公正，能夠真實反映學生的成績，受到了多數(shù)學生的歡迎。
五、結(jié)束語
“新能源發(fā)電技術(shù)”課程是電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系中一門重要的專業(yè)選修課程。本文針對課程建設(shè)中存在的突出問題，構(gòu)建了適合電氣工程類專業(yè)的“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的知識體系，合理組織教學內(nèi)容，并根據(jù)授課內(nèi)容提出了合適的教學和考核方法。通過課程教學改革，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生主動學習，培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新意識，提高學生的綜合素質(zhì)，達到提高該課程的教學質(zhì)量和教學效果的目的。
參考文獻：
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1引言
我國在電力領(lǐng)域的發(fā)展突飛猛進，為社會做出了不可磨滅的貢獻，具有極其重要的社會經(jīng)濟地位和作用。這離不開電力自動化技術(shù)的普及和推廣實踐應(yīng)用。然而，我們還需要深入地對電力工程實踐應(yīng)用中存在的問題，進行分析和研究，并運用更為高效的舉措，以獲得更佳的運行效率[1]。
2電力自動化技術(shù)的概念及意義
在我國計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，電力自動化技術(shù)以此為依托，通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)對電力運行信息的實時采集、分析和處理，并且還可以為電力系統(tǒng)的電力調(diào)度提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)，從而更好地協(xié)調(diào)不同區(qū)域的電力運行狀態(tài)，提升電力系統(tǒng)的運行效率，極大地保障了電力工程的整體質(zhì)量，優(yōu)化了電力運行相關(guān)參數(shù)，更好地提升了電力工程的安全性和穩(wěn)定性，對于我國的電力行業(yè)發(fā)展起到了較大的推動作用[2]。在電力工程領(lǐng)域，需要順應(yīng)時代的需求，實現(xiàn)自身的改革創(chuàng)新，以確保電力需求。因而，電力自動化技術(shù)就成為了提升電力工程質(zhì)量和安全的有力保障和支撐，在電力自動化技術(shù)的實踐應(yīng)用之下，可以較好地減少電力工程的成本費用，獲得更好的成本效益比。同時，在電力工程中應(yīng)用電力自動化技術(shù)，還可以更為及時且完整地實現(xiàn)對電力數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和共享，在自動化技術(shù)的操作界面之下，工作人員可以以實時數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用針對性的調(diào)節(jié)對策，從而最大程度上避免人為失誤和偏差，更好地強化對電力工程項目的監(jiān)控。在電力工程的電力技術(shù)應(yīng)用中，還可以更加迅捷地處理電力系統(tǒng)的運行故障，及時地發(fā)出預警信息，使工作人員快速獲取故障異常信息，從而在最短的時間內(nèi)采用有效的故障處理措施，更好地提升電力工程的安全性和可靠性。電力技術(shù)在電力工程中的實踐應(yīng)用還可以使維護工作更為便捷，這主要是由于電氣自動化技術(shù)與計算機終端相連，在自動化操作系統(tǒng)的平臺界面之下，電力維護人員可以根據(jù)系統(tǒng)提供的信息，對電力設(shè)備的運行參數(shù)進行分析，并采用適宜的維護措施，更好地保障電力設(shè)備運行的正常和穩(wěn)定。
3電力自動化技術(shù)的應(yīng)用分析
電力自動化技術(shù)在電力工程的發(fā)展進程中，成為了一種成熟而先進的應(yīng)用方式和技術(shù)，它可以滿足人們的不同電力需求，并廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域之中，充分發(fā)揮出電力自動化技術(shù)的應(yīng)用實踐價值和作用。具體來說，主要有以下幾個方面的應(yīng)用。
3.1電力自動化技術(shù)應(yīng)用于變電站
由于電力自動化技術(shù)是以計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)為依托和支撐，因而可以較好地實現(xiàn)對變電站設(shè)備的實時優(yōu)化和調(diào)節(jié)，較大程度上緩解工作人員的壓力。變電站的工作人員可以運用自動化技術(shù)，實現(xiàn)對變電站設(shè)備的實時監(jiān)控和檢測，獲取相關(guān)變電站設(shè)備的運行參數(shù)，確保變電站設(shè)備的有效性能。同時，在電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用條件下，變電站的傳統(tǒng)設(shè)備裝置還可以為新的設(shè)備裝置所取代，在更為先進、更為完善的設(shè)備裝置利用前提下，可以更好地實現(xiàn)對變電站設(shè)備的智能化、可視化的監(jiān)測，從而實現(xiàn)變電站運行的諸多任務(wù)，更好地提升變電站的運行效能。
3.2電力自動化技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)度
在電力工程的運行過程中，工作人員要根據(jù)計算機屏幕顯示器等設(shè)備，實現(xiàn)對電網(wǎng)的調(diào)度工作和任務(wù)。在成熟、先進的電力自動化技術(shù)實踐之下，電網(wǎng)調(diào)度工作人員可以借助于計算機設(shè)備，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，能夠更為準確、全面地獲取電網(wǎng)運行的參數(shù)信息數(shù)據(jù)，并且在獲取電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)信息的同時，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行信息數(shù)據(jù)的傳輸、分析、處理等工作。這無疑顯現(xiàn)出傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度所無法比擬的應(yīng)用優(yōu)勢，在傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度方式之下，工作人員無法準確、及時地獲取電網(wǎng)運行設(shè)備的運行狀態(tài)信息，出現(xiàn)一定程度上的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)信息的延遲，這就使工作人員無法及時獲知電網(wǎng)系統(tǒng)的運行異常和故障，使電網(wǎng)系統(tǒng)存在安全隱患，為電力企業(yè)帶來無謂的損失。而在電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用實踐之下，可以通過人機互動界面，實現(xiàn)人機良好互動，并及時而完整地獲知電網(wǎng)運行相關(guān)信息，電氣自動化技術(shù)可以實現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的實時采集、分析、處理和故障預警，從而更好地實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)運行故障的處理，減少電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的安全隱患，更好地提升電網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率。
3.3電力自動化技術(shù)應(yīng)用于分散測控系統(tǒng)
在電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用之下，分散測控系統(tǒng)成為了電力系統(tǒng)中相關(guān)電力信息的輸出系統(tǒng)，在這個模式之下，可以使工作人員更好地實現(xiàn)對電力運行的實時監(jiān)控，更好地確保電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定與安全。
3.4電力自動化技術(shù)應(yīng)用于計算機操作系統(tǒng)
電力自動化技術(shù)也逐漸引入到計算機操作系統(tǒng)之中，在計算機操作系統(tǒng)與電力自動化技術(shù)相融合的方式之下，可以使工作人員更好地實現(xiàn)對電力運行信息的確認和反饋，最大程度上減少電力運行信息的誤差。
4電力工程中的電力自動化技術(shù)應(yīng)用
4.1現(xiàn)場總線技術(shù)
電力自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用之中，可以采用現(xiàn)場總線技術(shù)，實現(xiàn)對電量相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、傳送和數(shù)學模型的自動化計算，從而實現(xiàn)正確的判斷，它并非是對現(xiàn)場整體的監(jiān)控，而是針對關(guān)鍵性的、針對性的電量信息數(shù)據(jù)進行分析和控制，在這個多向、多站、數(shù)字化的信息網(wǎng)絡(luò)之中，現(xiàn)場總線技術(shù)可以極大地提高前置機和上位機的協(xié)調(diào)性，使兩者配合默契，并在電力儀表的應(yīng)用控制環(huán)境下，不斷完善和優(yōu)化，更好地推動電力系統(tǒng)的發(fā)展。
4.2主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)
在電力工程中的電力自動化技術(shù)，還要運用先進的主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)，它借助于計算機存儲技術(shù)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行的實時監(jiān)測和控制。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行發(fā)展趨勢，因而，要深入研究主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)，要不斷創(chuàng)新和開拓，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的自動化監(jiān)督，提升數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的傳輸速度和質(zhì)量，從而確保電力工程的監(jiān)測、控制的實際需求。
4.3電力自動化補償技術(shù)
在電力工程的電力自動技術(shù)之中，電力自動化補償技術(shù)也是非常重要而關(guān)鍵性的技術(shù)。它可以通過智能化、自動的無功補償方式，利用動態(tài)補償及固定補償方式，在科學電壓限制條件技術(shù)的應(yīng)用實踐之下，運用投切開關(guān)，實現(xiàn)對電容器投切的智能化自動控制，從而實現(xiàn)缺相保護的功能，更好地提升自身對負載變化的適應(yīng)性。
5結(jié)語
綜上所述，我國經(jīng)濟在快速發(fā)展的態(tài)勢下，電力行業(yè)也處于不斷發(fā)展的上升趨勢，這也是與人們?nèi)找嬖鲩L的電力需求相適應(yīng)的，為了滿足人們的用電需求，電力行業(yè)需要大膽嘗試創(chuàng)新，要充分運用電力自動化技術(shù)，更好地提升電力工程的安全性、穩(wěn)定性和靈活性，建構(gòu)和完善完備、便利的信息體系，從而推動我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
【參考文獻】
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關(guān)鍵詞：35kv變電所 電氣部分設(shè)計 方法 過程
現(xiàn)代社會，科技不斷發(fā)展、經(jīng)濟持續(xù)進步，對電力系統(tǒng)、電能供應(yīng)質(zhì)量等的要求越來越高，電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也正在逐漸走向發(fā)展與完善，變電所電氣部分設(shè)計中，接線設(shè)計占據(jù)十分重要地位，因為接線系統(tǒng)設(shè)計水平會極大地關(guān)系到電氣系統(tǒng)的運行質(zhì)量、工作狀態(tài)，因此，必須加強對變電所電氣接線的設(shè)計。
一、35kv變電所電氣一次部分設(shè)計的整體分析
所謂35kv變電所電氣一次部分就是一次接線，高壓電器設(shè)備通過連接線構(gòu)成的電路，其能夠接收并分配電能。一次接線能夠從總體上反應(yīng)不同設(shè)備的功能、鏈接方式、不同電路間關(guān)系等等，對應(yīng)構(gòu)建出變電所電氣主要構(gòu)造。電氣主線在整個電力系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵而重要作用，因為電氣主線設(shè)計與鏈接質(zhì)量直接影響著供電質(zhì)量、線路運行狀況等重要因素，甚至關(guān)系到配電設(shè)備的布局、繼電保護的裝配等等，因此，電氣主線的設(shè)計必須要達到以下標準：安全穩(wěn)定、自由靈活調(diào)動、便于檢修等等，只有這樣才能體現(xiàn)出其經(jīng)濟性特征。
1、電氣主接線的設(shè)計標準
（1）確保安全供電，維護電能質(zhì)量
電力系統(tǒng)運行的根本就是要安全、穩(wěn)定，減少停電次數(shù)與規(guī)模，從而減少發(fā)電廠自身以及其他用電行業(yè)客戶的損失，而且故障性斷電還可能造成供電設(shè)備損壞、報廢，社會安定受到影響等等。這其中所帶來的損失是巨大的。
所以，電氣主接線的設(shè)計必須本著供電安全穩(wěn)定的原則，其中要確保電壓合理、頻率合理、供電線路連接正確等等，只有具備這幾點基本要求，才能確保電能質(zhì)量，主接線必須在不同工作狀態(tài)中達到這些基本標準。
（2）富于靈活性、便捷性
電氣主線在供電運行過程中安全、穩(wěn)定的同時，也要具有一定的自由度和靈活度，例如：當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，電氣設(shè)備需檢修時，電氣主線能夠方便、靈活地被調(diào)度，能夠及時轉(zhuǎn)變運行方式來維持供電系統(tǒng)持續(xù)供電，盡量控制停電范圍與時間。
（3）成本合理、經(jīng)濟廉價
在確保供電安全、穩(wěn)定、高質(zhì)的前提下，主接線設(shè)計也要本著經(jīng)濟實惠的原則，要確保對設(shè)備的成本投入最少，所占空間最小、轉(zhuǎn)移費用最低，為了控制設(shè)計成本，盡量一次性設(shè)計成功，并實施分期投資戰(zhàn)略，這樣才能有效控制成本投入量，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。
（4）具有可塑空間
任何電氣部分的設(shè)計都不是一成不變的，需要隨著時代的發(fā)展、科技的進步實時變化，這就需要在主線設(shè)計方面留出可塑空間，一方面要顧及到最終接線能夠順利運轉(zhuǎn)，另一方面也要考慮到分期過渡的情況，要為日后的電力系統(tǒng)施工檢修等提供方便。
2、具體設(shè)計方法
電氣主接線的設(shè)計過程與方法應(yīng)該包括以下方面：
第一，綜合、全面地分析設(shè)計原則、設(shè)計圖紙以及其他相關(guān)資料信息。
第二，科學抉擇所需配置的發(fā)電機數(shù)量、單個發(fā)電機的容量，編制出科學的、適合性的主接線模式。
第三，對主變壓器的數(shù)量與容量大小做出正確的判斷與選擇。
第四，廠用電源的引接。
第五，深入分析情況，判斷有無限制性短路電流接入的必要，對應(yīng)采取科學的解決對策。
第六，將所選擇的設(shè)計方法、組織方案等進行綜合對比分析，從經(jīng)濟、技術(shù)這兩大方面進行對比，從而得出一套最科學的接線方法。
二、35kv變電站電氣一次部分設(shè)計研究
1、主線設(shè)計主體設(shè)計方案
要想確保主接線安全、穩(wěn)定地運行，首先要確保電氣設(shè)備運行的安全可靠，因此，要優(yōu)選質(zhì)量好、安全系數(shù)高的電氣設(shè)備，從而使接線簡單化，一方面要保證主接線安全穩(wěn)定、靈活變通，另一方面又要確保其成本低廉、投入小，占地面積小。
本著以上標準和要求展開電氣設(shè)計，才能打造出科學、合理，令人滿意電氣設(shè)計類型。
2、具體設(shè)計過程
遵照上面的設(shè)計方案，對于35kv變電所電氣部分主接線的具體設(shè)計步驟體現(xiàn)為：
引入一臺半斷路器進行接線設(shè)計，如果進出線回路數(shù)大于或等于6回，可以選擇此斷路器接線，相反，則可以選擇雙母線接線法，但是前提是要確保其能夠維護電力系統(tǒng)的安全、持續(xù)、穩(wěn)定運行。
在一臺半斷路器接線過程中，電源線需要同負荷線成雙成對，形成串，而且同名回路要裝設(shè)于不同串中。例如：如果電源線同負荷線所成串只有兩個時，同名回路則需對應(yīng)鏈接在不同側(cè)的母線上，而且進出線需要配置隔離開關(guān)，如果接線串在三個或更多時，同名回路則應(yīng)該接在同一側(cè)母線中，此類情況下可以不設(shè)隔離開關(guān)。
此外，在接線設(shè)計過程中，還應(yīng)根據(jù)接線地區(qū)的地理環(huán)境、自然條件以及電力系統(tǒng)的實際狀況等進行有針對性地選擇與設(shè)計。
3、35KV變電所電氣接線中的問題分析
要嚴格依照我國在變電站電氣設(shè)計方面的相關(guān)規(guī)定進行電氣接線設(shè)計，其中需要注意的是，如果機組的容量在200MW甚至更高時，需要裝配交流保安電源，而且要對應(yīng)要配置柴油發(fā)電機組，同時要確保其能夠在短時間的被啟動，以此發(fā)揮監(jiān)控與保安功能，并對應(yīng)配置能夠永久、持續(xù)供電的電源設(shè)備，35kv變電站適合這一選擇，具體的工作安排體現(xiàn)為：
第一，各個發(fā)電機組都裝配一套柴油發(fā)電機組，并確保其能夠及時、靈活地被啟動，這個發(fā)電機組就為持續(xù)供電提供保障，參照具體的負荷要求，來選擇其容量。
第二，在兩個發(fā)電機組的保安pc中間增設(shè)開關(guān)，以此將兩個發(fā)電機組聯(lián)系起來，這樣就能夠保證一臺機組電力無法供應(yīng)時，啟動另一臺機組，從而確保電能的持續(xù)供應(yīng)。
第三，增設(shè)預防斷電的電源系統(tǒng)。任何一個機組都應(yīng)配一個能夠確保持續(xù)供電的電源設(shè)備，例如：DCS系統(tǒng)、熱工控制儀表、自動化設(shè)備等等，而且要確保所輸出的電壓在220v，容量達到100kva.
第四，單位機組中配設(shè)2個保安段，機組保安負荷在保安段，有柴油機引接，當線路依照常規(guī)規(guī)則運行時，機組的兩個鍋爐工作段發(fā)揮供電功能，當出現(xiàn)故障問題時，則應(yīng)立刻轉(zhuǎn)入柴油機發(fā)電機，確保供電持續(xù)進行。
總結(jié)：
35kv變電所電氣部分設(shè)計中，一次接線設(shè)計是重要的設(shè)計工作，必須提高接線設(shè)計水平，確保接線設(shè)計達到安全、穩(wěn)定的水平，因為接線設(shè)計水平直接影響到整個電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)與工作水平，甚至會威脅到電氣系統(tǒng)的運行質(zhì)量，必須首先制定出科學的設(shè)計方案，對設(shè)計方案作出科學化、合理化的選擇，同時明確設(shè)計過程中可能遇到的各種問題，針對這些問題事先采取有效的解決對策，這樣才能切實提高變電所電氣設(shè)計質(zhì)量。
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