电力系统发展史论文

电力系统发展史 公元前7世纪，古巴比伦人在伊拉克发明静电储存装置‘巴格达电池。远在2600多年前，古希腊人泰勒斯就发现用毛皮磨擦过的琥珀能吸引一些像绒毛,麦杆等一些轻小的东西，他们把这种现象称作"电"。公元1600年,英国医生吉尔伯特(1544～1603)做了多年的实验,发现了"电力","电吸引"等许多现象，他发明了验电器，并最先使用了"电力","电吸引"等专用术语,因此许多人称他是电学研究之父。1660年 德国人盖利克( Ott von Guerick,1602-1686)制造了一台摩擦起电机。1703年 荷兰商人从塞伦岛将加热后能产生电的石头带到日本。1729年 英国 格雷(Gray,-1736)认为物质可分导体与绝缘体。1732年 美国 富兰克林主张电为一流体说。1733年 法国 迪非(Deffe, 1698-1739)发现正负电并提出电为二流体说。1744年 荷兰 莫欣普克(Pieter von Musschenbroek)发明莱顿瓶。1752年 美国 富兰克林(Franklin,1706-1790)用风筝实验，证明雷和摩擦电性质相同，因而发明避雷针。1753年 英国 约翰(John Canton,1718-1772)发现静感应装置，向皇家协会报告静电感应。1772年 意大利 伽伐尼 (Galvani,1737-1798)提出带电体间的平方反比定律、介电常数概念。1775年 意大利 伏特设计了起电盘。1779年 法国 库仑提出摩擦定律。1785年 法国 库仑(Columb,1736-1806)发现带电体相互间之静电平方反比定律及磁极间之磁力，是为所谓之库仑定律。1799年 意大利 伏特(Volta,1745-1827)发明电堆及电池。1800年 意大利 伏特在英国皇家协会发表关於伏打电池的论文。 1821年英国人‘法拉第’完成了一项重大的电发明。在这两年之前，奥斯特已发现电路中有电流通过。法拉第从中得到启发，认为假如磁铁固定，线圈就可能会运动。根据这种设想，他成功地发明了一种简单的装置。在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋，但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先。1831年，法拉第制出了世界上最早的第一台发电机。他发现第一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。1866年德国人西门子（Siemens）制成世界上第一台工业用发电机。

电力系统发展简况：

在电能应用的初期，电力通常是经过小容量发电机单独向灯塔、轮船、车间等供电。这已经可以把其看作是一种简单的住户式供电系统。直到白炽灯发明后，才出现了中心电站式供电系统，如1882年.托马斯·阿尔瓦·爱迪生在纽约主持建造的珍珠街电站。

它装有6台发电机（总容量约670千瓦），用110伏电压供1300盏电灯照明。19世纪90年代，三相交流供电系统研制成功，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发展的里程碑。

20世纪以后，人们普遍认识到扩大电力系统的规模可以在能源开发、工业布局、负荷调整、系统安全与经济运行等方面带来明显的社会经济效益。于是，电力系统的规模迅速增长。

世界上覆盖面积最大的电力系统是前苏联的统一电力系统。它东西横越7000千米，南北纵贯3000千米，覆盖了约1000万平方千米的土地。

中华人民共和国的电力系统从50年代开始迅速发展。到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。

输电线路以220千伏、330千伏和500千伏为网络骨干，形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。此外，1989年，台湾建立了装机容量为1659万千瓦的电力系统。

电力系统远动装置能够为电厂提供实时数据,对于加强电力系统信息传递、管理和应用能够起到十分重要的作用。下面是我为大家整理的电力系统远动论文，供大家参考。

摘要：电力系统远动装置能够为电厂提供实时数据，对于加强电力系统信息传递、管理和应用能够起到十分重要的作用。 文章 对电力系统装置进行了整体性的概述以及对远动装置通道运作方式进行了对比，分析了电力系统远动装置中的软件化远动装置以及计算机化远动装置，并对其应用前景进行了阐述。

关键词：电力系统;远动装置;电力监测

中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2013)29-0042-02

1 电力系统远动装置的概述

电力系统的发电组基础设施、变电站的数量分布以及输电线的组成情况愈加变得复杂，其运行时就需要掌握更多的安全性知识，需要对其可靠性做出必要的保障，为了获得更多经济性、安全性的电能质量，电力调度所需要准确而及时地掌握电力系统的运行状况，因而就会采取一定的信息监测 措施 ，以便对电力系统运行中的数据、参数、主电机工作状况以及断路器的投入状况等进行操作和调节，而适用于调度所和变电所相距较远的远动技术――电力系统远动装置就能够解决这一难题，它可以及时掌握调度所、发电厂以及变电所之间的系统信息，来完成远动操控。

远动装置能够完成遥信、遥测、遥控和遥调等事项，利用远动通道对信息进行传输，电力系统中的远动通道的主要类型有复用电力线高频载波通道以及复用和(专用)有线通道。远动装置的通道通常分为频分制和时分制两种，而多次复用的 方法 能够在更大程度发挥通道的作用。

在我国早期的电力系统远动装置中大都装有遥测量的数据转换器以及标度变换显示设备，通过使用纯硬件逻辑布线式设备对发送端时序系统进行监控，提供有效时间数值，保证电力系统正常工作。而随着电力系统自动化技术水平的不断升级以及计算机软件技术的不断进步，电力系统远程控制技术也得到了提高，远动装置更加体现出了自动化、整体化和信息化。

2 软件化远动装置

软件化远动装置具有很强的灵活性以及适应性，不仅能够实现电力运行系统中相关数据的遥测和遥信，还能够对系统信息数值进行交换、再分配和实时计算。与之相对应的便是硬件逻辑布线装置，这种装置缺乏一定的信息技术，而软件化远动装置可以发挥出类似于计算机软件的功效，通过软件操作来实现通道信息的传递。

但它和计算机软件有着诸多不同的地方，最突出的特征就是软件中的指令系统，通过强化的逻辑判断指令能够将远动装置中的重要信息及时处理掉，在电力系统中得到了十分广泛的应用。软件化远动装置在使用过程中具有以下明显特征：想要使得电力运行指令更加有效，必须对内存设置一些特殊的标志，才能使装置更加准确地进行存取、处理。远动装置在处理的电力系统信息时，要和诸多外设进行信息的交换和处理，诸如A/D转换器、调制解调器以及显示打印设备等，因而在指令设置上要充分考虑系统的方便性和操作上的有效性。

软件化远动装置以其本身具有的远动性、自动性以及电力系统通信控制等功能对近代电力系统工程的开发利用起到了十分重要的作用，其创新性的设计理念具有更强的实用价值，尤其是在以下诸多方面得到了十分广泛的发展与应用：使用软件化远动装置可以将硬件和不同程序的软件结合使用，从而进行模拟远动装置，将各种工作模式简单化;有效而准确地进行实时计算;实现电力系统厂站端自动化功能相结合;实现1∶N远动装置接口功能;通过使用多种类型的通信控制器对电力系统进行模拟远动，实现远程数据通信。

3 计算机化远动装置

计算机化远动装置主要是通过监控和采集电力系统运行中的相关数据来完成远程操作，其系统通常被称为SCADA。计算机化远程监控系统在变电所的终端装有实时监控设备，并在调度端装有以计算机为主的监控机，RTU是电力系统中远方监控的终端设备，主要由微机处理机和信息接口电路组成。

RTU在远动装置实际工作环境中具有体积小、可靠性强等特点，能够对电力电路中的变压器和无功率电源进行遥控监测，并且能对母线的电压以及相关功率的电能进行遥测;对报警电路和断路器进行监视;对断路器的合闸情况进行遥控;对变压器的换接或者断开情况进行遥控监测。由此可知，远方监视和数据采集系统(SCADA)具有信息采集、传送和处理等多种系统功能，对于远程操控电力系统自动化起到了重要作用。

计算机化远动装置具有以下显著功能：(1)信息采集功能：RTU能够将电力运行系统中的电流电压模拟量以及开关工作量、脉冲量进行数据采集和监测，然后由厂、站端经过专有的信息通道送至调度端;(2)采集功能的扩展：SCADA装置可以对电力系统中的相关数据以及电量值进行采集，并将事件的顺序记录下来;(3)信息传送功能：通过使用新型1∶N的接发模式将更多的电力系统信息进行多次转发;(4)信息处理功能：能够对通信范围内的信息进行压缩、循环传送和不同信息格式的转变;(5)使计算机和电厂的连接端口实现自动化;(6)实现自动诊断功能。

通过使用计算机化远动装置能够对电力系统相关数据的采集以及实现远程操控起到重要作用，还能够将电力系统发电厂站当地的常规控制系统和远程操控系统很好地结合起来。现代电力系统大都设有多层次的控制系统，因而不同信息环节上的远动装置在其分层控制系统中就拥有不同的显示地位以及自动化、信息化水平，而其对应的显示功能也有着明显的不同之处。计算机化远动控制装置以其本身的灵活性和较强的适应性能够对不同层次、不同阶段的的远动装置进行监控。

计算机化远动装置的另外一个显著特点就是能够根据用户的不同需求对各个阶段的自动化水平进行调度、监测，并建立一定的功能划分模块和总线方式的连接方案，而用户也可以根据自己的需要进行调整，使其符合不同的发展阶段和安装场所，从而提高计算机化远动装置的适应性。远动装置的一大发展趋势就是将多功能性质的计算机模块化合在一起，实行多样化 操作系统 。

4 电力系统远动装置的应用前景分析

随着电力系统的不断扩展以及电能生产技术的不断更新，也只有科技含量更高的电力远动装置才能使电力系统更加稳定。电力系统远动装置的目的就是为了实现电力系统中主要实时信息数据的传递与交换，而计算机科学尤其是微型计算机的迅速发展给远动技术提出了更高的挑战，只有将电力系统和计算机科学有效地结合起来才能得到更多有用的数据信息资源。

计算机调度监测远程操控系统在电力企业方面得到了十分广泛的应用，比如在一些煤炭电力系统中，很多坑口电厂形成了独特的发配电系统，通过使用计算机联网式的统一管理模式提高了电力调度的整体水平，为电力系统的稳定运行提供了切实可行的保障。有很多类型的企业已经将计算机化调度系统应用到了各个生产部门，并对其进行了统一式的管理，因此在实际远程化生产中起到了积极作用。

通常情况下，生产现场离调度中心比较远，而积极采用远动技术能够将信息更加准确地传输、控制，通过使用远方监控和数据采集系统(SCADA)可以加快自动化管理进程，取得良好的效果。在电力系统远动装置技术不断更新的过程中，通过和相关计算机软件技术的结合，一定可以提高电力系统的远程控制水平。

参考文献

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[3] 林雪辉.论电力远动技术[J].水利电力机械，2009，(11).

【摘要】随着现代化进程的加快，人们对电能的需求也在不断的提高，这就需要不断提高电力系统自动化的技术。远动控制技术是实现电力系统自动化的过程中必不可少的，因此对远动控制技术的了解和研究，是对电力系统自动化技术加强与提高的必要步骤。本文对远动控制技术及原理稍作介绍后，阐述了远动控制技术在电力系统自动化过程中的应用。

【关键词】电力系统，自动化，远动控制

电力系统自动化运行主要是通过融合通信技术以及远动控制技术等进行，其中，远动控制技术的应用，并不仅仅是对故障位置进行准确的判断，并且还可以进行有效的分析电能的消耗与质量以及负荷等，所以，可以说远动控制技术是实现电力系统自动化运行的重要部分。

一、远动控制技术

远动控制技术主要是由调度、控制端和执行终端组成的，以完成遥控、遥测等技术，以保证电力系统运行的稳定性和可靠性。首先，从终端根据调度需求采集系统的相关数据和参数，通过对所获取系统的运行状况进行分析判断之后，反馈命令给执行终端，从而操作设备以及进行相关参数的调整，实时的完成测控任务。由此可见，变电站与调度、执行终端直接信息的传递都是由远动控制设备来实现的。其主要模块有两部分，一是集中监视模块，是用于正常情况下监视系统运行的合理性，如果系统出现故障，则会及时处理;另一个模块是集中控制模块，是工作人员利用远动设备实现电力系统的遥控和遥调，这样不仅可以提高了系统运行的效率，还减少了人力成本。

远动系统的基本功能有遥测、遥信、遥控和遥调。遥测是远程测量的简称，是指应用通信技术传送被测变量的测量值。遥信，又称为远程信号，应用通信技术完成对设备状态信息的监视。遥控是应用通信技术完成改变运行设备状态的命令，又称为远程命令。遥调是指对远程的设备进行远程调试。远动系统的功能根据电力系统的实际需要仍在不断地发展扩大，在保证远方设备正常运行的同时要便于维护。

二、远动控制技术的原理

一般的远动控制过程主要是由远动信息的产生、传送以及接受三个方面的命令组成，由发送端设备通过远动控制信道进行信息的传送从而产生远动信息命令，接收端设备执行命令。远动控制系统与自动化系统之间在结构上的主要差别是信道，所以，信道中传输的命令必须要通过特殊的设备进行转换。由于这方面结构的因素，远动控制系统易收到外界的干扰，其运行的可靠性会收到影响。为了保证电力系统的正常运行，就必须建立一套自身运行可靠的远动控制系统，主要实现“四遥”功能，通过遥测和遥信来采集运行参数和状态量信息，并根据特定的通讯协议传给调度中心，调度中心通过遥控和遥调把更改运行状态和调整运行参数的命令下发给远动执行的终端。

三、电力系统自动化中远动控制技术的应用

1、数据采集技术的应用

在电力系统中运行的设备都是属于高电压和大功率的设备，所以，要利用变送器来对这些高电压、大功率的设备的运行参数进行转换，从而远动控制装置才能对这些数据进行处理，将其转化成TTL电平信号，模拟信号利用A/D技术转化成数字信号，从而实现遥信信息的编码以及遥测信息的采集。要利用光电隔离设备对遥信量的传送进行采集，并且在遥信数据帧中将对象状态中的二进制编码写进去，利用数字多路开关输出到接口电路。将电压电流信号用CT、CP和传感器获取后，由滤波放大环节将高次谐波去除，送入取样保持环节同步采集，用A/D转换所获得的与信号源同步的信号，送入高级环节中，从而实现数据的采集。

2、信道编码技术的应用

电力系统自动化中，远动控制信道编码技术主要涉及信道的编码和译码，以及信息传输协议等内容。必须要通过信道传输到调度控制中心，才能使所采集到的信息被使用，受信道易受干扰的局限，为了保证信息的抗干扰性，必须对信道进行编码和译码。在电力系统自动化中，所采用的编码和译码主要是线性分组码，线性分组码中多采用循环码。

3、通信传输技术的应用

调制和解调是电力系统自动化中远动控制通信传输技术主要涉及的两种技术，电力系统利用自身电力通讯的网络资源，可以通过卫星、微波、光缆以及载波等多种通信方式来构建电力通讯的专用网。目前电力系统自动化系统中，主要是利用电力线的载波和光纤通讯形式来进行通信传输，电力线载波的数据通信的实现主要是在信号发射端中进行编码后形成基带信号，利用电力线上的高频谐波信号作为载波信号，通过多种调制技术把基带信号转换为模拟信号，之后以电流和电压的形式，随着电力线进行通信传输;同时，在接收端上，利用解调技术把转换后的模拟信号还原成数字信号。电力系统自动化正是利用调制解调器的调制-解调技术来实现远动系统的数据通信。

随着光纤传输技术的不断升级，其可靠性也随之提高，光通道设备造价也随着降低，在全国范围内形成电力系统自动化控制光纤传输网络，这种新型的通信传输网络会很快取代传统技术，成为主流。电力系统将计算机技术、通信技术以及控制技术相结合，利用了电力系统自身的设备，通过远动控制技术成功的实现了调度自动化，完善了电力系统的建设，从而实现了电力系统调度的自动化。

结语：随着我国科学技术水平的不断发展和提高，电力系统的规模不断的扩大，自动化系统的应用更加广泛，在融合了计算机和通信以及控制等技术之后，电力系统自动化通过远动控制技术在完成电力系统调度自动化的同时也提升了系统的智能化以及交互性。并且，由于计算机、通信以及控制等技术的不断发展，电力系统自动化除了包含运行和管理方面以为，还涉及到了系统先进性和经济性等方面。因此，我们可以看到，远动控制技术在不断发展和完善之后必会成为电力系统自动化发展的坚实基础。

参考文献：

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浅析变电站综合自动化系统 摘 要：本文简要介绍了变电站综合自动化系统的重要性和发展趋势，提出了变电站综合自动化基本概念，并对系统结构、通讯方式和能实现的基本功能及变电站自动化的发展前景进行分析 关键词：变电站综合 自动化系统 结构 功能 一、 概述 电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。 二、 系统结构 目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构： １．分布式系统结构 按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。 ２．集中式系统结构 集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足： （1） 前置管理机任务繁重、引线多，降低了整个系统的可靠性，若前置机故障，将失去当地及远方的所有信息及功能。 （2） 软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。 （3） 组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。 ３．分层分布式结构 按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元）的二层式分布控制系统结构。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。 这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点： （1）可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将“危险”分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。 （2） 可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。 （3） 站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。 三、常见通讯方式 目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网出现之前，无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求，但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘，以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有： 1） 双以太网、双监控机模式，主要是用于220-500kV变，在实现上可以是双控机+双服务器方式，支撑光/电以太网。 2） 单以太网，双/单监控机模式。 3） 双LON网，双监控机模式。 4） 单LON网，双/单监控机模式。 四、变电站自动化系统应能实现的功能 １. 微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能： １）故障记录浅析变电站综合自动化系统 ２）存储多套定值 ３）显示和当地修改定值 ４）与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。通信应采用标准规约。 ２.数据采集及处理功能 包括状态数据，模拟数据和脉冲数据 １）状态量采集 状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。 ２）模拟量采集 常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。馈线电流，电压和有功、无功功率值。 ３.事件记录和故障录波测距 事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。 变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 ４.控制和操作功能 操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。 ５.防误闭锁功能 ６.系统的自诊断功能 系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。 7.数据处理和记录 历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有： １）断路器动作次数； ２）断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数； ３）输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间； ４）独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间； ５）控制操作及修改整定值的记录。 根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。 ８. 人机联系系统的自诊断功能 系统内各插件应具有自诊断功能，自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。 9. 本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。还应具有同调度中心对时，统一时钟的功能和当地运行维护功能。 五、结语 通过以上分析，可以看到变电所综合自动化对于实现电网调度自动化和现场运行管理现代化，提高电网的安全和经济运行水平起到了很大的促进作用，它将能大大加强电网一次、二次系统的效能和可靠性，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。随着技术的进步和硬件软件环境的改善，它的优越性必将进一步体现出来。■