序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇電力系統范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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本書共有7章：1.概述：電力系統凸優化的近展、概要、本書所使用的縮寫；2.凸優化與電力系統的背景介紹：2.1凸函數和計算的復雜性；2.2常用優化算法，包括線性規劃、二次規劃、錐形規劃、二次約束的二次規劃、混合整數規劃和各種算法的成熟度；2.3松弛算法，包括升降和投影、圖論的使用、如何使用松弛算法；2.4經典優化算法與元啟發式算法的比較；2.5電力系統建模，包括穩態系統的主要參數、三相平衡系統、發電機和負載建模以及標幺制系統；2.6本章小結；3.電力系統潮流優化：3.1基本公式；3.2電壓極坐標系下的線性簡化，包括潮流的線性化、潮流的解耦、網絡流；3.3松弛算法，包括精確的輻射網絡、實數坐標系統、分支流模型和深入討論幾部分；3.4負載潮流，包括精確負載潮流及其線性化；3.5內容拓展，包括直流網、無功功率能力曲線、非凸發電成本曲線、二階錐多面體松弛；3.6章小結；4.系統控制：4.1時變最優潮流控制，包括限制、能量的存儲控制、模型預測控制的實現；4.2穩定性和控制，包括擺動方程、線性二次調控；4.3是單位功率因數控制，分析了目標和約束；4.4重構，包括放射狀約束、潮流和目標、過渡過程；4.5章小結；5.基礎設施規劃：5.1點的放置和大小，包括規劃類型與貪婪算法、功率源、多場景模式、能量存儲；5.2傳輸擴展，包括基本方法、線性模型、支路流近似、松弛和可能性問題；5.3章小結；6.經濟分析：6.1背景介紹，包括拉格朗日對偶、定價和福利定理、博弈論；6.2電力市場，包括節點電價、時變價格和動態價格、傳輸價格定位、非凸定價；6.3市場的反饋作用，包括供應函數均衡、互補模式、競價；7.未來方向：7.1不確定模型，包括隨機規劃和魯棒優化；7.2分布式優化；7.3博弈論拓展，包括動態模型和機制設計。

本書首席作者Joshua Adam Taylor 是多倫多大學電氣與計算機工程系的助理教授。

本書面向電氣工程的學生和研究人員，為產業界和學術界提供電力系統優化和控制的領先技術。

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關鍵詞:電力系統;電能計量方法;節能降耗

中圖分類號:TM933文獻標識碼:A文章編號:1009-2374 (2010)13-0099-02

隨著我國電力系統的改革,對電能計量工作提出了更高的要求,特別是從傳統的計劃經濟向市場經濟的轉變,電能測量技術更為重要,需要重視它的完整性和準確性。電能計量直接關系到電力系統發電量、線損、煤耗、廠用電、供電量、用電量等各項技術經濟指標的計算。隨著電力系統的發展,用電波動十分劇烈,峰谷差愈來愈大,計量系統在大幅度的工況變化中工作,使其計量誤差增大,已成為電能計量不可忽視的問題。

一、電力系統電能計量的重要性

電能是國民經濟和人民生活極為重要的能源,電氣化程度和管理現代化水平是衡量一個國家發達與否的重要標志。電力生產的特點是發電廠發電、供電部門供電、用戶用電這三個部門連成一個系統,不間斷地同時完成。發、供、用電三方如何銷售與購買電能、如何進行經濟計算,涉及許多技術、經濟問題。營業性計費的公正合理,涉及電業部門與用戶的經濟利益。提高電能計量的正確性,對發、供、用電三方都是十分需要的。

隨著我國電力系統的改革,對電能計量工作提出了更

高的要求,特別是從傳統的計劃經濟向市場經濟的轉變,電能測量技術更為重要,需要重視它的完整性和準確性。電能

計量直接關系到電力系統發電量、線損、煤耗、廠用電、供電量、用電量等各項技術經濟指標的計算。隨著電力系統的發展,用電波動十分劇烈,峰谷差愈來愈大,計量系統在大幅度的工況變化中工作,使其計量誤差增大,已成為電能計量不可忽視的問題。利用經濟杠桿,實施分時計度并分時計價的電能計量方式,在一定程度上可以起到調控負荷、“削峰填谷”的作用,有利于電力系統的運行和發、輸、配、用電設備的充分利用。

由于電力電子技術在各行各業用電設備中的采用,負荷向電力系統注入大量的諧波,引起電壓、電流波形嚴重畸變。如何計算諧波電能是亟需解決的問題。

二、電力系統中電能計量方法

現行的電能計量方案是在發電機、網絡交換關口處安裝電能計量裝置。電力系統中關口是指廠網之間、區域性電網之間電力設備資產和經營管理范圍的分界處。關口電能計量裝置是衡量關口分界處電能量的流向及其大小的裝置,它記錄的電能量作為技術經濟指標統計、核算的基礎數據,是保證電力市場能否正常運行的關鍵。

(一)確定電力系統關口的原則

目前,為考核地區線損率、網損率、上網電量、過網電量、購網電量、地區負荷及地區負荷率等指標,定義了產權關口、結算關口、協議關口、調度關口、線損關口和負荷關口等多種關口。這些關口的劃分方法不一致,標準不統一,亦無審核機構。在管理上又各自為政,不能適應電網的發展。為了實施電網商業化運營,以經濟核算替代指標考核,以表位法替代余量法管理線損,應統一標準,明確電量關口,劃清網級電力市場的界面,規范管理。

規范電力系統關口的首要原則是:第一,以產權分界點為界限,建立網級電力市場界面,以達到統計電量、結算電費的目的,為商業化運營奠定基礎;第二,以電量關口為基礎,規范管理線損,消除“吃網損”的現象,公平分配網級電力市場公司的利益;第三,以適合于商業化運營的、規范化的經濟方式核算。

(二)用戶電能計量方法

對電能計量的方法可以分成以下幾種類型:

1.傳統手工型。這是最為古老的方式,采用的是“一家一表”模式,到一定時期由電力工作人員挨門挨戶收取電費。這種方法的缺點是顯而易見的,不但勞動強度大,而且不能對用電戶進行統一管理。但是這種方法在我國的廣大農村還在廣泛的使用。

2.IC卡型。為了降低電力部門人員的勞動強度,采用了由用電戶上電力公司購電這種方式。為此開發了新型的電能計量儀表――IC卡式電度表,采用預付費式,用戶先用卡購電,然后才能使用。這種方式在城鎮地區廣泛使用。

3.自動抄表。自動抄表這種方式是近些年被廣泛探討和實現的一種方式,它是計算機技術和網絡通信技術在電力部門應用的一個生動實例。它的基本實現模式是:電能用戶的用電量通過計量儀表計量后,由采集器采集,采集器和通信網絡相連,通過網絡傳輸到電力部門的管理中心。目前采用的網絡傳輸技術主要有光纖網絡、電話網絡、電力線載波網絡、總線網絡以及無線通信網等技術。自動抄表的發展方向和計算機網絡的發展緊密相連,它的一個發展方向就是所謂的“三網和一”,即電力網、廣播網、通信網和三為一,通過提供一個高帶寬、大容量、高速度的網絡將通信、數字業務、廣播等結合起來。

集中管理。集中管理式自動抄表技術在可以進行集中控制的區域中應用,因為用電戶比較集中,那么就可以采用先進的技術實現,并且可以提供更多的控制和管理功能。

三、電能計量對節能降耗的作用

(一)電能計量對節能降耗的作用

電能計量不但是電力市場交易和營銷的基本技術支撐和基礎數據來源,同時也是生產技術單位對設備是否經濟運行進行判別的基礎數據來源,通過準確的計量核算,可以分析在用的電力變壓器等電網設備的損耗是否超過允許值,對高損耗電網設備進行處理或更換,降低企業的單位能耗。

1.科學先進的電能計量工具為節能改造提供了準確

的數據。電壓、頻率、有功、無功等主要數據的直接來源就是電能計量器具。計量器具的準確度、技術先進程度將直接影響數據的產生和分析應用。供電企業要加大投入,更新能源計量器具和進行技術創新,及時獲得準確、系統的計量數據。

2.電能計量數據分析為節能改造提供了科學依據。要不斷加強數據分析,向計量管理要效益。通過對運行中的電網設備實施節能監測,依據準確的計量數據進行研究分析和評價,發現存在的問題,實現有的放矢地對電網設備進行節能技術改造、運行方式調整等,有效提高電能利用率,減少電能損耗,提高電網經濟運行水平。

(二)電能計量在節能降耗中的實踐

1.建立計量器具信息管理系統,確保計量數據準確性。為提高計量管理水平,增強計量技術基礎,促進計量管理在節能降耗方面發揮更多積極作用,江門供電局統一計量管理,嚴格按照《計量法》及有關法律條文規定,建立了計量器具信息管理系統,實現了計量部與直屬供電局基層班組之間實現儀表使用情況和儀表檢定結果進行無紙化傳遞及相關信息資源共享。該系統的應用,有效完善了強制檢定儀表制度,全面落實了儀表周期檢定,保證了儀表檢定合格率,提高了計量管理水平。

2.以如何降低運行中的110kV主變損耗為例。從技術上來看,電力變壓器作為電力系統的重要電氣元件,其將電能向不同電壓等級的設備傳輸,使電力適用于廣大的用戶,但在能量轉換的過程中必然產生損耗,其損耗分為銅耗和鐵耗。銅耗是由于線圈直流電阻和漏磁場在導線、結構件以及油箱壁作用引起的,鐵耗主要是變壓器鐵芯的磁滯損耗和渦流損耗、結構件的渦流損耗以及介質損耗。損耗的大小直接反映了變壓器運行的經濟性。因此,通過電能計量數據分析,可以準確判斷變壓器是否處于經濟運行狀態,從而及時采取各種節能降損措施使變壓器能夠在最佳運行區間運行,降低電力變壓器的損耗,向負載提供最大的輸出功率,促進降低線損,提高企業效益。

總之,當前,節能已經成為全社會關注的問題。如何改善供電網絡的質量,提高電能效率,減少經濟損失是電力部門和用戶共同追求的目標。

參考文獻

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[2]劉冀春,陳伯朗,劉敏.淺談電能質量與節能[J].四川電力技術,2008,(6).

[3]陸祖良.電能表計量現狀和問題討論[J].中國計量,2009,(1).

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關鍵詞 構成；電力系統、信息安全；問題；對策

中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）57-0190-02

1 電力系統的概念和構成

1.1電力系統的概念及意義

電力系統的英文名是power system，電力系統是指由發電、變電輸電、配電和用電等環節組成的電能生產、傳輸、分配和消費的系統。電力系統的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置（主要包括了鍋爐、汽輪機、發電機以及輔助生產系統等等）轉化成電能，再經輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。為了將這個功能有效的發揮，電力系統在各個環節和不同層次還具有相應的信息與控制系統，對電能的生產過程進行測量、調節、控制、保護、通信和調度，以保證用戶獲得安全。經濟、優質的電能。電力系統的出現，使得高效、無污染、使用方便、易于調控的電能得到廣泛應用，推動了社會生產各個領域的變化，開創了電力時代，發生第二次技術革命。電力系統的規模和技術水準已經成為了一個國家經濟發展水平的標志之一。

1.2電力系統的構成

電力系統的主體結構有：

1）電源。電源是指給類發電廠、站，它們將以此能源轉化成電能;

2）電力網絡。電力網絡是由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設備所組成的部分;

3）負荷中心。負荷中心是指電力系統中負荷相對集中的地區；

4）變電所。變電所是指電力系統中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所;

5）配電線路。配電線路是指從降壓變電站把電力送到配電變壓器或將配電變壓器的電力送到電單位的線路;

6）輸電。輸電是指從電源向用電地區輸送電能。

電力系統在保證電能質量、實現安全可靠供電的前提下，還應實現經濟運行，即努力調整負荷曲線，提高設備利用率，合理利用各種動力資源，降低燃料消耗、廠用電荷電力網絡的損耗，以取得最佳經濟效益。

2電力系統信息安全存在的問題

隨著我國科學技術的不斷進步，我國電力系統信息也在快速的發展著，我國電力通信網就是為了保證電力系統的安全穩定運行而應運而生的。電力通信網和電力系統安全穩定控制系統，以及調度自動化系統這三者已經成為了電力系統系統安全穩定運行的三大支柱。目前，電力通信網已經成為了電網調度自動化、網絡運營市場化和管理現代化的基礎；是確保電網安全、穩定、經濟運行的重要手段；是電力系統的重要基礎設施。由于電力通信網對通信的可靠性、保護控制信息傳送的快速性和準確性具有及嚴格的要求，并且電力部門擁有發展通信的特殊資源優勢，因此，世界大多數國家的電力公司都以自建為主的方式建立了電力系統專用通信網，但是，雖然電力系統信息的安全是由電力通信網維持的，電力系統信息的安全仍然還是存在著一些問題，如下：

1）電力系統信息安全存在缺乏管理規范的問題

目前，我國對于電力系統信息安全的管理規范制度還沒有明確的內容，導致了很多問題的產生，例如：

（1）導致了電力系統信息的工作人員對電力系統信息安全的重要性不能得到更好的掌握；

（2）導致了電力公司不能有效的建立一個關于數據備份措施的規章制度；

（3）導致了電力系統的信息很容易被外侵入，當電力系統的信息出現問題的時候，卻還不能有效的報警，或者防御。

當各種問題出現的時候，不能有效的進行防御或者放抗，然而隨著我國科技技術的不斷發展，我國電氣也在不斷的進入信息化的時代，電力系統信息的問題也越來越多，如果不建立一個有效的、合理的電力系統信息安全的管理制度，就很難有效的解決各種問題。

2）電力系統信息安全存在著管理規范不能相互統一的問題

上面第1點，我們說了電力系統信息安全存在著管理規范不能完善的問題，如果當我們做到了電力系統信息安全的管理規范制度的完善，但是各電力系統信息安全的管理規范制度不能相互統一的話，還是不能有效的保證電力系統信息的安全。目前，我國電力系統信息還是缺乏一個相互統一的電力系統信息安全管理規范制度。

3）電力系統信息安全存在著電力系統漏洞的問題

目前，我國電力系統的漏洞問題是非常常見的，由于電力系統漏洞的存在，而且還不能有效的把這些漏洞一一找出來，從而導致了外面想要入侵電力系統信息的人，就能有效的、快速的入侵到電力系統信息中心，并且還可以獲得管理員權限的資格，入侵電力系統信息后就可以對整個電力系統進行攻擊。

4）電力系統信息安全存在著電力系統的計算機設備不完善

目前，我國很多企業的計算機設備都是屬于自行運作的，也包括了電力行業的計算機設備，這些計算機設備都是二十四小時自動運行工作的，因此，如果這些計算機設備不完善，計算機設備的功能、系統結構、通信協議等工作都不能有效的進行，那么，就會給電力系統信息安全帶來嚴重的危害。

3 電力系統信息安全問題的對策

3.1電力系統信息安全問題的對策有完善管理規范制度

管理規范制度是否完善是電力系統信息安全的重要措施，對電力系統信息的安全來說是非常重要的。

1）建立電力系統管理規范制度的要點。根據電力系統信息安全的特點建立電力系統管理規范的制度，并且根據國家對電力系統信息安全的標準，以及根據國家對電力系統信息安全的法律法規等各方面，建立電力系統管理規范的制度；

2）建立一個完善的電力系統管理規范制度。只有建立一個完善的、有效的、合理的電力系統信息安全的管理規范制度，并且將電力系統的各個管理規范進統一的管理，才能有效的增強電力行業對風險的承受能力，為電力行業的可持續發展道路的目標更有效的實現。

3.2電力系統信息安全問題的對策有組織管理

1）組織管理的安全策略主要是針對電力系統內部的人員管理組織進行調節，組織管理的有效實施，可以加強責任信息安全人員的安全培訓，提高安全意識，提升處理安全問題的能力；

2）在組織管理的安全策略中必須要充分的把人為因素有效的考慮進去，然后建立一個完善的、有效的組織管理制度，并且在這個組織管理制度中要明確的規定好不斷提高電力系統信息安全的有關工作人員對電力系統信息安全意識的對策；

3）把電力系統信息安全的重要性告訴每個工作人員，并且讓這方面的負責人對工作人員的電力系統信息安全意識進行時段的、有效的抽查。

3.3電力系統信息安全問題的對策有電力系統信息安全技術的完善

1）不斷完善電力系統防火墻技術。防火墻是一種用來加強網絡之間訪問控制、防止外部網絡用戶以非法的手段通過外部網絡進入內部網絡、訪問內部網絡資源，保護內部網絡操作環境的特殊網絡互連設備。因此，想要保證電力系統信息的安全，就應該設立一個有效的防火墻，這樣如果有入侵者想要入侵電力系統信息資源，則就要先通過防火墻的安全防線，才能接觸目標；

2）利用信息加密技術對電力系統信息安全進行保護。信息加密技術是利用數學或者物理的手段對電子信息在傳輸過程中存儲體內進行保護，以防止泄露的技術。因此，有效的將信息加密技術應用在電力系統信息中，可以有效的對電力系統信息安全進行及時的保護。

4電力系統信息安全問題的對策有完善設備管理制度

設備管理是以設備為研究對象，追求設備綜合效率，應用一系列理論、方法，通過一系列技術、經濟、組織措施，對設備的物質運動和價值運動進行全過程（從規劃、設計、選型、購置、安裝、驗收、使用、保養、維修、改造、更新、報廢）的科學型管理。將設備管理制度實施到各個負責人的身上，將責任明確的分配好；將設備管理制度中的有關設備的維修、保養、更新、報廢、購置、安裝、驗收等各方面的責任落實到每個電力系統信息安全的工作人員中，并且制定一個合理的、公平的獎懲制度，以此來激發工作人員的工作興趣和責任感，以及嚴格監督每個工作人員的工作態度和工作效果。由此得知，對電力系統信息設備進行完善設備管理制度，是保證電力系統信息安全的重要措施，也是基礎。

參考文獻

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[3]劉勁風，王述洋.電力系統信息安全關鍵技術的研究[J].森林工程，2007，23(4).

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【關鍵詞】電力系統； 運行； 控制

1.我國電力系統運行和控制的現狀

我們都知道電力系統運行和控制是一項很復雜的過程，因為它涉及到很多的專業知識和門類技術，并且實施的過程也受很多條件的影響，比如說氣候條件、水文地質、設計規劃、技術水平、機械的設備、員工的素質以及監督管理制度等，無論那一個項目或是步驟出現問題，都會影響到整個電力工程的施工質量。現階段，我國的電力系統運行與控制主要存在以下的問題：部分電力工程工作人員和管理人員素質偏低，而管理人員在電力具體的施工過程中發揮了重要的監督作用，所以如果管理人員素質不高或是沒有最基本的職業道德，在管理中就會給我們整個電力施工工程造成很大的損失；并且有的工作人員和管理人員的思想觀念落后，缺乏創新管理的精神，不善于合理策劃和分工，缺乏很好的協調能力，這不僅有失領導風范，而且也不利于員工凝聚力的加強，從而不利于我國電力系統更好地運行和控制。

2.如何更好的促進電力系統的運行與控制

我們都知道電力系統是它由發電機、變壓器、輸配電線路以及用電設備等按一定的方式連接組成的一個整體，運行特點是由發電、輸電、配電和用電同這四項時完成。它又有五種狀態。

第一種是正常狀態，即：電力系統在正常運行狀態下有足夠的緊急備用和旋轉備用以及其他必要的調節手段使系統能承受一些正常的干擾，如電力系統負荷的隨機變化以及正常的設備操作等，這樣就不會出現系統中各設備過載或電壓和頻率偏差或是超出允許范圍內等各種問題，從而使電力系統可以安全的實施經濟運行調度。

第二種是警戒狀態，即：在警戒狀態下電力系統仍然可以向用戶供應合格的電能，并且我們從用戶的角度來看，電力系統它仍處于正常狀態。但是當我們從電力系統調度控制的角度來看，警戒狀態它是一種不安全狀態，與正常狀態還是有一定區別的，而兩者的區別就在于警戒狀態下的電能質量指標雖然合格，但實際上它與正常狀態相比更接近了電力設備運行的參數，雖然它處于允許的上、下限值之內，但與正常狀態相比則更接近上限值或下限值。而電力系統在這種情況下容易受到正常干擾特別是在電力系統發生故障時可能使系統進入到不正常狀態中。

第三種是緊急狀況，即：電力系統在緊急狀態下會出現線路過負荷，如果我們不采取相應的技術措施，就會出現連鎖反應，從而出現新的故障，導致電力系統運行進一步惡化。而且在緊急狀態下，如果我們不及時采取相應的控制措施或者是我們的措施不夠有效，電力系統將會失去穩定，出現不穩定問題。

第四種就是崩潰狀態，即：如果在緊急狀態下沒能及時采用適當的控制措施消除故障或者措施不能奏效時，電力系統就有可能失去穩定，而在這種情況下為了工作人員為了不使事故進一步擴大，更為了保證對部分重要負荷供電自動解列裝置可能動作調度人員，也可能進行調度控制將一個并聯運行的電力系統解列成幾部分，這時就使整個電力系統進入了崩潰狀態，進入崩潰狀態后，一些子系統由于電源功率不足而不得不將大量的負荷切除，而另外一些子系統可能會由于電源功率大大超過負荷而不得不讓部分發電機組解列。

第五種恢復狀態，即：在崩潰系統大體上穩定下來以后，電力系統便會進入恢復狀態，它通過繼電保護、自動裝置以及我們調度人員的調度控制使故障得到隔離，使事故不擴大，而這時的調度控制會重新并列已解列的機組，從而增加并聯運行機組的出力，恢復對用戶的供電工作。

為了更好的實現對電力系統的安全控制，可以采取各種措施使系統盡可能使電力系統的運行處于正常運行狀態，而在電力系統正常運行的狀態下，我們的調度人員可以通過制定運行計劃和運用計算機監控系統來進行電力系統運行信息的收集和處理，以及在線安全監視和安全分析等信息，而計算機監控系統我們可以采用SCADA系統或EMS系統，使電力系統處于最優的正常運行狀態。

我們事內人士都知道，最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分，所以為了更好的實現對電力系統運行的控制，我們也可以運用最優控制，而線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多的，也是最成熟的一個分支，而對于一般線性最優控制系統可有以下的提法：

變結構控制也是解決系統的鎮定問題，所以在電力系統中運用變結構控制，尋求控制使原點變得漸近穩定，可以通過一定的變換使之成為調節器設計問題，而且它還可以利用高速開關，將系統的相軌跡引到一個由設計者自己所選擇的可到達的切換面上，而當滿足SS

結語：我們都知道電力系統是電能生產、輸送、供應的載體，而電力設施是當代社會重要的社會公用設施，因此加強對電力系統運行的控制是保障供用電安全和維護社會公共安全的基礎性工作。因此我國電力企業加強電力系統運行的控制，不僅有利于方便我國居民的日常生活，提高我國居民的生活水平，更有利于我國各企業各事業單位工作的正常運行，進而有利于促進我國城市化的快速發展。

參考文獻

[1]康重慶，林偉明.電力市場環境下電力系統可靠性分析的框架探討[J].陜西電力，2007（04）

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關鍵詞：電力系統；自動化；自動化技術

引言

近幾年來，隨著計算機和通信技術的不斷發展，電力系統已經發展成為融計算機、通信、控制和電力電子裝備為一體的系統。電力系統自動化處理的信息量越來越大，觀測范圍也越來越廣，閉環控制的的對象也越來越豐富。為確保電力系統安全、平穩、健康的運行，對電力系統的各個元件、局部、全系統，采用具有自動檢測、決策和控制功能的裝置，通過信號和數據傳輸的系統，就地或遠距離進行自動監視、調節和控制等，從而達到合格的電能質量。

1 電力系統自動化與智能控制系統

1.1 電力系統自動化

電力系統自動化主要是指通過具有自動控制功能和自動檢測功能的設備對電能傳輸和生產的全過程進行自動化管理和自動化調度。使用自動化技術能夠實現對電力系統遠程和就地的自動控制、調節和監視，為電力系統穩定、安全、正常的運行提供保障，最大限度的滿足電能質量的實際需求。實現電力系統化自動化對提高電力系統運轉水平有著極為重要的現實意義，其自動化主要包括變電站自動化、配電網自動化和以及調度電網自動化等方面。實現電力系統自動化能夠為電力系統穩定、安全的運行提供保障，提高電力系統供電質量，實現電力企業的經濟效益和管理效率。

1.2 智能技術與電力系統自動化的結合

智能技術的發展為電力系統自動化的發展提供了更高的平臺。在電力系統自動化中應用智能技術不僅能夠發展和完善電力自動化技術，而且通過智能系統的有效應用，可以有效協調電力系統的不穩定性?？紤]到當前電力系統的發展還不是很成熟，因此為了盡可能的滿足公眾對廉價和便利的電力網絡需求，將智能技術應用到電力系統當中十分必要。但當前我國電力系統自動化水平還不是很高，各方面發展不太成熟，都不同程度的存在一些問題和不完善的地方。

2 電力系統中的自動化技術

2.1 變電站自動化

目前，我國變電站自動化的發展已經取得一定成效，使得變電站運行成本得到了很大程度的降低，增強了電網調度和輸配電的可能性。在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。由于變電自動化具有運行狀態穩定、自動化程度高等方面的特點，在各級變電站中得到了廣泛運用。利用自動化技術，能夠將電話人工操作和人工監視取代，從而使得安全運行水平和工作效率大大提高。

2.2 電網調度自動化

電網調度自動化主要包括核心計算機控制系統以及用于實時分析、計算的軟件系統。電網調度自動化技術能夠在進行電力生產時，利用對電網系統安全性和運行狀態的分析和監控，對電力市場進行自動調度，滿足電力市場實際運營需求。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用。在發電廠和變電站進行信息收集的部分為遠動端，調度端則主要用于對遠動端收集來的信息進行調度。

2.3 變電綜合自動化

變電綜合自動化通過對現代電子技術、信息處理技術以及計算機技術的運用，對變電站設備、儀器進行優化設計和功能組合，實現對變電站主要線路和相關設備的測量、自動控制以及監視等全面管理。追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如，勵磁控制、潮流控制。該技術具有維護調試和操作簡便等方面的特點，使得變電站保護性能大幅增強，從根本上實現了變電站遠程監控管理手段。

2.4 配電網自動化

配電網自動化技術通過將配電線路和配電變電站結合，共同合成配電網，具有分散、點多、面廣等方面的特點。該技術能夠對配電網運行狀態進行實時監控，從而對配電網運行模式進行改進和優化，當配電網發生故障，出現運行異常現象時，配電網自動化技術能夠將故障及時找出，并予以有效的處理措施。

3 電力系統中的智能技術

3.1 模糊控制

模糊控制主要采用的是一種模糊的宏觀控制系統，它具有易操作性、非線性、隨機性、簡單化和不確定性等特點，這些特點使得監理模糊關系模型變得十分簡單容易，并且具有非常大的優越性。模糊控制方法的優越性在任何地方都體現出來，包括家用電器中，他使得控制操作變得非常容易掌握并且十分的簡單。這種模糊理論的智能技術在電力系統自動化的控制中具有非常實用的價值，因為他能夠模擬人的決策過程和模糊推理過程。

3.2 線性最優控制

最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分，也是將最優化理論用于控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多，最成熟的一個分支。盧強等人提出了利用最優勵磁控制手段提高遠距離輸電線路輸電能力和改善動態品質的問題，取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機組方面應直接利用最優勵磁控制方式代替古典勵磁方式。電力系統線性最優控制器目前已在電力生產中獲得了廣泛的應用，發揮著重要的作用。

3.3 專家系統控制

專家系統在電力系統中的應用范圍很廣，包括對電力系統處于警告狀態或緊急狀態的辨識，提供緊急處理，系統恢復控制，非常慢的狀態轉換分析，切負荷，系統規劃，電壓無功控制，故障點的隔離，配電系統自動化，調度員培訓，電力系統的短期負荷預報，靜態與動態安全分析，以及先進的人機接口等方面。雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用。但仍存在一定的局限性。

3.4 神經網絡控制

神經網絡控制是通過人工神經網絡發展而成的，它主要應用在學習方面以及模型結構方面，并且已經得到了廣泛的傳播和成果。神經網絡控制的非線性是目前最受人們關注的，此外它的魯棒能力、處理能力以及自主學習能力也同樣受到人們的關注。神經網絡是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的神經網絡。根據具體問題的不同，已經有多種神經網絡結構及其訓練算法在電力系統中得到了應用，主要的神經網絡理論研究有神經網絡的硬件實現問題研究和神經網絡學習算法研究等。

4 智能技術與自動化的發展趨勢

目前， 自動化正由單個單元逐步發展為部分區域乃至整個系統，有單一功能逐步發展為一體化、多功能。在控制策略問題上日益向著適應化、最優化、區域化和智能化方向發展。隨著我國科技水平不斷進步，智能化技術已廣泛運用于各個領域，對電力系統而言，其意義尤為重要。雖然在電力電力系統中，智能技術已得到了廣泛運用，當就目前的發展趨勢來看，以計算機軟硬件為基礎的智能技術在電力系統中還將得到更為全面的應用。此外，智能技術與自動化技術將會得到更加緊密的結合，在電網系統中得到為好的運用。

5 結束語

隨著計算機技術，控制技術及信息技術的發展，電力系統自動化面臨著空前的變革。多媒體技術、智能控制將迅速進入電力系統自動化領域，而信息技術的發展，不僅會推動電力系統監測的發展，也會推動電力系統控制向更高水平發展。

參考文獻

[1]夏書軍，程志武，周曉東.自動化技術在電力系統配電網中的應用[J].中國新技術新產品，2010（2）：78-79.

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1.船舶電力系統的特點：

船舶電力系統與陸上電力系統相比，有較大的差異，主要包括：

（1）船舶電站的容量較小，有些大功率的用電設備的功率接近發電機的功率，易導致負載起動對電網的沖擊（電壓、頻率跌落較大），誤操作或局部故障易導致全船斷電，同時，船舶工況變動較頻繁，對電力系統的穩定性和可靠性提出了較高的要求。

（2）船舶空間小，電氣設備比較集中，相互之間的影響較大，處理不當，甚至會影響船舶航行安全。

（3）船舶電氣設備工作環境惡劣。主要是溫度高、濕度大、振動、沖擊、傾斜，易造成電氣設備出力不足、絕緣老化或損壞，接觸不良、誤動作和誤報警等故障。

2.船舶電力系統的組成和設計任務

2.1船舶電力系統組成

船舶電力系統是由電源、配電裝置、電力網和用電設備組成。電源通常采用發電機組或蓄電池組。配電裝置是用來接收發電機發出的電能、分配電能和控制電能的。電力網即聯系發電機、配電板、分配電板、用電設備的電纜，其作用是輸送電能。用電設備包括：動力負荷、照明負荷、通導設備等。

2.2船舶電力系統設計任務

船舶電力系統設計的任務是依據設計任務書，按照船舶總體設計意圖，遵循相應的規范和標準、擬定電力系統的功能要求、選擇電力系統方案和進行電力設備的選型。一般設計分為方案設計、技術設計和施工設計三個階段，每個階段都有階段主要任務。

（1）方案設計。主要是確定總體概貌，確定各種技術關鍵問題，著重估算全船的電力負荷，確定電站的主要參數、電力系統的組成、落實主要電力設備的總體布置，可提供的資料包括電力系統方案設計說明書、電力負荷估算書、主要電氣設備初步訂貨明細表、主要電氣設備的布置方案及解決技術關鍵問題的報告等。

（2）技術設計。主要是在技術細節上，進一步肯定和深入充實方案設計。技術設計階段設計的主要圖紙和資料應提交船檢部門審查同意后，作為施工設計的依據。需完成并送審的主要圖紙和資料包括全船電氣說明書、全船電力負荷計算書、電力一次、二次系統圖、全船電氣設備布置圖、主配電板原理及外視圖、充放電板原理及外視圖、主干電纜敷設圖及電氣試驗試航大綱。

（3）施工設計。主要是將技術設計付諸實現而進行的生產詳細設計。本階段需設計施工的全部圖紙，包括電力設備和材料訂貨明細表；配套的自制件及外協件的清單和圖紙；編制船舶電力系統施工、安裝工藝說明書；編寫船舶電力系統操作、使用及維護的技術文件等。

3.船舶電力系統的設計實踐

筆者多年從事船舶電氣設計，現以漓江游船為例，略談一、二進行電力系統設計的思路和體會。

漓江船舶電力系統的設計，基本按下圖所示的流程進行：

圖1：漓江船舶電力系統設計流程

在電力系統諸要素（電制、電壓、頻率等）確定后，根據客戶要求和有關船舶規范（中國船級社《內河鋼質船舶建造規范》2009簡稱《內規》、中華人民共和國海事局《漓江旅游客艙法定檢驗規定》2011簡稱《漓規》）依次進行船舶電力系統的設計。

3.1船舶電站的設計

船舶電站是電力系統的“心臟”，合理地配置主電源，是船舶電站設計的關鍵。由于規范要求船上的舵機油泵、為主機服務的各種輔機、消防泵、艙底泵等，必須有兩套動力源，其中一套可以由推進主機帶動（漓江游船已設計如此），而船舶安全航行所必須的助航、照明、通訊設備等除交流電外，可以由蓄電池供電。所以，依《漓規》7.2.1.4款對主電源和7.2.1.5對主電源的要求，考慮到漓江游船受航道限制，吃水淺，對船舶重量的控制較嚴，我們設計一立的原動機驅動的交流發電機組作為主電源，供船舶各種輔機設備、航行信號、照明、生活設備（如空調設備、廚房電器設備等）用電。設計兩組蓄電池組作為應急電源，供助航、應急照明及通導設備等用電，這樣既滿足規范要求和用電需求，又減輕了船舶重量，在一定程度上控制了船舶超吃水。

配電系統和配電裝置的設計

3.2.1配電系統的設計

主要談交流三相配電系統的設計，按《內規》2.1.1.1款，交流三相有三種配電系統：

（1）三線絕緣系統。其特點是照明系統與動力系統是經過變壓器相聯系的，所以在網系統間只有磁的聯系而沒有電氣的直接聯系，因而相互間影響小，當其中有一相對船體發生短路時，仍不會產生單相短路電流，這樣，電力系統即使發生單相接地故障仍可保證供電的連續性，現代船舶大都使用此線制。

（2）中性點接地的四線系統。特點是電力系統和照明系統可由同一電源供給以不同的電壓，省去了變壓器，減輕重量、維護方便，不足的是，即使一相接地，就必須馬上切斷電源，不能保證在故障的情況下供電的連續性。

（3）以船體作為中性線回路的三線系統。特點是因利用船體鐵作為回路的回線，故可節省大量的電纜，降低建造費用，但當導線絕緣損壞時，會造成較大的漏電流而引起短路，目前，船舶較少用此線制。

根據對三種配電系統對比，雖然三線絕緣系統能保證供電的連續性，但漓江游船更注重對船舶重量和吃水的控制，困為漓江游船受航道限制，船舶吃水淺，重量控制較嚴、機艙空間較小，省掉變壓器即可減輕重量、節省空間，所以我們選用中性點接地的四線系統。

圖2：主配電板

圖3：應急充放電板

圖4：機艙集中控制板

3.2.2配電裝置的設計

設計時主要考慮系統運行時主電路能正常接通、斷開，系統發生故障或不正常運行時，保護裝置能動作并切斷故障元件或發出警報信號，能測量和顯示運行中的各種電氣參數（如電壓、電流、功率、頻率等），能對電路狀態、開關狀態以及偏離正常工作狀態進行信號指示等。筆者在多年的設計中，已基本將漓江游船的主要配電裝置，形成定型產品，其具備設計功能并符合《內規》6.2.1款對配電裝置的一般要求，如：板上的開關、指示燈、斷路器、儀表測量轉換開關設置明顯耐久標志、發電機主開關設置接通及分斷指示燈、有岸電供電的指示、有船電和岸電的聯鎖裝置、活動面板與構架之間有專用柱進行電氣連接等。

漓江游船典型的主要配電裝置如圖2、3、4。

3.3船舶電網的設計

船舶電網是指主配電板與直接供電設備或分配電板之間電纜的連接方式。主要有三種方式：

（1）饋線式：即重要的和大功率的用電設備越境由主配電板供電，少數用電設備經分配電板供電。其特點可以集中控制用電設備，系統相互獨立，可靠性較好，但此方式的饋線電纜較多，任何一路用電設備發生較大變動或故障，都會對主配電板產生很大的影響，降低了電力系統供電的可靠性。

（2）干線式：即所有用電設備由主配電板用一條或幾條干線經分配電板供電，特點是電網簡單，電纜耗用量較少，但它無法集中控制用電設備，一個用電設備的故障可能使整個干線上的設備無法工作，可靠性較差。

（3）混合式；通常是功率較大或較重要的負載采用饋線式，較次或功率較小的負載采用干線式，特點是局部線路發生故障不致影響整個電力系統，只要合理配置，可以保證重要設備有較高的供電可靠性。

通過對三種電網方式的分析，漓江游船均采用混合式的電網連接方式。

船舶電力系統的保護設計

3.4.1發電機的保護

漓江游船發電機的保護，主要有過載、短路、欠壓的保護。目前內河船舶發電機的保護大都采用萬能式自動空氣斷路器和裝置式空氣開關來實現，它們既是開關電器，又是保護電器，均可達到對發電機短路、過載和欠壓的保護。在選擇二者時，因考慮到萬能式自動空氣斷路器體積大，占用空間較大，安裝不便，而裝置式空氣開關具有安全、美觀、體積小、重量輕等特點，非常適合漓江游船使用，所以，在設計漓江游船發電機的保護時，均采用DZ型裝置式空氣開關，并作為發電機的主開關。

3.4.2船舶電網的保護

主要設計為以下幾種保護方式：

（1）每一獨立饋電線路均設計復式脫扣自動開關（如C65型或DZ47型小型斷路器），以達到短路保護和過載保護目的。

（2）操舵裝置的饋電線路，設計帶電磁脫扣的斷路器，作為其饋電線路的短路保護。

（3）岸電箱至主配板之間設熔斷器作為短路保護。并設計XJ3型相序繼電器作為岸電接入船上的相序和斷相保護。

（4）蓄電池組的各饋電線路均設熔斷器作為短路保護。

3.5設計方案圖紙化、文件化

設計方案經繪制、輸出，使之圖紙化、文件化，以作為施工的技術文件。目前，漓江游船的電力系統，基本采用上述設計方案。實踐證明，設計比較科學、規范、合理、適用。

參考文獻：

[1]中國船級社.《內河鋼質船舶建造規范》[M].人民交通出版社，2009

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引言

船舶電力系統在船舶上具有極為重要的地位，電力系統供電的連續性、可靠性和供電品質，將直接影響船舶的經濟指標、技術指標和生命力。在現代化船舶上，電站操作越來越復雜、電站自動化程度日益提高，對電站管理人員的要求也越來越高。二十世紀七十年代后，船舶電力系統的控制形成了功能齊全、性能穩定的由數字集成電路與線性模擬集成電路組成的控制系統。八十年代后，出現了由單板機或單片機組成的微機控制系統。到了九十年代，PLC 的應用增強了控制系統的可靠性。到目前為止PLC 控制的電站、主機遙控、集中監測報警等系統已不斷的更新換代，船舶電力系統己形成了完善的船舶自動電力綜合管理系統。1 船舶電力系統

船舶電力系統主要由電源、配電裝置、電力網和用電設備組成。電源通常采用發電機組或蓄電池組。發電機是由原動機帶動的，原動機的類型可分為蒸汽機、柴油機、汽輪機和燃氣輪機等。配電裝置是用來接收發電機發出的電能、分配電能和控制電能的。聯系發電機、主配電板、分配電板和用電設備的電纜稱為電力網，其作用是用來輸送電能。船上的用電設備很多，包括動力負荷、照明負荷、通訊導航設備等。船舶電力系統研究的對象是發電機發電、配電、輸電給各用電設備的問題。

2 船舶電站設計

船舶電站是電力系統的心臟，其工作的可靠性和生命力，是系統實現規定任務的有效性的兩個標志。船舶電站的可靠性是在指在各種不利的工作條件(如環境溫度變化大，空氣濕度大，海水腐蝕作用強，船舶的橫搖和縱傾大，航行振動和沖擊振動等)，電氣系統的各項電氣設備在整個運行期間不見斷的工作能力。既不發生結構上的損壞事故，也不應發生各種裝置的調整失常，使整個電力系統能不間斷地供電，并保證一定的電能質量。船舶電站的生命力是指船舶受到戰斗損壞和事故破壞時，電力系統仍能保證不間斷供電的能力。電力系統工作的可靠性取決于其組成元件的可靠性及其相互連接方法和使用方法。因此對船舶電站的可靠性，要求在設計船舶電站線路、選用元件、確定使用方法時都必須加以考慮。船舶電站由原動機、發電機和主配電裝置組成，一般都是根據船舶的具體要求專門研制配套的。它為船舶上的工作機械和生活設備如電動舵機、錨機、武器裝備、電燈、電視機、空調等提供電源。電站設計是電力系統設計的關鍵環節。根據船舶負荷的供電需求來確定電站的組成方案，并進行電源設備的選型和布置，這是船舶電力系統設計的一項重要內容。

一個優良的船舶電站應該具備有充足的發電能力并保證向全船的重要負荷可靠地供電，有較強的生命力、較高的運行安全性、較低的全壽命期費和優良的操作使用性能。在船舶自動化電站中，為了使一套發電機組能自動并車投入運行，其首要的工作是必須能根據指令自動起動或停止柴油機發電機組，或者首先能在集中控制室內遙控柴油發電機組的起動或停止。因此，柴油發電機組的自動控制是船舶電站自動化的重要內容之一。

船舶發電機大多由柴油機拖動，在發電機的起動和停機控制中，柴油機是控制對象，船舶輔柴油機可以有電動起動和壓縮空氣起動兩種方式。電動起動一般用于應急發電機的原動機，由蓄電池供電給直流伺服電動機，帶動柴油機轉動直到起動完畢；主發電機組一般采用壓縮空氣起動，壓縮空氣經起動控制閥到達柴油機，再由柴油機的空氣分配器按各汽缸發火的順序，依次將壓縮空氣引入各汽缸，推動活塞，使機器轉動。一旦進入汽缸的壓縮空氣產生高溫，自行發火運轉后，立即切斷氣源，柴油機即自行運轉。

控制柴油機停機時，只需切斷燃油供給，機器即自行停下來。但也需注意，不同形式的機器可能有不同的要求。突然停機，也許是某些機器的性能不能接受的，它要求在中速下先運行一段時間，待溫度逐漸降低，然后才允許斷油停機。

柴油機起、停程序可歸納為三種基本原則：(1)按時間原則控制,即模仿人的實際操作過程,按時間擬定控制程序；(2)按速度原則控制，即直接按速度擬定控制程序；(3)按滑油壓力控制，即根據不同轉速時滑油壓力的變化擬定控制程序。一般采用綜合方式控制，即在整個控制系統中，以上三種控制原則都有。

在具有要求多臺機組并聯供電的電站中，若要滿足“無人機艙”的要求，實現電站自動化，必須將各個自動環節有機地聯系起來，組成一個總體控制系統，用來收集來自各臺柴油機、發電機、斷路器、匯流排以及各主要負載的必要的信息及參數，加以分析、判斷，在一定的條件下，自動地采取符合邏輯的措施，以處理電站運行中可能出現的各種情況，確保電力系統安全可靠、經濟地運行。

3 船舶配電裝置設計

船舶配電裝置是用來接收和分配船舶電能，并對發電機和電網進行保護、測量和調整等工作的設備。它是由各種開關、保護電器、測量儀表、調節和信號裝置等電器設備按一定要求組合而成的。

船舶配電裝置種類很多，常用的按其用途分類有：

主配電板：用來控制和監測主發電機的工作，并將主發電機產生的電能，通過主電網或直接給用電設備配電。

應急配電板：用來控制和監測應急發電機的工作，并將應急發電機產生的電能，通過應急電網或直接給用電設備供電。

蓄電池充放電板：用來控制和監測充電發電機或充電整流器，對蓄電池組進行充放電工作，并通過低壓電網或直接給用電設備配電。

岸電箱：當船舶停靠碼頭時，將岸上電源接至船上，通過主配電板(或應急配電板)給用電設備供電。

區配電板：介于主配電板或應急配電板與分電箱之間，用以向分電箱和最后支路供電的配電板。

分電箱：用以向成組的最后支路供電，并裝有保護裝置。按目的和性質分為:電力分電箱、照明分電箱、助航通信分配電板等。

電工試驗板：接有全船各種電源和必要的檢測儀表，專供船上檢修和校驗各種用電設備的配電板。

船舶配電裝置應根據其安裝的場所，選擇不同的防護等級和安裝方式。4 船舶電網設計

船舶電網是由船用電纜、導線和配電裝置以一定的連接方式組成的整體。船舶電網包括供電網絡和配電網絡，供電網絡是指主發電機與主配電板之間、應急發電機與應急配電板之間、主配電板之間以及主配電板與應急配電板、岸電箱之間的電氣連接網絡。配電網是指主配電板、應急配電板到用電設備之間的電氣連接網絡。

船舶電網的連接方式有很多，但基本類型有以下五種：

（1）饋錢配電方式各個用電設備及分配電箱由主配的單獨饋線引出。這種方式用于用電設備較少的小型船舶。

（2）干線配電方式由主配電板引出幾根叫做干線的電纜對分配電箱供電，用電設備再從分配電板上取得電源，這種配電方式的優點是電網結構簡單，可以大大減少船舶干線電纜的數量。

(3)混合配電方式饋線式和干線式混合的配電方式。這種配電方式局部線路發生故障不致影響整個電力系統，可以保證重要設備有較高的供電可靠性。

(5)網形配電方式

它是在船舶發電機組和負載較多的情況下，由環形配電方式發展而成的一種配電形式。

5 電力系統的保護設計

電力系統保護裝置設計的目的在于防止或限制系統的故障，并把它們對系統其余部分的影響降低到最低程度。在設計中對保護裝置要考慮：

(1)確定系統電氣參數檢測、保護的內容和范圍，并確定應有哪幾種保護性能。(2)正確選用合適的保護裝置。

(3)確定保護裝置的動作整定值。

(4)電力系統各個環節之間的聯鎖和協調。

(5)確定電力系統的負載控制措施。

在電力系統諸要素(電制、電壓、頻率等)確定后，根據規范規則以及客戶的要求，依次進行電源裝置設計、配電裝置設計、電力網設計和系統保護設計，將設計過程圖紙化文件化(包括電力負荷計算書、配電板布置圖原理圖、短路電流計算等)，最后交付相關廠家進行硬件施工。

6 結論

本文的研究為電力系統的設計提供了一種思路，完成了以下工作：

1.電力系統的設計:進行了電力負荷的研究，并根據研究結果進行主發電機的選型。

2.配電裝置的設計:對元器件進行選型，設計了主配電板和應急配電板的布置圖和原理圖。

3.電力網的設計:設計了一次二次電力系統圖，繪制了電力布置圖。

4.電力系統保護的設計研究:對選擇性保護進行分析研究，并繪制了工程化圖紙。

這些研究結果可為后續的研究提供理論和實踐上的指導，從而進一步掌握船舶電力系統的設計步驟。

參考文獻:

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