电力系统自动化是以电力系统（一次系统）为控制对象的自动化， 电力系统自动化是以电力系统（一次系统）为控制对象的自动化， 是自动化的一种具体形式。为适应电力系统的特点和满足其基础要求， 是自动化的一种具体形式。为适应电力系统的特点和满足其基础要求， 对电力系统自动化提出了很高的要求，即在电力系统中， 对电力系统自动化提出了很高的要求，即在电力系统中，应用各种具有 自动检验测试、信息处理和传输、 自动检验测试、信息处理和传输、自动操作和控制功能的装置对电力系统中 设备、子系统或全系统进行就地或远方的自动监测、调节和控制， 设备、子系统或全系统进行就地或远方的自动监测、调节和控制，从而 保证电力系统正常运行，安全、经济、 保证电力系统正常运行，安全、经济、稳定地向全用户提供质量良好 的电能；在电力系统发生偶然事故时，迅速切除故障防止事故扩大， 的电能；在电力系统发生偶然事故时，迅速切除故障防止事故扩大，尽 快恢复系统正常运行，保证供电可靠性。 快恢复系统正常运行，保证供电可靠性。电力系统自动化是随着电力系 统的发展而慢慢地发展进步的。结合电力系统运行的特点， 统的发展而慢慢地发展进步的。结合电力系统运行的特点，按照其它复杂 系统控制的一般规律，电力系统自动化也是分层实现的。 系统控制的一般规律，电力系统自动化也是分层实现的。

  现代工业、农业、交通、商贸、市政等各个部门、 现代工业、农业、交通、商贸、市政等各个部门、人民物质文 化生活不能离开电能。 化生活不能离开电能。供电不充足和故障中断往往会给国民经济造 成巨大损失，给人民生活带来特别大的影响。例如：震惊世界的 成巨大损失，给人民生活带来特别大的影响。例如：震惊世界的2003年 年 “8.11美加大停电”事故使美国中西部到东北部的 个州和加拿大安 美加大停电” 美加大停电 事故使美国中西部到东北部的8个州和加拿大安 大略省的电力中断， 万人无电可用， 亿到100亿美 大略省的电力中断，5000万人无电可用，给美国造成 亿到 万人无电可用 给美国造成40亿到 亿美 元的经济损失，加拿大2003年8月份国内生产总值也因停电下降了 元的经济损失，加拿大 年 月份国内生产总值也因停电下降了0.7 月份国内生产总值也因停电下降了 ％。世界各国普遍都将电力系统放在国民经济中优先发展的地位， ％。世界各国普遍都将电力系统放在国民经济中优先发展的地位， 世界各国普遍都将电力系统放在国民经济中优先发展的地位 以确保国民经济正常、健康的发展和社会的稳定。 以确保国民经济正常、健康的发展和社会的稳定。

  电压和频率是衡量电能质量的两个主要指标，我国规定， 电压和频率是衡量电能质量的两个主要指标，我国规定，用户 供电电压的允许偏移量是额定值的-7％～ ％；额定频率是50Hz， 供电电压的允许偏移量是额定值的 ％～5％；额定频率是 ％～ ％；额定频率是 ， 允许的偏移量为-0.2Hz～0.2Hz。近年来，由于电力电子装置的大 ～ 允许的偏移量为 。近年来， 量应用，交流电的波形也为人们所关注，成为电能质量的指标之一。 量应用，交流电的波形也为人们所关注，成为电能质量的指标之一。 电压和频率偏离额定值过大或波动较大、 电压和频率偏离额定值过大或波动较大、交流电的波形畸变 （谐波含量大）都会对电力用户和电力系统自身造成不好影响，甚 谐波含量大）都会对电力用户和电力系统自身造成不好影响， 至危害电力系统运行和电力用户。 至危害电力系统运行和电力用户。

  即电能的生产、输送、分配及消费几乎是一起进行的， 即电能的生产、输送、分配及消费几乎是一起进行的，在任一 时刻，发电机发出的电能等于负荷消费的电能（ 时刻，发电机发出的电能等于负荷消费的电能（在发电机容量允许 范围内）。近年来出现的抽水蓄能电厂能够储能——但本质上是将 范围内）。近年来出现的抽水蓄能电厂能够储能 ）。近年来出现的抽水蓄能电厂能够储能 但本质上是将 电能转化为水力能储存的，并且规模不可能很大。 电能转化为水力能储存的，并且规模不可能很大。

  电力系统自动化＝ 电力系统自动化＝电力系统化设备 ＋计算机技术 ＋通信和网络技术 ＋其它多种新技术

  电力系统中的各发电厂、 电力系统中的各发电厂、变电所及输电线路将反映电力系统 运作时的状态的实时信息经由装设在各厂站的远动装置传送至调度控 制中心， 制中心，由调度控制中心计算机系统和运行人员对电力系统当前 运作时的状态进行计算分析，根据计算分析结果判断系统状态、 运作时的状态进行计算分析，根据计算分析结果判断系统状态、做出 调节控制决策命令， 调节控制决策命令，通过远动信息通道传送至各个发电厂和变电 所，以此来实现对电力系统运行的自动化调度控制。调度控制的目 以此来实现对电力系统运行的自动化调度控制。 的是保证系统优质、安全、经济地向用户供电。 的是保证系统优质、安全、经济地向用户供电。电力系统调度自 动化可概述为遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这“五遥”功能， 动化可概述为遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这“五遥”功能， 即称为SCADA系统。 系统。 即称为 系统

  电能的用途广、耗量大，因此生产电能耗费的一次能源占国民 电能的用途广、耗量大， 经济能源总耗费的比重大。电力系统在保证安全、 经济能源总耗费的比重大。电力系统在保证安全、优质供电的前提 下，通过将单一电力系统联合组成联合电力系统、合理的安排各类发 通过将单一电力系统联合组成联合电力系统、 电厂所承担的负荷、组织电力系统经济运行、 电厂所承担的负荷、组织电力系统经济运行、降低机组发电量单位 能源消耗、对无功功率进行就地补偿等等措施， 能源消耗、对无功功率进行就地补偿等等措施，可以轻松又有效的降低电 力生产所带来的成本，获得最大的经济效益。 力生产所带来的成本，获得最大的经济效益。

  应用各种自动化装置，通过通信系统、 应用各种自动化装置，通过通信系统、信号系统和执行 机构对电力系统各元件、 机构对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方 的自动监视、控制、调整， 的自动监视、控制、调整，以保证电力系统安全经济运行和 具有合格的电能质量的自动化系统。 具有合格的电能质量的自动化系统。

  根据负荷允许停电程度的不同，将负荷分为三级： 根据负荷允许停电程度的不同，将负荷分为三级： 一级负荷：若停电将造成人身伤亡和设备事故、产生废品， 一级负荷：若停电将造成人身伤亡和设备事故、产生废品，使生产 秩序长期不能恢复或产生严重政治影响，使人民生活发生混乱等。 秩序长期不能恢复或产生严重政治影响，使人民生活发生混乱等。对一 级负荷，要保证不间断供电。 级负荷，要保证不间断供电。 二级负荷：停电将造成大量减产，使人民生活受一定的影响。 二级负荷：停电将造成大量减产，使人民生活受一定的影响。 三级负荷：不属于一、二级的负荷，如工厂的附属车间、小城镇等。 三级负荷：不属于一、二级的负荷，如工厂的附属车间、小城镇等。 对二、三级负荷，在电能不足时，应优先保证二级负荷的供电。 对二、三级负荷，在电能不足时，应优先保证二级负荷的供电。 从电力系统角度来看，目前保证可靠供电的措施主要有： 从电力系统角度来看，目前保证可靠供电的措施主要有：提高系统 运行的稳定性及可靠性指标，采用微机监视和控制，应用微机保护等。 运行的稳定性及可靠性指标，采用微机监视和控制，应用微机保护等。

  自动化是指用特定的仪器、设备对生产的全部过程、 自动化是指用特定的仪器、设备对生产的全部过程、工作流程等进行 调节和控制，以代替人工直接操作控制。自动化可以轻松又有效地提高生 调节和控制，以代替人工直接操作控制。 产过程、工作流程的效率和改善生产工作人员的劳动条件， 产过程、工作流程的效率和改善生产工作人员的劳动条件，在许多 情况下能够实现人力难以直接胜任的工作。 情况下能够实现人力难以直接胜任的工作。典型的自动化控制管理系统 应该包括控制对象、 应该包括控制对象、自动控制装置以及它们之间的监测和控制信息 通道组成。如下图所示。 通道组成。如下图所示。

  现代电力系统规模庞大，总装机容量达到数千万至上亿千瓦， 现代电力系统规模庞大，总装机容量达到数千万至上亿千瓦， 覆盖地区达到数百万平方公里，电压等级达到数百至上千千伏。 覆盖地区达到数百万平方公里，电压等级达到数百至上千千伏。有 人说，电力系统是现代社会最庞大最复杂的工业生产系统， 人说，电力系统是现代社会最庞大最复杂的工业生产系统，这一说 法并不过分。就中国大陆而言，电力工业经过多年的发展建设， 法并不过分。就中国大陆而言，电力工业经过多年的发展建设，发 电总装机容量已突破4亿千瓦（2004.12.27），居世界第二位。 ），居世界第二位 电总装机容量已突破4亿千瓦（2004.12.27），居世界第二位。形成 了若干个以500kV电压等级为主干网、 500kV电压等级为主干网 了若干个以500kV电压等级为主干网、装机容量达数千万千瓦的跨省 大地区电力系统， 大地区电力系统，并且已经在进行大地区电力系统间的互联和 1000kV特高压输电的研究 全国规模的电力联网指日可待。 特高压输电的研究， 1000kV特高压输电的研究，全国规模的电力联网指日可待。

  对用户供电的中断将会使生产停止，会使人民的生活秩序、 对用户供电的中断将会使生产停止，会使人民的生活秩序、生 活质量受一定的影响，甚至会危及人身、设备的安全，导致非常严重后果。 活质量受到影响，甚至会危及人身、设备的安全，造成难以处理的后果。 因此，保证供电的可靠性从来都是电力系统运行最基本的要求。 因此，保证供电的可靠性从来都是电力系统运行最基本的要求。但 是在某些特殊情况下，当电力系统不足以满足全部负荷的需要时，应 是在某些特殊情况下，当电力系统不足以满足全部负荷的需要时， 有选择性的保证重要用户的供电。 有选择性的保证重要用户的供电。

  电力系统是一个很复杂的大系统。电力系统中的各类发电厂， 电力系统是一个很复杂的大系统。电力系统中的各类发电厂， 主要有火力发电厂、水力发电厂、核电厂等，将燃料、水力、 主要有火力发电厂、水力发电厂、核电厂等，将燃料、水力、核能等一 次能源转变为电能，再通过高压变电所、输电线路、低压变电所、 次能源转变为电能，再通过高压变电所、输电线路、低压变电所、配电 线路变换、传输并分配到各个用电设备，完成由一次能源生产电能、输 线路变换、传输并分配到各个用电设备，完成由一次能源生产电能、 送电能、再使用电能的过程。这些生产、变换、输送、分配、 送电能、再使用电能的过程。这些生产、变换、输送、分配、消费电能 的发电机、变压器、 的发电机、变压器、电力线路和用电设备联系在一起的整体就是电力系 又称为一次系统 为了能够更好的保证电力系统安全、经济、 一次系统。 统，又称为一次系统。为了能够更好的保证电力系统安全、经济、可靠运行和保证 电能质量，在电力系统中还必须有信号监测、继电保护、调度控制、 电能质量，在电力系统中还必须有信号监测、继电保护、调度控制、自 动装置等设备，它们也是电力系统中必不可少的部分，通常称为二次系 动装置等设备，它们也是电力系统中必不可少的部分，通常称为二次系 若再计及电力系统中发电机的原动力设施， 统。若再计及电力系统中发电机的原动力设施，如水电厂的水轮机和水 火电厂的锅炉、汽轮机和热力管道等，与电力系统共同组成动力系 库，火电厂的锅炉、汽轮机和热力管道等，与电力系统共同组成动力系 而电力系统中输送和分配电能的变压器和电力线路构成电力网。 统。而电力系统中输送和分配电能的变压器和电力线 各种暂态过程非常短促

  当电力系统受到扰动后， 当电力系统受到扰动后，由一种运作时的状态过渡到另一种运行状 态的时间很短暂。一般， 态的时间很短暂。一般，电力系统机电暂态过程时间以秒计或不 足秒计，电磁暂态过程更仅仅以毫秒乃至以微秒计。 足秒计，电磁暂态过程更仅仅以毫秒乃至以微秒计。