电力系统市场化大全11篇

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中图分类号：TM621 文献标识码：A

当前国家和社会对环境保护要求不断提高，特别是大气环境的保护，因此对火力发电厂的烟尘排放的要求也提升了一个新的高度。湿式电除尘技术在这种背景下实现了广泛的应用，为达到节能减排的目的，笔者在电气设计中对相关电气系统进行优化。

1.湿式电除尘技术概况

湿式电除尘器（Wet Eleetrostatic Pre-eipitator，简称WESP）拥有控制复合污染物的强大功能，它对微细的粉尘及烟气中酸雾等的收集都是比较理想的。在国内，该技术处于迅速发展阶段，现已有很多湿式电除尘器应用于国内燃煤电厂中，主要用于控制因新增脱硝设施和湿法脱硫设施而产生的烟气烟羽及酸雾问题。湿式电除尘设施的主要除尘设备是恒流高压直流电源。恒流高压直流电源由恒流变换器和升压整流系统组成，其基本原理电网输入的交流正弦电压，通过恒流变换器，转换为交流正弦电流，经升压、整流后成为恒流高压直流电源给电场供电。所谓恒流是指其电路特性，而并不是说系统的输出电流无法改变。目前主要的高压电源装置有两种形式，一种是工频恒流高压直流电源，一种是高频恒流高压直流电源。

2.高压直流电源供电设计

（1）动力部分设计

湿式电除尘的工频恒流高压直流电源与高频恒流高压直流电源在供电方式上有一定的区别，工频恒流高压直流电源厂家通常会自带电控柜，需要与配电室低压柜并柜供电。而高频恒流高压直流电源的供电通常由电厂的PC段或MCC段的回路来直接供电，控制系统与高频恒流高压直流电源通常为一个整体放置在湿式电除尘的现场。

（2）控制部分设计

随着自动化技术的不断发展，火力发电厂中越来越多的设备开始采用DCS控制，实现了远程在线监测和控制，极大地降低了人力成本。湿式电除尘的高压直流电源也适应这一发展趋势，实现远程的状态监测和控制。高压直流电源需要的I/O测点有：备妥信号反馈、运行信号反馈、综合报警信号反馈、油温上限信号反馈、油温上上限信号反馈、一次电压反馈、一次电流反馈、二次电压反馈、二次电流反馈、二次电流调节、启动指令信号、停止指令信号、事故停止指令信号、变压器温度信号等。其中重要的指令和状态信号应采用硬接线的方式连接到DCS。其余信号可采用光纤通信。此外，高压直流电源的隔离开关柜应与湿式电除尘平台的人孔门进行安全连锁，通过在人孔门处设置电磁锁来实现安全的检修和运行。

3.低压设备供电设计

湿式电除尘设施主要包含热风吹扫系统、绝缘加热系统、雾化系统、冲洗系统等设备，通常由新增的湿除380VPC段来供电。热风吹扫系统包括密封风机和空气加热器，可采用现场安放就地柜来配电控制。绝缘加热系统主要包括绝缘子保温桶内的电加热器，功率较小，可由PC段配电柜直接供电，也可现场安置就地柜。例如华电国际莱城电厂3号机组湿式电除尘即采用现场安置就地柜的形式对绝缘加热系统进行控制，节省PC段配电柜的空间。雾化系统主要包括雾化水泵及电动门等，雾化水泵一般为变频控制，需要配备变频器，宜采用就地柜配电控制的方案进行设计。冲洗系统主要包括冲洗水泵，一般可能会利用原有脱硫系统中的冲洗水泵。检修配电箱宜放置在设备较集中的平台和放置高压电源的平台上。

4.照明系统设计

湿式除尘器本体平台上的照明灯具宜采用防水防尘防腐蚀灯具，光源宜采用节能型LED灯或金卤灯，采用立管式安装，固定在湿式除尘器本体平台的栏杆侧。照明配电箱宜放置在湿式电除尘的底部或中间的平台上，炔可柚霉饪乜关或时控开关，以达到节能的目的。局部层高低于2.2m的平台宜设置安全低压照明，采用24V或12V电源供电。在人孔门位置宜设置安全变压器箱，作为移动巡检提供安全电源，宜采用24V或12V供电，目前国内发电厂普遍采用额定二次电压12V的安全变压器箱。

5.电缆敷设设计

湿式电除尘工程设计中电缆一般采用阻燃型电缆，个别要求较高的地方还应采用耐火电缆。由于湿式除尘器本体一般比较高，电缆主要的敷设方式应以桥架为主，动力电缆与控制电缆分层布置。桥架敷设时有很大一部分是垂直敷设，每隔2m做一次固定。不得用铁丝直接捆扎电缆，宜采用尼龙扎带或挤塑金属扎带。电动机和明装的照明箱、检修箱、吊车开关、事故按钮等设备的电缆端头应采用阻燃型金塑软管进行保护。

6.电缆防火设计

由于电厂防火要求较高，桥架宜采用托盘式桥架，并设置阻火段。阻火段除在桥架底部设置耐火隔板外，还应在电缆上方密实堆放阻火包，然后在阻火包上方设置耐火隔板。另外，在钢制桥架外表面应涂刷钢构防火涂料两遍，涂料厚度不小于1mm。在阻火段两侧不小于1m区域的电缆均涂刷防火涂料，涂刷厚度不小于1mm。所有电缆进入盘、柜、屏、台、箱的孔洞的分支处均宜采用有机和无机防火堵料相结合填充，有机堵料宜在电缆周围填充并适当预留。

7.防雷接地设计

湿式电除尘本体壳体与接地网连接点不得少于6个，接地电阻不大于1Ω。湿式电除尘整流变压器接地端和湿式电除尘本体上的其他设备、管道等均需可靠接地。

结语

在环保要求日益提高的今天，通过对湿式电除尘电气系统的优化设计，实现环保设施的经济和安全运行，为治理大气污染尽一份力。

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1 国内外一体化模式技术现状

随着计算机网络通讯技术的发展， 90 年代后期， 国内电厂的自动化控制水平已经接近或达到了国际先进水平。近来一些控制厂家已将其分散控制系统（Dist ributed Control System 简称DCS） 由原来的机组级发展为全厂级， 即在DCS 上扩展建立厂级通讯网络， 这为提高全厂的自动化水平， 满足高层次的生产管理需要创造了条件。但是由于在基建阶段没有统一规划， 大部分电厂的MIS 基本上没有生产过程的实时数据， 功能水平低下。尽管目前有的电厂在自行开发的MIS 与先进的DCS 之间设立了一些接口联系， 但这些接口完成的信息功能还远远不能满足要求， DCS 和MIS 之间仍然存在着一条不可逾越的鸿沟。如MIS 对DCS 干预太多， 则会影响自动控制的实时性和控制品质；反之DCS 中信息过多地进入MIS ， 同样会使MIS 主次不分， 给管理决策带来困难甚至误导， 使得生产管理者不能实时、全面、准确地掌握电厂各机组的运行状况。总之国内这种实时控制与信息管理不能有机融合的现状己使得电厂管理水平低下， 生产效益停滞不前， 严重阻碍了电厂信息化的进程。因此当今在实时控制系统与MIS 之间建立起连接桥梁，去实现电厂实时控制和信息管理的一体化， 已是历史发展的必然趋势。

2 一体化集成系统概述

从国内外一些现代化电厂的实验和运行经验来看， 当今在传统的DCS 与MIS 之间正在逐步形成一个重要的管理控制一体化层面。该层面为电厂生产运营和实施提供一个内部的坚实而先进的平台， 这一带有战略意义的平台， 必将传统分离的管理系统与自动控制系统巧妙的集成在一起。它起着承上启下的作用， 属于以实时监控为主， 同时兼有实时信息管理的作用。通过其计算机和通讯设施， 即实现了各个控制系统的互联， 汇集了生产过程中大量的实时数据和信息， 为各种优化和管理的需要提供了数据支撑， 又能在此基础上， 在充分合理利用现有资源的前提下， 开发适合自己的优化和管理系统。该层面类似于目前国内重点研究的热门课题―――电厂监控信息系统（SIS）。

3 一体化集成系统典型结构

该方案可以使中间的生产管理层的平台与过程控制层中的单元机组DCS 、公用DCS 和配电网络500 kV NCS （500 kV -network computer moni toringand cont rol system）实现双向通讯。在生产管理层的平台终端， 一方面用户可以获取DCS ，NCS 和公用DCS 系统的信息；另一方面上层的MIS 可以从该平台获取所有的机组的实时数据。另外中间层的平台还可以接受电网的预测负荷曲线， 经该平台优化后， 结合机组负荷响应性能， 去实现各机组的负荷最优分配， 以获取全厂最大的经济效益， 并可根据需要分别制定出实时优化、短期优化和中期优化。为保证实时系统的安全性， 电网调度系统来的负荷曲线指令、中间层的平台与上层的MIS 之间均采用单方向的数据通讯方式。同时，为了保障生产管理层中负荷经济分配系统实时安全性及其与NCS 通讯的可靠性， 其所需的来自MIS的数据， 以及与NCS 和DCS 通讯所需的重要过程参数均通过独立的I/O 接口实现。

这样在一个大的网络系统中， 每个子系统的原始及在线数据都可为大网络系统所用。因此也就可以最大程度的节省一次元件和使在线数据公用化，也是各子系统的运行数据称为大系统中各子系统动态数据， 做到最优化的、动态快速运行及管理。

4 实现一体化集成系统的方案

4.1 硬件配置应考虑的原则及软件包设置方案

硬件配置应考虑的原则：由于其中间的一体化平台是全厂实时监控和信息管理的中心， 其安全性应放在首位， 建在该平台中的实时数据库容量要足够大， 同时还应冗余配置。除了对安全有较高的要求外， 对其与其它系统的通讯接口也要有较高的要求。另外由于整个系统有大量的信息交换， 为解决接口问题， 对于新建项目， 其设备均由同一制造商的设备， 由一定制造商统筹设计并供货为宜。优化软件包总的设置原则：机组的实时优化控制软件一般安装在DCS 的服务器或控制器上， 每台机组一套；优化管理软件包包括能量管理、性能计算、优化分析、设备管理软件、应安装在实时监控和信息管理层；而人事、财务、采购和办公自动化等软件安装在经营管理层。实时监控和信息管理层、经营管理层的软件包全厂只设一套。

4.2 国内的开况

国内电厂目前由于受投资水平和管理水平的影响， 建议现阶段最好是在自行开发的MIS 与先进的DCS 之间引进国外先进的管理控制一体化产品，从而形成全厂自动网络。但由于国外的大部分模块是根据具体某电厂的实际需求开发出来的， 有的还在不断的改进与发展， 若要移到其它电厂的机组上， 就需要做大量的工作；且全部采用整套软件价格昂贵， 如贝利公司的DM2000 和MCM2000 价格分别为1 万美元和4 万美元左右。所以在引进时其合理的做法是在对其充分了解的基础上， 还要对需业主完成的工作进行充分的论证， 以避免不必要的浪费。此种方式的应用近几年在国内已有成功的经验。而从长远发展来看， 在技术成熟的前提下由国内自行开发管理信息系统是符合中国国情的一种行之有效的手段， 这样既可以降低工程造价， 又能满足电厂的实际需求。此种一体化方式近几年也有简单的成功实例， 尽管其自动管理水平与国外先进水平尚有不小的差距， 但毕竟为今后更好的实现管理控制一体化奠定了基础。

5 结束语

由上不难看出， 由国内自行开发信息管理系统并与实时控制系统进行接口的一体化方式具有广阔的应用前景， 除新建大型电厂可统一规划外， 已建电厂均可进一步开发管理信息系统， 充分利用实时控制系统的大量在线数据， 建立起适合本世纪信息化要求的一体化系统。

参考文献：

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中图分类号：S856 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0201-01

一、引言

火力发电是目前我国供电系统中一个很重要的部分，它在支撑我国用电方面起着很重要的作用，因此，有很多人开始关注火力发电中的各项技术。近年来，火力发电中的电气自动化系统开始进入人们的视线。火力发电厂中的自动化系统主要的功能在于将各个工作机械进行精细的控制，将这些工作的电炉等一些机械协调一致，这样工作才会更加的协调，并且在进行工作数据收集时更加的方便，更加的全面和完善，有了这种技术，工作人员在工作时不仅仅可以更加的高效，而且可以更加的轻松，是一个双赢的局面。在火力发电的过程中，电气自动化技术有自己的特点，比如信息化和网络化的特点，这些特点在促进电气自动化系统的发展中都有着一定的优势。下面我们对火力发电厂的电气自动化系统的现状和发展趋势进行探讨。

二、火力发电厂厂用电气自动化系统的现状

1.火力发电厂厂用电气自动化系统的基本功能

火力发电厂所使用的电气自动化系统的基本功能是在监视控制这一方面，通过监视平时工作状况下的所有事件，工作数据等，来对日常发电情况进行及时的管理，避免出现各种工作失误的情况出现。这种系统也是以数据信号反馈系统为辅助的，通过对一些例如电量日报表等数据的反馈，来对系统的日常工作进行监控和管理，争取每一个环节都能在全自动的环境下做到准确和零失误，从而保证发电厂的工作正常运行，例如，通过自动化系统中的计量功能来对发电厂的电量进行统计，并且可以通过这个功能来对发电过程中出现的故障进行诊断并进行及时的检查和维修。除此之外，自动化系统对辅机耗电计算以及提高机组经济性降低机组厂用电率是有帮助的，电气自动化系统在一定程度上加快了其对数据的计算，这就使得在计算过程中的用电率随之降低。而且自动化系统减少了操作程序，不仅减少了设备的磨损程度，提高其经济性，而且也减少了其用电率。

2.火力发电厂厂用电气自动化系统的特点

火力发电厂的电气自动化系统的特点在于它的系统较为繁琐，设备较多，在维修这个方面来说相对而言比较的困难。但是正是由于它的电气元件比较多，就会使得它的设备的操作的频率相对而言比较的低，这在一定程度上也是对装置的一种保护。这种系统存在的优势就在于它是集电子技术和信息技术于一体的，这就使得在运用这个系统的过程中，发电厂的发电效率大幅度提高，将资源最好的搭配组合，优化配置，发电的成本也就随之降低。

3.火力发电厂自动化系统的现状

火力发电厂自动化系统的现状就是在运用了最新科技的基础之上，不仅仅做到了对于电厂发电技术的自动化管理，也做到了电厂的信息化管理，并且可以将数据与其他系统进行交换，实现信息的共享。目前我国的电厂自动化系统主要分为ECS、DCS、SIS、MIS 这四类，其中电气监控自动化系统ECS为主要系统，它的工作方式主要是以分层的方式进行监控，它包括站点的控制层、间隔层、通信层组成，这三个层面分别进行上中下的监控，将这三个层面结合在一起，实现系统对于数据的监控、收集和处，这个部分也是ECS的系统的核心。从不同的层次来看，通信层的主要任务在于完成间隔层面和站点之间的数据交换，而且对设备进行逻辑控制。而间隔层主要是用来保护监控装置和设备的，保护监控装置在可以将数据与上层的控制层面进行数据共享，从而共同完成工作任务。最终将处理完成的数据通过ECS系统与其他三个系统进行交换，并且最终实现数据的共享，全方面的进行数据监控，做到发电技术的自动化。

三、火力发电厂厂用电气自动化的发展趋势

1.智能化技术的应用

如今，我们生活在一个越来越智能化的社会，计算机技术不断地得到发展，在火力发电的自动化系统中，虽然ECS系统已经取代传统的操作方式，但仍然存在着一定程度上的缺陷，而如今，这种系统也慢慢的走向智能控制和智能管理。纵观所有的系统发展来看，都开始向智能的网络化方向发展，以后除了现有的监控这项技术以外，还将有诸如信息记录，零失误操作的功能出现，这些功能会让电厂的电气自动化系统更加的完善，在运用这个系统的过程中，也会减少问题的产生。系统往智能的方向发展，会使电气自动化更趋于完美。

2.网络化技术的应用

网络已经基本上遍布地球上的每一个角落，不仅在人们的生活中，网络起到了至关重要的作用，在我们身边的工业化技术中，网络也扮演着重要的角色。目前，工业化的以太网技术被广泛运用，国外在大型的电力设备中都加入了嵌入式的以太网监控系统。因此，从这个角度来看，网络化将是以后电气自动化技术的发展的方向。网络化技术的嵌入可以帮助火电厂实现现场设备的有效控制，并且做到各站点之间数据交换安全，对设备进行监督，提高火力发电厂的工作效率，正确做到全方位的电气自动化技术。

3.变换器电路的应用

随着电子元件的快速更新，变换器的电路也开始更新换代，早期的变换器存在很多的问题，例如高次谐波等等，之后又PWM变换器解决了这些问题。但是后期发现，PWM变换器会使点击绕组产生很大噪声和振动，因此，为了解决这一问题，研制出来最新的变化器，谐振式直流逆变化器。这种变换器解决了PWM变换器的噪声和震动问题，并且保留了之前的优点，使得电子器件的损耗降到最低，并且减小尺寸，减低了成本。因此可以看出此种变换器具有很大的发展前途。

四、结语

通过上文对于火力发电厂厂用电气自动化系统的介绍，我们知道了目前我国这种电气自动化系统的发展现状和它的一些基本功能和特点。并且也根据目前我国的电气自动化系统的发展展望火力发电厂厂用电气自动化的发展趋势。根据这些发现，得出火力发电厂的电气自动化系统仍然可以获得进一步的提升。希望科技的发展可以推动这一系统的不断发展，为我国的火力发电厂提供最必要的技术保障。

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系统总体结构

该系统针对巡检工作实际需要及特点，集成了巡检路线自动识别、数据电子化记录、工作状态监督、数据汇总报告等功能，并可与电力设备企业现有信息系统无缝连接，有效的了解、检查巡检工作状态，提高了工作效率，具有低成本，轻便易操作，设备使用时间长等显著优点。

无线智能巡检系统主要包含无线手持PDA，web网站、数据同步与更新、PDA端软件。

2.1硬件

采用先进的微电脑技术,领先的无线数字通信处理手段，性能可靠，抗干扰能力强，可以方便的与各类无线传感器、变送器配合使用，实现便捷的（PDA）手持无线。

2.2软件

Web网站主要是用来配置巡检的基础信息的。主要包括数据分析、基础数据、巡检配置和系统配置。其中基础配置包括专业配置、班次配置、部门配置、岗位配置、值别配置、参数配置、PDA参数配置、正常性判断配置和常用数据配置。巡检配置包括巡检路线配置、巡检区域配置和巡检项配置。用户在Web服务器端配置好数据后，可通过数据同步工具将数据导入到手持式PDA。巡检结束后，还可以通过数据同步工具把PDA内的巡检记录导入到Web服务器端。

系统成果分析

3.1管理效益分析

1）通过智能无线巡检系统的应用，为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据，为市场运作下的企业提供科学、准确的经济性指标。

2）从管理角度来看，它为控制企业成本、为提高生产力提供重要而真实的运行数据。整个系统又是以电厂的原有业务处理过程为依据，将过去大量由人工处理的信息进行集中存储、自动处理，分类统计生成各种报表，充分利用计算机处理速度快的特点对信息进行深加工。同时，通过数据的分析和比较，帮助管理者做出科学的、合理的决策方案。

4）管控一体化系统规范并优化电厂的生产业务流程，有效地提高劳动生产率，通过对设备的科学管理和严格控制，增加设备使用寿命，提高设备可利用率，降低备品、材料成本，缩短检修工期。

5）在全公司范围内形成资源共享，减少数据的重复录入重复分析，提高工作效率。对管理层提供方便灵活的综合查询功能及辅助决策功能，缩短了决策时间，以利于企业领导及时全面地得到企业的各种信息。

3.2安全效益分析

1）集中各单元机组的参数及设备状态信息，不同运行、检修岗位都可以同过系统查看到设备状态数据，能够了解全厂机组发电运行状况，对意外情况迅速做出反映。从而加强各岗位、部门之间的协作能力，保障机组的安全稳定运行。

2）方便了领导对巡检过程的监督和管理。厂领导在办公室内通过平台可以看到巡检情况，对各机组及辅机运行工况进行监视、分析和判断，并做出决策，指挥机组运行。对生产起到更高层的安全监督作用。

3.3经济效益分析

通过智能数字化无线巡检系统的应用优化了人力、设备等资源的配置，降低管理成本。日常办公费用降低。智能数字化无线巡检系统的应用改善了企业员工办公事务处理的方式，系统内公文与信息的流转，提高了工作效率，笔墨纸张、打印复印、分发反馈等等项目开支逐渐减少，降低了办公费用，带来明显的效益。

生产成本降低。智能数字化无线巡检系统的应用，加强了电力企业设备运行管理能力，提高设备运行可靠性；使消除设备缺陷的消缺率、及时性大幅提高，并全面规范检修管理，极大的提高设备健康水平，直接和间接的提高企业的经济效益。实践表明：在系统运行过程中，发电机组的可靠性、经济性和可调性有了大幅的提高；经统计该系统使用后，生产办公用品、材料费用每年共计可节约四万八千元以上。

3.4社会效益分析

积极响应国家关于鼓励技术创新的政策，以生产质优价廉的电能为目标，实现由粗放型向集约型的转变，降低发电成本和检修成本、优化工作流程，提高发电企业经济效益。同时又培养和锻炼一批掌握先进管理理论及思想、掌握先进信息技术及工具的高级管理人才，促进企业实现更长远的更大的发展。

4结论

通过“智能数字化无线巡检系统”的建设与实施，徐州华美坑口环保热电有限公司实现了设备运行管控一体化的目标。

1）通过统一的系统平台整合企业内部资源，加强了各部门间工作的协同性，使各岗位工作职责更加明确，管理更为细致有效，明显提高了全厂员工的工作效率，降低了工作成本。

2）消除管理层的信息孤岛现象，管理者可以在办公室里监测到生产现场生产情况及报警信息，实现安全生产的动态监督；并可以利用系统对现场取得的实时数据进行筛选、分析，为制定科学的生产经营策略、降低生产成本提供重要依据。

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前言

随着很多电厂的生产规模不断增加，化学水处理系统的作用也越来越重要，控制系统也变得越来越复杂。对于电厂的化学水系统而言，相对集中的综合化控制模式将是未来发展的趋势。使用这样的控制系统可以使得电厂减员增效，提高企业的生产效益，确保电厂的安全生产，全面提升电厂的自动化水平。

1、电厂目前化学水系统现状

1.1分类情况

大部分电厂按系统功能一般包括：净水预处理、反渗透预脱盐、锅炉补给水处理、凝结水精处理、汽水取样监测分析、化学加药系统、综合水泵房、循环水加氯、废水及污水处理等系统。许多电厂因为原水质差别或设计的要求不一，没有净水或反渗透或废水处理等系统。

1.2生产管理体制状况

传统的化学水处理系统设计包括了中控室，并配有专门的运行人员。由于控制的设备比较多而且分布的区域分散，使维修和巡检的工作量非常大。由于化学仪表的更新和发展速度快，而仪表操作和技术人员水平低，具有的责任心相对不足，除此之外，进口的仪表缺乏一定的备件等问题，造成了分析仪表准确率低等问题。

1.3结构特点

（1）落后的继电器控制方式

有很多电厂是在20世纪70、80年资兴建的，每个化学水子系统的设计都比较简单，而且监控设备的监测范围比较小。顺控的方式比较落后，因此。可以获得的监测数据信息量非常少，设备也非常容易损坏，也给运行和维护带来很大难度。

（2）小型PLC和盘操共存模式

到了20世纪90年代中初期，经过多年的发展和进步，PLC技术已经逐渐成熟，并且被电厂的顺控领域所广泛的应用，电厂的监测设备控制也由手动方式转换为自动方式。但由于当时技术条件和水平的限制，采用的上位机速度也不快，监控软件的画面非常的单一，获取的信息量也比较少，缺乏信号报警等高级功能。

有的电厂开始采用在线仪表自动加药装置，取得了很好的效果，但存在着一些问题。例如，网络联机的扩展性能较差，仪表维护起来很困难。因此，这种控制设备使得监测信息不足，造成了仪表的应用混乱等不良影响，使得运行和维护的工作量仍然很大。

（3）化学水子系统的2级控制模式

到了20世纪90年代中后期，由于前期的技术和经验积累，研究人员不断的改进和提高，控制系统逐步改进和完善，成为2级控制结构，包括CRT与PLC控制。很多原有电厂开始进行改造，将原有的控制系统改造为全CRT监控、PLC热备的双层结构。这种组合的监控方式对电厂的化学水处理有很多益处，极大地提高了电厂处理的自动化水平，但仍存在着一些问题，例如自动功能组没有达到合理和完善，化学水处理的每个子系统比较分散等缺点，对于达到减员增效的实际效果是很不利的。

2、化学水控制系统的改进发展

2.1主机DCS扩容和辅机DCS发展的影响

随着主机DCS的发展需要，应用范围已经从传统范围进行了扩展， DEH及电气保护等系统都得到了应用。从投资、安装、调试、运行、维护等多个过程来看，对于化学水控制系统来说，不宜进入主机DCS。从主机DCS设计的原则上来说，化学水处理的子系统I/O和CRT画面已经超出了合理的范围，容易造成整机的控制系统出现成本和造价过高的问题，并对主机DCS形成安全威胁。

辅机DCS发展也不能从根木上解决化学水系统的问题。化学仪表就是一个很难解决的问题，在线工作的准确率和可靠性就是最大的障碍，除此之外，化学水处理系统的功能组还没有达到合理的完善，因此，仍需专业人员定时巡检设备，进行设备的启停和加药、等一系列工作。可见，化学水系统仍需作为一个独立的集控区存在。

2.2新的机制改革的冲击

目前，随着电厂改革的不断深入，电厂要求要改变传统的值班及维护方式，向单元集中控制方向发展。电厂的检修也改变了原有的招标方式，一切进行外委。随着电力工业的不断，要求电厂要达到安全满发的目标，还要合理的降低电厂设备运行和维护费用，缩短设备等的检修时间，提高生产设备的使用年限，科学有效的使用电厂的资源，大幅提高效率。电厂为适应发展的要求，进行化学水综合控制是较为经济合理的。

3、化学水综合控制系统是发展的有效选择

3.1化学水综合化控制可达到完善的控制工艺

（1）控制工艺

原有的化学水处理各系统的可控设备采用的设计不够合理，因此，要在改造工艺上进行创新，可以选择增加电动门或气动门的方式，完善各个子系统以及它们之间的联系和功能。

（2）加药工艺

原有的加药点和加药方式设置的不够合理，需要进行很好的改进，可以采用先进的自动加药装置，统一进入PLC进行控制加药，提高自动加药水平。

（3）监测参数

重新按综合系统考虑各子系统测点及监测参数的合理性、可靠性及准确性，优化国产和进曰仪表的使用，使化学水系统在线监测的工艺参数可靠而经济。

3.2通信网络的适用性

各PLC厂商为适应未来联网需要，开发出具有多种解决方案的网络模式，可根据电厂各化学水系统的不同，进行相应的综合化控制配置方案。对各化学水子系统不同厂商的PLC产品和相应的通信协议，可采用网关技术或专用以太网卡进行联网，将化学水集控化；针对各子系统采用同一家PLC厂商的产品，通过厂家局域网的方式，使化学水集中化。

3.3控制系统具有较高的安全性

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[中图分类号]P461 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2016）22-0142-02

随着经济的高速发展和人们生活水平的提高，导致生活用电在电力系统中所占比例加大，使电力负荷成为电力系统设计和运行中比较重要的指标之一，所以研究电力负荷的特征及其变化规律是电网安全、稳定运行的首要条件。为此， 我们研究电力负荷的变化特征及其与气象条件的关系是非常必要的、有的放矢地提供专业气象服务，对电力部门提高用电率、节能、合理安排调度有着重要意义。

一、电力负荷季节变化特征

通过对长春市2012―2013年电力负荷资料分析发现，电力负荷呈现季节性变化。从图1可以看出，最显著的电力负荷高峰在冬季，这是由于长春市冬季天气寒冷，供热时间长，用于取暖的耗电量也相应增加。电力负荷在夏季为次高峰期，比春秋季节的电力负荷稍高，主要是由于7月份气温升高，空调、风扇等制冷降温设备被大量使用，电力负荷有所增加。所以说冬季供暖和夏季制冷产生的电力负荷，直接导致了电力消耗的季节变化。

二、电力负荷的月变化特征

分析比较两年的电力负荷可以看出（图2）：长春市电力负荷月变化特征。1月至2月期间负荷的变化趋势，与春节所在月份和时间有关。2012年和2013年的春节分别在1月22日、2月9日，主要受法定节日电负荷显著偏低的影响，2013年1月份的负荷下降趋势最明显。3月份电力负荷都是第二高峰值，主要与春节假期后，生产性负荷恢复有关。从10月份开始，随着气温的逐渐降低，供热负荷增加，电力负荷有增长的趋势。2012年12月年负荷明显高于2013年12月，其主要原因就是2012年12月份气温比2013年同期偏低，2012年12月份的平均气温-16.7℃，2013年12月份的平均气温分别为-11.2℃，这说明冬季气温的变化严重影响了负荷的变化。从图中可以看出两年11月份的电力负荷十分接近，2012年11月份的月平均气温为-4.9℃，2013年11月份的月平均气温为-0.8℃，其主要原因就是年增长的电力负荷与由于低温所增加的电力负荷相抵。春季，随着气温的日渐升高，电力负荷有所下降。进入炎热的夏季，气温进一步升高，使电力负荷较春季有所增加。这主要与夏季不时有高温、闷热天气出现，空调、风扇等制冷设备的大量使用有关，两年8月份的趋势差异很大，除了气温的变化外，其它原因还需要进一步分析。秋季温度适宜，用电量与夏季相比较低。

从两年的逐月电力负荷变化可以看出电力负荷月变化与天气和气候特征有明显的关系。

三、电力负荷的周变化特征

在一周中日平均负荷也具有显著的变化特征。如图3所示，我们能清楚看出两年的周逐日变化曲线较为趋近，从周一至周五负荷变化相对较高且平缓，而周六和周日大部分单位停产休息，因此与前五天相比周六日负荷明显降低，特别是周日负荷降低的更为明显。这一特点在预测和分析气象条件对负荷的影响时必须考虑到。

四、电力负荷的日变化特征

日出而作、日落而息。日出日落时间和作息时间对电力负荷都有显著的影响。日负荷曲线呈M型。各季节电力负荷的日变化均呈现出两个峰值的特征，但不同季节最大负荷出现的时间略有不同。

电力负荷的逐时变化特征。从图4可以看出长春市2012年和2013年两年逐时平均电力负荷大体上是一致的。在一天之中，0：00―5：00这段时间电力负荷变化不大，03：00达到了低谷，并达到了一天中的最低值。这是因为随着傍晚的到来，大部分工厂企业生产活动和居民生活耗逐渐减少，夜间进入休息状态。2012年的逐时平均最低电力负荷为1415Mw，2013年的逐时平均最低电力负荷为1532Mw。05：00之后，随着人们的活动逐渐增多，长春市电力负荷迅速波动上升。尤其是06：00―07：00生活起居用电增加，电力负荷曲线上升。08：00―11：00电力负荷曲线明显上升并达到第一个峰值，因为这段时间为人们工作时间，工厂企业机器运转，开始生产，也为工作用电；11：00―13：00为午休时段，部分生产活动停止，这就造成了电力负荷的小幅下降；随着午休结束、工作的开始，电力负荷也相应上升。在工作时间，上午（8：00―11：00）的平均电力负荷为2070Mw，下午（13：00―16：00）的平均电力负荷为2054Mw，上午的电力负荷略高于下午的电力负荷。17：00―20：00电力负荷出现一天中最大的峰值，这是由于这段时间除了生产用电外，人们的休闲活动也增加了生活用电，这也是一天中用电负荷最大的时段；之后随着夜晚的来临，各种生产及活动的逐渐减少， 20：00后城市用电量迅速下降。

五、节假日期间电力负荷特征

（一）春节期间电力负荷变化特征

春节是最隆重、最长的节日，从图5可以看出，从春节前一周，长春平均电力负荷迅速下降，主要是春节期间，工厂停止生产、企事业单位放假，生产负荷降低。春节期间，电力负荷曲线的峰谷值出现在初二，之后电力负荷开始增加。在春节过后第一周前后，负荷上升十分明显。直到春节后两星期左右负荷趋于平稳，整体呈现漏斗状分布。除夕前一天日平均电力负荷为41140Mw，与之前几天的电力负荷相比有所降低，但仍于正常水平相对持平。之后，随着春节节日到来，企事业单位生产和办公负荷逐步减少，电力负荷日渐下降。正月初二日平均电力负荷降至春节期间最低值为35534Mw，比之前正常负荷水平约下降了14%。初三开始电力负荷开始回升。正月初七机关事业单位恢复正常上班，但由于企业工厂还没有完全恢复正常生产，电力负荷仍然处于较低水平。正月十三日平均电力负荷达到46681Mw左右，基本回落到春节前负荷值。

（二）清明、五一、端午、十一的电力负荷特征

从资料分析中可以看出五一、清明、端午和十一法定假期期间，特别是放假前期，电力负荷均有所减小，但减小的幅度不大。

六、结论

综上所述，长春市的电力负荷有明显的变化规律。其中季节变化、月变化及日变化等与气象条件有明显相关性的特点。

（一）季节变化

冬季负荷最高，夏季负荷稍高于春秋季节。

（二）月变化

1月份气温最低，供热负荷增加，冬季负荷最多，春节所在的月份，负荷明显减少。4―6月份气温回升，负荷开始减少，7月份盛夏炎热，空调制冷设备使用，为夏季负荷最多的月份；8月份天气凉爽，负荷较7月有所减少；9―10月气温适宜，负荷变化较平稳。11―12月份，随着气温的逐渐降低，供热负荷增加显著。

（三）周变化

周变化和特征与工作日和休息日有关。一般周一到周五即工作日时负荷大；周六和周日双休日时负荷比工作日的负荷小很多。

（四）日变化

受生活起居和作息时间的影响，白天高，夜间少，一天有两个高峰，负荷呈M型。1―5点负荷为全天最小，5：00以后负荷呈上升趋势，到11：00左右达到第一个高峰负荷，中午休息时间略有减少，下午负荷高于中午呈上升趋势，直到18：00左右达到第二个高峰负荷，20：00以后负荷逐渐减小，但不同季节最大负荷出现的时间略有不同。

（五）节日变化特征

春节期间电力负荷变化比较明显。春节前期负荷高，春节期间负荷低，春节后期负荷增加。其他法定假日，特别是放假前期，电力负荷均有所减小，但减小的幅度不大。

【参考文献】

[1]王宝书，谢静芳.长春市电负荷变化的统计特征及与气象条件的关系分析[J].吉林气象，2006.

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电网远动自动化系统对保证电网安全稳定运行、提高电网运行监视水平具有重要的作用。在实际运行过程中，由于受到多方面因素的影响，自动化系统往往会出现故障，为了保证系统的正常运行，需要及时对故障进行排查和处理。

1 远动自动化系统的组成

就其构成来看，远动自动化系统主要包括以下三个组成部分，它们是相互联系，密不可分的整体，统一于整个系统当中，在系统运行中发挥着重要的作用。（1）调度端设备。它包括通信处理机、调度工作站、历史信息服务器、计算机网络、附属设备。（2）通道设备。其主要构成部分包括光通信机、光中继机、光纤等等。（3）站端设备。主要包括前置机、后台机、通信网络、附属设备等等。这三个部分共同组成了远动自动化系统，它们三者相互联系，共同在系统的中发挥着重要的作用。由于现在的设备多为独立模块，因此当故障发生的时候，应该对模块进行及时更换，这就要求能够对故障进行准确的判断，以便更好更换模块，处理故障。

2 远动自动化系统故障现象及发生部位判断

（1）故障现象。远动自动化系统的故障有多种类型，主要包括远动机故障、遥信故障、遥测故障、遥控返校超时故障，这些故障的出现严重影响了系统的运行，必须采取相应的措施处理，使系统更好的运行和工作。（2）故障发生部位诊断。掌握故障的发生部位是进行故障维修的前提。一般来说，故障的发生部位主要在调度端设备、通道设备、站端设备，在实际工作中，要掌握正确的诊断方法，正确判断故障所在部位，以便进行维修。

3 故障排查处理方法

为了对故障进行更好的排除，在实际工作中必须掌握科学的方法，以提高工作效率，保障系统更好的运行。具体来说，故障排除处理方法包括以下几种。（1）系统分析法：该方法是利用系统关联性和综合性原理来判断故障的。在使用系统分析法之前，应该全面了解自动化系统，熟悉其工作原理，组成，作用等等，只有了解子系统或者设备的作用，当故障发生的时候，才能较为准确的判断故障的所在。（2）排除法：排除法的使用很简单，就是运用非此即彼的方式。远动自动化系统比较复杂，并且它还与变电站的一、二次设备有关联，所以，可以运用排除法，判断是自动化系统存在问题，还是其它设备存在问题。例如，在对断路器进行遥控操作的时候，如果调度端显示返校正确，但断路器没有正常变位，针对这种情况，如果主站和通道是正常的，那么故障就出现在变电站。但排除法不是绝对的准确，只有经验丰富的人员才能做出正确的判断。（3）观察法：观察各设备模块的灯光指示是否正确，通道监控是否有警报，后台机数据是否正常，前置机、网络交换机是否正常，如果出现不正常情况，就可以从装置入手，查找故障。（4）信号检测法：对于有些故障，如果采用观察法不能准确的判断出来，可以利用信号检测法对此进行处理。一般使用得较多的是万用表，具体的操作步骤如下所示：使用万用表测量前置机后面端子排上接收端与接地端的电压，如果情况正常，电压值应该在0.2—2V左右，并且处于不断变化的情况。发送端与接地端的电压，一般为2V左右，并且在8s左右它会发生一次较大幅度的变化。（5）替换法：在实际工作中，如果采用上述方法能够找到故障，但是发生故障的设备非常复杂，在短时间内难以对此进行修复，这时候可以采用替换法进行故障处理。使用备用件进行更换，使整个系统能够正常运行，然后再返厂，将故障设备修复。

4 故障排查处理的一般程序

在故障排查处理过程中，掌握相应的方法是必须的，但是，在掌握方法的前提下，还必须按照相应的程序进行故障处理，只有这样，才能提高故障处理效率，保证系统处于良好的运行状态。

（1）观察分析：在故障出现之后，应该查看是否有事故顺序记录，因为查看记录会对系统运行的情况有更加深入的了解，能够了解厂站数据是否正常，主站通道是否正常运行，传输通道是否报警，计算机网络各节点是否正常工作，各装置的运行指示灯是否正常。只有对这些情况进行观察和分析，才能更好的了解故障的实际情况，初步判断故障可能的形成原因，为接下来采取措施处理故障做好准备。（2）替换：在进行观察分析之后，能够对故障进行初步的判断，如果装置或者端口出现故障，可以选用备用装置或者端口进行替换，但是替换的装置或者端口必须在参数和设置上和出现故障的相一致，这样能够进一步确定故障点，为处理故障做好准备。（3）系统分析和分段排除：通过观察分析之后，能够对故障做出初步的判断，如果不能立即确定故障点，就需要对各子系统进行全面的分析，从接口部位入手，分段排除故障，一步一步缩小故障的范围，进而能够快速的诊断故障所在的区域。在分段排除的时候，需要借助测量和调试工具，对各区域进行分段检测，以达到更好的排除和检查效果。（4）具体查找：在分段排除之后，根据相关的分析结果，对具体的故障进行查找，找到故障所在的正确位置，以采取相应的方法进行处理，使系统处于良好的运行状态。

5 结语

总而言之，加强对故障的排查和处理是保证自动化系统正常运行的重要条件。由于自动化系统的结构复杂，运行的要求比较高，在故障排查和处理过程中，不仅要按照上述的方法和程序进行，保证故障处理工作有序进行，还应该加强对工作人员技能的培训，不断提高操作人员的业务技能，使他们能够更好的对故障进行排查和处理，保证自动化系统正常运行，提高电网管理水平，为人们生产和生活的正常用电提供保证。

参考文献：

[1]陈小强.变电所综合自动化系统常见故障处理及日常维护[J].机电信息，2011（27）.

[2]华利根.变电站综合自动化系统常见故障及处理[J].机电信息，2010（30）.

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中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）10-0246-01

燃料管理作为火力发电企业降低生产成本，提高经济效益，抵御市场风险最有效的方式，是提高企业管理水平和管理质量，降低企业燃料成本的重要环节，最近几年，随着市场经济不断发展和进步，提高火电厂燃料管理水平和工作效能就成为人们普遍关注的重点和难点。近些年，为了进一步提高火电厂燃料管理质量，企业对燃料管理系统进行积极地探索，大胆应用先进的管理技术，实现燃料管理的智能化和识别的自动化，火电厂燃料智能化管理水平进一步提升，保证了火电厂能够更好适应新形式的发展。

一、火电厂燃料智能化管理系统构建的重要作用分析

现阶段，我国大部分地区的发电形式依然采用火力发电形式进行供电，但是随着市场竞争压力日趋激烈，火电企业要想实现更好的发展和进步，就需要进一步提升供电质量，降低企业生产成本。进入新世纪以来，我国不断对电力企业进行深化改革，积极应用先进的科学技术设备，将信息技术和自动化技术有效应用到企业燃料管理系统中。实现火电企业燃料管理的智能化和识别的自动化是企业未来发展的趋势，并且在最近几年的建设进程中已经取得了突出的成就，火电厂燃料的科学使用和管理起到很好的促进作用，并有效的提升了企业对燃料管理的能效。而火电厂智能化管理系统对传统火电企业管理方式带来了极大的变革，火电厂智能化管理系统实现了对燃料使用过程中各个环节的智能化、自动化和可视化，确保各项操作能够满足相应的技术要求，在火电厂生产过程中实时反映燃料利用情况，最终实现多燃料资源的规模化和集约化管理，切实提升企业的生产效率和运行质量。

二、火电厂智能化管理系统构建及自动化识别技术的应用

1.总体设计要求

火电厂智能化管理系统构建以及自动化识别技术应用的指导思想是以电厂燃料的实际需求为主要依据，本着实用、可靠、经济和先进的设计原则，确保系统的集成、总体优化和安全可靠，遵循实用性和先进性相结合的原则，最大限度的降低人为因素干扰，实现燃料管理的智能化、自动化、规范化和科学性，并综合应用现代信息技术和科学技术设备实现燃料利用全过程中的自动化和信息化以及无人值班，管理数据自动生成和网络传输等过程。

2.识别系统

首先，汽车的车辆识别系统。来煤车辆入场之前应该办理车辆注册手续，注册成功之后发放RFID无线射频卡，并张贴在车辆前挡处，车辆入厂之前通过这个射频卡能够自动识别车辆信息，系统能够自动做好车辆入厂识别记录，同时汽车司机在入厂值班室选择车辆编号，矿点和燃煤品种、重量等多种信息，系统弹出窗口两次之后，判断该车辆是否发电厂计划容燃煤，对于符合要求的可以放行并做好登记工作，对于不符合条件的应该禁止其进入电厂；其次，火车自动识别系统。火车车辆自动化识别系统和汽车车辆采用的技术完全一致，通过无线射频技术实现对火车车辆基本信息的识别，主要包含了火车编号和车辆重量等内容，通过自动化识别技术能够对火车车厢上编号自动识别，如果发现不符情况，车辆会发出警报，然后由相关工作人员对信息进行最终的确认。当车辆信息确认无误之后，结合入场调度员维护火车矿点、各种煤种的信息，对入厂的火车进行全面登记记录，然后将登记的信息上传到火电厂智能化管理系统的数据库中，对各个入厂车辆进行统一的储存管理；最后，车辆计量后的自动化识别系统。在对车辆进行称重计量过程中，系统会对车辆信息进行自动识别，并联合外部的空气系统实现车辆精准停止定位，通过定位器对车辆进行定位确定车辆是否停车到位，精确停车之后系统会自动计量车辆质量，并自动生成记录，然后将计量数据实时上传到火电厂智能化管理系统中，并通过语音提示系统，对最后的称重质量进行提示。车辆称重完成之后，后拦车器自动抬起，系统会提示车辆称重完成，接下来的就可以下衡了，电厂的显示屏和语音系统会提示车辆将燃煤卸放到就某一个位置。车辆回空计量时，识别系统会自动对车辆编号信息进行自动识别，记录车辆卸货后的重量，然后结合各种信息，计算出燃煤的净重，并自动生成磅单，最后为后续燃料结算的依据。在对汽车进行计量过程中，为了避免车辆出现作弊现象，汽车衡应该采用全新的技术，坚决杜绝车辆作弊因素的影响。

3.全自动制样

在火电厂智能化管理系统中，全自动制样可以分为在线制样和离线制样两种形式，其中在线制样主要包含了采样机、对燃煤进行初级破碎，将破碎的燃煤送入全自动采样机，经过第二次破碎缩分和烘干之后形成全水分煤样、存渣煤样和化验样品，然后对上述样品进行封装，并进行全自动编码。而离线制样主要是针对全自动制样机和采样机相对位置较远的电厂，在进行制样过程中，主要分为气动传输和汽车送样两种形式，其中气动传输主要是利用气动管道传输系统实现对煤样从采样机到制样机的传输，而汽车送样主要是利用电动驱动车辆和次级煤样收集单环进行有效对接，实现了对不同编码的自动化选择和运输。全自动制样机在火电厂智能化管理系统主要能够实现以下几方面功能：首先，实现了对煤样进行自动称重和质量缩分，而火电厂智能化管理系统实现了煤样智能化缩分的实时调整，实现了对同等质量的煤样进行精确的缩分留样，从而有效保证了采样的质量和保准；其次，在对煤样进行烘干过程中主要采用了空气鼓风和红外线干燥技术，其适应性更加广泛，能够很好的适应不同的燃煤品种，在烘干过程中不会对煤样的各个性质产生较大影响；最后，在对煤样进行研过程中主要采用了在线研磨技术，并采用了切割、研钵和震动三种研磨技术，通过真空抽取或者滤网吹送等技术手段将煤样研磨成0.2mm的颗粒，这种研磨技术手段大大提高了燃煤的过筛率，有时过筛率高达100%。

4.智能化管控系统

火电厂智能化管理系统构建和自动化识别技术应用采用了先进的计算机技术和数字化控控制技术，实现了对自动化识别系统煤样输送、管理系统、燃料信息、视频门禁、化验室系统的高效集成，智能化管控系统能够将上述各个系统中的各种数据上传处理，能够对燃料利用和设备运行进行远程监控，并能够对数据进行跟踪和分析。智能化管理控制系统主要体现在设备管理控制，可视化监控和数据分析等几个方面：首先，对设备进行有效管理和控制。主要使用数字化传感器和信息化采集系统，将两者进行有效集成，能够实现将运煤车、采样和制样等各个环节运行情况进行监督和控制，确保监控人员能够及时发现其中存在的异常情况，并通过数控设备对相关设备进行调整和控制；其次，可视化监控。其实做好燃料管理的一个重要环节，其主要是利用摄像头和摄像机监理监控网络，这个网络是由火电厂智能化管理监控中心进行实时控制；最后，数据分析。这方面功能的发挥主要依赖于整个系统计算机技术的先进性，主要应用在电厂车辆调度等方面，其主要通过设计好的模型开展数据分析，将采集的信息以数据形式传输到相应的程序之中，然后计算机系统进行自动化分析，最终形成相应的建议和对策。

5.火电厂智能化管理信息系统

火电厂智能化管理信息系统是整个智能化管理系统的信息源和数据库，也是整个系统的信息中心。信息系统作为系统中一种十分重要的储存空间，将火电厂生产过程中的各种信息储存其中，然后通过数据分析，对企业燃料生产成本，消耗成本，经济效益进行核算，从而为企业制定科学发展对策提供信息支撑。

参考文献

[1]金志民，沈晟.发电集团燃料管理系统开发及应用浅析[J]. 能源工程. 2011（04）

[2]王志勇，旺曙光，张晓杲. 信息技术在燃料管理中的应用[J]. 电力信息化. 2006（12）

[3]吴川，郑秀萍，柴天佑. 火电厂燃料管理系统的研究与应用[J]. 电力系统自动化. 2002（04）

[4]李刚，肖灿，许果栗，刘华. 表计库房智能化管理系统的探讨[J]. 重庆电力高等专科学校学报. 2005（04）

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中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)19-30058-02

Generate-Electricity-Plan Module in Power Market Operation System Based on J2EE

DING Jie

(Software Engineering College, Southeast University, Nanjing 210000, China)

Abstract: In this paper I recommend Power Market in China, the import of Power Market Operation System and its hardware and software. The main content and the key technique of Generate-Electricity-Plan Module are analyzed. A high applicability module which can support all kinds of requirements is designed.

Key words: Power Market Operation System; J2EE; SWING; C/S

随着我国电力供需矛盾的逐步缓和，按照“完善省级市场、发展区域市场、培育国家市场”的方针，引入市场竞争机制，规范市场秩序，提高运营效率，加快建设结构合理、公平竞争、开放有序的三级电力市场体系，促进资源优化配置和电力自身的发展，已成为当前我国电力市场改革的必然选择。

2006年，国家电网电力交易中心和各网省电力交易中心相继成立，三级电力市场体系建设已正式启动。由于三级电力市场体系是一个全新的事物，与以往的电力市场相比，对电力市场理论水平、技术实现及工程实施提出了前所未有的要求。因此，为配合适合国情的统一开放的电力市场体系建设，开发适应于三级电力市场体系要求的交易应用平台，支持各级电力市场的协调运作，具有非常迫切的理论价值和现实意义。

1 国内外研究现状

综观各国电力市场的改革之路，对于英国、澳大利亚等国，由于国家较小，且电力网架结构较强，都采用全国统一的电力市场，而并未建立分层分区的多级电力市场体系。虽然美国有多个电力市场存在，但从本质上看，美国电力市场体系与我国三级电力市场体系并不相同。我国电力市场改革经历了省级电力市场试点和区域电力市场改革阶段，但都是单层电力市场。因此，国内外的研究与实践对我国三级电力市场体系下的电力市场交易应用平台研究与系统开发，没有直接照搬的理论，也没有直接可引入的系统，而必须由国内自主开发。

目前国内的电力市场交易运营系统主要有电科院和国电南瑞两家单位研发。电科院开发的系统是基于B/S结构（Browser/Server结构）即浏览器和服务器结构，在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现。因为浏览器已成为windows等操作系统标准配置，B/S结构最大的优点就是不需要安装专门的桌面应用客户端软件，所以客户端维护方便。其缺点是软件功能上受浏览器的制约，一些超越了浏览器可以支持的功能要求，浏览器无法直接实现，如电力系统常见的负荷曲线、电气接线图显示等功能。这种情况就需要通过安装插件的方式来弥补浏览器的不足，在J2EE的运行环境里，通常需要安装jre插件，然后用applet的方式来实现这些功能需求。

国电南瑞开发的系统采用B/S 和C/S相结合的体系结构。C/S结构即客户机/服务器结构，在客户机上运行的是基于客户机客户端桌面应用程序。与B/S结构的一个显著区别是客户端桌面应用程序在功能实现不受浏览器的制约，相比之下，有更强的界面展现能力。另外一个特点是客户端程序，它不仅仅是系统的输入输出界面，同时可以方便地实现如数据的本地备份、本地备份数据的导入等数据管理功能，这样就可以在很大的程度上方便用户的操作、减轻用户的劳动程度。对于人机交互有较高要求情况下适合于采用这种方式，在电力系统的专业应用领域内的自动化系统的人机界面通常都是采用这种模式，典型的有实时监控、负荷预测、计划编制等。C/S结构的主要缺点是需要客户机在安装上专门的客户端程序，这个缺点可以通过Web下载、人工安装、自动升级等办法来改善。

系统采用B/S 和C/S相结合的体系结构，主要的出发点是结合二者的优点，B/S结构可以用来实现数据申报和信息等功能，C/S可以很好地满足电力市场运营系统中与电力系统的专业应用有着密切关系的应用程序对于人机界面的需求。

2 研究基础

电力市场运营系统总体结构由交易中心主站系统、市场成员终端（系统）、以及电力市场运营系统与“SG186”一体化平台接口组成。

2.1 硬件组成

采用企业级以上数据库服务器，支持集群、RAID等技术特性，关键设备采用冗余配置。备份软件与设备安全可靠，使用方便，能够自动执行备份策略。

采用企业级应用服务器，具有良好的可靠性和灵活的可扩展性，CPU、内存等可因系统性能的需要而进行扩充。

客户工作站采用高性能PC工作站。

遵循电力二次系统安全防护总体方案，根据需要选择交换机、路由器、防火墙等网络设备。达到保证网络安全通畅，符合系统运行的总体目标要求。对内符合安全可靠高速局域网的要求，对外满足Web网站响应速度指标的要求和具备抵御网络攻击的能力。

2.2 网络结构

系统运行环境主要包括服务器和网络环境。数据库服务器、应用服务器、Web服务器、接口服务器和客户端。在物理上，系统可部署在多台服务器上，相同作用的服务器可以根据需要采用双机备份的模式提高可靠性。

电力市场运营系统的服务器部署在省公司信息网的核心服务器区，省公司内部客户端通过信息网以http的方式访问部署在应用服务器和Web服务器上的相关服务。对暂时不能接入电力交易数据网的市场成员，应采用虚拟专用网（VPN）接入，满足业务需要。电话拨号作为一种备用手段。同时进行访问限制，电厂的用户终端只能访问用于数据申报和信息下载的Web服务器。

2.3 软件结构

电力市场交易运营系统采用三层架构体系。用于支撑交易中心业务的应用软件层构筑在专用技术支撑平台和通用技术支撑平台之上，通过标准接口系统与调度自动化系统、计量系统和门户系统接口。（系统总架构见图1）

■

图1 电力市场交易运营系统总体架构

1)通用技术平台提供硬件级和操作系统级的支撑。硬件平台以高可靠和高可维护性的企业级服务器构建。此方案能够在保证系统高性能和高可靠的前提下，提供高度灵活的配置方案，并显著降低使用和维护费用。

2)应用软件部分提供电力市场运营业务所需的全部功能。包括：数据申报、合同管理、交易管理、信息、市场预测、市场分析、市场监视、综合管理和系统管理服务等。

3)架构图中黄色标出部分即为发电计划编制开发模块。各类交易计划的编制，在满足电力市场交易规则的同时，还应满足电网的安全要求。除去专用技术及通用技术支撑，也需要来自同级其他功能模块技术数据的支持。

3 主要内容及关键技术

3.1 主要内容

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图2 计划编制流程图

首先通过负荷预测取得本省统调用电量，然后扣除固定受电计划、资源可再生类竞价单元电量计划以及预留的调试电量，得到火电发电空间；然后根据火电竞价单元实际完成基数电量、火电发点空间和年度总基数电量计划计算出等进度系数；火电竞价单元的根据自己的年度基数电量计划和等进度系数，计算出基数电量的发电计划。根据各竞价单元的检修计划、平均负荷率、平均故障率计算出发电量限额，发电量限额扣除发电权和外送电交易电量后，对前面算出的基数电量计划进行调整，新增出来的发点空间由其余未超出限额的竞价单元迭代分配；最终发电量计划为考虑限额的基数电量与交易电量的叠加。

3.2 关键技术

3.2.1 Web Services技术以及xml文件的解析（下转第62页）

（上接第59页）

计划及其相关功能模块的基本数据有相当部分是由所处网络不一的省网公司下属单位提供，这就需要有数据的横向交换。本课题使用Web Services技术以xml字符流的形式传送。Web Services 就是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通过Web进行调用的API。在本地利用配置xml，wsdl文件建立客户端程序通过Web来调用这个应用程序，得到所需数据的xml后运用DOM（Document Object Model）以及java特有的反射机制动态解析xml文件，并将数据动态存储至数据库相应表中。

3.2.2 实现可以灵活配置的算法设计

通过平台化工具定制计划编制依据、过程和目标模板，实现不同市场、不同类型的计划编制。根据理论研究和现场运行经验，首次提出将计划编制划分计划模板定制和计划编制两部分。计划模板定义部分能够自定义计划编制的所有数据源、计划编制业务逻辑，将计划编制规则公式化。能够考虑系统负荷需求、设备检修、电网受阻、节能减排、进度适当等多种优化目标。计划编制能够从整体最优出发，考虑多个计划周期。此外，计划编制支持发电、购电等多种计划口径，计划编制和合同、交易有机协调。通过计划模板定义，能够在无编码的情况下同时支持多种计划编制原则，适应不同市场的个性需求。计划编制时则只需选择计划编制模板和计划编制时间，自动形成发电计划。

3.2.3 以用户要求的报表形式展现结果

由于系统框架自带的报表制作工具操作比较复杂,不利于格式多变的计划编制展示。所以利用第三方jar包Formula One提供的报表制作插件，直接将计划编制的结果以excel表格的形式展现，以替代原有的以Swing中JTable组件的展现形式。并提供excel文件下载。以最直观，用户最容易接受的方法来完成计划的编制。

4 高适用实现

正如所有的软件开发所遇到的问题一样，计划编制模块的需求也是不断变化的。这不仅仅是随时间的推移出现新的要求，还有因为各个地区不同的计划编制习惯差异造成的不同。这必将导致系统计划编制模块版本模式差别越来越大，既要花费大量人力开发满足不同需求，又使得将来系统维护变得更加繁琐。于是本系统在次功能模块上力求在总结提炼各个地区通用计划编制方法流程，充分体现出参数，算式的灵活性的基础上，解决上述实际问题。

实际模块将所有参数分为函数（Function），变量（Variant），参数（Parameter）三个类型，提供相应的class支持其实现功能。在用户界面上提供工具方法供用户自由选择参数自定义算法算式。对算式字符串进行解析并最终生成计算模块，由此计算得计划编制所需数据并展现出来。根据业务不同动态呈现不同的人机界面，选择不同算法。运用java的反射技术，在同一个数据模型里实现多态，灵活的对界面中的数据进行显示，实现呈现界面的可配置。

5 结束语

根据国家电力体制改革目标和国家电网公司的电力发展规划要求，适合国情的统一开放电力市场体系建设已经到来。三级电力市场交易应用平台研究成果将对我国三级电力市场的交易运营、仿真培训、分析评估与辅助决策等电力市场应用建设具有十分重要的理论价值和指导作用。开发的原型系统将可直接应用到包括国家、区域和省等各级电力交易中心，用于电力市场交易运营，并创造巨大的经济效益和社会效益。

发电计划编制模块作为整个电力市场交易运营系统不可缺少的重要部分，其实现结果的好坏也直接关系到整个系统的运作。本文以C/S架构为基础设计实现的计划编制模块能够很好地满足多种开发需求，其中对于高适应性模块的设计思想同样也可用于其他类似软件系统的功能模块。

参考文献：

[1] William Crawford , Jonathan Kaplan. J2EE设计模式[M]. 中国电力出版社, 2005.

[2] 宋燕敏, 闵涛, 曹荣章. 电力市场运营系统的自适应设计构想[J]. 电力系统自动化, 2005(25).

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中图分类号：TM711 文章编号：1009-2374（2016）34-0166-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.081

在很长的时期中，需求侧对于平衡电力供需和改善系统运作的主动作用没有得到重视，在市场中始终是价格被动接受者的位置，而真正引起关注的则是因为电力市场危机而导致电力市场发展问题暴露，对需求侧的作用才开始关注。

1 电力系统发展阶段

1.1 市场化改革推进

全球中的很多国家对电力市场做深入改革，将传统的电力市场运行方式进行全面改革，使电力市场以开放式模式进行运作，因此带来了需求侧和供给侧相结合的理念来达到供需关系的平衡。市场化程度的加深在很大程度上充实了电力交易方式，并且使市场交易机制更加灵活多变，这对于需求侧来说提供了很多的可能性。在国内很多大城市中推行的峰谷电价，就是客户可以依据自身用电情况来进行选择，而对一些在高峰期自愿中断负荷的企业可以给予一些奖励。

1.2 智能电网的建设

需求侧的成本、效益和自动化程度决定了在电力系统中所起到的作用，智能电网是当前电力系统中非常重要的科技创新发展，所以要大力地对其技术进行发展。智能电网的发展提供了将高级计量基础设施和能量管理系统结合的双向通信设施和双向电力传输技术，最大的优势就是将信息不对称而产生的成本进行了有效的降低，不但有效地改善了市场透明程度，还稳定了电力行业的良性竞争方向。

1.3 可再生能源的发展

化石能源储备量越来越少，这样风电可再生能源的开发力度会大大提升，但随之而来的就是发电侧的不确定会提升。若仅仅利用发电侧来对系统的安全进行负责，则在经济性能上表现效果相对较差，因此主动追踪电力供给对于大规模再生能源网来说是非常可靠的安全运作基础。在使用可再生能源的同时，不可避免地要增加分布式电源数量，所以普通的用户可以通过屋顶光伏发电等方式来获得电能，改变原来电能购买使用者的身份，在达到自身使用电能标准的同时还能将剩余电量储存下来。与此同时也可以和电网签订合同，这样在得到低廉的购电费用等优惠的同时还能对价格波动进行一定的控制，对于跨时空交易来说十分有利。

供需互动由此而产生，主要指的是电力系统中各个方向利用市场或是服从系统调度来明确和调整用电和发电的方式，这其中还有电能、信息和交易的互动。供需互动可以对双方之间的资源做调整和协商，以此使用最低的成本来维护系统的安全性，确保其经济运作的正常化，这样不仅能将资源进行合理使用，还维持了竞争的公平性，保证了电力市场中的合理性。

2 供需互动的实现形式

2.1 互动形式的种类

供需单侧各方之间的互动形式，包含了供给侧方的发电权交易和需求侧方的用电权交易，但是确保发电和用电权交易的正常化进行，就需要保证电力的供给是不间断的，即便是电能出现短缺的情况下这种交易也可以顺利开展，在供需内部中通过交易来控制供需关系，目的就是达到最合理的资源配置。

供需两侧各方之间的互动形式，依据各种形式之下需求侧参与和影响市场的程度之间的差别，分别是需求响应、需求侧竞价等内容。需求响应是市场利用价格信号和激励方式，通过需求弹性来控制用户的电力消费模式，以便可以有效地减少供需互动形式所产生的成本。而在需求侧竞价中电力需求侧既是价格接受者，更是市场中的参与者，可以和供给侧来共同参与竞争中，控制和影响价格形成。负荷调度可以表现出部分负荷灵活可调性，主动地参与到系统的运作过程中，这样可以达到经济效益和整体资源的合理配置。在具有分布式电源的调度情况下，电力用户要掌握屋顶光伏、小型风机等发电设施，变为产销合一者，对用电和发电做合理的调配。除此之外，聚合不同容量的分布式电源，在市场竞争中还具有非常大的优势。

2.2 发电权交易

发电权交易是指发电商通过在市场中进行竞争从而得到发电许可份额，并且以市场规则为基础而从事交易。水火互济的生产方式会是电力系统长时间优化调度的基础，但是可再生能源的发展日渐壮大，使得风火置换交易对火电运行成本进行了有效的降低，这样也减少了碳排放量。在国内，煤电发电量在整体装机容量中还具有很高的比重，而因为国内电源结构的不完善导致可再生能源和负荷中心分布不合理，所以要利用发电权交易来解决这种情况，但是国内发电权交易市场程度较低，灵活调整机制所具有的优势没有充分地表现出来。

2.3 用电权交易

用电权交易则是指电力用户依据自身的标准，根据规则来对用电权做交易，实现电能使用在用户之间的自行调整，通常而言具有单位耗能从高到底，以及由少至多的方向性。用电权交易下开展电力用户互惠是最为合适的方式，带动了用电的有序性，利用市场来对资源做合理配置就可以有效地对需求侧市场进行完善。用电权交易也是需求响应、负荷调度的一种市场化方式，通过对峰荷的调节来维持电力平和，确保了电力系统的正常运作。最近几年对能源开发力度的加强，对于当前电力供需紧张形势而言不得不说起到了很好的缓解作用，但不可否认的是其中还存在着时效性、时段性等缺电情况，综合来看国内电力市场化程度并不高，这样导致了用电权交易单纯的存在于需求侧内部中，没有完全地发挥出其应用性。

2.4 需求响应

需求响应存在于市场中，是参与其中的用户因为价格信号产生的反应或是其中的一些激励制度而做出反应，对电力消费模式的一种改变。需求响应将需求侧的安全稳定性充分的表现出来，需求响应一方面是关于价格的需求响应；另一方面是关于激励的需求响应。前者的需求响应指的是用户在根据电价的浮动来做调整，最终实现降低电费的目的，而后者则指的是用户通过削减负荷或是截断用电等方式来获得一定的奖励，无论是那种需求响应都可以进行协调发展。需求响应同时也是虚拟资源，在进行交易的同时对各方面项目的开展能够进行有效的调节，以此来获得实际的利益。

但是国内对于需求响应项目的开展并不完善，一些大型城市虽然已经开始了分时电价等模式，但是这种情况并不多见，而从发达国家来看，需求响应对于系统短期容量缺失情况可以起到有效的调节作用，并且对于高峰电价、电价波动风险等风险也能有效的避免，因此同样也可以在国内进行推广。

2.5 需求侧竞价

需求侧竞价是一种主动竞争，用户能够根据自身需求来做自我调节，通过竞价来融入市场运作中，同时可以收获到相应的经济效益，而实行的机制主要分为两种：一种是双边合同交易；另一种是参与市场竞标。

双边合同交易指的是需求侧必须参与到市场议价中，使得市场格局中出现多方代表参与其中的形势，以便可以对电力供需和电价体系做科学化调节和控制，对电力交易方式做好风险管理，形成全面互动职能电网独有的特征。考虑到实际的成本，一般情况下是用电量可以达到一定程度，需求量非常大的客户才能和发电商做电能交易。输配电定价模式所包含的种类主要有三类，它们分别是单一电量定价、单一容量定价和两部制电价，并且根据输配电固定成本、网络损耗等内容来做分配。需求侧可以把整个需求参与到市场竞争中，可以提供需求侧竞价曲线，同时也可以参与内容丰富的需求变量市场竞争中。

3 供需互动的市场特性

3.1 供求机制

因为电力资源没有办法大规模经济储存，之前的电力市场就没有办法像其他商品那样利用仓库来进行储存，以便可以及时地投入到市场中来解决供求平衡的问题。因为市场是以销定产，所以只能不断进行扩建、升级输电设施，加大投资力度来能保证逐渐增长的电力需求。但是其中也存在着一些问题，例如大范围缺电、系统可靠性降低等问题。而在供需互动的电力市场中，达到供需平衡的方式有很多种，不会局限在一条渠道上。需求侧要签订合同就要对电力需求做时空调整等多种方式来对市场供需做调节，配合供给侧供需问题来对资源做合理的配置。

3.2 价格机制

价格机制是市场机制的中心，可以充分地体现出市场中需求侧和供给侧之间的影响，而国内的电价主要包含了上网电价、输配电价和销售电价。在没有供需互动的电力市场中，电价机制的波动较大并且存在着不合理性。发电商为了利益而采用持留发电容量等方式来提高市场电价，尤其是在需求侧本身没有一个良好的价格弹性的形势下。除此之外，因为以销定产的市场特性使得风水季节弃水情况时有发生，并且因为负荷水平频繁变化而带来了经济损失，电价持续的下降，甚至出现负电价，将市场中的风险提升。

3.3 促进市场改革

电力系统的供需互动对于价格来说，是一种反馈方式，能将价格的形成和变化具体的表现出来，这同时也可以看出市场配置所具有的优势，具有高效的用电负荷，不仅将供需关系管理协调，还能预测未来走势，充分地体现出了供需互动对系统安全稳定运作和市场公平合理发展的重要意义。和很多已经具有供需互动项目的发达国家相比，国内的发展时间较短，但是不可否认的是其潜力十分巨大。在新形势环境中要在电价形成机制中逐步健全用户端购电的开放，不断挖掘大用户购电能力，还要扩大分布式再生能源网范围，真正地发挥出价格信号在调节供需关系中的效果。还可以进行有序的需求响应项目，健全再生能源电价和奖励机制，这样利用技术手段来提升能源使用效率。

4 结语

新形势下电力系统中供需互动方面是电力市场化的改革，对电力系统也是一个完善和创新的过程，提升了系统的安全性和稳定性。而国内电力市场化的不断发展对供需互动形式也是一种双向的选择，希望可以降低电力市场中的风险，为电力系统的科学发展提供基础。

参考文献

[1] 王锡凡，肖云鹏，王秀丽.新形势下电力系统供需互动问题研究[J].中国电机工程学报，2014，（29）.

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【关键词】电气自动化工程 控制系统 现状 发展趋势

1 电气自动化工程控制系统的现状

科技的进步以及社会的发展，使得科学技术在我国的很多方面都得到了较为广泛的应用，并且在相应的领域中发挥着越来越重要的作用，机械的自动化、智能化、技术化等深刻的影响着相关领域的机械的使用以及创新。经过几十年的发展，我国的电气系统已经取得了一定的成绩，能够比较稳定供给电能，但是与国际上电力系统比较发达的国家相比，我国电力系统的技术以及实践都还存在较多的问题，当然这也意味着我国在这方面还有很大的提升空间。市场经济的实行，在一定程度上迫使相关企业提高自动化工程控制系统的技术，迫使他们聘请专业人士突破创新，相关电力系统公司在激烈的行业中不断挣扎，共同促成了如今的电气自动化工程控制系统的现状，如图1。

1.1 电气自动化工程控制系统的信息集成化

信息技术在电气系统的运用是多方面的，主要体现在：一方面信息技术管理系统的提升，企业的相关部门使用特殊的浏览器对所有的部门进行监督、对重要的数据信息进行存取，及时获得所有的有关企业的一切信息，为企业制定相关决策提供参考；另一方面信息技术促进相关电气设备、电气系统等的实践扩展，随着越来越细小的技术、微处理技术等出世，明确的机械设备逐渐变的模糊了，同时与之相应的结构分析、动态理论分析相关的信息处理技术变得越来越重要。

1.2 Windows NT以及IE的稳定地位

在自动化的领域，其主流已经成为人机的控制界面，如今个人电脑（PC）控制系统已经能够满足基本上所有人的需求，这导致PC系统被大多数人接受与使用，而如今Windows NT和IE在PC系统中相当普遍并且稳定，同时电气自动化工程控制系统采用统一的、标准的、稳定的Windows和IE将会是控制系统的工作更加顺利的推行。

1.3 电气自动化工程分布式控制系统

由于越来越多的企业使用DCS系统，这就使得DCS系统的毛病逐渐的暴露出来，当然这与DCS系统自身的属性有很大的关系：可靠性低、维修比较苦难、缺乏互换性、高昂的使用价格等等。在信息化时代这样的系统显然不满足电气系统的使用要求，知识电气自动化工程分布式控制系统的问世与发展。

1.4 集中监控的方式进行控制系统

虽然集中监控的方式目前被普遍运用，但是其却存在很大的问题，首先，集中监控必须要处理大量的信息，这样在很大程度上会导致主机的运行速度减缓，降低工作效率；其次集中监控就意味着必须铺设相关的电缆线等设备，数量过多对系统的可靠性会造成一定的影响；最后如果在整个过程中存在反复接线的情况，还会不同程度的严重的增加工作的难度；

2 电气自动化工程控制系统的发展趋势

2.1 电气自动化工程控制系统的创新技术

随着电气自动化系统的市场化，越来越多的电力企业会逐渐失去特殊照顾，要想在激烈的竞争中获胜，唯有以质量论英雄，唯有以供电的稳定性获得消费者，当然也必须尽一切可能提高效率。然而要实现这些都必须技术，而技术的突破必须依赖于创新，或许从在较短的时间内，在现有体制下，相关电力企业还能得到国家的特殊照顾，但是从长远来看，要想在市场上获得一席之地，必须做好技术创新的工作，唯一创新才是企业长期存在于发展的根本保障。

2.2 统一化的电气自动化工程系统

统一化电气系统能够有效的节省时间、缩短产品的周期、推进产品的测试与推行、有利于电力系统的运行与维护，总而言之，这么做能够有效地节省时间与资金，即间接地提高了效率。另外，统一化的电气自动化系统有利于不同人员之间交流，如果出现突况，从别的企业调过来的工作人员能够立刻投入工作中去。

2.3 电气自动化工程系统的市场化

在现有的体制下，国家对国企保护比较严重，很多电力系统公司都不需要做任何努力就能得到消费者，同时其服务态度不端正；同时另一边，部分有实力的民企或者私企由于相关法律的规定，无法进入到供电行业中去，这就导致电力系统的配电效率相对比较低下，同时消费者对目前的电力系统满意度还不高，未来电气自动化工程系统的发展趋势是市场化，因为市场化下的企业必须以质量与价格为基础，国家对特别企业的保护比较少。实行电气自动化工程系统的市场化，能够有效的提高电力系统的供电效率。

2.4 电气自动化工程以及相关产品的生产将会更加安全

如今，电力系统偶尔会有安全事故，安全事故一旦发生，都将会给所属的电力企业造成巨大的经济损失以及悲痛的人员上网。随着经济的发展以及科学技术的提高，在往后的电力系统自动控制中，将会有更多的科学技术被投入到研究与使用中，这不仅能提高电气自动化工程的实践效率，而且还能大大降低安全事故发生的概率，也就是大大的提高了电气自动化工程及产品，在很大程度上提高了消费者以及工作人员的安全保障性能。

3 结语

电气自动化工程控制系统的研究关系着我国的电力系统，不可否认我们已经在相关领域取得巨大的成就，但是我们也必须承认在很多方面都还有不足，相关研究人员应该加强自身学习，完善自身知识体系，为我国的电气自动化工程控制系统的发展与完善贡献自己的力量。

参考文献