概述/电力系统自动化
电力系统自动化主要包括地区调度实时、自动化和负荷控制等三个方面。地区调度的实时通常由小型或微型组成，功能与中心调度的监控系统相仿，但稍简单。变电站自动化发展方向是，其远动装置采用可编程序的方式。供电系统的负荷控制常采用工频或声频控制方式自动化不单是硬件方面，还有方面的全方位支持，比如生产管理及辅助决策系统、电厂运行条码系统、电厂电子日志系统、电力企业办公自动化管理（OA）系统等，才能够实现全面的自动化。管理系统的自动化通过计算机来实现。主要项目有电力工业管理、财务管理、管理、管理、资料检索以及设计和施工方面等。
结构/电力系统自动化
电力系统自动化Automation&of&Electric&Power&Systems对生产、传输和管理实现自动控制、和管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的、和控制，和元件的自动安全保护，的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。传输系统电力系统信息自动传输系统简称远动系统。其功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、、高频、声频和光导通信等多种形式。远动装置按功能分为、、三类。把厂站的模拟量通过变换输送到位于调度中心的接收端并加以显示的过程称为遥测。把厂站的开关量输送到接收端并加以显示的过程称为遥信。把调度端的控制和调节信号输送到位于厂站的接收端实现对调节对象的控制的过程，称为遥控或遥调。远动装置按组成方式可分为布线逻辑式远动装置和存储程序式逻辑装置。前者由硬件逻辑电路以固定接线方式实现其功能，后者是一种计算机化的远动装置。事故装置反事故自动装置的功能是防止电力系统的事故危及系统和电气设备的运行。在电力系统中装设的反事故自动装置有两种基本类型。①继电保护装置：其功能是防止系统故障对电气设备的损坏，常用来保护线路、、发电机、、电动机等电气设备。按照产生保护作用的原理，继电保护装置分为过电流保护、方向保护、差动保护、距离保护和高频保护等类型。②系统安全保护装置：用以保证电力系统的安全运行，防止出现系统、失步解列、全网性频率崩溃和崩溃等灾害性事故。系统安全保护装置按功能分为4种形式：一是属于备用设备的自动投入，如备用电源自动投入，输电线路的自动重合闸等；二是属于控制受电端功率缺额，如低周波自动减负荷装置、低电压自动减负荷装置、机组低频自起动装置等；三是属于控制送电端功率过剩，如快速自动切机装置、快关汽门装置、电气制动装置等；四是属于控制系统振荡失步，如系统振荡自动解列装置、自动并列装置等。
分类/电力系统自动化
电力系统自动化按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面，并形成一个分层分级的自动化系统(见图）。区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次；中间层次由省（市）调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成，由总调度中心构成最高层次。而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。电网调度现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。火力发电火力发电厂的自动化项目包括：①厂内机、炉、电运行设备的安全检测，包括采集、状态监视、显示、越限报警、检出等。②计算机实时控制，实现由点火至并网的全部自动起动过程。③有功负荷的经济分配和增减。④母线电压控制和无功功率的自动增减。⑤稳定监视和控制。采用的控制方式有两种形式：一种是计算机输出通过外围设备去调整常规模拟式调节器的设定值而实现控制；另一种是用计算机输出外围设备直接控制生产过程而实现直接。水力发电需要实施自动化的项目包括大坝监护、水库调度和电站运行三个方面。①大坝计算机自动监控系统：包括数据采集、计算分析、越限报警和提供维护方案等。②水库水文信息的自动监控系统：包括雨量和水文信息的自动收集、水库调度计划的制订，以及拦洪和蓄洪控制方案的选择等。③厂内计算机自动监控系统：包括全厂机电运行设备的安全监测、发电机组的自动控制、优化运行和经济负荷分配、稳定监视和等。
发展过程/电力系统自动化
20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右，单机容量不超过10万千瓦，电力系统自动化多限于单项自动装置，且以安全保护和过程自动调节为主。例如，电网和发电机的各种继电保护，汽轮机的危急保安器，锅炉的安全阀，汽轮机转速和发电机电压的自动调节，并网的自动同期装置等。50～60年代，电力系统规模发展到上千万千瓦，单机超过20万千瓦，并形成区域，在系统稳定、相关设备经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、、电单元式集中控制。系统开始装设模拟式调频装置和以离线计算为基础的经济功率分配装置，并广泛采用远动通信技术。各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70～80年代，以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时系统&(SCADA）开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控开始得到推广。各种自动调节装置和继电保护装置中广泛采用微型计算机。
主要领域&/电力系统自动化
按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面,并形成一个分层分级的自动化系统(见图)。区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次；中间层次由省(市)调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成，由总调度中心构成最高层次。而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。&现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。 火力发电厂的自动化项目包括：①厂内机、炉、电运行设备的安全检测，包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。②计算机实时控制，实现由点火至并网的全部自动起动过程。③的经济分配和自动增减。④母线电压控制和无功功率的自动增减。⑤稳定监视和控制。采用的控制方式有两种形式：一种是计算机输出通过外围设备去调整常规模拟式调节器的设定值而实现监督控制；另一种是用计算机输出外围设备直接控制生产过程而实现直接数字控制。&需要实施自动化的项目包括大坝监护、水库调度和电站运行三个方面。①大坝计算机自动监控系统：包括数据采集、计算分析、越限报警和提供维护方案等。②水库水文信息的自动监控系统：包括雨量和水文信息的自动收集、水库调度计划的制订，以及拦洪和蓄洪控制方案的选择等。③厂内计算机自动监控系统：包括全厂机电运行设备的安全监测、发电机组的自动控制、优化运行和分配、稳定监视和控制等。&简称远动系统。其功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式。远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。把厂站的模拟量通过变换输送到位于调度中心的接收端并加以显示的过程称为遥测。把厂站的开关量输送到接收端并加以显示的过程称为遥信。把调度端的控制和调节信号输送到位于厂站的接收端实现对调节对象的控制的过程，称为遥控或遥调。远动装置按组成方式可分为布线逻辑式远动装置和存储程序式逻辑装置。前者由硬件逻辑电路以固定接线方式实现其功能，后者是一种计算机化的远动装置。&反事故自动装置的功能是防止电力系统的事故危及系统和电气设备的运行。在电力系统中装设的反事故自动装置有两种基本类型。①继电保护装置：其功能是防止系统故障对电气设备的损坏，常用来保护线路、母线、发电机、变压器、电动机等电气设备。按照产生保护作用的原理，继电保护装置分为过电流保护、方向保护、差动保护、距离保护和高频保护等类型。②系统安全保护装置：用以保证电力系统的安全运行，防止出现系统振荡、失步解列、全网性频率崩溃和等灾害性事故。系统安全保护装置按功能分为4种形式：一是属于备用设备的自动投入,如备用电源自动投入，输电线路的自动重合闸等；二是属于控制功率缺额，如低周波装置、低电压自动减负荷装置、机组低频自起动装置等；三是属于控制送电端功率过剩，如快速自动切机装置、快关汽门装置、电气制动装置等；四是属于控制系统振荡失步，如系统振荡自动解列装置、自动并列装置等。&包括地区调度实时监控、变电站自动化和负荷控制三个方面。地区调度的实时监控系统通常由小型或微型计算机组成，功能与中心调度的监控系统相仿，但稍简单。变电站自动化发展方向是无人值班，其远动装置采用微型机可编程序的方式。供电系统的负荷控制常采用工频或声频控制方式。&管理系统的自动化通过计算机来实现。主要项目有电力工业计划管理、、、人事劳资管理、资料检索以及设计和施工方面等。&
期刊简介/电力系统自动化
本刊为美国工程索引EI核心期刊，办刊宗旨为“立足行业，鼓励创新，面向应用，促进电力工业科技进步”，主要面向电力行业从事科研、设计、运行、试验、制造、管理与营销的专业技术人员以及相关专业的大专院校师生、电力产品用户等，既具有学术性和前瞻性，又注重实用性和导向性，同时也重视和鼓励来自科研、生产第一线的经验、改进和革新。专业范围包括电力系统运行、分析与控制，电力市场，，，电力系统远动、、继电保护、信息管理，电力企业管理现代化，厂站自动化，计算机、现代控制理论和技术，以及智能化仪器仪表在电力系统中的应用等方面。主要栏目有专家论坛、学术研究、研制与开发、工程应用、专题报告、新技术新产品、现场经验、国外情况介绍、讨论园地、信息动态、综述等。
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教材简介：
国家公务员考试网教材编写组在对历年真题的研究与分析的基础上，严格依据最新大纲，精心编写了2017年版《公务员考试通用教材》，给应试者的备考点亮了明灯。除此之外，本教材适用范围还包括事业单位考试、政法干警考试、选调生考试、村干部考试和三支一扶考试等，引导应试者在一定时间内取得最佳复习效果，从而提高应试能力，最终取得考试成功！...
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电力系统自动化
导读：却降低了系统的开放性、可扩展性和可移植性，在系统的设计和实现阶段，可以大大降低系统实现的复杂度，该方法已经在操作系统、数据库管理、计算机网络与通信、人机界面设计等方面获，将电力系统继电保护装置的数据抽象化，在整个系统中，设计人员和用户都可以不管系统到底要实现什么功能，将其具体功能的实现看作是数据在系统中逻辑处理的出口，将系统数据抽象为对象，系统数据的信息和处理分别看作是对象的属性和方法，通过系 面向对象技术在微机继电保护中的应用 吴智敏 （华中科技大学电气与电子工程学院，学号：M）
摘要：本文提出将面向对象技术运用于微机继电保护软件设计中的构思，本构思是基于微机继电保护装置中数据的种类和流向基础之上，并简要介绍了微机继电保护软件中面向对象技术的实现原理及其优越性。 关键字：面向对象；微机继电保护；数据。 0
目前主要是采用面向过程设计方法设计微机继电保护装置软件。该方法是将整个装置的功能分成几个模块，编写函数实现各个模块的功能，并按照继电保护装置的保护逻辑原理调用这些函数来实现微机继电保护功能。这种设计思路方便于专业人员的理解和维护，却降低了系统的开放性、可扩展性和可移植性。 面向对象的设计理念，其“对象”是现实世界中具体事物和概念的抽象，开发人员和用户彼此容易沟通。在系统的设计和实现阶段，通过封装、继承、多态等手段，可以大大降低系统实现的复杂度，提高代码的可重用性、可靠性及可维护性，从而加速了问题求解过程。正是由于面向对象技术的各种优点，该方法已经在操作系统、数据库管理、计算机网络与通信、人机界面设计等方面获得了广泛的应用[3]。
本文提出了基于面向对象的设计思路，将电力系统继电保护装置的数据抽象化，将不同保护功能的操作原理和操作过程抽象成数据对象的属性和方法，充分利用面向对象技术封装、继承和多态的优点，提高了保护装置的可靠性、安全性和可扩展性。
1 基于面向对象技术的微机继电保护装置的软件设计 1.1 继电保护对象的抽象思路 微机继电保护装置一般都由测量单元、逻辑单元和执行单元组成。装置通过测量单元获得保护对象的电压的、电流值，经模数转换送入逻辑单元；逻辑单元根据已设定的逻辑时序关系，将输入的电压、电流值与整定值比较，判断是否动作、如何动作，并将判断结果输出到执行单元；执行单元执行具体操作，如操作断路器等。这3个单元组成关系如下图所示。
由继电保护的这3个基本单元可以看出,如果把继电保护装置看作一个黑箱子，其实质是一个数据传送的过程，在整个系统中，设计人员和用户都可以不管系统到底要实现什么功能，将其具体功能的实现看作是数据在系统中逻辑处理的出口。将系统数据抽象为对象，系统数据的信息和处理分别看作是对象的属性和方法。这样不仅可以方便地1
通过不同对象的组合实现出各种已知的继电保护功能，而且对那些在设计阶段无法确定，需要根据用户实际现场灵活配置的继电保护功能以及其它监控功能，通过系统数据的不同组合进行现场组态。 1.2 类的定义 微机继电保护系统所用到的数据可以分为3种类型：遥测量、遥信量以及出口信号量。其中遥测量主要指电气量，包括电压、电流等；遥信量主要指记录断路器、隔离开关、继电器以及各种传感器的开关信号(0或非0)等；出口信号主要指出口继电器或者表征显示屏、调试口、上级配电自动化主站等通讯地址[1]。上述3种数据都仅仅是最底层的数据元素，真正在电力系统继电保护中操作的对象往往是线路、变压器、FACTS设备等，微机继电保护装置设备还要与上级配电自动化主站等通讯，因此在定义抽象类时,可以确定5种数据对象类,分别为：T_YC _ELEMENT、T_YX _ELEMENT、T_CK_ELEMENT、T_PROTECT_OBJECT、T_COM_MANAGE。总结这5种对象类，可以抽象出它们共同的属性和方法，建立真正的继电保护装置的数据基类T_BASE_DATA。 基类T_BASE_DATA封装属性包括：序号、名称；封装方法包括：数据存取、存储器自检、数据出口、屏幕显示、键盘读取。其中“序号”是系统内数据的统一编码，具有系统唯一性；“名称”是对数据的描述，便于人机对话的交流；“数据存取”是指进行历史数据保存和取出，至于保存的算法和地点都可以通过方法中的参数传递；“存储器自检”是指对所存储的数据进行检查；“数据出口”包括保护出口报警或者操作断路器等；“屏幕显示”方法定义成虚函数，运用 类的多态性实现不同的数据有不同的显示方式；“键盘读取”是读取键盘输入值，实现人机交互。 T_YC_ELEMENT、T_YX_ELEMENT、T_CK_ELEMENT、T_PROTECT_OBJECT、T_COM_MANAGE是由基类T_BASE_DATA继承而来的，但同时又有功能的扩展，这些子类分别定义如下： 遥测量T_YC_ELEMENT，其属性除了继承父类属性以外，还扩充了“计算数值”属性；其方法除了继承父类方法以外，还扩充了“数据采集”、“傅里叶计算”、“均方根求值”等。其中“数据采集”获得TV、TA输出的电压、电流的数字量；“快速傅里叶计算”可以对遥测量进行数字滤波，其计算结果为各次谐波的实虚部、幅值、有效值等；“均方根求值”是为了电能质量参数计算的需要。遥测类的这两个方法所计算的结果都保存到“计算数值”属性中，“计算数值”是一个结构。 遥信量T_YX_ELEMENT，其属性除了继承父类属性以外，还扩充了“状态值”，其方法除了继承父类方法以外，还扩充了“遥信预处理”、“变位SOE记录”等。 出口信号T_CK_ELEMENT，其方法除了继承父类方法以外，还扩充了“继电器自检”、“继电器操作”等。 保护基类T_PROTECT_OBJECT，其方法除了继承父类方法以外，还扩充了“故障选相”、“功率计算”、“阻抗计算”、“越限检测”、“逻辑处理”等方法。 通信管理类T_COM_MANAGE，其方法除了继承父类方法以外，还扩充了“数据通讯”，通讯协议、通讯地址和通讯数据种类可以通过参数传递。 2
由上述类的定义可以看出，遥信、遥测和出口信号都是基本的数据元。一方面，遥测、遥信量在自己预处理后，可以直接输出，比如某个电流量的幅值按一定算法自动保存、某个开关量变位报警等；另一方面,它们也可以作为保护对象和通讯对象方法处理中的递参数，供保护对象以及它的子类和通信对象使用。 1.3 类定义的软件实现
如果利用面向对象的编程环境VC实现其类定义，各基类核心程序如下: class T_BASE_DATA{ Public: int
PropertyNo;
char *PropertyN int
DataSaveGet( bool k);
bool MemoryInspection(); int DataOutput(); void virtual Display(); int
key(); }; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// class T_YC_ELEMENT: public T_BASE_DATA{ Public: struct V
//包含电压和电流的
//实虚部、幅值、有效值以及电能值 int Caiji(); void fsjs(); void Display(); double sqrt(double i) }; /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class T_YX_ELEMENT: public T_BASE_DATA{ Public: long V
//保存信号量值，一位
//代表一种信号量 void predeal(); void savesoe(); void Display(); }; ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// class T_CK_ELEMENT: public T_BASE_DATA{ Public: void jdqzjian(); void operatejdq(bool i); void Display(); }; ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// class T_PROTECT_OBJECT: public T_BASE_DATA{ Public: short SelectPhase (Complex Ia,
Complex Ib,Complex Ic); //故障选相 void PowerCal (Complex I, ComplexU);
//功率计算 void ZCal( short FaultPhase,
Complex Temp0,ComplexTemp1,
ComplexTemp2, ComplexTemp3);
//阻抗计算 short InRange (ComplexVset,
ComplexVcal);
//越限检测 void LogicalDeal ();
//逻辑处理 }; 3
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// class T_COM_MANAGE: public T_BASE_DATA{ Public: void DataCom(int protol, ADDR adress,
int PropertyNo); }; 1.4 继电保护装置的功能实现 如图1，如果要实现某条线路的高频方向保护，可以把创建一个该保护功能类的实例对象L_Fprotect ，其属性和方法都是由父类线路保护继承而来。为了实现不同的具体保护在接受同一个消息时作出不同的响应（即一个消息，多个行为），可以采用面向对象技术的“多态性”特性实现这样的功能。子类从基类中继承各种属性和方法，提高了
系统的可重用性和可维护性。多态性的使用可以简化编程人员对事物的抽象化过程，而且给软件的扩充提供了极大的灵活性。同时，在子类中，允许添加新的属性和方法，使得面向对象的继电保护装置具有很强的智能化特点。 1.5 优越性及应用时要考虑的问题 利用上述思路设计的软件，其灵活性、开放性、可维护性和可扩充性都比传统程序设计方法有了较大高。但是由于采用面向对象语言编写的代码比结构化语言编写的程序要大，运行所耗的时间也较多，实线开发中要求CPU有较高处理速度，这样才能满足继电保护的快速性要求。随着技术的发CPU的处理速度将会越来越快，展，那时将忽略面向对象程序所占用较多的运行时间，面向对象技术将会普遍用于软件设计中。 图1 继电保护装置中对象继承关系树 参考文献 [1] 蔡树立.基于面向对象的智能继电保护装置的2005，33:软件设[J].电力系统及其自动化学报，（6） 59-61. [2] 王威，郁惟镛，张沛超.面向对象的继电保护整定计算专家系统的研究[J].电力系统及其自动化学报,): 1-5. [3] 陆进军，黄家裕.基于面向对象编程的电力系统潮流计算软件[J].电力系统及其自动化学报， 2000,4
pp. 874-879, April 2006 . [7] ZhaoHong-Shang, MiZeng-Qiang, Ren Hui, WangHai-Ping, \modeling method of digital protection system\IEEE Trans. Power Systems, vol. 12, no. 2, pp. 602-607, April 2004 .
吴智敏（1988―），男，硕士，研究方向为电力系统继电保护及自动化。
12(1): 32-35. [4] 杨永生.基于面向对象技术的微机保护仿真[J].电力自动化设备，): 46-48. [5] 董海鹰，白建社，薛钧义.变电站远程监控系统体系结构及面向对象数据库研究[J].电力系统及其自动化学报，)：13-17. [6]
X. Luo, M. Kezunovic, “ Interactive Protection System Simulation Using ATP MODELS and C++”, IEEE Trans. Power Systems, vol. 12, no. 2,Object-oriented technology in the digital relay protection WU zhi-min （College of Electrical & Electronic Engineering HUST ，Student ID ：M） Abstract: This paper presents the object-oriented software design techniques used in the relay protection concept, the idea is based on the type and direction of the data in relay protection devices , and briefly describes the principle and superiority of object technology in the software for digital relay protection .
Key words: Object-oriented；digital relay protection；data
5 包含总结汇报、IT计算机、外语学习、计划方案、行业论文、资格考试、党团工作以及电力系统自动化等内容。
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