電力綜合自動化系統存在問題及對策

黃 焱

福建省電力有限公司寧德電業局，福建寧德 352100

自動化控制體系是一個電力系統的核心部分，它是整個電廠安全、穩定、高效運轉的保障。電力綜合自動化系統負責對電力運轉情況的全面監控和信息記錄，對電廠運轉時的安全性能、運行效率、負荷狀況進行評估，預測可能存在的風險，維護整個電力系統的安全穩定運行。如果電力綜合自動化系統發生故障，不能對電廠運行進行實時監控，不能對各部件進行信息記錄和評估，這可能導致工作人員對電廠運行狀況失去掌控，很可能引發大面積停電甚至整個電力系統的癱瘓，造成巨大的經濟損失和不好的社會效應。隨著社會的發展，我國的用電量不斷加大，這也對電力系統的設計、運行、安全穩定等提出了更高的要求，相關工作人員必須加深對電廠自動化技術的了解，與時俱進，掌握有用的知識，更好地開展自己的工作，保證電力系統的同步健康發展。

1 電力系統的自動化應用

1.1 電力系統的自動化應用概述

電力供應與人們的生活息息相關，一般來說，電力系統是要求24小時運行的，而工作人員卻不可能24小時工作，因此，自動化技術走入了電力系統中，成為電力系統發展上的一大進步。在電力綜合自動化系統應用的早期，其主要是用于對電廠運行的監控，記錄各項數據，確保不出現異常。隨著信息技術的發展以及電力系統管理制度的進一步完善，自動化技術必將更深入到電力應用的各個角落，發揮更大的作用。

電力綜合自動化技術是將電廠供電設備（測量儀表、信號系統、繼電保護等）的功能進行重組和優化，利用先進的計算機技術、信息處理技術、電子通信技術等，實現對整個電力系統的自動化運行監控、數據測量、信息傳遞、自動維護等，這是智能化、自動化技術在電力行業的應用形式。近些年來，我國電力行業的自動化技術應用不斷增多，電力綜合自動化進程不斷深化，但在此過程中，也出現了一系列的電力自動化故障，凸顯了電力自動化系統中存在的問題。

1.2 電力系統自動化工作原理概述

電力綜合自動化系統是依托信息技術的發展而建立起來的，主要是在電力中心的控制室里安置中心計算機，以此向四周輻射。圍繞在電力中心的各發電廠、變電廠則通過對自己的遠程監控、數據流通設備進行特定設置，就可實現與中心的信息反饋與數據共享，從而形成一個自上而下的信息流通網絡，實現該電力系統的自動化運行。

電力系統的中心計算機負責宏觀上的整體調控，所屬的各監控設施則負責電力系統的運行監管、相關數據表格的處理匯總、部件異常時的原因分析和故障排除等。在此基礎上建立其計算機網絡控制系統，相互之間進行數據的整合和流通，使計算機數據能夠與對應的硬件設備精確對接，由此形成一個嚴密的電力綜合自動化控制系統。

電力系統的綜合自動化控制是建立在分層控制的基礎上的，通過對調度控制室、發電站、電力廠等的分層控制職責進行一定程度的滲透和再分配，使得電力系統更加協調穩定地運行，以此達到合理經濟、穩定工作和有效控制的電力系統自動化目的。

圖1 典型變電站自動化系統

2 電力綜合自動化中存在的問題

2.1 電力自動化系統的技術設計缺乏標準化

就目前來看，電力綜合自動化系統還沒有形成有效的運營方式。電力自動化的設計標準、自動化設施的運行模式，以及相應的管理制度等，都沒有形成完全的共識，而這也成為阻礙電力綜合自動化的高效投入使用和健康安全運行的重要因素。造成以上問題的原因主要可從以下方面進行分析：

其一，電力自動化系統的開放性問題。現有的電力自動化系統中存在著許多電力設備之間接口困難，甚至完全不能對接的情況，造成許多設備無法使用，備品設備難以實現，導致電力自動化運行效率低下。這主要是由于各廠家之間缺乏開放性的交流、溝通所引起的，導致彼此沒有共同性約定，各自獨立生產，導致許多電力設備無法對接，造成不必要的人力、物力資源浪費。所以電力綜合自動化系統要考慮不同商家的設備生產可互作性，為電力系統正常運行提供功能、技術保證。

其二，生產廠家的產品不過關，質量達不到電力設施相關標準。許多廠家以經濟利益為首要目的，在自身產品的實用性、可靠性方面卻不夠重視；而大部分用戶都更看重產品的技術含量，導致許多實用性能差、運行不夠穩定、缺乏安全保障的所謂高科技產品暢通無阻。 很多廠家只對自己的制造進行技術認證、而不對自己的產品進行質量鑒定，導致許多產品的生產缺乏基本的質量保證。此外，工廠里的設計人員對自動化設備的概念應用理解不夠全面，這也會導致他們設備的產品實行性能差，質量出現問題。

其三，電力綜合自動化系統的抗干擾問題。電力綜合自動化系統的抗干擾，即電磁兼容問題也是一個非常關鍵、卻容易被人們忽視的方面，一旦相關實施受到電磁干擾，它往往會直接影響電力系統的穩定、正常工作，導致其運轉不穩、故障頻出。傳統的電力系統自動化設備的抗干擾檢測手段非常原始，往往只在制造出廠時進行開關電焊機、固定電話、風扇等的檢驗，到達應用現場時也只是增加開合斷路器的檢測，這些手段都比較原始，相對于電力應用的快速發展和要求的不斷提高，顯得過于簡單。眾多電力設備未經嚴格考核就進入電力自動化系統投入使用，必將導致不久的將來電網事故頻發、工作效率低下。缺乏一個統一量化的定型檢測標準，也成為了電力自動化設備抗干擾能力參差不齊的重要原因。

最后，電力產品接口缺乏標準化。接口是電力設備投入使用過程中非常重要的一環，往往決定了后期的電力設施正常連接、高效運轉，甚至決定了其安全穩定性能，蘊含重大的經濟效益，但是卻往往容易被人們忽略。不同的廠商根據自己的設計標準進行生產，缺乏統一合約和數據接通標準，導致電力設備統一性差，相互搭配運行效率低、經濟效益受損。

2.2 電力自動化系統模式選擇存在問題

如果一個電力自動化系統的運行模式選擇得當的話，將會極大地降低設計成本、設備成本、修護成本，并將有效提高電力系統的安全高效運轉性能，極大地節省開支，因此，電力綜合自動化系統的模式選擇具有重大的經濟、社會意義。伴隨著電力自動化工程的不斷增多，電力系統無論是新建、改建、還是擴建，都應該遵循有效的系統選擇模式，實現電力系統運行模式的規范化選擇。經篩選而認定的電力系統必須具有良好的可塑性和運行價值，具有完整的電力實施，功能齊全，實用經濟；并且要求相關的生產廠家提供良好的質量保證服務、有一定的運營基礎、優質的售后服務等。不過從目前來看，我國電力自動化系統在這方面實現得并不理想。

2.3 現行的電力管理體制存在缺陷

電力自動化系統是一個結構復雜、多層次參與的運行過程，中間許多環節都需要多方面的參與和努力才能保障其良好運行。也正是由于其多方面參與的復雜性，一旦電力運轉出現了問題，當兩個或兩個以上相關單位參與到檢修維護工作中來以后，就容易出現相互推卸責任、都不認真對待的情況，這也正體現了現代電力自動化管理體系中所存在的漏洞。此外，也要加強對電力設計、檢修、維護等各環節，盡快建立一套完善的電力自動化管理體系，杜絕發生事故時相互推卸、無人負責的現狀，這對健全電力管理、促進電力自動化系統的發展具有重大意義。

2.4 自動化系統的運行維護人員水平不高

目前，電力自動化設備的維修、檢修都主要是依靠生產廠家。出了事故不能自己及時解決，并耗費大量的人力、財力。要盡快培養一支自己的高素質電力維修隊伍，加強行業內的相互交流，促進彼此電力自動化知識的完善，從而更快更好地解決電力運行中出現的各種設備故障，將其所帶來的損失降到最小。

3 解決電力綜合自動化系統問題的對策

1）多方協作，實現電力自動化系統的技術設計標準化

為了維護電力自動化行業發展的良好秩序，保證其健康高效地運行，杜絕電力市場中因缺乏統一標準而造成的混亂狀況，必須提出一套系統的電力設施技術標準和運行要求，并要求兩者在功能在達到互補。這就要求電力廠家在各項電力設備，如故障錄波與通訊控制器、無限裝置與計算機連接、保護與通訊控制器、RTU 與通信控制器、通訊控制器與主站、 小電流接地裝置與通訊控制器、通訊控制器與模擬盤等設備在接口設計上有一個統一標準，要展開多方面的交流，在設備接頭、數據流通方式，以及運行規約上達成統一意見。如果形成了一個所有廠家都認可并主動執行的電力設備規約制度，那么因設計缺乏統一標準而帶來的一系列問題就可得到有效杜絕。

圖2 新型開放式變電站自動化系統

2）科學設計電力綜合自動化系統模式

電力系統的設計應以有效杜絕各項事故為核心，做到合情、合理、合利，從專業的角度來講，電力綜合自動化系統的設計需要遵循以下條例：

（1）分布式設計：分布式設計要求內各單元的監控、評估、維護等信息進行就地處理，處理成數據信號后通過電力網絡輸送到主控室的中心計算機上。各電力單元獨自處理、互不影響，相互之間形成模塊化的開放式布局。此外，進行控制調配等設施硬件應安裝在主控開關旁或盡量在主控柜附近；

（2）可擴展性與兼容性：電力系統主要設施分為軟件和硬件。硬件設備要求配有相互通訊線路，并配有接地通訊接口。而軟件設施則要求能夠適應不斷發展的電力自動化系統的需要。電力系統的配置可從今后的電力發展需要和技術要求方面著手；

（3）簡單可靠：應簡化各種線路，減少電線數量。用多功能繼電器代替傳統繼電器，以及連接在主控室和控制開關之間的電線。保證開關柜內接線簡潔、清晰，其余接線在采集、控制柜內進行。

3）規范化行業標準并嚴格執行，對制造廠商進行嚴格審查，對電廠運行進行有效監督。

4）建立一支高素質的電力檢修隊伍，擺脫對于生產廠商的依賴性，保證電廠運行效率。

4 結論

近來，信息技術飛速發展，自動化技術逐漸走向電力系統的各個角落。在電力系統的傳統與現代交替中出現了許多的問題，這需要我們用發展的眼觀來看待電力系統自動化建設，實施規范有效的電力管理措施，嚴格、高效地貫徹相關規定，培養自動化技術專業人才，各方面相互協調、相互努力，如此才能促進電力綜合自動化的更好更快發展。

[1]羅毅.電力系統安全監控的理論及方法研究[D].

[2]高愛國.工業變電站監控組態軟件的設計與開發[D].

[3]張繼雄.變電站自動化系統選型中應注意的問題.

[4]徐民.基于Web的縣級電網調度自動化系統設計與研究[D].