新時期電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的思考

劉樹才

摘要：電力系統(tǒng)在支撐我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展進(jìn)程中起到重要的基礎(chǔ)性作用。但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展電力系統(tǒng)也逐漸趨于自動化。針對電力系統(tǒng)強(qiáng)非線性、時變性以及參數(shù)不確定性等特點(diǎn)，為保障其安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、長效且優(yōu)質(zhì)的運(yùn)行，本文從電力系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題出發(fā)，探索了新時期電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展方向，對提升電力系統(tǒng)的自動化水平和綜合經(jīng)濟(jì)收益具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 自動化 技術(shù)應(yīng)用 思考

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0102-01

眾所周知，電力系統(tǒng)是一個動態(tài)的巨維復(fù)雜系統(tǒng)，具有強(qiáng)非線性、時變性以及參數(shù)不確定性等特點(diǎn)。而電力系統(tǒng)自動化則是指通過對電力系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行實時動態(tài)的監(jiān)測、控制和保護(hù)等手段進(jìn)行電力系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)。自動化技術(shù)的引入為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供了革命性的變革，涵蓋軟件設(shè)計與應(yīng)用，配套設(shè)施建設(shè)等工作。針對電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，自動化技術(shù)幫助其邁入信息化發(fā)展的快車道，促進(jìn)了電力系統(tǒng)更加安全可靠的運(yùn)行，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮巨大的作用。

1 電力系統(tǒng)自動化運(yùn)行中存在的技術(shù)問題

1.1 變電站監(jiān)控運(yùn)行過程中存在的技術(shù)問題

變電站作為電力系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，其運(yùn)行監(jiān)控的穩(wěn)定性、可靠性以及安全性是影響電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素所在。就目前而言，我國電力系統(tǒng)中運(yùn)行的變電站缺乏故障濾波裝置，而針對后臺是否需要增設(shè)監(jiān)控機(jī)的討論也沒有形成統(tǒng)一的意見。在實際工作中，設(shè)置后臺監(jiān)控機(jī)的利大于弊。電力系統(tǒng)的變電站通過設(shè)置后臺監(jiān)控機(jī)，有助于減輕人員的工作負(fù)荷，對電力系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控與管理，為電力系統(tǒng)的安裝運(yùn)行與維護(hù)提供了重要的參考價值。同時，設(shè)置后臺監(jiān)控機(jī)也有助于企業(yè)控制人工成本，減少人員的不必要開支，也是電力系統(tǒng)自動化的重要標(biāo)志之一。而反對安裝后臺監(jiān)控機(jī)的任院長則認(rèn)為無人員看守的狀況下，若變電站出現(xiàn)突發(fā)情況或者運(yùn)行故障時，無法進(jìn)行有效的解除。這種觀點(diǎn)與電力系統(tǒng)自動化是相違背的，是認(rèn)識上的一種偏差。實際上，就電力系統(tǒng)目前的建設(shè)與應(yīng)用水平而言，尚有諸多部分沒有實現(xiàn)自動化，針對這一客觀事實，科學(xué)合理的配置自動化設(shè)備，進(jìn)行人員值班與設(shè)備運(yùn)行相互協(xié)調(diào)的工作機(jī)制將一方面提高電力系統(tǒng)自動化控制的水平；另一方面解決實際工作中存在的問題。

此外，在電力系統(tǒng)自動化發(fā)展進(jìn)程中，故障濾波器是自動化水平的一個重要體現(xiàn)，也是必不可少的裝置。而現(xiàn)實中諸多變電站缺乏故障濾波裝置，對于故障跳閘前后或者電流的非正常變動以及故障電流值等的記錄缺失，導(dǎo)致故障發(fā)生時不能夠有效及時的予以確診和排除。

1.2 數(shù)據(jù)和信息遠(yuǎn)程傳輸中存在的技術(shù)問題

電力系統(tǒng)是一個巨大的維度動態(tài)系統(tǒng)，在其運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生龐大的數(shù)量與信息。而這些數(shù)據(jù)與信息有需要進(jìn)行遠(yuǎn)程的傳輸。目前，有些電力系統(tǒng)中的變電站雖然安裝有后臺監(jiān)控系統(tǒng)，但其無法正常運(yùn)行或者由于設(shè)備陳舊，運(yùn)行效率低下等情況的存在，造成數(shù)據(jù)和信息的遠(yuǎn)程傳輸?shù)氖　６ㄟ^后臺監(jiān)控系統(tǒng)將數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)秸{(diào)度主站的做法并利于數(shù)據(jù)和信息的遠(yuǎn)程傳輸。根據(jù)電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的趨勢而言，應(yīng)通過保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)的通訊單元向調(diào)度主站進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的遠(yuǎn)程傳輸，一方面可以避免因后臺監(jiān)控系統(tǒng)的的不必要的干預(yù)導(dǎo)致信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖』蛘咝实拖拢涣硪环矫姘l(fā)揮通訊單元的自動化技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的高速、安全、可靠的傳輸，避免因后臺監(jiān)控系統(tǒng)故障影響整個電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 新時期電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展的方向和意義

未來，我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展方向必定是沿著科學(xué)技術(shù)變革的步伐，加速電力系統(tǒng)自動化和信息化的城東，如建立DMS系統(tǒng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的信息實時監(jiān)測與傳輸、在線識別與控制、暫態(tài)瞬變的捕捉等功能，集合辦公自動化、地理信息與管理信息系統(tǒng)集成，構(gòu)建完善的電力市場技術(shù)支持系統(tǒng)。從長遠(yuǎn)的角度看，我國電力系統(tǒng)實現(xiàn)自動化將有效的消除因故障停電而造成的社會問題，規(guī)避大面積停電事故的發(fā)生，提高電力系統(tǒng)安全可靠長效的運(yùn)行。此外，電力系統(tǒng)實現(xiàn)自動化也有助于實現(xiàn)電力平衡、負(fù)荷監(jiān)控、精確計量和節(jié)約用電等經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)的運(yùn)行成本，節(jié)約社會資源，為社會經(jīng)濟(jì)的更好更快發(fā)展提供電力支持。

3 新時期電力系統(tǒng)自動化技術(shù)幾點(diǎn)思考

3.1 計算機(jī)智能控制技術(shù)的引入

隨著電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的不斷深入發(fā)展，其控制也面臨著諸多的挑戰(zhàn)，如：電力系統(tǒng)需要進(jìn)行異地控制器之間的協(xié)調(diào)控制、多目標(biāo)優(yōu)化和確保其運(yùn)行環(huán)境與故障排除的魯棒性特效，滿足其自身強(qiáng)非線性與變參數(shù)的特點(diǎn)。而未來計算機(jī)智能控制技術(shù)則是建立在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上推廣應(yīng)用，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)非線性、強(qiáng)魯棒性、自主學(xué)習(xí)與處理能力的特點(diǎn)，這恰恰彌合了電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的要求。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過連接權(quán)值將數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行非線性映射，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和結(jié)構(gòu)的非線性特點(diǎn)，對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行自主優(yōu)化處理，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法和硬件設(shè)施對其控制狀態(tài)進(jìn)行實時學(xué)習(xí)，確保電力系統(tǒng)的長效穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 變壓器設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)

在線監(jiān)測技術(shù)將是電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的一個重要體現(xiàn)，也是電力系統(tǒng)擴(kuò)容和電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大的必然要求。變壓器設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)首先應(yīng)用于設(shè)備檢修過程中，幫助技術(shù)人員準(zhǔn)確、及時的對設(shè)備進(jìn)行檢修，降低故障損耗率和發(fā)生率，提高供電設(shè)備的穩(wěn)定性。針對電力系統(tǒng)故障檢修的特點(diǎn)，一般分為故障檢修、定期檢修和狀態(tài)檢修三個組成部分。而未來變電站在線檢修技術(shù)將保障狀態(tài)檢修階段的準(zhǔn)確性和可靠性，解決離線監(jiān)測和在線監(jiān)測的難題。

3.3 自動化安全保障技術(shù)的應(yīng)用

自動化安全保障技術(shù)是一種靈活的實時恢復(fù)機(jī)制，對保障電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性運(yùn)行具有重要的作用。通過構(gòu)建自動化安全保障技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)行中的日常數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存儲和備份，幫助電力公司開展發(fā)電站預(yù)算核算、系統(tǒng)更新評估和安全指標(biāo)的制定等。自動化安全保障技術(shù)同監(jiān)控系統(tǒng)有效的結(jié)合，對系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況進(jìn)行及時的發(fā)現(xiàn)、報警，從而降低自動化系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險。

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