變電站電力系統及其自動化技術的應用探討

李 健/國網新疆布爾津縣供電公司

變電站電力系統及其自動化技術的應用探討

李 健/國網新疆布爾津縣供電公司

隨著我國電子信息技術的進步，變電站電力系統在作業與管理的過程中都能應用電子信息技術實現其自動化，從而節省了人力資本，提高了工作效率與準確性。本文通過對自動化系統在電力系統中的應用作出討論，進而對自動化技術的優化提出建議。

電力系統；自動化；應用

一、引言

電力系統供電過程是通過變電站切斷或接通線路、調整電壓來完成的，變電站作為輸配電的中軸與集結點，在電力系統中起著十分重要的作用，不但保證生產的順利進行，還起到有效調配的作用，另外，變電站對于系統的安全也起著監控與保障作用。

變電站主要分為：升壓變電站，主網變電站，二次變電站，配電站。計算機軟件的開發與信息系統的應用完全可以實現變電站設備的自動化操作，這樣不但大大的降低了職工的工作強度。電力系統自動化就是要實現自動的掌控和監視電力從出廠到供應的全過程，確保電力輸配過程更有效和通暢。

變電站實行有效的自動化控制，可以實現電力供應的快捷、準確、安全，也可以降低損耗。經過幾十年的自動化系統升級，目前以計算機系統控制的自動化系統達到了很高的穩定與效率的要求。其自動化系統的組成包括變電站監控系統、保護與故障錄波系統、電氣二次設備、電量采集設備、主設備在線監測等系統。在計算機與遙控技術相結合的程度越來越高的今天，應用與升級自動化系統，是電力系統在技術上要不斷研究與完善的步驟。

二、電力系統自動化的作業流程

（一）計算機網絡連接

對于計算機普及程度已經很高的今天，自動化系統就是通過計算機控制來完成動作，對自動化的綜合系統來說，第一步首先是布網，主要是在中心地帶布置控制所，安裝調控中心裝置，以此為基礎布置網絡系統，作為中心調控場所，安裝配套的控制裝置與監督裝置對變電站進行信息服務以及對電廠信息進行反饋，對供電過程進行遠方監視與控制。在監控中遇到問題可以及時的處理。總體來說，就是按照自動化控制計劃，布置立體的網絡管理體系，形成全面暢通的指令傳輸和信息轉達系統。

（二）計算機調度控制

中心計算機組對電網運行情況通過配套的監控設備進行調控，監控設備在相關數據與工作現場攝像方面進行記錄和監管，并通過編制各種報表及時上報上級信息系統進行相關數據分析處理、系統異常報警、事故原因分析等方面的工作。對于系統設置的自動恢復操作，也可以通過自動恢復與重復操作來恢復正常運行，對于損壞不能使用的部分，立即啟用備用裝置。中心計算機調配系統以對監管設備的控制為核心，對于不同的設備都有不同的監控儀表以及信息處理裝置，最終通過中心計算機與分層計算機系統之間的溝通，以及控制計算機和終端硬件以及監控裝置的結合，加上軟件的開發，實現自動化與遠程控制。

（三）電力系統的綜合自動化對分層控制。

中心計算機連接的是具體操作的計算機系統，也就是分支系統，變電站、發電廠、調度中心通過多層級的電子計算機系統形成網絡，通過層層的控制，實現對各個組織的分層管理，按照所管轄的功能范圍對控制功能進行分擔和綜合的協調，以此來達到系統的合理經濟以及可靠運行目的方面的控制系統。

三、電力系統自動化運行中存在的問題

（一）計算機信息系統管理中容易造成沖突

由于電力系統涉及的內容、線路、節點較多，對于一個整套的自動化控制系統來說，中心計算機系統，也分為多個層級與職能的部門，不同層級由不同的主觀部門來管理、運行與維護，不但有主系統還有分系統，其中間環節與手續較多，也會造成系統管理困難。例如，為了確保系統安全，由于各層級的系統硬件及網絡的運行與維護往往是定期與不定期的進行，而維護的內容、標準由于分管節點太多，可能造成時滯與信息不暢、不對稱的問題。

（二）既有信息設備種類與型號較多

隨著科學技術的發展，自動化系統的軟硬件更新升級的速度也變得越來越快，尤其是電力系統，其設備的更新換代走在了各個行業的前面，而對于舊的設備、還能夠使用的設備，往往還保留使用，且不同廠家提供的設備的紛繁混雜，也成了管理的難點，更成為了涉及安全設備管理的難點。例如，DM S系統、WAMS系統、EMS系統，匯集交換機，防火墻，隔離裝置，故障檢測系統等等，有的設備在更新過程中并不一定兼容，新舊設備在使用中會產生效率搭配上的差異，這些不但給設備的運行帶來了不穩定性，也給維護人員帶來了壓力，對于調度來說需要使用各種不同的命令與口徑去監督設備的運行情況，構成了不穩定的操作因素。

（三）電力系統控制中的安全問題

智能化與自動化并不等于完全的操作由系統自主，隨著電網的建設發展以及電網規模的不斷擴大，電力系統的智能性越來越高，自動化操作的誤差越來越小，而人們在潛意識上對電力系統的運行安全就放松了警惕。電力系統的安全問題主要來自于設備和環境兩個方面，而這兩個方面的控制需要人來監控，首先，自動化系統無論是軟件還是硬件方面，在長時間的連續使用中，會出現設備的老化、數據存儲能力下降、數據計算錯誤，甚至控制系統癱瘓。第二，老舊系統存在硬件老化的狀況，大大降低了系統的運行效率與安全性，自動化系統安全管理的風險加大。第三，由于設備與系統在各層級上不統一，不同的系統與硬件維修耗時較長，監控設備經常發生故障，信息傳輸也容易與其他后臺系統發生紊亂。環境因素造成的安全風險主要表現人為環境與操作環境。人跡混雜、運行環境不良會使電源安全存在較大隱患，需要對電源進行相關的維護管理。隨著信息化的發展，監控網絡還有受到病毒和黑客攻擊的危險。自然環境的因素也不能輕視，包括地震、暴雨、大風等情況也會影響到電力自動化整體系統的安全。對于安全問題的處理，一定要做到人控與機控的相結合，在安全控制上仍然以人為主，機控作為最有效的參考，對于現場仍然要有人的巡視和檢查、監測。

（四）系統之間的聯系障礙

由于操作系統與系統所承擔的內容越來越多，各系統之間僅能實現弱連接現象。弱連接就是指各系統只對需要與其他系統交換數據的通信機配置了網關，而系統內其他服務器未配置網關，這種相對獨立的系統設計給網管軟件的部署帶來了一定的限制。

四、電力系統自動化的發展方向

電力系統的自動化的發展首先要全面建立DMS系統，DMS系統是對電氣系統進行綜合管理的系統，能夠使電氣設備的使用效率得到大幅度提高，使控制監測系統得到優化，進而使大面積停電故障自動控制到最低，提高供電的穩定性，管理人員也能根據該系統準確的隨時掌握整個電力系統運行情況以及相關數據。

其次，互感器的開發與使用是國際研究的趨勢，針對不同的情況與條件研究與使用各種類型的互感器（電子式互感器），可以連接傳輸系統和二次變換器的一個或多個電流或電壓傳感器，將被測量按比例傳送給測量儀器、儀表和保護或控制裝置。電子式互感器對變電站自動化系統結構的變革和功能的不斷完善及技術性能的進一步提高，將起很有力的推動作用，它的應用將全面促進數字化的變電站自動化系統的實現。

集成系統與數據庫管理的應用。數據的準確計算與處理、數據的共享是計算機自動化應用的一個主要特點，將保護和監控功能集成到同一裝置中，再經過信息系統的處理，是實現數據共享的主要手段。未來對于信號、信息如何轉化成數據進而對各個區域、節點能夠更加全面、準確的控制，是電力系統自動化研發的又一方向。

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