淺析電力系統(tǒng)及其自動化技術

[摘 要]本文闡述了電力系統(tǒng)的自動化的技術，包括現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、主動的對象數(shù)據(jù)庫技術、光互連并行處理技術等都一一作了概括；然后深入的分析了電力系統(tǒng)自動化技術的應用能力，以期為同行提供有益的參考。

[關鍵詞]電力系統(tǒng)；自動化技術；應用能力

電力的應用推廣已經系統(tǒng)化、自動化，可以說，如今我們的生活已經離不開電力，電力技術的應用已經與社會的發(fā)展緊密結合。那么，什么是電力系統(tǒng)及其自動化技術？電力系統(tǒng)主要是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等相關環(huán)節(jié)組成，通過發(fā)電動力裝置將自然界的一次能源轉化成電能，再經過變電系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)將電能供應到負荷中心，之后通過相應的設備轉化成光能和熱能等，為人們的生活提供便利。電力系統(tǒng)自動化的工作流程就是在中心地帶安裝計算機系統(tǒng)，實施對中心發(fā)電站和變電站周圍系統(tǒng)的監(jiān)控，形成立體的網絡監(jiān)控系統(tǒng)，使信息的傳達和指令的傳輸能夠及時、暢通。中心計算機負責總體的指揮和調控，以及各種數(shù)據(jù)的處理、異常事故的自動回復等，通過計算機與軟件之間的結合，使自動化的程度不斷的加深，達到系統(tǒng)合理可靠的運行目的。

一、電力系統(tǒng)及其自動化技術分析

1.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)就是在安裝的過程中，把現(xiàn)代化的自動儀表裝置與控制設備連接起來，形成雙向的數(shù)字化網絡。現(xiàn)場總線技術具有數(shù)據(jù)計算和數(shù)字通信的功能，通過控制儀表之間形成的網絡系統(tǒng)，對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)與信息進行監(jiān)控，根據(jù)自身的需要對數(shù)據(jù)和信息進行自動化的控制。現(xiàn)場總控技術是一個開放而又分布的控制系統(tǒng)，通過層層的網絡監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對參數(shù)、報警、監(jiān)控、顯示等一系列的自動化功能。目前我國應用最廣泛的總線控制系統(tǒng)就是分布式控制系統(tǒng)，這種方式主要是通過傳感器將設備的狀態(tài)以及電量等收集到控制室的主控計算機上，然后通過計算機的計算和分析，再對設備發(fā)出指令。

2.主動的對象數(shù)據(jù)庫技術。主動的對象數(shù)據(jù)庫技術廣泛應用于電力系統(tǒng)的監(jiān)視與控制過程中，對于系統(tǒng)的開發(fā)與設計也有著直接的影響。主動的對象數(shù)據(jù)庫相比于一般的數(shù)據(jù)庫，具有主動功能以及對對象技術的支持。主動的對象數(shù)據(jù)庫能夠在系統(tǒng)內部實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的判斷和分析，以及對數(shù)據(jù)庫中對象函數(shù)的控制，提高了數(shù)據(jù)的可靠性與統(tǒng)一性，在數(shù)據(jù)的共享上，不會出現(xiàn)差異。隨著信息技術的不斷發(fā)展和研究，電力系統(tǒng)的自動化監(jiān)視和控制可以向著更復雜的方向發(fā)展。

3.光互連并行處理技術。光互連并行處理技術是對電力系統(tǒng)自動化的保護，光互連在輸入和輸出方面有很大的靈活性，不會受電容負載的影響。

二、電力系統(tǒng)建模后的共享能力

在電力系統(tǒng)自動化技術的發(fā)展過程中，系統(tǒng)模型大部分集中在對地理空間屬性的描述，以幾何特征為主的模擬地理系統(tǒng)的思想幾乎成為一種標準，但在實際應用中，它的控制對象具有復雜的電力物理結構。建立電力系統(tǒng)特有的空間語義分析模型是非常必要的。這種針對語義層次的數(shù)據(jù)共享，最基本的要求是供求雙方必須對同一數(shù)據(jù)具有相同的認識，只有基于同一種對電力系統(tǒng)知識的抽象認知才能保證這一點，因此在數(shù)據(jù)共享過程中要有一種電力系統(tǒng)的基本模型，作為不同部門之間數(shù)據(jù)共享的基礎。它包括兩個方面：地理實體幾何屬性的標準定義和表達，包含電力系統(tǒng)服務所覆蓋的空間區(qū)域幾何屬性；物理屬性數(shù)據(jù)的標準定義和表達，對于電力系統(tǒng)，它包含物理結構，各組成部件及整體的物理性能、運行方范的信息共享、綜合，以及多維、動態(tài)的應用分析。

三、電力系統(tǒng)集成度獲得提高

電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展完全是由市場經濟“需求驅動”的結果，無論系統(tǒng)的實現(xiàn)建立在通用技術平臺上還是根植于專業(yè)電力系統(tǒng)自動化平臺，作為跨區(qū)域、多層次的科學決策和高效運營的要求，都需要更有規(guī)范的信息共享、綜合，以及多維、動態(tài)的應用分析。因此，打破傳統(tǒng)信息孤島，進行數(shù)據(jù)整合和應用整合，將多源空間信息與多種相關信息無縫連接，將空間計算融入到主流計算之中，多角度、多側面地展示數(shù)據(jù)之間潛在的關聯(lián)，是未來電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的必然趨勢。電力系統(tǒng)自動化必須具有先進的技術和理念，從而滿足電力企業(yè)現(xiàn)有的和未來的復雜多樣的應用。面向對象技術、Web服務、空間數(shù)據(jù)庫技術都是未來先進的系統(tǒng)平臺所必須采用的技術。

1.電力系統(tǒng)自動化、信息化。由于用戶面對的數(shù)據(jù)大多是直接操作的對象，所以，為了便于用戶的操作和使用，增強數(shù)據(jù)的互操作性是非常必要的。除此之外，還應支持給予圖標的用戶界面，面向對象的數(shù)據(jù)模型直接與電力系統(tǒng)客觀對象相對應起來，支持非地理圖形及地理圖形的一體化統(tǒng)一管理功能。電力系統(tǒng)的自動化運行是一個實時性要求很高的過程，采用各種對象的后期綁定技術，一個對象所屬的類別可以在運行時刻指定，而不是編譯成目標碼時再確定。這樣，用戶可以在現(xiàn)有抽象的數(shù)據(jù)類型和空間操作包上，隨時定義自己所需要的數(shù)據(jù)類型和操作方法，從而增強了系統(tǒng)的開發(fā)性和可擴充性。

2.完善數(shù)據(jù)庫。采用各種數(shù)據(jù)庫來存儲和管理各種數(shù)據(jù)，它的安全機制、數(shù)據(jù)備份機制等都是其它文件管理方式無法比擬的。目前新開發(fā)的系統(tǒng)多以關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為主，利用它強大的管理優(yōu)勢和能夠建立多級索引的檢索方式，能夠有效地減少網絡負載，迅速定位到查詢目標，在多用戶并發(fā)訪問時大大提高訪問效率。但是標準的管理系統(tǒng)存儲空間數(shù)據(jù)也存在一定的問題，如在電力系統(tǒng)中，空間數(shù)據(jù)是可變長度的，其復雜的空間拓撲關系須增加相應的軟件功能；它難以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的關聯(lián)、連通、包含、疊加等基本操作和圖形功能；多維空間對象的空間次序難以描述等。近幾年來，面向對象數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)或者對象關系數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)都已商品化，由于它們都是可擴充的DBMS，可以在其中集中定義空間數(shù)據(jù)類型和操作；空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)可以同樣處理，這為研制集成空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。但是這僅僅是可能，要達到此目的，還要做大量的工作。例如定義空間數(shù)據(jù)類型及其操作，增補有關空間數(shù)據(jù)的查詢優(yōu)化策略等。建立在ODBMS或ORDBMS之上的空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將是技術發(fā)展的主流和研究方向。

四、結語

總而言之，電力系統(tǒng)的自動化就是運用計算機網絡技術實現(xiàn)對電力系統(tǒng)整體的監(jiān)控，主要包括發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)自動化、變電站的自動化以及電網調度的自動化，應用到自動化系統(tǒng)中的主要技術就是現(xiàn)場總線控制技術、主動的對象數(shù)據(jù)庫技術以及光互聯(lián)并行處理技術。它的技術目的就是為了不斷的擴大供電范圍，有效的增強供電的能力，提高供電服務的可靠性和安全性，以達到電力系統(tǒng)經濟、可靠的運行，推動我國電力系統(tǒng)健康、穩(wěn)定的向前發(fā)展。

參考文獻：

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