變電站電力調度的自動化控制技術應用探究

【摘要】隨著我國的經濟水平不斷提高，科技創新水平的日益發展，帶動了各類電子設備和電子產品的廣泛使用，也大大的提高了人們對電能的需求程度，電網壓力逐年增加，人們對電力系統的安全性和可靠性的要求也越來越高，變電站作為我國電力發展的的基礎設施，也要求從傳統的危險性很高的手工操作發展到現在的自動化控制操作，就當前電力設施的發展情況來看，變電站的自動化控制調節可以在電力調度方向有著更好的發展和更安全的只能控制，能夠大大的降低人為手工操作的失誤率，提高了供電效率，保障了工作人員的人身安全。本文就自動化控制技術在變電站電力調度中的應用進行了簡單的研究分析，以供相關人員借鑒參考。

【關鍵詞】變電站 ；電力調度；自動化控制

自動化控制技術不同于傳統的認為機械操控，而是通過計算機技術和電子信息處理技術對變電站中的各種設備進行重組和遠程控制的技術，還能夠對電氣設備的運行情況進行遠程的監控測量和調控的新型技術。

1、變電站自動化發展歷程

1.1 傳統變電站綜合自動化

在最初的變電站自動控制系統中采用的都是小規模集成電路或者是電磁型的的自動控制裝置，這樣的自動控制設備不僅本身結構復雜，在維護和檢修方面有著較大的難度，并且缺少自動檢測能力，運行的可靠性比較低，而且自動化程度很低，根本不能時間遠程的設備操作、監控、自動修改和自動保護等工作。遠程控制不能得到良好的時間，就不能及時的向生產調度中心提供足夠和實時準確的信息，加上變電站中二次設備的連接需要大量的電力電纜，都需要靠觸電和模擬信號來進行信息傳遞，這樣的自動控制系統可靠性和兼容性較低，不能滿足大容量、實現對電網實時監測、控制的要求。

1.2 綜合自動化變電站

綜合自動化變電站的自動控制系統借助了計算機技術和通信技術等多種技術相互融合配合，實現了變電站電氣設備的綜合運用。在綜合自動化系統中，通過可編程控制器構成的各個子系統能夠通過分布分散式結構將網絡和總線進行連接，實現了子系統的監控和微機保護功能。監控系統和微機保護綜合了測距、故障錄波等技術將傳統的指示針顯示替換成CRT顯示或者是數字儀表顯示，縮小了儀表顯示器的大小，使之美觀、準確、方便。而且也實現了觸屏操作和語言提示，取代了傳統的鍵盤操作，真正實現了操作監視的可視化。

綜合自動化變電站有著傳統變電站不可比擬的優勢，第一，提高了變電站的供應電能的質量，提高了電壓的穩定性和合格率，為電網安全提供了保障，節約了電能能源。第二，通過計算機技術和通信技術的應用，使變電站內的操作準確率和測量數據的真實性都得到了大大的提升，能夠快速的將檢測數據信息準確無誤的傳輸到生產調度中心，是變電站的運行效率檢測控制管理水平都得到了顯著的提提升。第三，綜合變電站具有傳統變電站不具有的自診、自檢功能，能夠在運行異常的情況下快速的發出警示，及時提醒工作人員對變電站電氣設備進行檢查和問題處理，大大的提高了變電站的可靠性和安全性。第四，綜合自動化變電站與傳統變電站相比，其占地面積大大減小，降低了變電站工程的建筑投入，同時設備結構更加緊湊，功能加強，能夠進行高度的信息資源共享，節約了大量的人力、物力和財力，大大的降低了變電站的資金投入，同時提高了變電站的工作效率，得到更高的資金回收效率。

1.3 智能變電站

智能變電站是通過全站的信息數字化、通信平臺網絡化和信息共享標準化的要求來實現自動的完成信息采集、監測、控制和保護等功能，并且要求采用先進、可靠、低碳環保的智能設備，能夠根據實際需要對電網進行自動控制、智能調節、協同互動和在線分析決策等高級控制的變電站。

2、自動化控制技術在變電站電力調度中的模式構成

2.1 集中式結構

集中式結構是自動化電力調度結構中應用最為廣泛的一種結構。通過擴展整個變電站中的I/O接口來獲取更為準確的信息，比如在變電站在進行數據采集之后可以將采集的數據在數據統計的基礎上進行想用的監控、保護燈處理，也可以按照已經設定的程序進行自動控制。集中式自動控制結構并不是單獨由一臺計算機完成監控、保護等所有自動控制程序，而是在一臺計算機進行自動控制工作時，主動的處理更多的自己所負責的控制領域，比如在電路器應急處理時，另一臺計算機要負責于此相關的多回低壓電路保護的自動控制，這就是集中式結構的自動控制程序的體現，是現如今自動變電站應用最廣泛的控制結構。

2.2 分布式結構

分布式結構的控制結構與集中式控制結構的控制方式完全相仿，不是又一臺計算機整體來組成相關的控制工作，而是將變電站自身的功能進行擴展，將各個控制功能分散到各個計算機中去，一般情況下這種功能分散都通過由CPU系統運算出的一定的規律進行分散。這種控制模式的優勢在于能夠將同時發生的多任務通過CPU的分配并行進行解決，能夠不必擔心在同一時刻大量數據傳輸而導致的系統卡死問題的發生，而且該控制結構是由串行的方式來進行信息交換，這就意味著在控制系統中如果某一模塊出現了故障并不會影響其他模塊的正常運行，這種分布式結構的控制系統常常用在一些中低壓變電站等維護困難的變電站中。

2.3 分布分散結構

分布分散結構是一種綜合的控制結構，是將元件和斷路器間隔進行了重新的設計，將單層的邏輯系統變成了雙層的邏輯系統，劃分為變電站層和間隔層，甚至還會在變電站層和間隔層之間插入一個通信層。在分布分散控制結構正常運行的時候，間隔層對數據進行采集，與此同時將控制和保護功能集中到很小的測控范圍內進行集中處理，測控單元通常根據實際需要會放到電路器間隔旁邊，通過特殊的光纜進行連通。這種控制結構的優點在于減少了電力電纜線路的連接，降低了電磁干擾，提高了信息傳遞的可靠性和準確性，這樣的控制結構在某個模塊出現故障同樣不會影響其他控制系統模塊的運行，最關鍵的一點是這種控制結構的設置可以進行提前組裝，大大的降低了現場設備安裝的難度，提高了變電站的施工效率。

3、自動化控制技術應用于變電站電力調度中的優越性

3.1 提高供電服務的質量，提高電壓合格率

自動控制技術在變電站的電力調度中的應用使一個擁有完整功能的服務系統，無功自動控制就是其中的一項重要功能，在配置有載調壓變壓機和無功補償電容器的變電站中，能夠最大限度的穩定電壓，大幅度的提高電壓合格率，而且延長相應電氣設備和通訊設備的使用壽命，從而保障了這些設備的運行安全，對降低電能損耗和網絡損耗有著重要的作用。

3.2 保護變電站的安全，提高運行水平

自動控制運行系統都是由電腦操控，所以有著與人相比更加敏捷的反應速度，有的裝置具有查找故障和診斷能力，能夠迅速的發現故障并且及時的自動采取斷電等保護措施，有的裝置可以對運行數據進行監測，當被監測對象的數據不在正常范圍內的時候會自動發出警告。這樣的自動控制技術能夠最快的將可能發生事故的因素找到甚至自行解決，大大的提高了變電站設備運行的安全性、可靠性和穩定性。

3.3 提高管理水平

將自動控制技術應用于變電站以后，包括數據監測、數據采集還得數據記錄等工作都是通過電腦和網絡自動工作。自動控制技術不但節約了人力物力和大量的時間，又能避免各種因素的干擾，是數據的精準度得到了極大的提高。在自動控制系統正常運行的時候工作人員只要通過屏幕顯示就可以知道各項相關數據，也可以通過互聯網查詢任何時刻的數據變化，出現問題時自動控制系統也會第一時間發出警報，自動的進行合理的調節和控制，極大的提高了變電站的管理水平。

3.4 減少工作量

由于自動控制系統可以通過電腦和網絡根據設定程序進行遠程的操作和調整，所以只需要少量的值班人員在電腦前監管就可以了，這樣就減少了人力勞動的浪費。

3.5 降低成本

由于自動控制系統的應用，使得變電站的通過計算機和電子通信技術來得以運行，所以在信息傳遞和資源共享方面的便利性很強。而且現在大規模集成電路的成本在不斷的降低，這也使得建設變電站自動控制系統的成本下降，性價比不斷提升，使得自動化變電站能夠獲得更高的效益。

在我國經濟不斷發展，供電需求不斷增加的形式下，自動化控制技術應用于變電站電力調度提高了變電站的工作效率，降低了電能的損耗，避免了人力的浪費，使得建設自動化變電站更加符合我國的國情，也促進了我國電力事業的可持續健康發展，隨著科學技術的進一步發展，自動化變電站將具有更加強大的優越性。

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作者簡介：吳洪志（1970-），漢族，男，天津寶坻人，大專，國家新聞出版廣電總局九五一臺，電力工程師。研究方向：變電站設備安裝與維護。