電力系統及其自動化技術的應用探討

鐘淑珍

（國網湖南省電力公司龍山縣供電分公司，416800）

電力系統及其自動化技術的應用探討

鐘淑珍

（國網湖南省電力公司龍山縣供電分公司，416800）

為了滿足電力系統經濟性、環保性要求，本文提出了在電力系統中的變電系統、配電系統、電力系統調度等多方面可以應用的自動化技術。自動化技術的應用能夠有效降低電力系統運行成本，提高電力系統工作效率，保證電力系統穩定可靠地運行。

電力系統；自動化；變電系統；配電系統

0　引言

電力系統是指將發電廠的電能進行升壓，流經輸電線，經過變電所降壓，最終到達用戶組成的一個相互連接的整體。電力系統大致可分為：發電系統、輸電系統、配電系統、用電系統。在實際生產生活中，為了保證供電的穩定可靠，會對整套電力系統提出許多要求：可靠性的保證；電能質量的保證；經濟性、環保性的保證。因此，采用先進的自動化技術提高電力系統的穩定性、可靠性是十分必要的。

1　電力系統中的自動化技術

電力系統的自動化技術是指電力系統通過傳感器檢測系統中的某個元件或者局部系統的工作狀態，傳輸系統將采集到的信號、數據傳輸到控制器，控制器進行分析計算做出控制決策，自動保證電力系統穩定、可靠運行。

電力系統中的自動化技術包括：①變電系統自動化技術；②配電系統自動化技術；③電力系統調度自動化技術；

1.1變電系統的自動化技術。變電系統是連接輸電與配電的關鍵環節，自動化技術應用的合理與否影響變電系統對電能運輸、供應的監控，關系到整個電力系統工作經濟性、可靠性。

（1）變電系統的集成化、數字化。伴隨著電子技術的集成程度越來越高，新型的大規模集成電路應用在了變電系統的繼電保護和測控系統上。系統的集成程度越高，存儲、處理數據的能力就越強，其成本就會隨之降低，穩定性也不斷提升。更多的先進的傳感器、開關、保護裝置（光電傳感器、智能電子裝置）的應用，使得系統的數字化程度更高，控制和保護裝置的性能不斷提升。不斷的標準化進程使得不同廠家的設備擁有了標準的接口，設備間的通訊、數據的交換更加方便、可靠。同樣降低了系統維護過程中的成本，提高了系統的工作效率。

（2）控制的網絡化。為了避免一個功能模塊管理多個控制單元，帶來的故障對系統影響大的問題。系統應該將功能模塊細化，讓每個功能模塊只對控制、保護的某一個環節實施檢測、控制。讓控制系統呈現分層分布式的網絡狀，這樣系統的某一個環節發生故障時對整個系統的影響將會大大降低。接口技術同樣提高了控制系統的網絡化程度，從串口到工業總線，再到工業以太網，數據的傳輸速率、處理的效率都有了巨大提高。 控制系統在設計過程中應該考慮由于數據過大、實時性較高的特點。降低系統的丟包率，提高系統的電磁兼容性，提高系統的可靠性。

（3）搖視系統的應用。調度中心的控制室可以通過安裝在各個變電站的視頻圖像采集系統實時傳輸返回的視頻影像，監測各變電站內電氣設備的工作狀態，實現了變電站的無人值守的安全運行。計算機的圖像處理技術的應用降低了電力系統的人工成本，提高系統的無人值守能力。

（4）藍牙無線技術的應用。雖然工業以太網的通訊效率高，能實現系統數據的實時通訊功能，但卻有時會受限于電氣布線。有的環境不適宜布線作業，這就對無線通信技術產生了需求。藍牙技術就是一種應用廣泛的無線通訊技術，該技術的標準統一、技術的共享性較高，是未來控制系統無線網絡通訊的重要方式。

1.2配電系統的自動化技術。配電網的自動化系統是指配電網（包括微網、分布式電源等）的運行監控和控制的自動化系統。包括以下部分：配電網數據的采集與控制系統（SCADA）；饋線的自動化；配電網的通訊系統；配電主站、子站、終端系統。

（1）饋線自動化的實施方法。實際生活中停電的原因可以分為：檢修原因、故障原因。為了縮短停電時間，可以采取多電源或者雙電源的配電網絡：在檢修作業時，只對檢修區域停電；在發生故障時，能準確及時地鎖定故障區域，對其進行隔離，恢復非故障區域供電。

故障的自動隔離與識別，一般采用主站集散控制和就地控制的方法。主站集散控制是指饋線終端單元（FTU）通過通訊信道上傳的數據，交由主站控制系統分析。當系統判斷發生供電故障時，主站就會及時做出隔離、重構網絡的策略，將停電范圍縮為最小。通訊可靠性高才能保證主站的控制決策的實時性以及準確性。就地控制方法則不需要通訊信道。饋線終端單元（FTU）監測配電線路的過流情況或者失壓情況，進行系統的開關、分閘的邏輯控制，從而自動隔離故障區域，恢復非故障區域供電。

（2）配電網的通訊系統。饋線終端單元（FTU）負責采集控制開關的狀態、開關合分的控制。配電終端單元（TTU）負責采集變壓器低壓端的運行狀態，控制變壓器的投入進行系統的無功補償。為了實現遠程集散控制，必須將各個饋線終端單元（FTU）以及配電終端單元（TTU），采用通訊的方法與主站連接在一起。

配電網的通訊系統包括光纖、有線、無線擴頻等通訊方式。根據實際情況可以分別選擇不同的通訊方式。例如主干線路上的各個系統可以采用光纖的通訊方式，支路上的變電、無功補償等系統采用有線電纜的通訊方式，最后在接入主干路的光纖中。

（3）配電網的主站、從站技術。配電網的數據采集與控制系統（SCADA）是指整個配電系統的終端設備將采集到的電網運行狀態實時傳遞至遠程主站。主站通過網絡通訊進行系統的遠程監控及控制。該系統可以采集配電系統的開關動作、實時運行數據等重要信息。在實施主站從站技術的過程中，應充分考慮系統的安全性、可靠性。統籌兼顧、合理規劃。

1.3電力系統調度的自動化技術。伴隨著電力系統監控實時性、可靠性的提高，電力系統調度的自動化水平也會相應發展進步，為電力系統的穩定運行提供更堅實的技術保障。

電力調度自動化系統可以實現數據的采集、分析、處理，運行狀態的監測與報警，歷史數據的存儲等多種功能。在關鍵系統環節還可采用冗余系統的設計方法，當一套系統出現故障的情況時，自動切換為備用系統進行工作，保證了系統長時穩定的工作。負責調度的主站則是電力調度自動化系統的核心部分，從全局角度監控整個系統的運行，協調各個變電站內的RTU之間的關系，使電力系統在穩定、高效的狀態下工作。

為提高調度自動化系統控制的準確性，可以將系統數據的采集過程、分析過程、控制過程以及決策過程進行充分的數字化。電力系統中多種信息（管理信息、控制信息、測量信息）由模擬信號轉變為數字信號，實現數據的集成與共享。通信數字化，各個節點測量、采集到的實時數據可以及時、準確地傳送到調度自動化主站。決策的數字化使系統控制效果更加穩定可靠，抗干擾性也有所提高。

2　總結

科技的不斷進步為電力系統帶來了更多、更有效的自動化技術。更加先進的變電系統的自動化技術、配電系統的自動化技術、電力系統調度的自動化技術將會不斷涌現。先進的電力系統自動化技術將會更加符合未來對電力系統穩定性、經濟性、安全性的要求。

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［2］陳建明.電力自動化技術的發展現狀及方向［J］. 中國科技信息，2014，05：143-144.

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［4］焦偉.電力調度自動化網絡安全防護系統的研究與實現［D］.華北電力大學，2014.

Discussion on the application of power system and its automation technology

Zhong Shuzhen
（State Grid Power Company in Hunan Province，Shan county power supply branch，416800）

In order to meet the economic and environmental protection requirements of power system，this paper presents the application of automation technology in power system，such as power system，power distribution system，power system dispatching and so on.The application of automation technology can effectively reduce the cost of power system operation，improve the efficiency of power system， and ensure the stable and reliable operation of power system.

power system；automation； power system；distribution system