電力系統(tǒng)自動化技術的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

王勛

摘要：隨著計算機和信息技術的應用，電力系統(tǒng)自動化技術出現(xiàn)并得到推廣，它在確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定及可靠運行，提高供電質(zhì)量和效益方面發(fā)揮重要作用。本文探討電力系統(tǒng)自動化技術的工作流程及控制要求，分析電網(wǎng)調(diào)度自動化和電力系統(tǒng)變電站自動化技術的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。在此基礎上，就有效應對電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢提出保障措施，主要包括順應電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢、提升電力系統(tǒng)自動化的安全控制水平等內(nèi)容。

Abstract： With the application of computer and information technology， the automation technology of power system emerges is popularized. It plays an important role in ensuring the safe， stable and reliable operation of electric power system and improving the quality and efficiency of power supply. This paper discusses the work flow and control requirements of power system automation technology， analyzes the application status and development trend of power grid dispatching automation and power system substation automation technology. On this basis， it will effectively deal with the development trend of power system automation， including the trend of adapting to the development of power system automation and improving the level of safety control of power system automation.

關鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化技術；電網(wǎng)調(diào)度自動化；變電站自動化；自動化控制

Key words： power system；automation technology；grid dispatching automation；substation automation；automation control

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）13-0202-03

0 引言

電力系統(tǒng)與人們的日常生活、國民經(jīng)濟發(fā)展有著密切聯(lián)系。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展和人們生活質(zhì)量提高，對電能的需求量也在不斷增加。為確保供電順利進行，提高電力系統(tǒng)的質(zhì)量是必要的。一般而言，電力系統(tǒng)主要包括發(fā)電、輸電、變電、配電和用電五個部分組成，隨著電力技術創(chuàng)新發(fā)展，電力系統(tǒng)綜合性能、電壓等級、供電等級也在不斷提升。目前，電力系統(tǒng)逐漸連成網(wǎng)絡，結構日趨復雜、規(guī)模不斷擴大、供電能力也在不斷提升。與此同時，為更好滿足人們的用電需要，確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定以及可靠運行，提高供電質(zhì)量和效益，發(fā)展并利用電力系統(tǒng)自動化技術顯得越來越重要。

1 電力系統(tǒng)自動化技術的工作流程

隨著自動化技術的應用，電力系統(tǒng)控制中心得到升級和改造，不再采用傳統(tǒng)的人工控制方式，而是在控制中心裝備計算機，建立現(xiàn)代化的控制中心，從而有利于全面監(jiān)測和詳細掌握電力系統(tǒng)運行的基本情況。通常以計算機控制為中心，構建向四周輻射的控制網(wǎng)絡體系，并在整個電力系統(tǒng)之中，建立完整的、立體化的覆蓋網(wǎng)絡，實現(xiàn)全面而暢通的信息傳遞和指令傳輸，如圖1所示。有利于管理人員及時掌握電力系統(tǒng)的基本情況，實現(xiàn)供電的安全、穩(wěn)定與可靠，進而滿足人們的用電需要。中心控制計算機的主要作用是，整合并使用各種軟件，負責對電力系統(tǒng)進行整體調(diào)度和控制，實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行、監(jiān)測等各項操作的自動化。[1]同時，在電力系統(tǒng)自動化進程中，通常采用分層操作和控制方式，全面掌握系統(tǒng)每層運行的基本情況，對存在的不足及時改進和調(diào)整。從而有利于保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定及可靠運行，提高供電的安全性。

2 電力系統(tǒng)自動化技術的控制要求

在自動化技術逐漸推廣和應用的前提下，為促進自動化技術得到有效利用，使其在電力系統(tǒng)之中充分發(fā)揮作用，加強自動化控制，提高操作人員素質(zhì)，把握每個操作控制要點是必要的。一般而言，自動化控制的要求表現(xiàn)在以下方面：準確并迅速收集電力系統(tǒng)的運行參數(shù)，做好電力系統(tǒng)元器件的檢測工作，對存在的缺陷及時采取措施修復。加強電力系統(tǒng)運行監(jiān)控，及時掌握系統(tǒng)運行狀況，了解各種元器件的技術、安全和經(jīng)濟節(jié)能方面的要求。并注重對系統(tǒng)操作人員和調(diào)控人員的管理培訓，讓他們把握每個技術要點，嚴格按要求進行設備操作和元器件調(diào)控。重視電力系統(tǒng)不同層次、局部系統(tǒng)以及各種元器件的綜合協(xié)調(diào)，優(yōu)化整合各種資源，為整個電力系統(tǒng)尋找最優(yōu)質(zhì)的供電方式，確保電力系統(tǒng)安全有效運行，并且還有利于節(jié)約電能，降低供電成本。[2]總之，通過自動化技術的應用，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化調(diào)節(jié)和控制，不僅可以降低工作人員的勞動強度，節(jié)約人力資源和管理成本，還能促進電力設施更為有效的發(fā)揮作用，延長電力設備使用壽命。并改進電力設備的運行性能，實現(xiàn)對安全事故的預防，減少大面積停電事故發(fā)生的可能，確保供電的穩(wěn)定性與可靠性，為人們?nèi)粘Ｉ顒?chuàng)造良好條件。

3 電力系統(tǒng)自動化技術的應用現(xiàn)狀

整個電力系統(tǒng)中，自動化技術的應用非常廣泛。與此同時，隨著計算機和信息技術的普及，電力系統(tǒng)已經(jīng)改變以前單一的控制和管理方式，而是在自動化技術的支持下，將電力系統(tǒng)中的各種技術措施進行優(yōu)化整合。這樣不僅能提高對電力系統(tǒng)的管理與控制水平，還能推進電力系統(tǒng)自動化和智能化進程，對整個電力系統(tǒng)運營和發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

3.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化技術 主要設備包括：電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、服務器、工作站、打印設備、大屏幕顯示器、電網(wǎng)調(diào)控中心、電廠、變電站終端設備等。將自動化技術應用到電網(wǎng)調(diào)度領域，能夠實時監(jiān)控并采集電力生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)，監(jiān)測電力生產(chǎn)中的安全狀態(tài)，并對電力系統(tǒng)的運行狀況進行評估。[3]通常來說，縣級電網(wǎng)調(diào)度控制中心的設備規(guī)模比較小，工作站和服務器通常采用普通的商用PC機。地市級調(diào)度中心比縣級的大，通常實時、自動監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的各級變電站與配電網(wǎng)，確保各類設施有效運行，進而提高供電的安全性與可靠性。國家級調(diào)度中心的規(guī)模較大，服務器和網(wǎng)絡設備的容量大，各種設施功能齊全，軟件的綜合性能良好，運行效率較高。通過自動化技術的應用，能有效掌握電力系統(tǒng)運行情況，推動電網(wǎng)調(diào)度工作高效、有序進行。

3.2 電力系統(tǒng)變電站自動化技術 整個電力系統(tǒng)之中，變電站和輸配電線路是連接發(fā)電廠和電力用戶的重要環(huán)節(jié)。隨著信息技術和計算機技術的應用，變電站自動化趨勢越來越明顯。并且在變電站運行中，自動化技術可以逐步取代人工操作，推動變電站運行效率提升。同時還可以實現(xiàn)對變電站運行的全過程監(jiān)控，有效提升監(jiān)控能力，掌握變電站運行的基本情況，對存在的安全隱患及時排除，促進變電站運行的安全水平提升。變電站自動化的主要表現(xiàn)為：注重計算機的應用，改進站內(nèi)裝置，替代電磁式設備，全方位監(jiān)測和控制站內(nèi)的電氣設備。[4]同時利用計算機的電纜或光纖替代電力信號電纜，重視現(xiàn)代監(jiān)控儀器和設備的使用，逐步實現(xiàn)監(jiān)控設備的屏幕化、數(shù)字化與網(wǎng)絡化，讓站內(nèi)運行管理和數(shù)據(jù)記錄實現(xiàn)自動化，對電網(wǎng)調(diào)度自動化也產(chǎn)生積極影響，也為變電站有效運行和發(fā)展奠定了基礎。

4 電力系統(tǒng)自動化技術的發(fā)展趨勢

在供電系統(tǒng)逐漸升級，性能逐步改善，技術不斷創(chuàng)新和發(fā)展的前提下，電力系統(tǒng)自動化技術也取得進步與發(fā)展。例如，由開環(huán)監(jiān)測逐步變?yōu)殚]環(huán)控制，由高電壓逐步變?yōu)榈碗妷海蓡我还δ苤鸩窖葑優(yōu)槎喙δ埽⒆罱K實現(xiàn)一體化。此外，在自動化技術的推動下，電力裝置的性能得到不斷改進和發(fā)展，最終要實現(xiàn)電力系統(tǒng)的快速化、靈活化、數(shù)字化和智能化。這樣不僅能顯著提升電力系統(tǒng)的綜合性能，還能有效滿足人們的用電需要，并且有利于電力系統(tǒng)更好服務于經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。

4.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化技術發(fā)展趨勢 例如，以提高電網(wǎng)調(diào)度工作水平為目標，研制并開發(fā)能適應多種需要的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，構建完善的電力設備和電力系統(tǒng)安全防護體系。研究電網(wǎng)調(diào)度自動化運行維護的新方法，重視電力系統(tǒng)信息的挖掘、優(yōu)化及整合，提升電網(wǎng)調(diào)度信息化和現(xiàn)代化水平。[5]根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度自動化需要，構建新型管理體制，進一步提高電網(wǎng)調(diào)度工作效率。

4.2 電力系統(tǒng)變電站自動化技術發(fā)展趨勢 逐步實現(xiàn)變電站系統(tǒng)結構的革新，一次設備和測控設備融合，提高設備智能化水平。測控設備只需要一臺計算機顯示器甚至是便攜式機器，就可以滿足測控工作需要。[6]并且在線測控技術得到利用，將調(diào)度自動化、變電站管理、通信、保護等進行綜合考慮，有利于變電站實現(xiàn)資源共享，為電力系統(tǒng)管理維護和技術升級提供數(shù)據(jù)支持。

5 電力系統(tǒng)自動化技術的保障措施

隨著計算機和信息技術的應用，再加上經(jīng)驗的總結，電力系統(tǒng)自動化已經(jīng)成為不可逆轉的趨勢。同時，為推動自動化技術得到有效利用，確保電力系統(tǒng)的安全可靠，可以采取以下對策。

5.1 順應電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢 應該順應電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢，注重自動控制技術、自動監(jiān)測技術、順序控制技術的應用，構建自動化管理系統(tǒng)，提升電力系統(tǒng)管理水平。逐步利用計算機監(jiān)控替代人工操作，降低工作人員勞動強度。重視多媒體技術應用，逐步實現(xiàn)電力系統(tǒng)監(jiān)測的網(wǎng)絡化與自動化。

5.2 提升電力系統(tǒng)自動化的安全控制水平 現(xiàn)代社會，人們對供電指標的要求在不斷提高。因而電力系統(tǒng)自動化控制應該把握這個趨勢，以“安全、經(jīng)濟、可靠、優(yōu)質(zhì)”為目標，推動自動化技術升級，實現(xiàn)電力系統(tǒng)控制的智能化、區(qū)域化和協(xié)調(diào)化。[7]例如，利用自動化技術進行電力設備操作、調(diào)試和維護，改善電力設施的保護性能，提高設備運行的準確率與可靠性。還要逐步取代人員值守模式，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的遠程監(jiān)測、控制和調(diào)節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的安全隱患，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

6 結束語

隨著技術創(chuàng)新發(fā)展和供電系統(tǒng)升級，電力系統(tǒng)自動化技術的應用越來越廣泛，并且逐漸成為一種趨勢。尤其是在用電需求量大、電網(wǎng)建設比較復雜的地區(qū)，自動化技術的應用顯得尤為重要。在這樣的背景下，為提高供電質(zhì)量，確保供電的安全性與穩(wěn)定性，在發(fā)展和利用自動化技術的同時，也不能忽視對電力設施的升級與改造。同時還要善于總結經(jīng)驗，推動自動化技術的創(chuàng)新發(fā)展，并確保自動化技術的安全。從而全面推進電力系統(tǒng)自動化的早日實現(xiàn)，有效滿足人們的用電需要，促進經(jīng)濟社會發(fā)展和人們生活水平提高。

參考文獻：

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