電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用和發(fā)展淺析

魏美玲

【摘 要】電力是現(xiàn)代人們生產(chǎn)生活必不可少的部分，隨著科技的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化成為電力發(fā)展應(yīng)用中必不可少的要件，自動(dòng)化不僅提高了電力工作的效率和質(zhì)量，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)及電網(wǎng)的發(fā)展都有著深遠(yuǎn)的意義，是電力行業(yè)一直在深入研究的課題。

【關(guān)鍵詞】電子系統(tǒng)；自動(dòng)化；應(yīng)用；發(fā)展

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的概念

電力系統(tǒng)自動(dòng)化主要是運(yùn)用控制、決策，自動(dòng)檢測(cè)等多功能裝置，結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸及信號(hào)控制對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行整體和局部的監(jiān)控。它是以計(jì)算機(jī)為中心，向四周輻射。總控制的功能是控制其穩(wěn)定性，而分局控制的功能是保持其獨(dú)立性，即使一臺(tái)出現(xiàn)了問(wèn)題，從而不會(huì)影響其他計(jì)算機(jī)的性能，從而在一定程度上保證了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。

從電力系統(tǒng)自動(dòng)化的要求來(lái)講，電力系統(tǒng)自動(dòng)化要求其系統(tǒng)能夠比較及時(shí)、準(zhǔn)確的收集來(lái)自各個(gè)元件的運(yùn)行數(shù)據(jù)，以保證這個(gè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)和安全的運(yùn)轉(zhuǎn)，使其既能夠滿足電能的需求，又可以減少對(duì)人力的依賴性，也延長(zhǎng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)供電設(shè)備的壽命。一旦發(fā)生故障和問(wèn)題，可以做到及時(shí)糾正，快速改正，以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

從總體上講，電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)在于一是節(jié)省人力物力和財(cái)力，從而降低系統(tǒng)發(fā)生故障的機(jī)率，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的技術(shù)發(fā)展早在建國(guó)之初就開(kāi)始有了發(fā)展，并一直保持高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)計(jì)算的快速發(fā)展為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是一個(gè)統(tǒng)稱，它有許多的分支，這些分支共同組成了電力系統(tǒng)的發(fā)展。

2.1 在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化控制系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為主要核心，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用主要是對(duì)電力系統(tǒng)工程實(shí)行監(jiān)測(cè)，收集和分析，并對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行高效的運(yùn)作。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化操作的目的，主要是通過(guò)對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的不間斷監(jiān)控，確保電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量和可靠性，以保障電能的充分供應(yīng)。同時(shí)也將能源損失達(dá)到最低點(diǎn)，確保了電能的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性，實(shí)現(xiàn)了電能的節(jié)約。

我國(guó)目前將電網(wǎng)調(diào)度分為五個(gè)級(jí)別，依次是電網(wǎng)調(diào)度，地區(qū)調(diào)度，省級(jí)調(diào)度，大區(qū)調(diào)度及國(guó)家級(jí)調(diào)度。無(wú)論什么樣級(jí)別的自動(dòng)化調(diào)度都與計(jì)算機(jī)技術(shù)相互依存，其中心都是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，其他的組成部分別有打印設(shè)置、工作站、顯示器、發(fā)電場(chǎng)、變電站終端設(shè)備。這些裝置在計(jì)算機(jī)的串聯(lián)下開(kāi)形成一個(gè)自動(dòng)的調(diào)度系統(tǒng)。

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的功能是多個(gè)方面的，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，可以對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)還要預(yù)估電力系統(tǒng)的狀態(tài)，電力負(fù)荷情況等。這些在計(jì)算機(jī)的緊密聯(lián)結(jié)下，形成一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用。

從級(jí)別來(lái)區(qū)分，縣級(jí)電網(wǎng)的是自動(dòng)化級(jí)別和對(duì)設(shè)備要求最低，不需要應(yīng)用高端的設(shè)施，它的功能比其他級(jí)別的電網(wǎng)要小很多。它僅能夠提供縣級(jí)區(qū)域內(nèi)的控制功能。而地區(qū)級(jí)電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)中，他們對(duì)設(shè)備的要求比縣級(jí)的大，但是他們也是不需要對(duì)發(fā)電廠進(jìn)行控制，只需要對(duì)變電站和電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控。而相對(duì)國(guó)家級(jí)電網(wǎng)和大區(qū)級(jí)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，他們所需要的計(jì)算機(jī)容量是非常大的，所需要的軟件功能也非常強(qiáng)大。但從總體上來(lái)說(shuō)，無(wú)論哪個(gè)級(jí)別的電網(wǎng)，都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的控制和自動(dòng)化功能。

2.2 在變電系統(tǒng)中的應(yīng)用

變電站與輸配電線都是電力系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)變電站進(jìn)行自動(dòng)化控制的目的是為了取代人工，以提高工作效率的應(yīng)用，從而還可以在一定程度擴(kuò)大變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全水平。對(duì)變電進(jìn)行監(jiān)控的特點(diǎn)是用全計(jì)算機(jī)的裝置來(lái)代替電磁式設(shè)備。對(duì)變電站進(jìn)行自動(dòng)化控制，除了可以滿足變電站的操作任務(wù)還，還可以形成重要的分割功能，它是電力自動(dòng)化的重要部分。我國(guó)變電站自動(dòng)化從最開(kāi)始的研發(fā)，到目的超高壓變電站歷時(shí)8年。先是35KV變電站，之后是110KV的變電站，到1998年220KV的變電站得到了推廣和應(yīng)用，到目前是500KV的超高壓變電站。

變電站自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小、功能性強(qiáng)，可靠性高，也因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，變電站自動(dòng)化很快推廣開(kāi)來(lái)。

2.3 配電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

配電網(wǎng)絡(luò)也需要自動(dòng)化，目前來(lái)看，配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化程度很高，正因?yàn)榕潆娋W(wǎng)絡(luò)的程度高，使得配電主站、子站和光線的三層機(jī)構(gòu)的傳輸速度得到保障和提高。

在應(yīng)用中，繼電保障得到加強(qiáng)，停電現(xiàn)象減少，電力供應(yīng)安全性和可靠性得到加強(qiáng)，應(yīng)急機(jī)制得到了完善。從節(jié)省人力的角度上講，一般的輪班的方式被打破，出現(xiàn)了無(wú)人值守的電站，工作人員的效率得到大大提高。

3 電力自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)得到越來(lái)越多的完善與發(fā)展，主要分為以下幾個(gè)方面：

3.1 GPRS技術(shù)的應(yīng)用

偏遠(yuǎn)地區(qū)存在著設(shè)備監(jiān)控的難題，一般的數(shù)據(jù)傳輸方式有著覆蓋范圍小，投資及運(yùn)行費(fèi)用高的特點(diǎn)，而GPRS可以在一定程度上解決傳統(tǒng)傳輸方式的弊端，符合電力數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆Ｒ环矫媸窃诘蛪号渥儽O(jiān)控的應(yīng)用，通過(guò)GPRS功能可以有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，分析、采集，遠(yuǎn)程調(diào)控等，能實(shí)現(xiàn)快速的傳輸電數(shù)據(jù)，具有非常高的性價(jià)比。

其次，傳統(tǒng)的查戶表的方法，已不能滿足人們的生活要求，雖然在一些地方可以使用了預(yù)付費(fèi)的電卡表，但是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)仍然比較難。通過(guò)GPRS，可以將電表采集的數(shù)據(jù)傳到監(jiān)控中心，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的管理。對(duì)于供電企業(yè)而言，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表不是一件容易事，需要大量的人力和物力及財(cái)力，主要是因?yàn)樽冸娬镜臄?shù)量多，地理位置也比較分散，所以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控比較困難。

3.2 DFACTS 技術(shù)和 FACTS 技術(shù)的應(yīng)用

目前，隨著技術(shù)的進(jìn)步，用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求越來(lái)越高，供電的敏感性也越來(lái)越高，應(yīng)用技術(shù)受到重視性比較高，DFACTS 技術(shù)即配電系統(tǒng)中的靈活交流技術(shù)，其應(yīng)用對(duì)于供電的質(zhì)量和穩(wěn)定性都有保證。

在配電網(wǎng)和電力用戶的電子監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量的全程監(jiān)控，保證用戶的質(zhì)量。

FACTS技術(shù)：FACTS 技術(shù)就是交流輸電系統(tǒng)的不斷發(fā)展中，單獨(dú)或者綜合功能的電子裝置，確保輸電的可靠性和高效性，此技術(shù)將處理技術(shù)、電子技術(shù)等應(yīng)用于輸電過(guò)程，同時(shí)能夠保證節(jié)電的環(huán)保效果。

3.3 有效動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)

在這種監(jiān)控系統(tǒng)中，一種是用于監(jiān)控電磁過(guò)程的故障錄波儀，記錄數(shù)據(jù)較為復(fù)雜，時(shí)間也比較短暫，記錄儀與記錄儀之間也缺少通信系統(tǒng)。其忽略了系統(tǒng)的整體動(dòng)態(tài)分析，另一種側(cè)重于監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)刷新時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特征進(jìn)行分析。其局限性促使了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)生。這種技術(shù)科GPRS系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它是由定位系統(tǒng)，處理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成，為相量控制提供了可能性。

3.4 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用

電力企業(yè)對(duì)調(diào)度、監(jiān)控、管理的要求比較高，這就要求其生產(chǎn)、供應(yīng)和消耗要同時(shí)完成，而地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)其實(shí)就是為電力企業(yè)提供一個(gè)平臺(tái)，而在我國(guó)，GIS在電力自動(dòng)化中有著非常廣泛的應(yīng)用。目前多數(shù)供電企業(yè)都已建設(shè)成了MIS，如果要想GIS與MIS相互融合，就必須要正確、全面而及時(shí)的掌握各種資源和信息，必須要有一整套的管理方法，需要GIS與MIS的相互融合和一體化。另外一套系統(tǒng)，SRP是空間資源的簡(jiǎn)稱，它是一套動(dòng)態(tài)行業(yè)的系統(tǒng)，是GIS和ERP系統(tǒng)有有效結(jié)合，也是電力自動(dòng)化的戰(zhàn)略性和先進(jìn)性理念和方法。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著智能計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)正在向著常規(guī)化，高規(guī)格化，高效率化前進(jìn)。其是運(yùn)用種智能技術(shù)，把自動(dòng)化延伸到電力系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是現(xiàn)代電網(wǎng)的需求，也是保障電力穩(wěn)定和安全運(yùn)行的需求，其發(fā)展將推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)的健康快速發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]譚海彬.電力系統(tǒng)自動(dòng)化控倒技術(shù)的研究[J].科技健進(jìn)發(fā)展（ 應(yīng)用版），2012（3）.

[2]楊芳.電力系統(tǒng)自動(dòng)億控制技術(shù)的應(yīng)用研究[J].價(jià)值工程，2010（12）.

[3]朱大新.電力系統(tǒng)自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)技術(shù)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2005.11：4-5.

[4]馬紅.電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010（10）.

[5]蔣碧鶯.智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的運(yùn)用芻議[J].科技展望，2015（18）：103.

[6]陳建明.電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及方向[J].中國(guó)科技信息，2014（5）：143-144.

[責(zé)任編輯：田吉捷]