電力系統及其自動化技術的應用探討

王兵

摘要：我國電廠電力系統自動化已經發展到了一個相當高的水平，但還有許多需要改進的地方，今后我國電力系統自動化將會沿著安全、穩定和可靠的方向發展。人的生命是有限的，但科學是無止境的，相信隨著我國科學技術的不斷發展，電廠電力系統自動化技術也會變得更加完善，從而更好的保障我國居民對用電量的需求。鑒于此，本文對電力系統及其自動化技術的應用進行了分析探討。

關鍵詞：電廠;電力系統;自動化技術;應用

一、電廠電氣自動化系統概述

1、電廠電氣自動化系統

電廠電氣自動化系統包含了監控、檢測、保護、通信等功能設備，其系統目的是對所有電廠電氣設備進行檢測、保護、管控制及信息管理。在國內，一些較為落后的傳統電氣系統由于自身限制無法使用集散控制系統進行自動化運行，只能通過連接一些自動化水平比較低的專業硬件及相關的監控設備進行一對一的監控，無法同時監控多個電氣設備。

2、電廠電氣自動化系統的構成

電廠電子動化系統基本分為三個層面，即間隔層、網絡通訊層、站控層。間隔層內的設備間隔布置，以此來改變信號、控制、測量等設備之間的電纜的放置位置，將廠電保護、測試與控制裝置由主控室轉移到開關層，減少了設備之間的直接聯系，僅依靠現場總線與網絡，就可讓設備之間的通訊得以實現，有效增強了設備相互之間的獨立性，精減了二次接線的數量，節省了電廠的成本開支，也避免了讓員工在安裝過程中的多次調試，減輕了員工的工作量。網絡通訊層的設備包含通訊管理裝置、網絡交換機、網絡中繼器等，主要作用是讓各個設備或子系統之間能有效進行交流與信息傳遞。站控層包含操作員、工程師、服務器、UPS等設備，通過分布式與開放式結合的方式，對電廠的設備進行監控和管理以及發揮其他方面的作用。

3、電氣自動化與熱工 DCS控制系統的關聯

電氣系統與熱工自動化相比，在運行中存在著很大的區別。DCS既具備傳統控制、集中化信息管理、操作顯示等功能，還具備強大的數據采集處理、通信功能，是先進程控技術得以實現的重要保證，具有獨立性、協調性、友好性、靈活性等特點。而在電氣控制中，電氣設備的控制對象要少于熱工設備，操作的頻率較低。在電氣設備出現異常時，需要立即進行處理，在中央信號系統被取消后，只有在系統發出警告，監控人員通過明確的指示時才能采取措施。電氣設備保護自動裝置對于可靠性有著極高的要求，并且要求動作快捷、靈敏。電氣量相比于熱工量，沒有特別要求常規控制需要的模件類別以及性能，當電氣控制系統要求具備非常高的可靠性，需要獨立的電氣控制器，便于實際工作的順利開展。在電廠電氣自動化的發展過程中，熱工 DCS控制系統有助于進一步提升電廠的自動化水平，便于電廠電氣自動化的運行管理，將熱工 DCS控制系統納入到電氣自動化控制中，可有效提升電廠的運行效益。

二、電力系統自動化的現實狀況

1、電力系統自動化在電網調度中的運用

電力系統自動化在電網調度中的運用主要是基于計算機及信息技術，通過計算機和信息技術的應用，可以有效地收集、計算和分析電網調度過程中的信息。一方面，電力系統自動化技術可以運用于電網運行的實時監控，通過這種監控，可以有效掌握電網運行中產生的異常狀況，從而為居民的用電提供更好的保障;另一方面，電力系統自動化技術還可以運用于節能減耗，在進行電網運行的監控同時可以通過自動化技術對電網運行進行調控，從而提高供電效率。

2、電力系統自動化在配電系統中的運用

電力系統自動化在配電系統中的運用主要體現在電網改造建設方面，其主要的核心技術依然是以計算機為基礎。電力系統自動化技術可以使配電系統達到更高層次的網絡化水平，通過建立主站、子站和光纖終端這種多層次的結構，使每個層次能夠緊密配合，可以高效的進行通信傳輸，從而優化了配電系統。

三、電氣自動化技術在電廠的應用

1、自動監控模式

電廠主要通過分層分布模式和集中模式實現監控的自動化。在分層分布模式中，通過電氣間隔設計間隔層，將測控單元、保護單元與開關柜或其他一次設備設置在一起。網絡層對相關的光纖活動電纜、通信管理機等設備進行設置，結合電廠現場的總線技術，集中、規約轉換、傳動所有設備采集的數據，傳達控制命令。站基層在通信網絡的基礎上，對間隔層進行管理，并交換信息。集中模式同樣是采用直接連接方式，將強信號轉變為弱點信號，并結合標準直流信號與空節點方式，分別將電器模擬量和開關量信號連接到輸入輸出端口模件柜中，而這個端口所連接的系統是分布式控制系統，通過系統進行組態，以此來實現對長點所有電器設備的監控。這種方式更有利于采集集中主屏，便于電廠工人的管理操作，但是也有可能出現速度的不穩定，可靠性較低，需要提高。

2、自動化監控的關鍵技術

自動化監控存在三個關鍵性技術，分別是檢測保護單元、通信網絡、監控主站。首先是間隔層終端檢測保護單元，現場將檢測保護單元配置在間隔層一次設備單位中。保護單元是確保電廠用電系統安全與運行穩定的昀有效技術，因此該單元需要配置專用、特殊的保護裝置，確保其擁有較強的可靠性、靈敏性和速動性與選擇性。其次是通信網絡，它是電廠電氣自動化系統中非常關鍵的組成部分，對自動化系統功能的實現有著直接影響。昀后是監控主站，一般被安置在站級監控層，以確保對電廠電氣主要設備的監控和管理。通過發電機組容量以及運行管理要求來確定配置的設備與規模，既有單機、雙機也有多機系統進行配置。

四、電廠電氣自動化技術的發展趨勢

電廠電氣自動化技術包含了監控、測量與保護，讓現場總線技術的系統一體化得以實現。為了實現更高層次的信息搜集，解決下層使用功能受限于上層的問題，需要采取分層分布的方式進行系統監控。監控技術在電廠內能夠與相關系統數據進行轉換，讓電廠電氣系統的運行生產活動得到有效管理。電廠電氣自動化系統中的技術創新，讓監控運行一體化得以實現。在整體機組信息與使用情況的分析、匯總中，系統能提供完整的數據，讓機組中存在功能得到昀大發揮，達到系統控制功能的昀優化效果。單元化統一火電機組讓信息的采集與提供變得更加便利，在很大程度上增強了對電網的系統管理，工作效率提升。在電廠電氣自動化系統中，可以運用計算機系統進行實時保護與調整，及時發現其中隱藏的問題，并快速解決，保證自動化電氣系統安全而良好地運行。當前的電廠電氣自動化系統還無法全部達到全通信電氣控制的要求，各系統之間仍舊需要部分硬接線。因此，需要對連鎖熱工工藝開展深入研究，讓電氣系統后臺應用水平得到提升。當前，電氣自動化控制技術正在不斷進步，電廠運行變得更加安全和穩定。因此，在電廠電氣的自動化系統運行中，需要采取有效的控制與保護策略。在電廠電氣自動化的安全維護和穩定控制中，采取自動化技術，讓電氣系統的整體保護功能得到提升。

結束語

隨著現代科學技術的不斷發展，自動化技術在電廠電力系統中的運用也得到了飛速的提升，而現代居民對用電量的需求也越來越高，需要有充足的電量保障，這就對電廠電力系統自動化有更高的要求。為了順應時代潮流，本文簡要介紹了電廠電力系統自動化，并對我國電力系統自動化的現實狀況進行總結，并根據總結對我國電力系統自動化未來的發展方向進行探討。

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