電力系統運行控制目標及其控制自動化

王振宇

摘要：隨著我國經濟發展水平的不斷提高，電力行業得到了飛速發展，電力系統的運行也更加高效和安全，但是隨著各行各業電力能源需求的不斷增加，供電范圍在不斷擴大，電力系統在供電過程中會出現一些突發事故，運行過程中的故障也不斷增多，嚴重影響了用戶用電效率和供電安全，因此，加強電力系統運行控制的自動化研究對于提高電力系統安全具有重要意義。

關鍵詞：電力系統;運行;控制;自動化技術

引言

隨著科技的發展進步，我國工業化進程也逐步加快，自動化這一先進生產方式在電力系統中應用范圍逐漸擴大，由于供電系統內部結構和線路的復雜性，使得人們在電能生產過程中對安全系數的重視程度不斷加大。電路系統的安全運轉，需要電力系統在工作過程中能夠進行自我修正。

1電力系統的自動化控制目標

電力系統運行控制的目的是保證電力系統的安全運行，減少故障的發生，進而安全、高效的為人們的生產和生活提供電能需求。如果供電系統發生突發事故時，電力系統能夠做到迅速切斷相關的電網，較少經濟損失，并能夠快速的恢復電力系統的正常運行，盡量減少對用戶造成的不便。另外，還要使電力生產綠色環保，符合相關規定。電力能源的質量標準主要包括電能的發生頻率、電能的波形特征、以及電壓。為了確保電力系統能夠大容量輸電，電力系統增加了很多供電設備，但是這些額外增加的環節使電能波形受到了影響，造成波形扭曲，嚴重干擾了電力系統和通信系統，加強電力系統自動化控制可以有效的改善這一問題。

2電力系統運行控制自動化技術

2.1面向對象數據技術

近幾年，面向對象數據技術飛速發展，其具有較高的安全性、較低的應用成本，開放性和共享性較強，可以簡化復雜代碼的編寫，電力系統應用這種面向對象數據技術可以利用數據的接觸點實現對系統的控制，能夠集成對數據進行分析和管理。另外，自動化控制可以通過數據庫的對象函數來完成，實現數據分析和管理的效果，并利用對象函數可以極大的提高自動化控制中數據分析的輸出效率，使數據管理和數據存儲更加安全可靠。

2.2現場總線控制技術

總線控制技術可以實現現場測量和數據傳輸，具有一體化和數字化的特點。自動化系統的建立可以依靠現場的儀表、網絡系統實現數據信息的共享和遠程監控，實現了信息的高度共享和配置。現場總線系統能夠實現數字化通信，主要是生產設備與系統之間，因此，廣泛的應用與電力系統自動化控制中，尤其是FCS系統的應用。FCS系統優化升級了內部全部功能，使得傳感器、變電器等電力設備之間的輸電信號和集成信號充分結合。在系統的底層設置了一個計算機，可以對分散的設備統一管理，系統設備上的所有信息都可以傳輸到計算機中，使自動化控制系統的靈敏度得以提高。

2.3光互連技術

光互連技術是電力系統的中的一項重要技術，主要應用在自動控制和繼電保護中，具有以下特點：第一，有較高的數據輸入和輸出靈活性，不會受到電容負載的影響;其輸出數會受到系統內部探測器的影響;第二，無終端形式的電互連接會受臨界線路長度的制約，而光互連技術卻可以解決這個問題，并能在計算機系統中實現電力線路的高性能連接;第三，信息傳播的速度非常快，可以有效解決扭曲問題，不同平面的不對對其產生影響。

3 110kV變電站電氣自動化的應用

電力系統自動化控制最終是實現無人值班，并提高電力系統的運行效率。因此，從110kV變電站的實際運行進行分析，110kV電子互感器將IEC組網形式與間隔層連接，并對共網傳輸形式特征進行分析，以達到同步技術和保障通信的目的。保障操作箱和測控I/O兩者融合智能終端被安放于端子箱當中，同時結合GOOSSE技術達到主變壓器、線路和母差防止跳閘功能。要想對該網絡結構進行簡化，達到對組播流量擇優配置，二次設備和過程層交換機，為組播協議精準融于對時提供堅實保障，適合變電站深入自動化進程，同時徹底優化網絡配置。

變電站測控、保護等均能夠憑借IEC網絡采樣，電壓切換通過測控、保護和電能表得以進入自動化處理模式。在這一過程中，電表所采集的信息能夠的利用MMS協議對采集終端進行傳輸，網絡通信中的同步技術和相關的設備具有較強的穩定性和兼容性，更有助于變電站實現自動化控制。此外，110kV變電站主要是依據220kV變電站來設置電壓等級，在110kV的變電站的電氣自動化系統中，想要達到變電站雙重保護設想，就要把互感器合并單元和遠端模塊設計為獨立的雙重采樣回路。重視對純光纖、普通和電子式互感技術聯合應用保護作用加以研究。

從變壓器的角度進行分析，自動化控制系統主變壓器套管全部選用光纖式互感器，并通過純光纖和電子式傳感器對母差加以保護。綜合變壓器的技術效果來看，自動化變電站線路光差保護主要是通過兩個端口來完成的，一端應用電子式互感器，另一端應用常規廳感器，二者相互搭配，促進110kV變電站整體自動化的實現。此外，計算機技術是實現變電站自動化的核心，計算機監控系統能夠對變電站的全部設備進行監控，促使變電站系統化的管理和規范化運行。

4 220kV變電站一次設備智能化

本文所述的220kV變電站的一次設備智能化，主要的是在主線形式不變的形式上，采用電子式互感器，一次設備增加智能組件實現一次設備智能化。主變壓器采用高阻抗智能變壓器，利用變壓器原有放油口安裝色譜油循環管和帶鐵芯接地電流傳感器，實現非電量保護狀態監測IED功能。

220kV與110kV有所不同，220kV中互感器主要采用羅氏線圈型電子互感器，并直接與GIS高壓氣室內部內部相連，在各個氣室中安裝SF6氣體密度傳感器，統一配SF6氣體密度IED。SF6氣體通過氣路系統、色譜柱、檢測器檢測實現密度監測功能。留局放測試口，可通過手持式局放儀測試。

GIS電子式互感器主要由三部分組成：第一，一次結構主體，包括互感器罐體、變徑殼體、絕緣盆子、一次導體等，互感器罐體要接地，內裝傳感元件、變徑殼體的主要作用是使電子式互感器能夠適用于不同廠家的GIS，一次導體固定于絕緣盆子上，一次導體與互感器罐體間充SF6絕緣氣體;一次傳感器主要包括兩個完全相同的傳感元件;第三，遠端電子模塊，及時的接收并處理傳感器元件的輸出信號，遠端模塊輸出的串行數字光信號由光纜送至合并單元。電子式互感器有兩個完全相同的遠端模塊，二者互為備用，保證電子式互感器能夠高效運行。遠端模塊的工作電源由站內直流電源提供。一次傳感器及遠端模塊均位于低壓側，雙重化冗余布置。

結束語

綜上所述，電力系統運行控制目標及其控制自動化是現階段我國電力行業發展的重要方向之一，隨著信息技術的使用我國電力行業取得了重大的進步，提高了生產效率，滿足了現階段社會發展和人民群眾的生活需要。但是，由于我國電力行業的自動化與發達國家相比，還存在一定的差距，發展的時間較短，相關技術不成熟，因此，還要學習發達國家先進的技術和經驗，并且結合自身發展的實際情況制定合理的發展方案，進而提高我國自動化控制的質量和水平。

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