淺談智能變電站發(fā)展與電力自動化應(yīng)用

摘 ?要：隨著時代的發(fā)展，特別是科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，電力事業(yè)得到了快速發(fā)展，在電力系統(tǒng)技術(shù)高速發(fā)展的情況下，無人值守將成為變電站管理的一種主要方式。本文通過筆者的工作經(jīng)驗和查閱相關(guān)資料，淺談智能變電站的發(fā)展，對變電站采用的機電自動化與信息數(shù)字化兩種方式進行簡析。并對電力自動化在PLC技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)、規(guī)范化管理程序、傳動技術(shù)及人機界面等方面的應(yīng)用進行解析。

關(guān)鍵詞：智能變電站;發(fā)展;電力自動化;應(yīng)用

引言

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，在國民經(jīng)濟的發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用。變電站是電力系統(tǒng)中一個重要的場所，該場所可以對電壓和電流進行交換和分配，之后將電能輸送給用戶。而智能變電站屬于一種綜合性自動化系統(tǒng)，主要對變電站進行以下幾個方面的操作：控制、調(diào)度、自動監(jiān)視以及測量等，以此來提高輸電效率，最大限度降低電能消耗。具體簡析如下：

一、智能變電站發(fā)展情況歷程

（一）采用機電自動化方式

以前是采用人工值守變電站的方式進行變電站的管理，人工值守這樣的方式存在著一定的弊端，值班效率偏低，同時浪費了企業(yè)的大量人、才、物的力量，一定程度上阻礙了變電站的進一步發(fā)展。而隨著無人值守這種方式投入到對變電站的管理中，同時應(yīng)用電力自動化技術(shù)，既改善了管理方式，又提高了管理效率，也為電力企業(yè)降低了對變電站管理投入的人、才、物等大量成本，無人值守是變電站管理新的發(fā)展趨勢。隨著20世紀80年代中期清華大學研制并開始使用35KV變電站微機自動化系統(tǒng)，無人值守變電站才逐漸發(fā)展起來。

（二）采用信息數(shù)字化方式

當下信息技術(shù)快速發(fā)展與應(yīng)用推動了社會進步的同時，也大大推動了電力自動化運行系統(tǒng)的發(fā)展，人們的生活模式也有了較大改變。由于工業(yè)電網(wǎng)的發(fā)展較為復(fù)雜，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行成為了大家關(guān)注的問題，安全要求不斷提高，對于自動化領(lǐng)域來說，現(xiàn)場總線就是計算機局域網(wǎng)，在人們的日常生產(chǎn)、生活中發(fā)揮巨大作用。而現(xiàn)場總線多用于電站、電力系統(tǒng)以及變電站中，有利于項目的經(jīng)濟性、可靠性以及高精度。而且它的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率非常快，完全可以滿足變電站關(guān)于信息傳輸速率的要求，而且已經(jīng)超過了要求，現(xiàn)場總線的抗干擾與抗震動能力相當強，所以對于環(huán)境比較惡劣的變電站更為適用，在整個生產(chǎn)活動中起著核心作用。

數(shù)字化的變電站運管系統(tǒng)比較先進，在電力生產(chǎn)過程中，變電站綜合自動化采用了微機技術(shù)，數(shù)據(jù)可自動化運行，同時其記錄統(tǒng)計更為人性化。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要包括以下幾個系統(tǒng)：（1）監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)具有以下幾個功能：數(shù)字量輸入、模擬量輸入及控制輸入等。此外，還可以對變壓器和站內(nèi)線路實施參數(shù)的監(jiān)視以及測量等。（2）保護系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，繼電保護比較獨立。此外，以下幾個方面也需要獨立：保護的邏輯功能、測量以及啟動、輸入量、跳閘等。（3）斷路器閉鎖系統(tǒng)。全方位的防誤操作系統(tǒng)是該系統(tǒng)的一大優(yōu)勢，因此可以完成“五防”工作。變電站在正常運行中如果出現(xiàn)問題，其數(shù)字化的運管系統(tǒng)就能夠進行快速分析并給出報告，對問題的起因、如何處理作出分析;對發(fā)生問題解決之后，該系統(tǒng)會對變電站設(shè)備進行維修的情況主動報告。對于變電站處于連接中的一次電氣設(shè)備、二次電子裝置二者來說，數(shù)字化通信是二者有效的一個通信平臺，只有保證變電站的數(shù)據(jù)通信平臺、數(shù)據(jù)建模之間的統(tǒng)一，才能可能實現(xiàn)智能裝置在平臺上的相互操作。

通過在變電站中運用智能化的信息系統(tǒng)，同時以數(shù)字化的管理模式為基礎(chǔ)，為了在短期內(nèi)增加其智能裝置數(shù)量，就需要采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信平臺與數(shù)據(jù)建模從而實現(xiàn)互操作性。

二、解析電力系統(tǒng)自動化的應(yīng)用

電力自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)運行中的應(yīng)用，推動了電力系統(tǒng)中仿真技術(shù)的應(yīng)用。電力自動化的應(yīng)用就是通過融入局域網(wǎng)絡(luò)計算機，以程序控制為基礎(chǔ)，分析變電站的真實運行情況，并對其運行狀況進行管理。電力自動化在變電站中的應(yīng)用，能夠為電力系統(tǒng)提供大量的運行數(shù)據(jù)，全面掌握電力系統(tǒng)的運行情況，有利于加強對其管理程序的規(guī)范力度，提高管理質(zhì)量。電力系統(tǒng)運行中電力自動化技術(shù)的具體應(yīng)用在以下方面：

（一）可編程邏輯控制（PLC技術(shù)）

可編程邏輯控制簡稱PLC技術(shù)，是電力自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的一個重要部分。可編程邏輯控制是計算機科學技術(shù)和自動化控制技術(shù)相結(jié)合的一種技術(shù)產(chǎn)物，可編程邏輯控制在電力系統(tǒng)運行中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的邏輯運算、信息記錄以及根據(jù)不同的計算機指令自動編寫程序代碼等功能，有效降低了電力系統(tǒng)的能耗，使電力系統(tǒng)實現(xiàn)了更加靈活的運行狀態(tài)。電力系統(tǒng)運行中可編程邏輯控制的應(yīng)用，不僅可以快速完成信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳遞、轉(zhuǎn)換、整合、分析和采集等工作，還可以智能控制操作電力系統(tǒng)中一些計算機指令。

可編程邏輯控制還被廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)中很多的控制環(huán)節(jié)，可編程邏輯控制可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)總線中的信息通信鏈接，實時控制電力系統(tǒng)中的一些信息模塊，使整個電力系統(tǒng)中相關(guān)的系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)運行。通信技術(shù)具有信息全、規(guī)模大以及傳播快的優(yōu)勢，將通信技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的運行管理中，既有利于深化電力系統(tǒng)的運行管理，又能夠從根本上推動變電站的自動化發(fā)展。

（二）計算機方面技術(shù)應(yīng)用

電力自動化的應(yīng)用就是通過融入網(wǎng)絡(luò)計算機，計算機技術(shù)是電氣自動化技術(shù)組成中的一項核心技術(shù)，電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)運行中的應(yīng)用，使得計算機技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)運行的供電、變電、配電等多個方面都有著非常廣泛的運用。隨著計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)逐漸實現(xiàn)了智能電網(wǎng)，在電力系統(tǒng)的輸配電以及供變電等環(huán)節(jié)發(fā)揮著越來越重要的作用。由于通信技術(shù)早期受技術(shù)條件落后的限制，在其運用時采用的管理模式比較簡單，主要為串行通信技術(shù)。在使用中，我們發(fā)現(xiàn)該技術(shù)存在一定弊端：功能少、通信速率低、效率差以及傳輸速率差，所以使用效果較差。

信息技術(shù)發(fā)展之后，在變電站的自動化系統(tǒng)中運用了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在一定程度上改善了其自動化起到了直接推動的作用。在通信

（三）電力自動化在綜合技術(shù)升級方面的應(yīng)用

第一，傳動技術(shù)的運用。在變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用過程中，變頻器是組成整個傳動技術(shù)的核心部分，在實際運行時，更好地實現(xiàn)了控制程序變頻的速度。變頻器包括幾個部分：保護電路、控制器、濾波器、驅(qū)動電路以及整流器等智能化管理系統(tǒng)。變頻器在電力設(shè)備中主要應(yīng)用在節(jié)能、減排、降耗中，所以變頻器的研究有利于對電力行業(yè)進行技術(shù)改造。

第二，人機界面的應(yīng)用。現(xiàn)代是一個科學技術(shù)騰飛的時代，隨著電力行業(yè)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，生產(chǎn)、生活對用電量的需求在不斷增加。電力技術(shù)對變電站的設(shè)備穩(wěn)定運行要求也更為嚴格，所以對變電站設(shè)備與變電站的管理提出了更高要求。對于目前的變電站二次設(shè)備來說，直流電源屏是其關(guān)鍵部位，既保護了電源又需要提供直流控制。在變電站自動化發(fā)展中，以保護電源為前提，對直流電源屏進行管理時，通過采用軟件開發(fā)技術(shù)，把多級變換的工頻交流變?yōu)榉€(wěn)定的直流，從而促進電力系統(tǒng)自動化的整體發(fā)展。

（四）電力自動化在規(guī)范化管理程序方面的應(yīng)用

對程序的規(guī)劃化管理以及規(guī)范化管理程序的應(yīng)用有利于處理電力系統(tǒng)的自動化抗干擾。規(guī)范化的程序管理需要做到：

第一，合理配置工作人員。進行有效的人員組織分配工作，對人員的工作目標與責任進行明確，從而使電力系統(tǒng)運行形成一個正常安全的模式，通過對相應(yīng)規(guī)章制度管理的完善，加強培訓電力系統(tǒng)工作人員的繼電保護知識，促進系統(tǒng)的規(guī)范化管理與繼電保護二者形成有效模式。

第二，建立繼電保護設(shè)備臺賬。將電力設(shè)備的運行狀況、臺賬、維護情況、缺陷處理與事故分析等檔案化建立維護處理模式，進行嚴格考核與跟蹤管理，制定一定的獎懲制度，做好對二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測管理，讓大家看到對繼電保護進行監(jiān)測管理所帶來的良好狀態(tài)。

結(jié)束語

綜上所述，智能變電站是采用自動化進行管理模式，具有投資少、管理效率高的優(yōu)勢，伴隨我國電力科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，智能變電站在發(fā)展的過程當中其范圍規(guī)模也會越來越大;智能變電站的發(fā)展，既有利于提高變電站的管理效率，又能夠促進電力系統(tǒng)的進一步發(fā)展。而電力自動化的應(yīng)用，既是順應(yīng)社會發(fā)展的要求，又能夠滿足人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活的需要。隨著智能變電站發(fā)展與電力自動化的應(yīng)用，將為國內(nèi)電力系統(tǒng)的發(fā)展提供有力支持。

參考文獻：

[1]肖愛平;無人值守變電站發(fā)展與電力自動化應(yīng)用分析[J]科學與財富，2011（09）

[2]曹啟明;電力自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析，城市建設(shè)理論研究，[J]2016（04）

[3]張民;電力系統(tǒng)運行中電氣自動化應(yīng)用探討，中國機械[J]，2015（03）

[4]李瑞華;智能化技術(shù)在電氣工程自動化中的應(yīng)用分析[J]時代農(nóng)機，2019（8）

作者簡介：

覃煥遠，男，漢族，廣西桂平，研究方向：從事水電廠電氣設(shè)備運行管理維護。