計算機技術在電力系統自動化中的應用分析

陳楠

摘要：在現代電子業務體系中，計算機的運用日益廣泛。計算機技術在電力系統中的應用，有助于逐步完善和拓展電網安全智能化的管理工作。因此，本文重點分析了計算機在電力系統智能化管理工作中的具體運用，并總結前瞻了在現代電網體制管理自動化中計算機的發展趨勢，以供參考。

關鍵詞：計算機技術；電力系統；自動化

隨著我國經濟和社會的不斷發展，由于科技創新，各行業早已步入機械化智能制造時期。電力系統在各領域的機械化工作中功不可沒。水電能源是和國民經濟密切相關的重要基礎能源，為人們的生產活動提供了巨大的利用價值，成為經濟社會運行過程中至關重要的組成部分。由于科學技術的進步，網絡技術、計算機技術等信息技術蓬勃發展，此類信息技術已經應用到人們生活的方方面面，為我國經濟和社會的發展提供了重要支持。現階段，計算機在電力系統智能化發展中的運用越來越廣泛。將計算機運用到供電系統，不僅有利于用電資金有效利用，促使電力系統的調節和配置更加科學合理，還能給人們日常生活和工作帶來很大的便利，降低大面積斷電等突發性事件對經濟和社會健康發展造成的影響。因此，電力系統運營的智能化進程非常有必要，可以提高計算機在電力系統運營智能化中的運用技術水平。

一、電力系統自動化概述

近年來，由于現代商業和計算機技術的不斷發展，電子智能化發展也越來越快。隨著我國現代電子設備和互聯網信息的不斷發展和逐步壯大，電子技術和信息網絡技術已應用于我國電力系統。這將是未來我國發電研究的主要課題。

（一）電力網調度自動化

國家電網調度自動化是我國電力企業的關鍵技術。我國的配電系統主要分為全國配電、省市配電、區域配電、城市配電、農村配電五個層次。電網的部署都是利用計算機完成的。在供電工作的不同階段，計算機均能對整個供電進行觀測和統計，以確保供電處于正常工作狀態，測算供電的實際負荷，獲取和分析供電的調度信息。經過對信息數據的統計，確定線路是否出現故障。通過智能化管理，確保線路穩定工作。目前，現代計算機技術和信息網絡技術的應用，大大提高了電力系統工作現場控制的效率。

（二）變電站系統自動化

電網到達用戶端，必須經過發電機、變壓器和連接線的測試，這三個環節必須相互配合。以往這三個環節的測試工作都是由專人負責完成的，因此，所要耗費的時間非常長。計算機在商業變電站系統管理中的運用，不僅使業務的運行管理相對有效，而且可以更好地發現企業管理的盲區，便于企業管理人員更有效地精確了解企業管理的失效情況，同時提出各種管理失效消除方法，從而大大縮短發現管理問題的時間。為利用各種計算機達到對企業變電站管理的全面自動化，相關部門要求企業必須配備各類電纜。針對當前的供電要求，企業變電站的自動化、無人化、高智能化始終是不變的發展目標。

（三）傳統電力系統自動化的不足之處

由于環境條件及溫度變化等因素對電力系統有一定影響，傳統的單機只能滿足普通電力系統運行的實際需求。由此可知，普通電力系統的整體性、可開放性和二次內核級均相應較小。普通電力系統大多采用單機完成各種業務，因此，數據的獲取與傳輸、各種關于數據資料的保存等均要花費很長時間才得以實現，極不利于電力系統可靠運行。同時，單機在完成各種業務的使用過程中所產生的資源量相對較少，系統的資源量并不能得到合理擴充。因此，相關部門對我國電力系統智能化的優缺點加以研究，能夠確定利用計算機技術對電力系統實現智能化有非常重要的意義。

二、計算機與電力系統的關系

電網結構涉及面很廣，結構也很復雜，由變電站、輸電、配電網絡和用戶終端組成。在傳統的電力系統中，電力系統的控制主要靠人工來實現，但是隨著時代的發展，計算機已經被廣泛使用，人們的工作、學習和生活都離不開計算機的支持網絡和技術。相應地，在電網系統的發展過程中，無論是電力的生產和輸送，還是電力的管理、調度和營銷等工作，都離不開計算機的支持。

在電力系統中，自動化很重要。確認能源質量、調度連接和業務是能源項目實現自動化過程的主要目標。采用新技術，可以提高效率，提高系統運作水平，電力系統可以得到改善。在電力系統自動化中，電網自動化系統控制是一個重要的領域。電力運營商和用戶可以通過現代計算機設備和能源自動化系統實現信息的實時采集，并在系統中予以顯示，使工作人員工作更輕松，從而提高工作人員的工作效率和服務質量。

三、計算機技術應用于電力系統的必要性

動力系統是一種系統的能量供應裝置，為保證系統的總體穩定性和工作質量，就必須對系統工作的所有關鍵點進行有效把控，并予以及時調整。與以往不同的是，由于以往依賴的主要是人力，難免發生某些故障干擾電力系統正常運轉。在電網管理系統中使用計算機技術，可以進行各環節的智能化管理，不但可以提高系統的整體工作效率，而且對產品質量有更高的保障。利用計算機完成電力系統的自動化，可以在保證監測準度的基礎上機動地管理資料和數據。計算機技術和電力系統智能化技術科技融合，很好地滿足了現代工業升級的需求。

計算機技術和電力系統智能化技術的融合，要求在日益優化的流程中凸顯PLC（可編程邏輯控制器）技術的使用價值。PLC在其運行過程中，可對變電站的工作狀況作出總體的系統分析，能進一步調整總體管理模式，提升工作效能。

例如，某自來水廠利用計算機技術和電力系統智能化融合的優點，建立PLC控制子站，重要的管理功能有PLC77給水頭部電站、PLC5投藥主從站、PLC7加氯加氨主從站、PLC排泥系統、PLC33三階段汽水后坐濾池處理電站、PLC三階段給水泵房電站。PLC程序能夠自動解析部分關鍵參數，提供有實用價值的數據報表，為生產與辦公數據真實化、精確化提供保證。

四、計算機技術在電力系統智能化中的主要應用

在電力系統中，計算機技術的主要目的是實現整個電網系統智能化，如采用智能監控網、智能監控校驗網系統、新型集中式電力控制網等。電力管理控制數據網絡技術、計算機電源和網絡技術等廣泛應用，將整個能源傳感器智能監控網絡技術和無線通信網絡整合成物理能源網絡。利用智能通信技術，可以完成電力系統的全部管理，包括用戶、輸電、配電、發電等交通管理。利用計算機信息技術提高交通運輸管理水平，保障各環節安全運行，以及電站、消防用電設備的智能化。計算機和電源系統數字化設計相結合，建立安全、平穩、有效的體系。在智能網絡中，計算機與網絡系統技術，一般包括智能分散網接入控制的主要技術，網絡電源、智能調度技術，通信安全技術，信息網絡控制等關鍵技術。

（一）網絡系統信息管理技術

在電網管理系統中，智能網絡一般采用計算機系統對信息進行采集、處理和分類，最后把處理后的信息加以綜合和展示，才能成為供電管理部門與工作人員協同工作的依據。因此，供電管理系統的信息應具有對信息系統的收集、分類、管理、綜合、展示等功能。供電管理系統的信息收集是指對離散信息的收集。信息系統的綜合收集和管理能力通常包括對移動設備數據處理信息的精準量化、對智能電子及電氣設備的數據信息篩選、對移動數字信息分類等。網絡系統的綜合能力，即利用網絡業務分析功能，將企業客戶所收集、分發、管理的行業數據資料，整合到同一個點。各地市直屬電力公司的信息系統利用網絡綜合采集的數據。數據終端采用計算機顯示的方式，將各個終端用戶的數據顯示出來，并轉換成終端用戶未來可以隨時查看的文件進入終端呈現界面。由于在供電系統信息化中存在安全隱患，電力部門通常采用防火墻和電腦的安全保護等措施處理。

（二）網絡通信技術

通信技術包括與重要電子設備的通信。電控客戶可自行決定采用通信控制方式對通信控制數據進行采集、管理和保護。通信管理方法一般包括電力用戶和供電管理客戶、電力企業與客戶之間的業務聯系，以及各種供電系統之間的數據通信。由于在現代通信體系中引入新型信息管理方式，客戶在各種互聯網之間的活動將顯得更加活躍。客戶能夠利用國家智慧電網管理系統自主實時查詢各地的運營數據，了解各地電網運行狀況。無線通信網絡技術促進了水設備的廣泛使用，提高了水設備的安全性和可靠性，對推進水電網安全現代化具有重要意義，還能避免各種外部軟件的入侵。客戶與供電企業應盡快溝通信息，及時檢查維護客戶用電情況和供電工作狀態，預判供電故障，有效處置供電過程中的一些擾動問題，加強供電安全。

（三）電力監控技術

供電系統開展了大規模自動化設備維護升級和設備全方位更新，完成了站用供電設備調度技術信息智能化管理、變能綜合應用信息化管理自動化、系統自動化能源電站應急服務信息管理與監控單元智能化管理完成了用電數據信息系統的實時自動采集、整理、分類、存儲，實現了對各供電設備正常工作時的應急報警管理，全天候監控了各種可能同時出現的供電設備異常現象。近年來，隨著國內外計算機信息科學技術的蓬勃發展，以及各類新型電力工作站、管理系統、應用技術等方面的創新，我國原有的電氣智能行業逐漸走向全新的發展階段。

（四）云計算技術

典型的電力系統綜合監控云平臺系統由展示層、核心層、信息采集層等構成，利用分布式文件系統進行信息內容的統一存放處理，所包含的大信息內容涵蓋整個系統已生成的告警數據信息、任務完成狀況、工作進展情況、系統資源、系統業務情況、系統日志等。針對已收集的大量信息內容，平臺還可通過構建專項信息庫進行集成處理，如報警日志等應用庫，為未來的專題發掘研究工作打下堅實的基礎。隨著近年來電網信息系統出現的指數性發展態勢，平臺中還必須構建數據分析工具庫，以根據電網大統計發掘可用信息內容，再搭配人工智能、大數據信息發掘、機器學習等手段，可為電網系統監控云服務系統的決策層夯實信息技術基礎。另外，信息系統還擁有完善的可視化功能，利用這些技術還可以為運維隊伍帶來充分的信息技術基礎保障，電網系統監控網絡的平穩運營也將因此獲得良好的

保證。

以大壩安全監控管理系統為例，水電系統監控云平臺管理系統要求擁有大壩安全監測系統、報警信息系統等子系統。該管理系統需要實現安全防范區域的劃定，以區分管理信息區內、企業管護區內、非控制生產地、實時監控區內，并根據區域給出的不同控制管理界面，如非控制生產地和實時監控區內的控制管理界面要求具有綜合管理、職能控制、信息系統運行參數控制、基建控制、資金控制、報警管理、外部系統交互、業務系統檢測數據監控、信息系統運營情況等控制功能，企業信息管理區控制頁面則要求具有企業運維安全控制、數據報告控制、信息系統運營狀態等控制功能。值得注意的是，為了確保電力系統監控云平臺網絡最大程度上發揮云計算技術的優越性，多層次分布式架構與數據庫的有效利用需要受到關注。

五、計算機技術運用在電力系統中的優勢

通過以上計算機技術在電力系統自動化中的應用可以看出，傳統的電力系統操作是人工完成的，過程中會出現各種錯誤，導致電力系統無法正常運行。計算機技術的運用保證了電網系統各個環節的自動化。同時，計算機的智能化替代了傳統的人工作業，有效提高了電力系統的工作效率。計算機技術的運用還可以保證各種監測和檢測數據的準確性和實用性，減少人為處理的誤差，保證電力系統的穩定性。

六、對計算機技術在電力系統自動化應用的展望

目前，在電力系統的自動化運行中，智能電網技術已初步實現。電網建設是電網系統工作內容的重點，因此可以更大力度地發展智能電網技術。智能變電站技術可以實現電力調度與電子計算機技術的有效結合。它不僅可以在有效交流輸出過程中進行合理的控制，還可以在一定程度上提高電力系統的穩定性和安全性。此外，該項技術還可以自動調整變電站的運行，將計算機技術作為智能電網技術的支持。電網需要建立實時通信，這也需要計算機技術的支持。利用計算機建立更穩定的網絡交流平臺，可有效保證信息的準確性和實時性。

七、結語

綜上所述，隨著電力系統智能化的進展，也伴隨著我國經濟轉型升級的步伐，通過對計算機與電力系統智能化運用，為我國電力系統的發展與變革帶來巨大的幫助，不但大大提高了工作效率，保證了電力系統的穩定性，而且為現代電力系統的發展創造了有利條件。計算機和電力系統運行的科學融合，從而提高電力系統的總體發展水平，使其在當前社會競爭中占據關鍵地位。

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