電子信息技術(shù)在電力自動化系統(tǒng)中的實踐應(yīng)用探討

楊升正?解志

摘要：我國科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)展越來越快，對電力自動化系統(tǒng)的需求也隨之越來越高。想要提升電力自動化系統(tǒng)的性能，就要引進(jìn)先進(jìn)的電子信息技術(shù)，提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。要利用先進(jìn)的信息技術(shù)來進(jìn)行監(jiān)管，這樣可以避免電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時的安全穩(wěn)定，從而提升電力資源輸送時的穩(wěn)定性。通過對電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中的實踐應(yīng)用做了探討描述，希望能為促進(jìn)電力行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展提供一些參考。

關(guān)鍵詞：電力自動化系統(tǒng)；電子信息技術(shù)；應(yīng)用；現(xiàn)狀分析；發(fā)展探究

一、前言

電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)是把其他能源轉(zhuǎn)換成電能：比如將風(fēng)能、水能等能量轉(zhuǎn)換成電能，再通過變電系統(tǒng)、輸配電線路進(jìn)入電力設(shè)備中。電力公司為了避免電力系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)安全隱患問題，就要對系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)檢修，還要對正在運行的電力系統(tǒng)進(jìn)行每個環(huán)節(jié)的保護(hù)與監(jiān)控，在這期間就要利用先進(jìn)的信息技術(shù)來進(jìn)行監(jiān)管，這樣可以避免電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時的安全穩(wěn)定，從而提升電力資源輸送時的穩(wěn)定性。

二、電力自動化系統(tǒng)與電子信息技術(shù)間的關(guān)系分析

電力系統(tǒng)的作用是對輸送電能給用戶終端設(shè)備過程中任何環(huán)節(jié)進(jìn)行實時監(jiān)控，確保其能夠穩(wěn)定的將電能傳送到每個用戶家。從這些年的實際情況來看，使用傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)來維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)固運轉(zhuǎn)的效果并不理想，而且操作比較復(fù)雜需要投入大量的精力和時間。而使用先進(jìn)電子信息技術(shù)能夠有效保證電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)效率。

三、分析電力系統(tǒng)自動化的現(xiàn)狀

大量的實驗數(shù)據(jù)表明，在電力系統(tǒng)中使用電子信息技術(shù)，不單單能夠提升電力系統(tǒng)的運行速度，還可以對電力系統(tǒng)信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)冗M(jìn)行實時管控，從而可以避免在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)中被外界因素干擾，提升電力系統(tǒng)的自動化水平，進(jìn)一步保障電力的供應(yīng)質(zhì)量。近幾年來，隨著我們國家、社會的發(fā)展，對電力的需求不斷增加，國家對電力系統(tǒng)的自動化研發(fā)也越來越重視起來。因此對電子信息技術(shù)進(jìn)行不斷地創(chuàng)新，利用提升電力系統(tǒng)自動化，降低在監(jiān)控時的損耗成本，才能使電力系統(tǒng)為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

以前都是使用傳統(tǒng)的分散式監(jiān)管方式實時監(jiān)控電力系統(tǒng)，這種方式不僅會給電力公司增加工作量，對電力系統(tǒng)監(jiān)控的效果也很不理想。而利用電力系統(tǒng)自動化集中監(jiān)督管理的方式，跟原有的監(jiān)管方式相比，數(shù)字化水準(zhǔn)更高，多元化特點更為突出。采用了電力系統(tǒng)自動化集中監(jiān)督管理的變電站要比傳統(tǒng)的變電站擁有更大的優(yōu)勢，運行速度不僅非常快，而且還可以分散性靈活的進(jìn)行給用戶供電。

四、在電力系統(tǒng)自動化中電子信息技術(shù)的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中運用電力信息技術(shù)，可以提高變電站的自動化水準(zhǔn)，降低變電站運轉(zhuǎn)時所消耗的人力、物力等。除此之外，還可以根據(jù)用戶的使用量靈活地配電網(wǎng)，減少外界其他因素和電池設(shè)備對電力系統(tǒng)造成的破損以及數(shù)據(jù)丟失等其他問題。

1.在發(fā)電廠電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

發(fā)電廠作為電力資源的中轉(zhuǎn)站，在電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)工作時起到的作用非常大，因此占據(jù)著非常重要的位置，電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量受發(fā)電廠運轉(zhuǎn)效率的直接影響。所以，電力公司要重視電子信息技術(shù)在發(fā)電廠自動化系統(tǒng)當(dāng)中的運用，對其進(jìn)行統(tǒng)一化管理，來提升發(fā)電廠的自動化水準(zhǔn)，利用電子信息技術(shù)對電廠設(shè)備進(jìn)行分散式監(jiān)管，簡化設(shè)備的運行環(huán)節(jié)。除此之外，可以利用一根數(shù)據(jù)總線將發(fā)電廠的測控系統(tǒng)與風(fēng)扇控制系統(tǒng)連接在一起，再借助計算機技術(shù)把整個發(fā)電廠的設(shè)備串聯(lián)起來，最后對發(fā)電廠每一個設(shè)備部件運用自動化監(jiān)管方式進(jìn)行監(jiān)控。通過對監(jiān)控到的數(shù)據(jù)分析，及時找出電力設(shè)備運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的故障問題，對故障問題進(jìn)行分析研究出產(chǎn)生的原因并加以制定解決方案，從而降低設(shè)備損耗和經(jīng)濟損失問題。

2.在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)自動化中最重要是組成部分就是電網(wǎng)調(diào)度自動化，它主要是由控制中心的服務(wù)器、工作站、計算機網(wǎng)絡(luò)、下級電網(wǎng)調(diào)度中心等各個構(gòu)件組成。

我們國家在20世紀(jì)60年代開始就在研究發(fā)明變電站自動化技術(shù)，但當(dāng)時受傳統(tǒng)的信息通信與自動化技術(shù)薄弱的約束，并沒有得到很好的成果。到了20世紀(jì)70年代初，我們國家先后研發(fā)出集控制、保護(hù)和信號于一體的裝置和電氣集中控制裝置。20世紀(jì)80年代中期，清華大學(xué)研發(fā)出的35kV變電站微機自動系統(tǒng)，并開始投入運轉(zhuǎn)。除了微機自動系統(tǒng)外，國內(nèi)其他科研單位和高等院校也研發(fā)出一些功能不同的自動化系統(tǒng)。隨著國內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在我國變電站自動化的進(jìn)程也在不斷加速。1998年中國的裝機容量居世界第2位，達(dá)277GW，2009年全國裝機總?cè)萘客黄?00GW，居世界第1位。

普遍的設(shè)備有在線狀態(tài)檢測裝置、電壓無功控制、量控制裝置、故障錄波裝置、運動裝置、同期繼電保護(hù)裝置、操作裝置等，這些設(shè)備都是利用高速網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行銜接，也只有利用網(wǎng)絡(luò)才能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備二次數(shù)據(jù)、資源共享化。數(shù)字化變電站的運轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以自動化、智能化地將電力生產(chǎn)運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計下來。當(dāng)變電站運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)問題，系統(tǒng)可以第一時間給出問題起因的分析報告，還有合適的處理解決方案；系統(tǒng)在將問題解決后，還可以主動報告出變電站的設(shè)備維修檢查情況。

電網(wǎng)調(diào)度自動化是通過調(diào)度主站系統(tǒng)從而實現(xiàn)對整個電網(wǎng)運行狀態(tài)的監(jiān)督管控，這樣可以使從業(yè)人員以最快速度指揮電網(wǎng)，使其穩(wěn)定、高效、安全地運行。其主要作用主要有以下三個方面。

（1）實時監(jiān)督管控電網(wǎng)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。為了滿足每個用戶的用電需求得到保障，工作人員要通過對電網(wǎng)的電壓、出力、負(fù)荷等參數(shù)和主設(shè)備的位置還有水、熱能工況等指標(biāo)實時監(jiān)控外還要時時監(jiān)督管控電網(wǎng)的安全運行狀態(tài)。

（2）根據(jù)合理化、科學(xué)化的經(jīng)濟調(diào)度，從而達(dá)到節(jié)省能源、多供電、減少損耗，緩解資源不足的壓力。

（3）保證電網(wǎng)可以安全穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)故障發(fā)生時最優(yōu)先、優(yōu)化處理。外界很多種因素都有可能導(dǎo)致電網(wǎng)突然發(fā)生故障，而且其過程非常迅速。為減少因為預(yù)判不及時、處理不當(dāng)可能帶來的人員傷害和經(jīng)濟損失，在電力系統(tǒng)自動化中必須運用電子信息技術(shù)來提升其處理和分析電網(wǎng)的運轉(zhuǎn)能力，第一時間提供如何快速解決故障的處理手段，而且做到實時監(jiān)控，最大化防止事故發(fā)生，降低事故帶來的不必要損失。

3.在變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)中，變電站所占據(jù)的位置十分重要，通俗點說，電網(wǎng)調(diào)度離不開變電站的支撐。所以，想要提高電網(wǎng)調(diào)度的自動化水平，就要提升變電站的電力調(diào)配速度，我們就要第一時間將分析和測量好的電力數(shù)據(jù)反饋給使用者。發(fā)電廠往變電站傳輸?shù)碾娏Υ蟛糠侄荚趲兹f伏左右，甚至有些時間段電力還會達(dá)到十幾萬伏，這些高強度的電力資源會通過高壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成人類生活中所使用的220伏電壓供人們來使用。所以，想要減少電能轉(zhuǎn)換期間出現(xiàn)的不利因素，提升變電站的運行效率，就要重視電子信息技術(shù)的運用，借助先進(jìn)的計算機技術(shù)對電力信息進(jìn)行準(zhǔn)確地測量，從而提高變電站運行的自動化水平，再根據(jù)居民的日常生活、生產(chǎn)的實際狀況對電力數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，完善數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保障變電站能夠安全地運行。

4.在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

電力公司系統(tǒng)中配電網(wǎng)是重要組成部分之一，像我們?nèi)粘Ｉ钪斜容^常見的電纜、變壓器等多種設(shè)備都存在于配電網(wǎng)中。在傳統(tǒng)的電力管理中，配電網(wǎng)還沒有實時自動化管理，都是通過大量的人力作業(yè)的方式來對配電網(wǎng)進(jìn)行檢查和維修。但又因為電力公司中的從業(yè)人員能力和個人素質(zhì)都參差不齊，很容易有所疏忽，從而出現(xiàn)安全隱患問題，同時人為操作和系統(tǒng)操作相對比而言靈敏度也會比較低，因為這樣給居民提供的相關(guān)電力資源就會缺乏穩(wěn)定性。因此，在自動化系統(tǒng)模式下，從業(yè)人員可以通過電力公司和用戶居民的需求量來選擇不同的管理模式，與以往的人工管理相比較具有更好的穩(wěn)定性和靈活性。與此同時，把電子信息技術(shù)運用在電力公司有關(guān)的系統(tǒng)中，也會起到非常好的作用。例如遠(yuǎn)程分散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的作用主要是對在各個地方安裝的電路開關(guān)實施一個遠(yuǎn)程的監(jiān)督監(jiān)控，再通過對電力公司內(nèi)的中央控制系統(tǒng)進(jìn)行操作和控制，把指令傳輸?shù)矫總€生產(chǎn)控制系統(tǒng)當(dāng)中，進(jìn)而完成對于配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程管理。這種方式不僅節(jié)約了在傳統(tǒng)管理方式下使用的大量人力和物力，對電力公司而言也降低了投入資金成本，提升了工作質(zhì)量和工作效率。而且這種管理模式的安全性也跟之前相比較有了很大提高。

5.在電力系統(tǒng)電能計量系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中電能計量系統(tǒng)的作用主要是在電能計算方面。在信息技術(shù)不發(fā)達(dá)的時期，在電力系統(tǒng)中一般采用人工測量的方式來開展電能計量工作。這種工作方式很明顯會有不可避免的誤差出現(xiàn)，計量出的數(shù)據(jù)不夠精準(zhǔn)，這也是導(dǎo)致電力系統(tǒng)工作效率低的主要原因。在電能計量系統(tǒng)中應(yīng)用電子信息技術(shù)的話，它可以實現(xiàn)電能自動計量功能，從而進(jìn)一步提高運行中數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)率，避免了像以往使用人工測量工作時產(chǎn)生的誤差問題，為電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展打下一個堅實的基礎(chǔ)。

五、電子信息技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

1.電子設(shè)備和電力自動化設(shè)備的兼容性

如果想要提高電力系統(tǒng)自動化的運轉(zhuǎn)水準(zhǔn)，就一定要加強電力自動化設(shè)備和電子設(shè)備的兼容性，除此之外，還要研發(fā)引進(jìn)先進(jìn)的電子信息技術(shù)來適應(yīng)當(dāng)代社會發(fā)展的需求。例如，研發(fā)微型的電子信息設(shè)備，通過利用其設(shè)備改善運作環(huán)境，降低電力自動化供應(yīng)的難度，減少電力系統(tǒng)運行時出現(xiàn)的故障問題。

2.在電力系統(tǒng)自動化中運用電子高新技術(shù)

我們只有對現(xiàn)有的電力系統(tǒng)不斷的創(chuàng)新才能滿足居民對電力資源的不同需求，所以在數(shù)據(jù)統(tǒng)計中運用高新技術(shù)來提高它們的科學(xué)性。例如：紅外線成像技術(shù)、圖像信息技術(shù)等，通過運用電子高新技術(shù)可以對電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)配、測控和統(tǒng)計，這樣可以避免電力系統(tǒng)在運作時出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失情況發(fā)生，再使用電子系統(tǒng)自動化技術(shù)和先進(jìn)的圖像信息技術(shù)，將復(fù)雜的程序運用圖形的方式展現(xiàn)出來，方便工作人員更好地對電力系統(tǒng)運行時所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再通過研究分析后的結(jié)論找到電力系統(tǒng)運行時出現(xiàn)的問題，第一時間提出有效的解決方案，保障系統(tǒng)可以正常運轉(zhuǎn)。另外，我們可以使用電子視覺技術(shù)來代替人工對電力系統(tǒng)進(jìn)行的實時監(jiān)測工作，并對圖像信息進(jìn)行第一時間處理，從而確保電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。再或者使用模糊技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等技術(shù)對電力系統(tǒng)進(jìn)行實時管控，避免電力系統(tǒng)出現(xiàn)運行不暢、死機等情況發(fā)生。

3.分析日后電力自動化系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r

隨著中國智能化技術(shù)的不斷研究和開發(fā)，在電力自動化系統(tǒng)中運用電子信息技術(shù)也成為主流趨勢，例如：可以運用電子信息技術(shù)來完善電力自動化系統(tǒng)中設(shè)備不兼容，供電設(shè)備不匹配等問題；外界因素影響導(dǎo)致電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失、設(shè)備卡頓、死機等問題。這些問題如果還用以往的人工監(jiān)控是無法改善處理的。因此，需要在電力自動化系統(tǒng)中大力倡導(dǎo)運用電子信息技術(shù)，以便可以簡化各種煩瑣的操作，同時還可以運用電子器件、微機、遠(yuǎn)程通信等方法控制電力系統(tǒng)。除此之外，還可運用電子信息技術(shù)對圖像數(shù)據(jù)自動化識別，做好電力系統(tǒng)監(jiān)督管控工作，為促進(jìn)科學(xué)發(fā)展、完善電力設(shè)備功能、提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析和處理能力等方面打下良好基礎(chǔ)。

六、結(jié)語

通過以上闡述，可以了解到隨著我國經(jīng)濟不斷地發(fā)展，居民對電力資源的需求也隨之越來越多。因此，電力公司要不斷地完善電力自動化系統(tǒng)的性能，在電力自動化系統(tǒng)中應(yīng)用先進(jìn)的電子信息技術(shù)來降低系統(tǒng)運行時的投資成本，以及減少電力系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)的各種不良因素的發(fā)生，通過使用電子信息技術(shù)對其進(jìn)行實時監(jiān)管，避免系統(tǒng)運行時出現(xiàn)安全隱患問題，從而來保障居民的生活用電需求。

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作者單位：楊升正，三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院；解志，中國長江電力股份有限公司烏東德水力發(fā)電廠