探討當(dāng)前電力的信息化技術(shù)

[摘要]隨著電力行業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，如何借助互聯(lián)網(wǎng)的種種優(yōu)勢來構(gòu)建企業(yè)的信息交換平臺，成為企業(yè)內(nèi)部信息化建設(shè)人員面臨的一大難題。伴隨著國家電網(wǎng)公司要建設(shè)世界一流電網(wǎng)，建設(shè)國際一流企業(yè)的企業(yè)愿景，需要借助信息技術(shù)手段。

[關(guān)鍵詞]電力；信息化；管理

引言

電力信息化指的是電子信息技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用，是電力工業(yè)在信息技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下由傳統(tǒng)工業(yè)向高度集約化、高度知識化、高度技術(shù)化工業(yè)轉(zhuǎn)變的過程。其核心是電力SG186信息系統(tǒng)的建設(shè)，主要內(nèi)容是各級電力企業(yè)信息化的實(shí)現(xiàn)，其中包括生產(chǎn)過程自動(dòng)化和管理信息化。隨著電力體制改革進(jìn)一步深化，電力企業(yè)按照市場化模式運(yùn)營。總體上，信息化對提升電力企業(yè)競爭力的影響主要表現(xiàn)在：提高企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營效率、降低生產(chǎn)運(yùn)營成本、促進(jìn)業(yè)務(wù)和資源整合。

1、中國電力信息化經(jīng)歷三大發(fā)展階段

在電力信息化建設(shè)的初始時(shí)期，主要應(yīng)用在：電力實(shí)驗(yàn)數(shù)字計(jì)算、工程設(shè)計(jì)科技計(jì)算、發(fā)電廠自動(dòng)監(jiān)測、變電站所自動(dòng)監(jiān)測等方面。其目標(biāo)主要是提高電廠和變電站所生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度，改進(jìn)電力生產(chǎn)和輸變電監(jiān)測水平，提高工程設(shè)計(jì)速度，縮短電力工程設(shè)計(jì)的周期等。這一時(shí)期的電力行業(yè)信息化建設(shè)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用初期發(fā)展時(shí)期，計(jì)算機(jī)主體是國產(chǎn)DJS系列小型機(jī)，主要應(yīng)用在科學(xué)計(jì)算和工程運(yùn)算上。

電力信息化發(fā)展第二階段，為專項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用階段。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在電力的廣大業(yè)務(wù)領(lǐng)域得到應(yīng)用，電力行業(yè)廣泛使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、發(fā)電廠生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、電力負(fù)荷控制預(yù)測、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)電力仿真系統(tǒng)等。同時(shí)，企業(yè)開始注意開發(fā)建設(shè)管理信息的單項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)。

電力信息化發(fā)展第三階段，這一時(shí)期為電力系統(tǒng)信息化建設(shè)加速發(fā)展時(shí)期。隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展特別是國際互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和發(fā)展，電力行業(yè)（從國家電網(wǎng)開始）信息化實(shí)現(xiàn)跨躍式發(fā)展。信息技術(shù)的應(yīng)用的深度和廣度上達(dá)到前所未有的地步。有計(jì)劃地開發(fā)建設(shè)企業(yè)管理信息系統(tǒng)，信息技術(shù)的應(yīng)用由操作層向管理層延伸，從單機(jī)、單項(xiàng)目向網(wǎng)絡(luò)化、整體性、綜合性應(yīng)用發(fā)展。

2、發(fā)電站、變電站的信息化發(fā)展

變電站綜合信息化是將變電站的二次設(shè)備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等)經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測量、自動(dòng)控制和衡柵保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。變電站綜合信息化系統(tǒng)，即利用多臺計(jì)算機(jī)終端和刀片服務(wù)器組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，用微徹保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)屏，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。變電站綜合信息化主要包括有集中式、分布集中式、分層式三種設(shè)計(jì)方案。

集中式結(jié)構(gòu)采用不同的計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展器外圍接口電路集中采集變電站的模擬量、開關(guān)蕾和數(shù)字量信息，集中進(jìn)行寸算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和一些自動(dòng)控制功能。分布式結(jié)構(gòu)將變電器綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺計(jì)算機(jī)完成。分布式結(jié)構(gòu)便于系統(tǒng)擴(kuò)展和功能維護(hù)，局部故障不影響其他模塊的正常運(yùn)行。分層式結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上將變電站信號控制系統(tǒng)分成三層即變電站層，單元層和設(shè)備層。其中設(shè)備層主要是變電站內(nèi)的變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流電壓互感器等設(shè)備。單元層主要是測量和控制部件，它們負(fù)責(zé)單元的測量和監(jiān)視斷路器狀態(tài)和記錄事件等。通過局域網(wǎng)連接各主機(jī)使其可以相互交換信息，并完成實(shí)時(shí)顯示、制表打印、開關(guān)操作等功能。分層式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)在于該方法實(shí)現(xiàn)了完全的軟件控制，簡化了變電站二次部分的配置，縮小了控制室面積。

采用分層式和分散式結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)從可靠性角度，經(jīng)濟(jì)角度要優(yōu)于集中式系統(tǒng)，是現(xiàn)代數(shù)字化變電站二次接線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首選方案。采用了數(shù)字化技術(shù)的二次系統(tǒng)接線方案，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的電壓和功率的調(diào)節(jié)，自動(dòng)選線，自動(dòng)事故判別和記錄，自動(dòng)報(bào)警等功能，大大提高了變電效率和管理水平。

3、電網(wǎng)調(diào)度的信息化

電網(wǎng)調(diào)度信息化通信系統(tǒng)是把現(xiàn)場系統(tǒng)遠(yuǎn)程測控裝置(RTU)采集的數(shù)據(jù)、電話語音信號和視頻圖象信號通過光纖傳送到電力調(diào)度中心，調(diào)度計(jì)算機(jī)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，可以使調(diào)度員隨時(shí)掌握供電系統(tǒng)運(yùn)行情況，主要包括自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)(EMS)和自動(dòng)化配電管理系統(tǒng)(DMS)。電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度(EMS)隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步正逐步向自動(dòng)發(fā)電控制、狀態(tài)估計(jì)安全分析、調(diào)度員潮流等方向發(fā)展，專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)正逐步應(yīng)用到電網(wǎng)調(diào)度中。配電管理系統(tǒng)(DMS)的應(yīng)用發(fā)展也很快，傳統(tǒng)上以單項(xiàng)自動(dòng)化林立為特征的“多島自動(dòng)化“，如SCADA系統(tǒng)、負(fù)荷控制系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、電量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、環(huán)網(wǎng)故障識別和恢復(fù)供電系統(tǒng)等正在走向系統(tǒng)集成。用于離線輸電、變電、配電、用電管理的地理信息系統(tǒng)(GIS)，現(xiàn)已可提供在線服務(wù)，并與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)相結(jié)合發(fā)展了流動(dòng)作業(yè)管理系統(tǒng)(MCMS)，有效地承擔(dān)了正常運(yùn)行中計(jì)劃檢修、停電管理中的排除故障以及用戶報(bào)裝中的業(yè)擴(kuò)施工等任務(wù)。

4、電力管理系統(tǒng)的信息化

將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)運(yùn)用到電力系統(tǒng)的生產(chǎn)管理中，利用計(jì)算機(jī)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備以及其他辦公設(shè)備，進(jìn)行信息的收集、傳輸、加工、儲存、更新和維護(hù)，以提高效益和效率為目的，支持企業(yè)戰(zhàn)略競優(yōu)的集成化的人機(jī)系統(tǒng)，稱作電網(wǎng)信息系統(tǒng)。電網(wǎng)自動(dòng)化信息管理系統(tǒng)應(yīng)主要包括采集與處理、分析、集成、顯示、信息安全5個(gè)功能。

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，要實(shí)現(xiàn)這些功能，僅靠傳統(tǒng)的工作方式幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，給電力系統(tǒng)的信息管理的提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)一個(gè)電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，統(tǒng)一組織和管理不同部門間不同格式的信息，解決企業(yè)間以及各部門間的信息共享問題，保證電網(wǎng)信息一致、完整、安全、方便，使部門間網(wǎng)絡(luò)化的信息查詢、瀏覽、創(chuàng)建和更新成為現(xiàn)實(shí)。信息系統(tǒng)由操作層向管理層延伸，從單機(jī)、單項(xiàng)目向網(wǎng)絡(luò)化、整體型和綜合型應(yīng)用發(fā)展，建立電網(wǎng)全局運(yùn)行信息—體化的平臺，通過Web最大限度地共享信息資源。不同人員可以自由共享和傳遞與電網(wǎng)運(yùn)行有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，以提高電網(wǎng)信息的采集、加工、處理、傳遞的速度和準(zhǔn)確性，完善電網(wǎng)信息管理—這項(xiàng)最基礎(chǔ)性工作，促使電力企業(yè)加快推進(jìn)信息化建設(shè)，通過信息化來積聚未來的競爭優(yōu)勢。

5、結(jié)束語

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，使得電網(wǎng)運(yùn)行的信息化程度越來越高，信息技術(shù)已經(jīng)深入到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各環(huán)節(jié)等電網(wǎng)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)。電力信息技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)是構(gòu)架一個(gè)完全自動(dòng)化的供電網(wǎng)絡(luò)，其中的每個(gè)用戶和節(jié)點(diǎn)都得到實(shí)時(shí)監(jiān)控，并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間的每一點(diǎn)上的電流和信息的雙向流動(dòng)。通過廣泛的應(yīng)用分布式智能和寬帶通信，以及自動(dòng)控制系統(tǒng)的集成，保證市場交易的實(shí)時(shí)進(jìn)行和電網(wǎng)上各成員之間的無縫連接及實(shí)時(shí)互動(dòng)。