淺論電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)及發(fā)展趨勢

余位萍

（國網(wǎng)重慶市電力公司綦南供電分公司，重慶 401420）

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)指的是為保障電力系統(tǒng)的安全實(shí)效運(yùn)行，不依靠人員操作，憑借網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)所實(shí)施的智能化管理。在電力系統(tǒng)安全的運(yùn)行中，為了有效保護(hù)各個(gè)一次設(shè)備，并對(duì)其實(shí)施監(jiān)控，必須要在電力系統(tǒng)中加入通信設(shè)備和檢測設(shè)備，這就是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的初步實(shí)現(xiàn)階段。作為衡量電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化操作技術(shù)以及對(duì)電力系統(tǒng)軟件和設(shè)備的處理技術(shù)是改善電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要措施。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，一方面徹底地改善了傳統(tǒng)的人工化電力管理，一方面大大提升了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。電力系統(tǒng)自動(dòng)化所涉及的范圍內(nèi)容有電能的生產(chǎn)、傳輸以及管理過程中通過計(jì)算機(jī)對(duì)電能實(shí)施自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)以及自動(dòng)管理的過程。

一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的簡介及其發(fā)展趨勢分析

計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)的應(yīng)用隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步也逐漸趨向完善。在新形勢、新背景下，電力企業(yè)的營銷管理方式也逐漸擺脫人工化管理的舊模式，轉(zhuǎn)而向集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)于一體的高度自動(dòng)化管理模式發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍日漸開闊，電力系統(tǒng)在不受人工管理約束的前提下，運(yùn)行效率大大提高。計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)提供了技術(shù)支持與保障。

二、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要技術(shù)組成部分

（一）變電站自動(dòng)化

以聯(lián)系發(fā)電廠與電力終端為主要職責(zé)的輸電線和變電站主要依靠于人工管理，人力勞動(dòng)的局限性使變電站的運(yùn)行效率大大受到限制。變電站工作運(yùn)行中應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制化技術(shù)后，往常人工監(jiān)督智能被監(jiān)控設(shè)備智能取代，在無人操作的環(huán)境中監(jiān)控設(shè)備及時(shí)有效地將所監(jiān)控到的情況實(shí)時(shí)地反饋到計(jì)算機(jī)屏幕上。這樣變電站就實(shí)現(xiàn)了在無人值班的環(huán)境中也能對(duì)站內(nèi)設(shè)備、儀器進(jìn)行監(jiān)督的目標(biāo)。因此，變電站自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)也是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代電力企業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)必備環(huán)節(jié)。

（二）電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)程中一個(gè)非常重要的前提就是電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化。因此，在控制中心的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的必要環(huán)節(jié)。自動(dòng)化管理系統(tǒng)中，自動(dòng)化電力調(diào)度的功能在于搜集、整理電網(wǎng)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全程度做出判斷，進(jìn)而對(duì)電力系統(tǒng)總體運(yùn)行狀態(tài)做出評(píng)價(jià)和分析，最終得出結(jié)論后實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制。

當(dāng)前，我國電網(wǎng)調(diào)度中心還沒有就調(diào)度的水平和規(guī)模建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下，與一般性地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)度部門相比，國家電網(wǎng)以及一些大地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度部門的功能和范圍要大得多。因此，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的投資問題上也要差異性對(duì)待。

（三）發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)

發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)主要由PCU、OS、ES以及以太網(wǎng)幾項(xiàng)系統(tǒng)組成。發(fā)電廠生產(chǎn)過程中發(fā)出的各種信號(hào)由PCU作出接受和處理，制定相應(yīng)的參數(shù)，以參數(shù)為依據(jù)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)作出分析和研究；然后PCU將數(shù)據(jù)傳輸給OS和ES，當(dāng)OS收到信息后，會(huì)對(duì)PCU發(fā)出命令，收到執(zhí)行命令的PCU就能夠?qū)嵤┈F(xiàn)場調(diào)控了；ES的功能在于診斷系統(tǒng)故障、修改系統(tǒng)設(shè)置。

三、電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展過程中的熱點(diǎn)項(xiàng)目分析

（一）電力系統(tǒng)一次設(shè)備的在線狀態(tài)檢測技術(shù)

電力系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備之間具有非常復(fù)雜繁瑣的關(guān)聯(lián)性。因此，電力系統(tǒng)中變壓器、開關(guān)、發(fā)電機(jī)等各類一次設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行參數(shù)，對(duì)檢測、診斷系統(tǒng)故障非常關(guān)鍵。如果自動(dòng)化技術(shù)能夠應(yīng)用到一次設(shè)備的在線檢測中，那么，一方面，對(duì)這些重要設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)將能夠有效的實(shí)現(xiàn)。另一方面，還可以通過對(duì)監(jiān)測所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以及時(shí)檢測故障，從而對(duì)設(shè)備實(shí)施有效的維修養(yǎng)護(hù)措施。

（二）光電式電力互感器

電力系統(tǒng)輸電線路上的電壓、電流一般較大，無法用儀表直接測量獲得。通常情況下，我們利用電壓互感器或者電流互感器將大電壓、大電流轉(zhuǎn)換成小電壓、小電流來測量的。目前的電力互感器在功能上還有所欠缺，比如測量的電壓強(qiáng)度與電力互感器的絕緣能力呈成反比例關(guān)系，如果測量的電壓變大的話，電力互感器的絕緣能力就會(huì)相應(yīng)的減小，進(jìn)一步致使電力互感器的體積和質(zhì)量變大，最終縮減了互感器可感應(yīng)的信號(hào)空間。當(dāng)電力互感器飽和時(shí)，所接受的信號(hào)就失去精確性，導(dǎo)致實(shí)際情況與測量結(jié)果之間誤差加大。目前國際市場上已經(jīng)發(fā)明了電子式和光電式新型電力互感器。電子式和光電式新型電力互感器能夠避免傳統(tǒng)電力互感器的不足。盡管我國也在光電式電力互感器的應(yīng)用方面做出了可喜的進(jìn)步，取得了重大的成就，但是相對(duì)于其他發(fā)達(dá)國家而言還存在一定的鴻溝。主要不足在于：第一、材料的可靠性與穩(wěn)定性受溫度的影響比較明顯，不容易達(dá)到預(yù)期效果；第二、與電磁互感器相比，信號(hào)不明顯，這就對(duì)信號(hào)的長距離傳輸產(chǎn)生了影響。

（三）電力系統(tǒng)一次設(shè)備的智能化

電力系統(tǒng)一次設(shè)備的智能化是在設(shè)計(jì)一次設(shè)備的結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)一次與二次設(shè)備之間的控制、信號(hào)電纜忽略不予考慮，而考慮將二次設(shè)備的部分功能或者全部功能在一次設(shè)備的安裝點(diǎn)就地實(shí)現(xiàn)。 這樣也就是說，一次設(shè)備就可以有效地實(shí)現(xiàn)自身監(jiān)測與保護(hù)功能。舉例來說，智能開關(guān)，就是現(xiàn)在應(yīng)用較為普遍的智能化一次設(shè)備。一次設(shè)備在智能化應(yīng)用上也存在一些不足，電子部件在實(shí)施智能控制時(shí)，受環(huán)境中磁干擾的程度比較強(qiáng)烈而且明顯，而磁干擾會(huì)對(duì)智能設(shè)備功能的發(fā)揮產(chǎn)生影響。

（四）特高壓電網(wǎng)中的二次設(shè)備開發(fā)

在我國綜合實(shí)力日漸壯大的環(huán)境中，經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)電力的需求條件也日漸提高。為了達(dá)到經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)供電企業(yè)更高的需求目標(biāo)，我國電力企業(yè)也逐漸加快了電網(wǎng)的建設(shè)步伐，不斷致力于電力系統(tǒng)運(yùn)行水平的提升。目前我國已經(jīng)加快了特高壓電網(wǎng)中的二次設(shè)備開發(fā)、建設(shè)的速度，為了早日達(dá)到工程目標(biāo)，我們必須重新為其配備新的一次、二次設(shè)備，因?yàn)槠浼夹g(shù)相比普通的一次、二次設(shè)備要求更高，有些技術(shù)是目前我們國內(nèi)可以研發(fā)解決的，而有些技術(shù)則還需要從國外引進(jìn)。

結(jié)語

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制技術(shù)的日趨成熟，電力系統(tǒng)自動(dòng)化也在不斷的自我完善，電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理水平也在不斷提高。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐發(fā)展起來的電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理的發(fā)展趨勢和未來的發(fā)展方向一定會(huì)受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的引導(dǎo)與控制。計(jì)算機(jī)技術(shù)為電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理提供了技術(shù)平臺(tái)，也將會(huì)推動(dòng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化向更高的水平發(fā)展。

[1]左國明.電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)與發(fā)展[J].中國科技博覽，2011（11）.

[2]周鵬.電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展過程中的新技術(shù)應(yīng)用[J].華人時(shí)刊，2011（10）.