淺談電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)應(yīng)用

莫小勇

摘要：隨著科學(xué)及信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣系統(tǒng)及其自動化技術(shù)受到高度關(guān)注，也得到了廣泛應(yīng)用。分析自動化技術(shù)的定義及特點(diǎn)，通過電力系統(tǒng)的安全保障探討電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)的應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)能夠得到不斷進(jìn)步與發(fā)展，從而促進(jìn)電力系統(tǒng)的建設(shè)，電力事業(yè)也會發(fā)展得更快。

關(guān)鍵詞：電氣系統(tǒng)；自動化；安全保障

中圖分類號：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）26-0039-02

1 概述

由于電網(wǎng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，完善了市場經(jīng)濟(jì)體制，促進(jìn)了現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化技術(shù)，從而高效地將電力系統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對電力系統(tǒng)的監(jiān)督和完善。在此過程中，把數(shù)據(jù)信息及記錄等通過網(wǎng)絡(luò)手段發(fā)送到計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化操作。自動化技術(shù)一直是電力系統(tǒng)的發(fā)展方向，包括電力調(diào)度的自動化、配電網(wǎng)的自動化、發(fā)電控制的自動化。電力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，不僅分布范圍廣，而且由發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)絡(luò)、變電站及用戶構(gòu)成，統(tǒng)一運(yùn)行及管理，自動化可以有效地實(shí)現(xiàn)控制及管理。

2 電力系統(tǒng)自動化的定義

電力系統(tǒng)自動化指的是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息化、數(shù)據(jù)化的自動控制，主要包括電力生產(chǎn)過程的自動管理、系統(tǒng)及設(shè)備的自動安全管理、系統(tǒng)的自動調(diào)度、電力企業(yè)的自動經(jīng)濟(jì)管理和網(wǎng)絡(luò)信息的自動傳輸?shù)鹊?，從而保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行以及供電的電能質(zhì)量，包括頻率和電壓，從而提高電力系統(tǒng)的管理效率以及經(jīng)濟(jì)效能。

3 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的特點(diǎn)

3.1 電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大化

電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展，不僅提高了現(xiàn)代供電系統(tǒng)的能力，而且還保證了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的健康、可持續(xù)發(fā)展，為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，也為其打下了堅(jiān)實(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。其主要構(gòu)成成分有信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)以及控制技術(shù)等，是電力系統(tǒng)的重要組成成分，其復(fù)雜性和綜合性也使得整體系統(tǒng)得到很好的運(yùn)行。由于電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大化使得電力系統(tǒng)得到很好的管理，消除了現(xiàn)代化信息和自動化技術(shù)之間的問題。

3.2 遠(yuǎn)距離供電

目前，由于電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其分布領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，包括一些環(huán)境比較差的地區(qū)，這些地區(qū)都是高山峻嶺，很難進(jìn)行供電電線的施工，因?yàn)椴粌H成本高，還受到環(huán)境條件的限制。合理的解決措施是建立合理數(shù)量的供電線路，通過柔性供電技術(shù)提高供電電量。自動化技術(shù)的這一遠(yuǎn)距離供電特點(diǎn)解決了很多問題，特別是供電和輸電方面，不過，帶來的困難也導(dǎo)致了需要不斷地提高自動化

技術(shù)。

4 電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)的應(yīng)用

4.1 自動化處理數(shù)據(jù)

4.1.1 數(shù)據(jù)整合。根據(jù)市場經(jīng)濟(jì)的需求，電力系統(tǒng)需要不斷地發(fā)展與進(jìn)步，例如，當(dāng)用電較低時(shí)，需要降低變電站的電壓，減少輸出功率，反之亦然。這樣做的好處不僅降低了生產(chǎn)成本，減少不必要的損失和消耗，還滿足了客戶的需求，提高了服務(wù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)整合能力主要是將規(guī)范且正確的信息共享與動態(tài)、多維相結(jié)合地進(jìn)行分析與應(yīng)用，是多層次、高效以及跨領(lǐng)域的科學(xué)決策，也是專業(yè)的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)。因此必須改變傳統(tǒng)的信息孤立政策，進(jìn)行自動化的數(shù)據(jù)整合，加強(qiáng)數(shù)據(jù)方面的整合能力有利于輸電時(shí)進(jìn)行無縫連接，將空間計(jì)算與主流計(jì)算相結(jié)合，多角度地將潛在數(shù)據(jù)之間進(jìn)行聯(lián)系，這是未來電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的主要方向。提高數(shù)據(jù)整合能力，對于電力企業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用有著重要作用。

4.1.2 數(shù)據(jù)共享。電力系統(tǒng)復(fù)雜的處理結(jié)構(gòu)是電力系統(tǒng)控制對象的主要特征，自動化技術(shù)的發(fā)展使得對相關(guān)空間屬性的要求也越來越高，系統(tǒng)模型也是對空間的描述，因此，將傳統(tǒng)的模型改成電力系統(tǒng)獨(dú)有的空間屬性模型是很有必要的。同時(shí)，要將系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一定程度上的分享，最基本的要求就是保持供求雙方的數(shù)據(jù)一致性，對數(shù)據(jù)認(rèn)識的一致性，只有這樣才是真正地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。在其過程中，必須先要具備電力系統(tǒng)的基本模型，成立不同的部門，從而更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。包括：第一，標(biāo)準(zhǔn)性的定義和表達(dá)地理實(shí)體的幾何屬性，包括服務(wù)系統(tǒng)能夠覆蓋的所有空間區(qū)域的幾何屬性，其包含了電力系統(tǒng)服務(wù)能夠覆蓋的空間區(qū)域方面的幾何屬性；第二，標(biāo)準(zhǔn)性表達(dá)和定義物理屬性數(shù)據(jù)。就電力系統(tǒng)而言，其不僅包括了物理結(jié)構(gòu)，還包括了組成電力系統(tǒng)的各種部件、設(shè)備、整體方面的物理性能、規(guī)范信息的運(yùn)行和共享及多維動態(tài)的分析探討等等。

4.2 自動化控制安全系統(tǒng)

4.2.1 安全監(jiān)視。由于工作人員的精力有限，不可能做到每時(shí)每刻都注意力集中，所以自動化監(jiān)視系統(tǒng)就尤為重要。這個(gè)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的最大區(qū)別就是，它不僅能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反映事實(shí)情況，還可以發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)，對此提出警報(bào)，有利于及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障以及有效地預(yù)防故障的出現(xiàn)，而其他系統(tǒng)只具有反映和記錄的功能。比如，一發(fā)電機(jī)組在用電高峰時(shí)溫度較低，發(fā)電功率異常減小，這就靠安全監(jiān)視系統(tǒng)及時(shí)地檢測出并發(fā)出警告，以提示危險(xiǎn)的存在，工作人員就可以對此進(jìn)行及時(shí)的檢查與處理。

4.2.2 安全保障。自動化電力系統(tǒng)可以處理不同類型及規(guī)模的數(shù)據(jù)和對象，還有靈活有效地恢復(fù)機(jī)制，這些對電力系統(tǒng)的安全保障有著重要意義。首先，能夠有效地保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，主要指的是對系統(tǒng)進(jìn)行一定的設(shè)置，使得自動化系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€(gè)電力生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)和處理，這可以大大降低工作人員的工作量和故障風(fēng)險(xiǎn)；其次，可以有力地保障電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的及時(shí)保存和恢復(fù)，這些數(shù)據(jù)是制定發(fā)電站的預(yù)算、成本控制、系統(tǒng)更新以及安全指標(biāo)的修訂的基礎(chǔ)，所以，自動化記錄數(shù)據(jù)功能是很重要的；最后，保障工作人員的人身安全，由于自動化系統(tǒng)可以監(jiān)視，因此當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常的時(shí)候，特別是出現(xiàn)生命安全危險(xiǎn)的時(shí)候，自動化系統(tǒng)可以采取相應(yīng)對策以降低危險(xiǎn)，例如，當(dāng)工作室內(nèi)的溫度達(dá)到30℃以上的時(shí)候，自動化系統(tǒng)就會自動打開通風(fēng)設(shè)備以降低溫度；當(dāng)出現(xiàn)明火的時(shí)候，就會自動啟用雨淋系統(tǒng)，將火及時(shí)熄滅；當(dāng)設(shè)備過熱的時(shí)候，就會自動降低功率到合適的數(shù)值，防止設(shè)備的損壞和爆炸事故的產(chǎn)生。保障勞動者的安全是安全生產(chǎn)的前提，也是自動化系統(tǒng)的一大好處。

4.3 自動化配電網(wǎng)系統(tǒng)

目前，隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波以及配網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)得到重大突破，特別是中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波采用了DSP數(shù)字信號處理技術(shù)，提高了信息接收的靈敏度，解決了配電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用的干擾等技術(shù)難題；還用高級軟件將輸電網(wǎng)和配網(wǎng)有效地結(jié)合在一起，運(yùn)用遞歸虛擬流算法進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，采用了最新國際標(biāo)準(zhǔn)的公共信息模型，應(yīng)用智能化灰色神經(jīng)元算法對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測。

5 結(jié)語

電力系統(tǒng)自動化技術(shù)是一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域，對傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改造，對現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行有效利用，有助于電力系統(tǒng)總體技術(shù)的推進(jìn)。目前，電力系統(tǒng)的自動化技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)高階段，但還是存在一些問題需要提高和完善，尤其是對于用電需求量比較大、環(huán)境條件復(fù)雜等地區(qū)，所以必須從技術(shù)和人力方面不斷發(fā)展和提高，保證電力系統(tǒng)自動化能夠得到全面的實(shí)現(xiàn)。伴隨著電力系統(tǒng)自動化的不斷發(fā)展和進(jìn)步，自動化以及程序化操作得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，建設(shè)了數(shù)字化變電站，有效提高了電力設(shè)備的操作正確性、安全性與可靠性，降低了生產(chǎn)成本，提高了電能質(zhì)量，減少了生產(chǎn)強(qiáng)度，在技術(shù)上支持了電力系統(tǒng)的發(fā)展與進(jìn)步，為未來電力系統(tǒng)的發(fā)展做基礎(chǔ)。

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