淺析電力系統(tǒng)中計算機技術(shù)的運用

【摘要】科學技術(shù)的發(fā)展，使得計算機新技術(shù)日益成熟，并迅速在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用，推動電力系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化，這是計算機技術(shù)的日益發(fā)展在推動電力系統(tǒng)自動化不斷向高水平發(fā)展。本文對目前國內(nèi)電力系統(tǒng)在計算機技術(shù)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及電力系統(tǒng)實現(xiàn)自動化所依賴的IT技術(shù)目前的發(fā)展熱點。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)自動化；計算機

電力企業(yè)為了更好的滿足生產(chǎn)和生活對供電系統(tǒng)的安全可靠運行，并能更好的提高自身實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的有效管理，加大了電力工業(yè)的自動化建設(shè)。在電力自動化建設(shè)中，隨著計算機技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，為電力系統(tǒng)自動化進程帶去了助推力。目前，電力自動化技術(shù)主要包括以下幾點。

一、計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.電力工業(yè)計算機技術(shù)的主要內(nèi)容

電力系統(tǒng)分布很廣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。計算機技術(shù)有效促進了電力行業(yè)的自動化發(fā)展。包括電能生產(chǎn)的自動化、電能傳輸?shù)淖詣踊?、系統(tǒng)和元件的自動化檢測、網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)鹊?。計算機技術(shù)有效提高了電力工業(yè)的經(jīng)濟效益和管理水平。電力系統(tǒng)自動化應(yīng)用模型如圖1所示。

2.計算機技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的自動化指的是對信息進行集中處理的自動化系統(tǒng)，它是基于計算機技術(shù)的電力系統(tǒng)自動化的重要構(gòu)成成分，系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置在不同分布地點的變電站及發(fā)電廠中的遠動中斷（RTU）來采集電網(wǎng)運行中出現(xiàn)的實時信息，再經(jīng)過信道傳輸?shù)秸{(diào)度中心所設(shè)置的主站系統(tǒng)之中，供調(diào)度人員使用。國內(nèi)的電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是由縣級、地區(qū)級、省級、區(qū)域和國家電網(wǎng)五級調(diào)度系統(tǒng)所構(gòu)成（如圖2所示。其中計算機技術(shù)是各級電網(wǎng)進行自動化調(diào)度過程中不可或缺的核心技術(shù)。調(diào)度控制中心所設(shè)置的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的核心，除此之外，還設(shè)置了服務(wù)器、終端打印設(shè)備、工作站、調(diào)度范圍之內(nèi)包含的發(fā)電場和大屏幕顯示器等。

3.計算機技術(shù)在變電站的應(yīng)用現(xiàn)狀

作為發(fā)電廠同用戶間的主要聯(lián)系紐帶，變電站與輸配電線路在計算機技術(shù)的支持下，取代了電話人工操作與人工監(jiān)視系統(tǒng)，擴大了對變電站進行監(jiān)控的功能，使變電站實現(xiàn)了自動化，其工作效率與安全運行能力都得到了極大提高。運用計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對變電站內(nèi)的電氣設(shè)備進行全方位的監(jiān)控和實施效控制，并以全微機裝置來替換傳統(tǒng)的電磁式設(shè)備；計算機所用光纖及光纜替換電力信號傳輸所用的電纜，實現(xiàn)了二次設(shè)備的數(shù)字化與集成化。二次設(shè)備經(jīng)過功能重組與設(shè)計的優(yōu)化，有效建立起監(jiān)視、測量與協(xié)調(diào)綜合性自動化系統(tǒng)。

4.計算機技術(shù)在配電網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在配電網(wǎng)系統(tǒng)之中，計算機技術(shù)主要應(yīng)用在電網(wǎng)的改造和建設(shè)方面。在計算機技術(shù)的支持下，配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化水平在逐步提高，其中配電主站、配電子站與光纖終端構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)三層結(jié)構(gòu)，實時通信與高性能的配電網(wǎng)系統(tǒng)自動化功能得以實現(xiàn)。

二、計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用熱點分析

計算機技術(shù)的發(fā)展推動了電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)展的熱點包括：

①電力系統(tǒng)的一次設(shè)備實現(xiàn)智能化；

②電力系統(tǒng)一次設(shè)備在線狀態(tài)的檢測技術(shù)；

③光電式電力互感器的應(yīng)用；

④適應(yīng)光電互感器技術(shù)的新型繼電保護及測控裝置的應(yīng)用；

⑤特高壓電網(wǎng)中的二次設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用。

1.電力系統(tǒng)一次設(shè)備智能化

在常規(guī)電力系統(tǒng)中，一次設(shè)備與二次設(shè)備的安裝地點通常相距幾十米到幾百米的距離，互相之間的連接采用的是強信號的電力電纜及大電流的控制電纜。電力系統(tǒng)一次設(shè)備智能化指的是一次設(shè)備在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就地實現(xiàn)常規(guī)的二次設(shè)備部分功能或全部功能，節(jié)約了大量的電力信號電纜與控制電纜，一般簡稱是一次設(shè)備自帶測量與保護功能。例如“智能化開關(guān)”、“智能化開關(guān)柜”和“智能化箱式變電站”都屬這類功能。電力系統(tǒng)的一次設(shè)備智能化存在的主要問題是，內(nèi)部的電子部件時常受到現(xiàn)場大電流的開斷所產(chǎn)生的高強度的電磁場干擾，其關(guān)鍵技術(shù)為電磁兼容、電子部件供電電源及外部通信接口協(xié)議標準。

2.電力系統(tǒng)一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測

對電力系統(tǒng)中的發(fā)電機、汽輪機、變壓器、斷路器和開關(guān)等一次性設(shè)備運行中的重要參數(shù)做長期性和連續(xù)性的在線監(jiān)測，既可對設(shè)備實時運行的狀態(tài)進行監(jiān)測，又可對其各種重要的參數(shù)變化趨勢進行分析，以判斷出設(shè)備是否存在故障及故障先兆，進而使設(shè)備的維修和保養(yǎng)周期得以延長，設(shè)備的使用效率得以提高，為電力設(shè)備實現(xiàn)由定期檢修過渡到狀態(tài)檢修提供技術(shù)支撐。

3.光電式電力互感器

作為輸電線路當中不可或缺的主要設(shè)備之一，電力互感器的作用是將輸電線路的高電壓與大電流值按堵塞比例調(diào)降至可用儀表進行直接測量的標準值。這個設(shè)備的缺點是伴隨電壓等級升高，其絕緣的難度也在加越大，設(shè)備的體積與質(zhì)量也在加大；而且信號動態(tài)范圍小造成了電流互感器可能出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象，或出現(xiàn)信號的畸變；還有就是互感器輸出信號無法直接同微機化計量和保護設(shè)備接口。

4.適應(yīng)光電互感器技術(shù)的新型繼電保護和測控裝置

光電互感器技術(shù)在應(yīng)用于電力系統(tǒng)之后，與電力系統(tǒng)有關(guān)的測控設(shè)備和繼電保裝置等二次設(shè)備的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部功能會出現(xiàn)較大改變。首先是減掉了裝置內(nèi)部設(shè)置的隔離互感器、A用轉(zhuǎn)換電路和部分信號處理電路，進而使裝置的響應(yīng)速度得以提升。但是仍有關(guān)鍵性技術(shù)需要解決，即為進行數(shù)值計算要對來自不同的相關(guān)互感器的數(shù)據(jù)進行同步采樣。其次是進行高效和高速的數(shù)據(jù)交換通信協(xié)議設(shè)計。

三、結(jié)語

總之，計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展，為人們的生活提供了諸多便利，并在電力系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的每個環(huán)節(jié)都有計算機技術(shù)的應(yīng)用。伴隨計算機技術(shù)的進一步發(fā)展，基于計算機技術(shù)的電力系統(tǒng)自動化也將邁進更高層次。

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