電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)的應(yīng)用研究

常沛?王濤

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科技水平的不斷提高，自動化技術(shù)作為一個具有綜合性的技術(shù)，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮了越來越重要的作用?；诖耍饕槍﹄娏ο到y(tǒng)及其自動化技術(shù)的應(yīng)用情況進行了分析。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化技術(shù)；應(yīng)用

作者簡介：常沛（1981-），女，陜西渭南人，渭南供電局，工程師；王濤（1985-），男，陜西渭南人，渭南供電局，助理工程師。（陜西

渭南 714000）

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）09-0246-02

電力系統(tǒng)一般情況下都是不間斷連續(xù)工作的，直接關(guān)系到人們的日常生活和工作。不管是什么新技術(shù)，只要能夠確保電力系統(tǒng)保持正常運轉(zhuǎn)，都可以在實際應(yīng)用中進行大力推廣。其中，自動化技術(shù)的作用就顯得非常突出。最初自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中主要是對其各項數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，隨著各種技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴大。目前隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟對電力系統(tǒng)要求的不斷提高，我國對電力系統(tǒng)中自動化技術(shù)的研究和推廣力度也在不斷加強，進一步確保了電力系統(tǒng)運行的高效性，為保證電力系統(tǒng)的安全起到了重要意義。

一、電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的工作流程與控制要求

1.電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的主要工作流程

電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的具體工作流程主要有下述三個方面：

（1）在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用過程中，其基本流程是要求在指定中心位置處的調(diào)控中心，安裝具有先進現(xiàn)代化功能的計算機，通過計算機向四周的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行輻射，并且以該中心的變電站、發(fā)電廠為核心，對信息服務(wù)和控制裝置等進行合理設(shè)置，同時起到了一定的監(jiān)控作用，使得整個立體化網(wǎng)絡(luò)能夠快速被覆蓋，確保了指令以及信息的傳輸保持全面暢通。

（2）中心計算機的主要功能就是完成總體調(diào)控，其他相關(guān)監(jiān)控設(shè)備的主要功能則是記錄事故內(nèi)容、編制相應(yīng)的報表、系統(tǒng)異常事故的自動恢復操作、對設(shè)備進行操作以及常規(guī)操作下的自動化等。此外，在這一基礎(chǔ)上最終要將控制部件作為核心，通過兩個方面的結(jié)合，即計算機和計算機之間以及控制計算機和終端硬件裝置之間的相互結(jié)合，在各個軟件的運行處理中進一步擴大控制范圍，深化自動化程度。

（3）電力系統(tǒng)自動化技術(shù)能夠采用分層控制過程中的一些操作方式，也就是說自動化技術(shù)能夠在變電站、發(fā)電廠以及控制所和調(diào)度所等不同的組織分層間，根據(jù)其具體的管轄功能和范圍來實現(xiàn)綜合協(xié)調(diào)的目的，同時還可以分擔相應(yīng)的控制功能，確保電力系統(tǒng)在運行過程中的經(jīng)濟性和可靠性。

2.電力系統(tǒng)中自動化控制的主要要求

（1）要對電力系統(tǒng)運行過程中的相關(guān)參數(shù)進行快速準確的收集，并能夠及時處理和監(jiān)測系統(tǒng)中的各個元器件。

（2）電力系統(tǒng)中自動化技術(shù)能夠?qū)ο到y(tǒng)各個元器件的運行狀態(tài)以及相關(guān)技術(shù)、節(jié)能、安全等要求進行科學分析，直接對相關(guān)元器件的實際運行情況進行調(diào)控，或者可以快速的為各個設(shè)備的運行操作人員提供相關(guān)的調(diào)控策略。

（3）在電力系統(tǒng)中通過應(yīng)用自動化技術(shù)，不僅可以節(jié)約人力資源，降低設(shè)備操作者的工作強度，還可以有效延長設(shè)備的實際使用壽命，避免安全事故的不斷發(fā)生，對于改善各個設(shè)備的運行性有著明顯的作用，特別是在事故發(fā)生時，可以將事故危及面積以及強度等盡可能的控制在最小范圍內(nèi)。

（4）能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的各個元器件、局部系統(tǒng)以及各個組織層次等進行有效協(xié)調(diào)，可以為電力系統(tǒng)的運行提供最優(yōu)質(zhì)的供電方式以及最經(jīng)濟節(jié)能的運行方式。

二、電力系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用情況

在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中所采用的自動化技術(shù)主要具有下述幾個功能：具有網(wǎng)絡(luò)拓撲分析功能、可以對發(fā)電進行自動控制、對電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)進行評估、對在線潮流以及最優(yōu)潮流進行科學統(tǒng)計、對暫態(tài)靜態(tài)安全進行分析等；此外，還可以進行負荷預報，這是電力系統(tǒng)中運用自動化技術(shù)帶來的最大的一個好處，如果單純的采用人工做負荷預報，不僅會耗費大量的時間而且準確率不高；自動化技術(shù)還具有制定發(fā)電計劃的功能，可以將計劃中的數(shù)值精確到小數(shù)點的后兩位，進一步提高了精確度和準確率。另外，在電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)中普遍用到的一項技術(shù)是實時電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，能夠在自動化技術(shù)的基礎(chǔ)上與在線監(jiān)測系統(tǒng)共同對電網(wǎng)的實際電壓情況以及潮流情況等進行分析和調(diào)整，極大地提高了居民的用電質(zhì)量。

2.發(fā)電系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用情況

發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用自動化技術(shù)主要體現(xiàn)在DCS。DCS主要是把相關(guān)的保護設(shè)備和監(jiān)測設(shè)備全部安裝在開關(guān)柜中，然后通過利用現(xiàn)場總線將其連接起來，同時將通信管理機和后臺機連接起來。發(fā)電系統(tǒng)的控制回路主要是由若干臺計算機進行分散處理的，以此來達到各個控制站之間及時傳輸相關(guān)信號和參數(shù)的目的。總之，通過在發(fā)電系統(tǒng)中采用自動化技術(shù)，進一步提高了系統(tǒng)的集中操作能力，增強了分散控制水平，有利于進行分級管理，同時還提高了系統(tǒng)配置的靈活性。

3.變電系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用情況

通過在變電系統(tǒng)中應(yīng)用自動化技術(shù)，可以把當前供電線路中采集到的如電流、電壓等參數(shù)等及時傳送給主控端，并在此基礎(chǔ)上通過分析電流、電壓等參數(shù)及時調(diào)整供電設(shè)備，以此來更好地滿足用電潮流，進一步提高了居民的用電質(zhì)量。此外，通過應(yīng)用自動化技術(shù)，還可以在遠距離監(jiān)測、調(diào)控的基礎(chǔ)上，進行合理的趨勢分析以及潮流預測等，這對于滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展中對用電的需求起到了極大的促進作用。

4.配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用情況

目前配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自動化水平以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況相對來說都較為先進，光纜通信已經(jīng)在配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中得到了普遍應(yīng)用，而且光纜通信還有效提高了該系統(tǒng)的信息化水平，加快了信息化進程，對于確保配電系統(tǒng)內(nèi)部信息之間的交流和控制的安全、穩(wěn)定、高效性也有著重要作用。

三、電力系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用實例

本文主要以電力數(shù)據(jù)無線系統(tǒng)中應(yīng)用的GPRS技術(shù)為例進行說明，該系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)的通信信道主要包括兩個部分：一部分是GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，另一部分則為Internet網(wǎng)絡(luò)。該數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)的主要構(gòu)成包括三個部分，分別是GPRS網(wǎng)絡(luò)端、廠站數(shù)據(jù)端以及客戶端。

第一，GPRS網(wǎng)絡(luò)端的主要功能是為客戶端提供通信接口，通過接入GPRS數(shù)據(jù)與Internet服務(wù)器進行連接。廠站端能夠在GPRS模塊的基礎(chǔ)上及時發(fā)送數(shù)據(jù)，然后GPRS網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)接入到Internet互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)設(shè)置好的通信服務(wù)器里，以此來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理，然后由通信服務(wù)器提供一個固定的IP地址，以便于客戶端及時進行訪問。除此之外，由于服務(wù)器端沒有設(shè)置防火墻，不具有通道檢測的功能，因此對于保護數(shù)據(jù)的安全性起到了極大的作用。

第二，廠站數(shù)據(jù)端的主要任務(wù)是及時采集并發(fā)送相關(guān)的電力數(shù)據(jù)。主要的硬件構(gòu)成包括擴展儲容器、GPRS模塊、型號為W77E58的單片機、SIM卡座以及RS-232接口等。其中GPRS模塊主要選擇了工業(yè)級雙頻GR47模塊，在控制GPRS和Internet互聯(lián)網(wǎng)之間的連接與發(fā)送時，則主要采用AT指令。軟件構(gòu)成部分則采用C語言進行編寫，以此來有效控制單片機的運行。

第三，客戶端可以通過相關(guān)的軟件查詢到GPRS數(shù)據(jù)并進行有效地分析和處理。在開發(fā)客戶端軟件時主要采用了VC技術(shù)，因此其不僅包括管理模塊功能，還包括網(wǎng)絡(luò)通信以及偵聽模塊。其中，網(wǎng)絡(luò)通信模塊主要采用了服務(wù)器模式，能夠?qū)蛻舳颂岢龅母鞣N請求進行及時接受。而網(wǎng)絡(luò)偵聽模塊則采用了Socket控件，可以對發(fā)送過來的請求進行有效判斷和驗證。

四、總結(jié)

總之，在電力系統(tǒng)中運用自動化技術(shù)可以說是在改造傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上與現(xiàn)代化先進技術(shù)相互統(tǒng)一推進的過程。到目前為止，電力系統(tǒng)中的自動化技術(shù)逐漸開始以計算機技術(shù)以及監(jiān)控技術(shù)的研究為主要內(nèi)容，不過由于我國電力需求量非常龐大，電網(wǎng)建設(shè)復雜性較高，綜合自動化改革相對較晚，因此在引用并追趕先進科學技術(shù)的過程中，還需要進一步改進傳統(tǒng)技術(shù)，更新老舊設(shè)備，以確保電力系統(tǒng)自動化能夠盡快全面實現(xiàn)。

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（責任編輯：孫晴）