電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化現(xiàn)狀及發(fā)展探討

蔣鈺婷

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)開始了對(duì)電力系統(tǒng)綜合化的研究與探索，電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是隨著科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，其存在和發(fā)展是十分重要的，自動(dòng)化系統(tǒng)的出現(xiàn)是我國(guó)電力系統(tǒng)的又一次革新。本文主要對(duì)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展作簡(jiǎn)要的敘述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 綜合自動(dòng)化 現(xiàn)狀及發(fā)展

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（a）-0121-02

電力在人們的工作、生活中都起著關(guān)鍵的作用，電力的發(fā)展對(duì)人們來(lái)說(shuō)是十分重要的。所以，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行就很關(guān)鍵。在這個(gè)方面，自動(dòng)化技術(shù)貢獻(xiàn)了很多力量。自動(dòng)化在一開始，只是處理電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，起到一個(gè)監(jiān)控作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)在電力中的作用也越來(lái)越大，從簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理到對(duì)電能的產(chǎn)生、運(yùn)輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和自動(dòng)化管理等各個(gè)方面。

1 電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化概述

1.1 電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的定義

電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備（包含儀表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置）通過(guò)功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)和通信設(shè)備及信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸配電路的自動(dòng)監(jiān)控、測(cè)量和微機(jī)保護(hù)及與調(diào)度通信等綜合性自動(dòng)化功能。

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是由許多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，替換了常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表，替換了常規(guī)控制屏、中央信號(hào)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)屏，用微機(jī)保護(hù)替代常規(guī)的繼電保護(hù)，改變了常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界聯(lián)系的缺點(diǎn)。

因此，電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化就是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等一系列高科技技術(shù)在變電站的綜合運(yùn)用。

1.2 電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的內(nèi)容

電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的內(nèi)容包括電氣量的采集和電氣設(shè)備（如繼電器、斷路器等）的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)。

實(shí)現(xiàn)變電站正常運(yùn)行的監(jiān)視和操作，確保變電站的順利運(yùn)行和安全。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，由繼電保護(hù)和故障錄波等完成瞬時(shí)狀態(tài)下電氣量的采集、監(jiān)視和控制，且迅速切斷故障并在事故后完成恢復(fù)正常操作。

從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)看，電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的內(nèi)容還應(yīng)該包括高壓電器設(shè)備本身的監(jiān)視信息（如斷路器、變壓器等的絕緣和狀態(tài)監(jiān)視等）。除將變電站采集的信息輸送給調(diào)度中心外，還要輸送給運(yùn)行方式科和檢修中心，方便于為電氣設(shè)備的監(jiān)視和擬定檢修計(jì)劃提供原始數(shù)據(jù)。

近年來(lái)微機(jī)繼電保護(hù)裝置，大部分具有串行通信功能，所以它的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)可以通過(guò)串行口或者局域網(wǎng)絡(luò)通信方式輸入計(jì)算機(jī)。

2 電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的應(yīng)用與操作

2.1 變電站綜合自動(dòng)化

變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)把變電站的二次設(shè)備經(jīng)過(guò)重新組合和優(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)、信號(hào)處理技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制、微機(jī)保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。通過(guò)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)設(shè)備之間的配合，達(dá)到信息共享。

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在社會(huì)中也越來(lái)越重要，我們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化，在變電站中采用了微機(jī)監(jiān)視。變電站采用微機(jī)監(jiān)視后，無(wú)論是有人值班還是無(wú)人值班的變電站，操作人員可以通過(guò)CRT對(duì)斷路器和隔離器進(jìn)行分、合操作，對(duì)變壓器分接開關(guān)位置進(jìn)行調(diào)整和控制，對(duì)電容器進(jìn)行投、切控制，同時(shí)還要接受遠(yuǎn)程操作控制命令，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作是為防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該保留人工的直接跳、合閘手段。

2.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化

配電網(wǎng)自動(dòng)化包含配電網(wǎng)分析自動(dòng)化、自動(dòng)制圖、自動(dòng)饋線化、設(shè)備管理和信息分析，它通過(guò)智能軟件從后代數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取資料，對(duì)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)化傳遞送，以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的自動(dòng)化。

配電網(wǎng)是電纜、配電變壓器等設(shè)備構(gòu)成，是電網(wǎng)系統(tǒng)的組要成分，起著重要的作用。一直以來(lái)，配電網(wǎng)的控制大部分都是依靠手工的方式完成的，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力效率較低，又有很多隱患。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，能使用孤島自動(dòng)化技術(shù)來(lái)替換從前的手工方式，但是它還是存在著缺點(diǎn)：對(duì)電網(wǎng)的分配使用、設(shè)備的設(shè)計(jì)使用仍不是很完善。所以，為實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)更好的正常運(yùn)行，對(duì)電能的分配、監(jiān)控和對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化的改進(jìn)提出了較高的要求。

2.3 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

隨對(duì)電量需求的增加，電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和及時(shí)數(shù)據(jù)采集就更加重要。近幾年來(lái)，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化在設(shè)備、規(guī)模以及專業(yè)技術(shù)方面有很大的進(jìn)步。從發(fā)展歷程看，原本的遙測(cè)與遙信功能已被現(xiàn)在的無(wú)人值班監(jiān)控系統(tǒng)替換，并且搭載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)控制理論的智能化軟件已在開發(fā)當(dāng)中。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化也從里面獲取了很多發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)不僅可降低人員使用，而且可減小事故發(fā)生率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，還可以精準(zhǔn)的調(diào)整和控制電網(wǎng)，防止電力系統(tǒng)麻痹，招致大規(guī)模停電。

3 電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向

3.1 DMS系統(tǒng)的概念

我國(guó)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向就是建立DMS系統(tǒng)。DMS就是配電管理系統(tǒng)（Distribution Management System），它的作用在于110 kV以下的配電系統(tǒng)，它的主要組成部分是一個(gè)開放式的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和平臺(tái)內(nèi)部的多個(gè)子系統(tǒng)。與自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)狀信息管理類似，基礎(chǔ)平臺(tái)只負(fù)責(zé)簡(jiǎn)單的接口服務(wù)，但是子系統(tǒng)包括控制、分析和規(guī)劃模塊。不同的模塊間并沒(méi)有直接的聯(lián)系，但是它們之間卻有著緊密的聯(lián)系。DMS基礎(chǔ)平臺(tái)除了有基本的硬件與操作系統(tǒng)內(nèi)核以外，還可以提供例如數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、信息傳遞、人機(jī)界面、實(shí)時(shí)環(huán)境等等基本服務(wù)和與其他系統(tǒng)的接口。

DMS具有管理和控制結(jié)合的特征，是個(gè)能夠擴(kuò)充、移植的開放式、分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)做到每個(gè)功能模塊的維護(hù)和擴(kuò)展對(duì)剩下的模塊影響達(dá)到最小。這應(yīng)該要求操作系統(tǒng)、人機(jī)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等一定采取國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或者工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。endprint

3.2 建立DMS系統(tǒng)的條件

建立完善的DMS系統(tǒng)是個(gè)系統(tǒng)工程，一定要考慮到各個(gè)方面的因素，具有一定的條件，才可以用最少的投入，建立起功能強(qiáng)大、實(shí)用、可靠的DMS系統(tǒng)。其基本條件如下：

首先解決系統(tǒng)建設(shè)問(wèn)題，新建以及改建的變電站應(yīng)該按照系統(tǒng)配置，具有“四遙”的功能。

有效利用現(xiàn)有的通信媒體或者通信網(wǎng)絡(luò)，并且同時(shí)采用電話電纜、光纖、無(wú)線通信等方法，建立DMS子系統(tǒng)。

3.3 DMS系統(tǒng)的特點(diǎn)

DMS系統(tǒng)功能散步在很多數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用服務(wù)站與工作站中，服務(wù)站與工作站通過(guò)局域網(wǎng)或者廣聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)。

為了迎合配電網(wǎng)現(xiàn)代化管理的要求，需要有一套能完全控制和管理配電網(wǎng)運(yùn)行的一系列功能軟件，各個(gè)模塊以及它的功能間能夠相互合作。

DMS主要關(guān)注的是確保電質(zhì)量，快速確定故障部位，及時(shí)的解決故障，恢復(fù)線路輸送電與怎樣減低網(wǎng)損。

DMS的核心是MOSAIC數(shù)據(jù)庫(kù)控制系統(tǒng)，它可以為電力系統(tǒng)的信息處理達(dá)成實(shí)時(shí)運(yùn)作。

3.4 DMS的功能

配電自動(dòng)化（DA）的功能：事故設(shè)想、操作管理、線路的動(dòng)態(tài)著色和局部追蹤、臨時(shí)性的網(wǎng)絡(luò)改正、設(shè)備定位、故障診斷隔離與恢復(fù)。

地理信息系統(tǒng)（DIS）的功能：對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備的資產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工、檢修等進(jìn)行有效管理，為配電管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，支持系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)與其他子系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。

配電工作管理（DJM）的主要功能：配電網(wǎng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理；配電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)；配電網(wǎng)運(yùn)行工作管理；配電網(wǎng)施工計(jì)劃；施工工作管理；配電網(wǎng)設(shè)備檢修管理；

需求側(cè)管理（DSM）功能：電力的供需雙方一起對(duì)用電市場(chǎng)進(jìn)行管理，達(dá)到提高供電可靠性，降低能源消耗和供需雙方的費(fèi)用支出。

3.5 DMS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)DMS系統(tǒng)，使電氣設(shè)備的保護(hù)和控制能夠優(yōu)化，消滅大面積停電故障，提升供電系統(tǒng)的可靠性。

可以提升我國(guó)電力系統(tǒng)的管理水平和電力系統(tǒng)的安全性，以達(dá)到現(xiàn)代電力系統(tǒng)技術(shù)的要求。

對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和主要技術(shù)指標(biāo)能全天監(jiān)控，管理人員能隨時(shí)了解全廠電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況和電流、電壓、電量、功率等各種運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到電力平衡、負(fù)荷監(jiān)控、精確計(jì)量和節(jié)約用電等很多功能。

DMS系統(tǒng)可以對(duì)電氣故障進(jìn)行識(shí)別、隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移直至恢復(fù)供電，實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程自動(dòng)化控制。建立快速電氣事故處理機(jī)制，讓故障停電時(shí)間降低，對(duì)生產(chǎn)裝置的影響也能降低。

DMS系統(tǒng)可以讓工作人員全方位掌握整電力系統(tǒng)的運(yùn)作情況，及時(shí)作出反應(yīng)。

建立DMS系統(tǒng)后，使現(xiàn)行的運(yùn)行操作和變電值班模式變成真正意義上的無(wú)人值班變電站管理方式，以達(dá)到減少人力的目的。

電力系統(tǒng)離不開數(shù)據(jù)共享，為了達(dá)到數(shù)據(jù)共享，我們就必須能同時(shí)做到監(jiān)控和保護(hù)。SCADA能達(dá)到這個(gè)目的，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，SCADA已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中不能缺少的一部分。因此，如果我們能夠讓SCADA在電力系統(tǒng)中全方位運(yùn)用，那么對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)一定能夠有很多幫組。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展是一種必然的趨勢(shì)，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的作用，在DMS系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)的幫助下，會(huì)改善電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化，同時(shí)，我們要不斷發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)，也不要忘了對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)的改進(jìn)，這樣才可以提升我國(guó)的電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平。

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