基于實時網(wǎng)絡與DSP技術的電力系統(tǒng)自動化裝置的研究

張宏兵

摘要：伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術取得飛速進步，各種新技術、新設備以及新材料在各行各業(yè)的發(fā)展建設過程中取得廣泛應用。電力企業(yè)要想滿足現(xiàn)代社會對通訊設備的實際需求，必須針對企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對基于實時網(wǎng)絡DSP技術的電力系統(tǒng)自動化裝置進行深入研究。在實際發(fā)展建設過程中，電力系統(tǒng)自動化裝置在企業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著至關重要的作用，為進一步提升電力企業(yè)自動化裝置的整體水平，企業(yè)針對自動化裝置發(fā)展的現(xiàn)狀，從電力系統(tǒng)自動化概述著手，對電力系統(tǒng)自動化裝置進行了進一步研究和探討。

關鍵詞：實時網(wǎng)絡 DSP技術 電力系統(tǒng) 自動化裝置

在社會主義市場經(jīng)濟快速發(fā)展的大環(huán)境下，科學技術取得飛速發(fā)展，信息技術在電力企業(yè)的發(fā)展建設過程中取得廣泛的應用，電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展是信息技術應用的實際效果體現(xiàn)。在實際發(fā)展建設過程中，社會對電力企業(yè)的要求越來越高，不僅要求電力企業(yè)提供充足的電力資源，還必須保障供電的安全性和可靠性，這給電力行業(yè)的發(fā)展提供了嚴峻的挑戰(zhàn)。為此，企業(yè)建設者在結合實際發(fā)展現(xiàn)狀的前提下，將實時網(wǎng)絡與DSP技術應用于電力系統(tǒng)自動化裝置中，這在一定程度上提高了我國供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，為電力行業(yè)的發(fā)展建設提供了技術保障。

1 電力系統(tǒng)自動化概述

電力系統(tǒng)的組成比較簡單，伴隨著城市電網(wǎng)的復雜化，電網(wǎng)系統(tǒng)的容量和規(guī)模在不斷擴大，電網(wǎng)系統(tǒng)的結構和運行方式也越來越多。無論是電力生產(chǎn)企業(yè)還是電力用戶，電力系統(tǒng)的主要組成部分可以準確地定義為發(fā)電設備、變壓器、輸電線路、開關設備以及配電設備等，這些設備之間存在互相聯(lián)系、互相制約的關系，在實際運行過程中共同組成電力網(wǎng)絡。電力系統(tǒng)的自動化裝置具有較強的針對性，其主要目標是測量裝置和保護裝置。測量裝置的主要任務是為應用程序提供實時檢測，在最大程度地實現(xiàn)自動化要求的同時，還能有效節(jié)約大量建設資源，減少成本的浪費。保護裝置與測量裝置使用一樣的計算機技術，通過分析運行過程中的故障隱患，保障系統(tǒng)的正常運行。電力系統(tǒng)自動化具有實時、精準、數(shù)據(jù)分類、綜合調節(jié)以及工作效率高等特點，在實際發(fā)展建設過程中，電力系統(tǒng)自動化為電力企業(yè)的發(fā)展作出了極為重大的貢獻。

2 電力系統(tǒng)自動化運行中存在的技術問題

目前，我國電力系統(tǒng)自動化水平逐步提高，安全性和可靠性受到充分重視。隨著電網(wǎng)建設和網(wǎng)架結構的加強、電網(wǎng)自動化水平的提高，大陸電網(wǎng)安全穩(wěn)定事故大幅下降。電網(wǎng)供電可靠性也有較大提高，平均供電可靠性為99.820%。并且，在電網(wǎng)建設方面，將采用先進技術提高單位走廊輸電能力、降低網(wǎng)損，加強環(huán)境和景觀保護，城市電網(wǎng)將逐步提高電纜化率、推廣變電站緊湊化設計。電力工業(yè)正在走出一條科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染小的新型工業(yè)化道路，電力設備的本土化穩(wěn)步推進。但是，這并不表示電力系統(tǒng)自動化運行中不存在問題。

2.1 后臺監(jiān)控及運行中存在的技術問題 變電站運行過程中自動化系統(tǒng)采取無人監(jiān)控模式，電力企業(yè)對此存在較大的爭議，部分建設者認為如果采取無人監(jiān)控模式系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題將產(chǎn)生嚴重的破壞和損失。不及時解決其中存在的問題，自動化系統(tǒng)將很難充分發(fā)揮其作用，因此，企業(yè)在進行系統(tǒng)訂購的過程中應該將后臺監(jiān)控機運行中的技術控制加進去，減少重新購置引發(fā)的成本浪費問題。

2.2 遠動數(shù)據(jù)和信息發(fā)送中存在的技術問題 在電力自動化系統(tǒng)的實際運行過程中，遠動數(shù)據(jù)和信息發(fā)送工作受諸多因素的影響難免會存在一定的技術問題。目前，我國變電站自動化系統(tǒng)中，后臺檢測是遠動數(shù)據(jù)和信息傳送的主要依據(jù)，如果后臺系統(tǒng)存在問題，遠動數(shù)據(jù)和信息將很難順利傳輸?shù)街髡疚恢?，導致電力系統(tǒng)自動化運行困難。

3 基于實時網(wǎng)絡與DSP技術的電力系統(tǒng)自動化裝置的研究

3.1 系統(tǒng)方案設計 基于實時網(wǎng)絡與DSP技術的電力系統(tǒng)自動化裝置為滿足實際運行的實際需求，首先應該對系統(tǒng)方案進行規(guī)劃設計。系統(tǒng)方案設計要求設計人員選擇合適的微處理器。目前，運用比較普遍的微處理器有單片機、數(shù)字信號處理器和高級精簡指令集處理器。以上幾種產(chǎn)用的微處理器均有自身的特點，因此，設計人員必須結合電力系統(tǒng)自動化運行的實際狀況，選擇合適的微處理器。另外，設計人員還應該注重網(wǎng)絡方案設計的重要性。對變電站系統(tǒng)自動化裝置的實際運行而言，優(yōu)化網(wǎng)絡方案設計能從根本上提高設備的實際運行效益。最后，設計人員還應該注重系統(tǒng)自動化運行過程中總體方案設計的重要性?？傮w方案設計分為硬件和軟件兩種類型，設計人員在結合系統(tǒng)運行的實際狀況下，必須采取有效優(yōu)化措施。

3.2 實時網(wǎng)絡與DSP技術在電力系統(tǒng)自動化裝置中的應用 在明確電力自動化系統(tǒng)方案設計的前提下，還應該對實時網(wǎng)絡與DSP技術在電力系統(tǒng)自動化裝置中的應用作簡要分析。電力系統(tǒng)繼電保護技術在科學技術的快速發(fā)展下取得較大進步，并在電力企業(yè)的發(fā)展建設過程中發(fā)揮著至關重要的作用，DSP芯片具有高度運行和處理能力強等特點，為有效解決電力系統(tǒng)運行過程中的問題，筆者結合多年工作經(jīng)驗，通過實時網(wǎng)絡和DSP技術在電力線系統(tǒng)應用中的實際效益，對實時網(wǎng)絡和DSP技術在電力系統(tǒng)中的發(fā)展做了總結介紹。

3.2.1 實時網(wǎng)絡與DSP技術在電力系統(tǒng)模擬量采集和監(jiān)測中的應用。電力系統(tǒng)調度在采用計算機系統(tǒng)之后，綜合運用了EMS、DMS、SCADA等理念，在電力系統(tǒng)自動化設備中，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和測量是SCADA理念深入發(fā)展的基礎保障。傳統(tǒng)運行過程中以變送器為主要依據(jù)，將一次PT和CT的電氣量轉變?yōu)橹绷髁?，通過A/D進行轉換后，傳輸?shù)接嬎銠C上。在綜合使用交流采樣技術之后，經(jīng)過二次PT和CT的轉換，可以直接計算出每周波的多點采樣值，減少了變送器的使用，為變電站的自動化運行提供了技術保障。

在實際運行過程中，微機式的RTU均以MCS-51型號的單片微機為主，這種傳統(tǒng)的處理模式具有數(shù)據(jù)處理能力差、可以擴展的空間小以及運算速度慢等缺點，很難保障電力系統(tǒng)自動化裝置的正常運行。實時網(wǎng)絡和DSP技術的應用在一定程度上緩解了上述存在的問題，該技術在實際運行過程中可以對系統(tǒng)進行實時的頻譜分析，在提高測量精度的同時，為設備的正常運行打下了堅實的基礎。

3.2.2 實時網(wǎng)絡與DSP技術在電能質量監(jiān)控中的應用。伴隨著科技的發(fā)展，配電網(wǎng)對電能質量要求越來越高，實時網(wǎng)絡與DSP技術在電能質量監(jiān)控中的應用能夠滿足配電網(wǎng)對電能質量的實際需求。如果配電網(wǎng)發(fā)生故障，或者某些位置的節(jié)點受外界因素的干擾必須承受較大負荷時，會導致嚴重的電壓凹陷問題。實時網(wǎng)絡和DSOP技術利用小波方法對故障點進行檢測，利用DSP芯片的實際特點，能夠有效解決其中存在問題，

3.2.3 實時網(wǎng)絡和DSP技術在繼電保護中的應用。目前，微機繼電保護裝置在電力系統(tǒng)自動化設備中取得廣泛應用，與傳統(tǒng)的繼電保護裝置相比，這種保護形式在提高電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性的同時，還進一步促進了電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展。當電力系統(tǒng)處在正常運行狀態(tài)下時，工作人員需要對系統(tǒng)中的基波和諧波進行有效分析，部分保護裝置還能對電力系統(tǒng)的故障信息進行分析，為電力系統(tǒng)的安全運行打下堅實的基礎。相信實時網(wǎng)絡與DSOP技術在繼電保護裝置中的應用必定能使電力系統(tǒng)的自動化得到快速發(fā)展。

4 結束語

綜上所述，基于實時網(wǎng)絡與DSP技術的電力系統(tǒng)自動化裝置與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)勢。電力企業(yè)為進一步提高電力系統(tǒng)的自動化水平，必須按照國家電網(wǎng)公司《大運行全面建設評估實施細則》和“大運行”建設要求，加快計算機技術、自動化技術和信息技術的推廣應用，充分利用有限資金對電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行改造，對實時網(wǎng)絡與DSP技術應用下的電力系統(tǒng)自動化裝置進行深入研究和分析，提高城網(wǎng)自動化水平和供電可靠性，完成電網(wǎng)調控地縣一體化建設，為提高電力企業(yè)整體競爭力提供技術保障，滿足居民用電的需求。

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