電力系統(tǒng)自動化技術(shù)探析

趙振華

摘 要：電力系統(tǒng)是當(dāng)今人類社會實現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)與生活的重要能源供應(yīng)渠道。文章首先介紹了電力系統(tǒng)自動化控制的基本內(nèi)容，闡述了電力系統(tǒng)自動化基本流程、工作要求和相關(guān)應(yīng)用，提出了今后電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展方向，最后對電力系統(tǒng)自動化安全性進(jìn)行了強調(diào)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化；技術(shù)；探討

引言

現(xiàn)代社會，電力設(shè)備的廣泛應(yīng)用使得電能成為人類社會生產(chǎn)活動的最主要的能源形式。電力系統(tǒng)隨之深入到人們生產(chǎn)、生活的各個角落，成為人們工作、生活中必不可少的重要因素。隨著社會的發(fā)展，人們對于電力系統(tǒng)的依賴程度逐漸加深，對電力供應(yīng)的要求也越來越高，同時，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也為電力系統(tǒng)的革新升級提供了必要的前提條件與技術(shù)支持。電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模長期穩(wěn)定連續(xù)運轉(zhuǎn)是電力系統(tǒng)的重要特征。在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的同時，電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模和技術(shù)水平日益提高，設(shè)備結(jié)果日益復(fù)雜，管理與運行、維護(hù)的難度越來越高，無法避免地給供電安全和用電安全帶來負(fù)面影響，電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益也受到一定限制。而以信息技術(shù)和電子計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)能夠有效降低人力操作的難度與成本，提高電力設(shè)備動作精度，充分發(fā)揮電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率，最大限度提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是今后電力系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一。

1 電力系統(tǒng)自動化的基本論述

1.1 電力系統(tǒng)自動化基本工作流程

電力系統(tǒng)自動化網(wǎng)絡(luò)以處于中心地區(qū)的調(diào)控中心為管理節(jié)點，系統(tǒng)的其他設(shè)施設(shè)備圍繞這些調(diào)控中心放射狀分布。性能先進(jìn)的電子計算機(jī)構(gòu)成了調(diào)控中心的主體，負(fù)責(zé)為周邊發(fā)電廠和變電站提供信息服務(wù)和監(jiān)視裝置的控制管理等。以上內(nèi)容就是電力系統(tǒng)自動化控制網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)造。在這個系統(tǒng)中，中心計算機(jī)起著關(guān)鍵性的主導(dǎo)作用，負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與控制。而細(xì)節(jié)的動作，比如操作設(shè)備和記錄事故內(nèi)容、記錄并處理報表、自動恢復(fù)系統(tǒng)異常狀況和常規(guī)操作自動化等內(nèi)容由對應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備解決。電力系統(tǒng)自動化以分層控制為主要操作方式，調(diào)度、控制、發(fā)電、變電各個單元根據(jù)各自負(fù)責(zé)的功能和范圍協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，分解任務(wù)壓力，提高控制能力水平，從而使系統(tǒng)運行狀況更加合理、可靠，實現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 電力系統(tǒng)自動控制基本要求

（1）自動化控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)中各元件系統(tǒng)、局部系統(tǒng)以及全系統(tǒng)在運行過程中的參數(shù)的采集、判斷和處理，整個動作過程必須保障速度和精度的要求。

（2）根據(jù)電力系統(tǒng)實際運行情況為其相關(guān)的調(diào)節(jié)與控制決策，或由工作人員直接調(diào)節(jié)和控制各元件，以滿足系統(tǒng)元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全方面的有關(guān)要求。

（3）保障系統(tǒng)運轉(zhuǎn)層次清晰。系統(tǒng)各單元和各組成部分能夠高效協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，確保電力供應(yīng)在質(zhì)量、安全和經(jīng)濟(jì)效益方面實現(xiàn)最優(yōu)化。

（4）電力系統(tǒng)自動化能夠有效降低人力成本，改善人員工作環(huán)境，提高安全生產(chǎn)水平，特別是很好地解決了因發(fā)生事故而導(dǎo)致的大范圍停電等事故蔓延問題。

1.3 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用

（1）電網(wǎng)調(diào)度自動化。電網(wǎng)調(diào)度運行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率和供電安全。電力系統(tǒng)自動化首先要實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度工作的自動化。電網(wǎng)調(diào)度中心主要由計算機(jī)系統(tǒng)、工作站、大屏幕顯示器、打印設(shè)備組成，其與下級電網(wǎng)的調(diào)度中心、調(diào)度范圍的發(fā)電廠以及變電站的終端設(shè)備通過電力系統(tǒng)專用的廣域網(wǎng)連接到一起，共同構(gòu)成了電網(wǎng)調(diào)度自動化控制系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動化負(fù)責(zé)對電力生產(chǎn)過程中的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并以此為基礎(chǔ)，對電網(wǎng)運行安全性、電力系統(tǒng)實時狀態(tài)進(jìn)行分析評價，對電力負(fù)荷做出一定程度的預(yù)估，控制發(fā)電過程，調(diào)整設(shè)備運行狀態(tài)以適應(yīng)市場運營的需要，實現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益。縣級的電網(wǎng)調(diào)度的控制中心與地區(qū)性電網(wǎng)調(diào)度的中心相比，使用的設(shè)備規(guī)模和規(guī)格偏小，有的使用普通商用PC 機(jī)。地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度規(guī)格略高，主要負(fù)責(zé)城市電網(wǎng)的調(diào)度管理工作，和大區(qū)電網(wǎng)或者省級電網(wǎng)相比，調(diào)度功能較少，管轄范圍更小，其調(diào)度對象不包括發(fā)電廠，而是對供電網(wǎng)內(nèi)各級的變電站以及配電網(wǎng)實時進(jìn)行監(jiān)控， 確保電力供應(yīng)安全穩(wěn)定。國家電網(wǎng)的調(diào)度以及大區(qū)電網(wǎng)的調(diào)度，是各級電網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)中級別最高的，控制中心所配備的設(shè)備比省級的電網(wǎng)調(diào)度控制中心的相應(yīng)設(shè)備規(guī)模更大、技術(shù)水平更高，其中，計算機(jī)的性能更強，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備容量更大，應(yīng)用軟件功能更加完善。

（2）變電站自動化。變電站以及輸、配電線路是電力系統(tǒng)中聯(lián)系電廠和電力用戶的重要環(huán)節(jié)。實現(xiàn)變電站自動化，以設(shè)備自動控制代替人工操作，以自動監(jiān)控代替人工監(jiān)視，能夠有效提高變電站工作水平，增加變電站功能種類，確保變電站運轉(zhuǎn)安全。變電站相關(guān)設(shè)備的有效控制和全方位監(jiān)視是變電站自動化控制的主要內(nèi)容。常規(guī)電磁式設(shè)備轉(zhuǎn)為微機(jī)控制、電力信號傳輸用電纜改為計算機(jī)用電纜、光纜、二次系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、監(jiān)控工作的屏幕化和記錄的自動化是變電站自動化控制的主要特點。

2 電力系統(tǒng)綜合自動化的發(fā)展方向

綜合自動化是我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。當(dāng)前，我國電力系統(tǒng)綜合自動化的目標(biāo)就是要建立全方位的配電管理系統(tǒng)（Distribution Management System， 簡稱DMS）。全面建立配電管理系統(tǒng)，可以大幅提高電氣綜合管理水平，是電力系統(tǒng)適應(yīng)市場需要、滿足現(xiàn)代化高負(fù)荷電力供應(yīng)的必然選擇。DMS系統(tǒng)的建立，有助于電氣設(shè)備保護(hù)控制機(jī)能優(yōu)化，減少大規(guī)模停電事故發(fā)生，提升電力供應(yīng)穩(wěn)定性；有助于快速建立電氣事故快速處理機(jī)制，減少故障停電時間，弱化事故對生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)面影響；有助于管理人員及時掌握電流、電壓、電量以及功率等系統(tǒng)運行參數(shù)的變化，進(jìn)而增強對整個電力系統(tǒng)運行狀況的控制力度；還有助于實現(xiàn)平衡電力、監(jiān)控負(fù)荷、精確計量及節(jié)約用電的功能。同時，DMS系統(tǒng)對于現(xiàn)行電力系統(tǒng)工作模式的改變也有著重要的推動作用，使無人值守的變電站管理模式成為現(xiàn)實，極大地降低了人力成本，提高了工作效益。

3 電力系統(tǒng)自動化的安全要求

3.1 電力系統(tǒng)自動化安全趨勢

安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量是衡量電力供應(yīng)的最主要指標(biāo)。隨著社會的發(fā)展，人們對于電力供應(yīng)的要求越來越高，也給電力系統(tǒng)自動化發(fā)展指明了方向。電力系統(tǒng)規(guī)模和負(fù)荷的增加，使得電力系統(tǒng)安全性要求日益凸顯，這也是電力系統(tǒng)自動化關(guān)注的重點。當(dāng)前，電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)正向著安全、優(yōu)質(zhì)、智能的方向發(fā)展，正從區(qū)域化向著全系統(tǒng)的方向發(fā)展。

3.2 電力系統(tǒng)綜合自動化的安全特點

在安全保障方面，電力系統(tǒng)自動化有著裝置維護(hù)調(diào)試方便、操作容易、方便改善的突出特點。同時，自動化系統(tǒng)功能豐富，技術(shù)先進(jìn)，選擇性多，動作準(zhǔn)確，遙控、遙測、遙信、遙調(diào)功能的成功實現(xiàn)，使得傳統(tǒng)的有人值守模式轉(zhuǎn)為無人值守模式，極大地提高了工作安全性。

4 結(jié)束語

電力系統(tǒng)自動化是門技術(shù)含量高，覆蓋范圍廣的綜合性學(xué)科。我國電力系統(tǒng)自動化起步較晚，和當(dāng)前電力市場以及電網(wǎng)建設(shè)高速發(fā)展的實際要求有著較大差距。電力工作者必須認(rèn)清這個事實，加快推進(jìn)電力系統(tǒng)自動化改革，為我國電力系統(tǒng)的順暢運轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的健康發(fā)展做出基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)

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