淺談電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)及其發(fā)展趨勢

林燕光

【摘 要】電力系統(tǒng)自動化如何更好地實現(xiàn)以及其未來的發(fā)展趨勢，進而使得電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定和高效的運行，獲得更多的商業(yè)價值。本文主要針對電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)及其發(fā)展的相關問題進行探討。

【關鍵詞】電力系統(tǒng)；自動化；發(fā)展

隨著計算機軟硬件的發(fā)展，大量計算機新技術在自動化控制系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)將進一步提高電力系統(tǒng)的安全和可靠性，確保電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，提高電力系統(tǒng)的供電效率。

1.電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)

在電力系統(tǒng)中實現(xiàn)自動化運行，其自動化原理通常是相同的，但是隨著科技水平的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的裝置類型與功能在不斷發(fā)生著變化，為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化，確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行，就必須對電力系統(tǒng)設備進行必要的調(diào)控。

1.1電網(wǎng)調(diào)度自動化

電力系統(tǒng)自動化包括很多組成部分，電網(wǎng)調(diào)度自動化是實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的重要前提條件。電網(wǎng)調(diào)度自動化是控制電力系統(tǒng)運行技術手段的組成部分，是以現(xiàn)代計算機技術、信息處理與通信技術、自動控制與電力電子技術等為基礎，按電網(wǎng)調(diào)度的需要而逐步發(fā)展起來的。在處理事故中，電網(wǎng)調(diào)度自動化是協(xié)調(diào)指揮、判斷決策和實施監(jiān)控的技術手段，將各類事故所帶來的損失減到最小的程度，盡快使電網(wǎng)恢復正常的安全穩(wěn)定運行。除肩負電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的任務外，調(diào)度自動化系統(tǒng)同時承擔了電網(wǎng)優(yōu)質高效生產(chǎn)供應電能的任務。

1.2變電站和發(fā)電廠自動化

在電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)中，變電站自動化非常重要，變電站是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電這些環(huán)節(jié)的中樞，實現(xiàn)電能的匯集和重新分配。而發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)，電廠的安全穩(wěn)定生產(chǎn)對電力系統(tǒng)發(fā)揮關鍵作用?？偠灾?，電網(wǎng)調(diào)度自動化離不開變電站自動化，也離不開電廠自動化。往往變電站和發(fā)電廠直接向電網(wǎng)調(diào)度自動化提供電網(wǎng)設備的采集數(shù)據(jù)同時接受電網(wǎng)調(diào)度的遠程監(jiān)控。變電站和發(fā)電廠實現(xiàn)自動化管理，不但極大地提高電力系統(tǒng)發(fā)電和供電的運行效率，同時大大減少電力事故，而且減少廠站運行費用。隨著科技的發(fā)展，變電站和發(fā)電廠自動化最終實現(xiàn)無人值班變電站和電廠（尤其是水電站），能在沒有工作人員在場的情況下變電站和發(fā)電廠實現(xiàn)安全穩(wěn)定的運行，也能實現(xiàn)遠程的日常操作和事故處理，減少事故停電范圍和停電時間，提高電力系統(tǒng)供電可靠性。變電站和發(fā)電廠自動化是電力系統(tǒng)自動化中關鍵環(huán)節(jié)。變電站自動化的實現(xiàn)，首先是一次設備配置，電氣一次設備包括但不僅限于斷路器、接觸器、刀閘、地刀、變壓器、發(fā)電機、電壓互感器、電流互感器等設備的配置要符合系統(tǒng)自動化的技術要求（如遙信、遙測、遙控、遙調(diào)等）；其次，二次設備配置，電氣二次設備包括但不僅限于傳感器、保護裝置、測控裝置、計量裝置、故障錄波裝置、安全穩(wěn)定控制裝置等滿足計算機系統(tǒng)應用程序的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控要求；再次，建立數(shù)據(jù)鏈路和通信配置；最后，建立數(shù)據(jù)庫和應用程序，調(diào)試變電站自動化和發(fā)電廠自動化，發(fā)現(xiàn)調(diào)試中問題和解決存在問題，變電站自動化和發(fā)電廠自動化得以完善最終達到目的。變電站自動化管理的實現(xiàn)能夠對變電站的一次設備和二次設備進行網(wǎng)絡化和數(shù)字化的集中管理，更好地實現(xiàn)設備的監(jiān)控效果，以全面掌握設備運行狀態(tài)，同時也能降低工作人員的工作量，通過計算機來實現(xiàn)對設備的遠程監(jiān)控，提高電力系統(tǒng)的管理效率。

2電力系統(tǒng)運行中自動化的歷程及應用

1）電力自動化發(fā)展的歷程

近年來，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，對于電力的需求更是龐大。這就要求我國的電網(wǎng)不僅能夠供應大量的電力，還要保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和監(jiān)管系統(tǒng)地安全性，因此電力自動化變逐漸扮演更重要的角色。我國的電力自動化行業(yè)經(jīng)歷了五個重要階段。（1）模擬技術階段。采用模擬調(diào)制技術，通信效率比較的低，功能簡單、設置維護復雜，體積較大。（2）準數(shù)字技術階段。采用數(shù)模混合通信技術，傳輸性能也大大提高了，通信率有了改善，增加了維護功能。（3）全數(shù)字技術階段。采用全數(shù)字通信方式，基于嵌入式硬件平臺，能夠遠程配置參數(shù)，具有小型化的特點。（4）并向網(wǎng)絡化。設備診斷和檢索功能，采用實時操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理平臺，支持IP接口和多信道接受功能，操作界面友好。（5）智能化發(fā)展。具有自組織功能，能夠自動識別網(wǎng)絡，網(wǎng)管能力非常強大，具有更快的通信速率，支持特大規(guī)模的組網(wǎng)應用。

2）自動化仿真技術的應用。

隨著電氣自動化技術不斷發(fā)展，并逐漸與國際接軌。在這樣的環(huán)境背景下，作為電氣自動化技術中重要組成部分的自動化實時仿真系統(tǒng)同時得到相應的發(fā)展，并在電力系統(tǒng)運行中得到廣泛的應用。如混合實時仿真環(huán)境能力實驗室的建立，通過仿真系統(tǒng)模擬電力系統(tǒng)于不同環(huán)境條件下進行穩(wěn)態(tài)實驗和暫態(tài)實驗，可以為科學研究提供較為豐富的仿真試驗數(shù)據(jù)。另外，還可以和不同的控制裝置形成閉環(huán)系統(tǒng)，進行新裝置的測試，有利于提高新裝置性能測試的準確度，同時也有利于提高對其控制的有效性，進而向智能保護、靈活輸電系統(tǒng)等的研究實驗創(chuàng)造有力的實驗條件。

3）人工智能技術的應用。

對于電力系統(tǒng)發(fā)生的問題或故障，以往都是采用傳統(tǒng)的方法進行處理，也就是采用人工方式檢查與排除電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)及設備的故障。如某個區(qū)域內(nèi)發(fā)生停電，則需要工作人員將該區(qū)域內(nèi)的電路全部切斷或阻斷掉所有的電流，隨后對每個環(huán)節(jié)及每條線路進行排查工作，這種傳統(tǒng)的處理方法過于耗費人力和時間，同時會影響到發(fā)生故障區(qū)域人們的正常生活與工作。而在電力系統(tǒng)運行中，通過自動化技術替換傳統(tǒng)處理方式，有利于直觀反應出具體故障位置及其情況，同時可以對電力系統(tǒng)中的各種問題或故障進行自動化診斷，并自動進行全面的分析，最終進行實時處理。自動化技術的應用大大減少了人工費用成本與勞動力，提高故障處理效率，有利于保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運轉，同時在一定程度上減少故障區(qū)域人們的正常生活與生產(chǎn)所受到的影響。

4）PLC技術的應用。

PLC技術是計算機技術與繼電接觸控制技術的有機結合產(chǎn)物，通過PLC技術可以自動編程、信息記錄及運算電力系統(tǒng)工作中的各個部分指令，有利于實現(xiàn)電力系統(tǒng)低能耗狀態(tài)，并大大提高其運行的靈活度。而電力系統(tǒng)運行中應用PLC技術的主要表現(xiàn)如下：①PLC技術可以利用控制電力系統(tǒng)中的壓力、溫度、流量等實施的模擬閉環(huán)控制有效調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)各個環(huán)路工作；②PLC技術的運用，可以幫助電力系統(tǒng)有效且順利完成信息數(shù)據(jù)的各個環(huán)節(jié)工作，主要包括信息的采集、信息的分析、信息的整合、信息的轉換及信息的傳遞。從而達到柔性操作智能控制效果；③應用PLC技術控制電力系統(tǒng)開關量，利用PLC技術控制輸入、輸出信號的斷開與通電，有利于實現(xiàn)各項生產(chǎn)工作高效化、自動化生產(chǎn)；④在電力系統(tǒng)順序控制工作中的應用。通過PLC技術控制電力系統(tǒng)運行中的單獨模塊信息，從而有效促進電力系統(tǒng)中相關工作協(xié)調(diào)性及有序性。

5）電網(wǎng)技術的應用。

在計算機快速發(fā)展的過程中，作為電力系統(tǒng)自動化主要構成要件的電網(wǎng)調(diào)度自動化水平同樣得到不斷提升與發(fā)展，同時促進電網(wǎng)技術一體化和電網(wǎng)調(diào)度自動化的進步與發(fā)展，還進一步提高數(shù)字信息技術的處理能力高度。電網(wǎng)自動調(diào)度因其工作范圍較為廣泛，使得其的應用范圍相應擴大，而明顯的地域性差異形成電網(wǎng)類型及其特點差異化。將自動化技術及其相應設備裝置應用到電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)當中，有利于統(tǒng)一管理與預測各個設備運行數(shù)據(jù)、參數(shù)及信號等，從而達到有效的控制效果。

6）所有技術的聯(lián)合應用。

電力系統(tǒng)在以往管理當中，其電力故障處理、電力管理、電力完成養(yǎng)護等各項工作均互為獨立，同時分屬于相應管理部門，故容易在各項工作相銜接或相配合環(huán)節(jié)上出現(xiàn)一些漏洞或問題。而電氣自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用中，由于其在應用與發(fā)展過程中逐漸呈現(xiàn)統(tǒng)一化趨勢，因此可以將電力系統(tǒng)管理工作中各項工作納入集中、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)管理。而電氣自動化相關技術均可以適用于電力系統(tǒng)項目從設計、規(guī)劃到測試、檢測與維護等環(huán)節(jié)，通過技術相互間配合應用，不僅可以滿足不同類型用戶的要求，還可以在一定程度上減少分開管理所造成的成本，對提升電力系統(tǒng)整體管理水平及綜合競爭力具有重要作用。

3.電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展

電能的穩(wěn)定供應直接影響到我國國民經(jīng)濟與人民的日常生活水平，電力系統(tǒng)自動化的未來發(fā)展前景十分廣闊，通過對電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展的探討，能夠更好地完善電力系統(tǒng)自動化設備，更好地達到自動化的發(fā)展目標。

1）以電力設施自動化為基礎

在電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中，相關研究人員研究的主要對象是怎樣實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化，提高電力基礎設施的自動化水平。這些問題的探討與研究將極大地促進電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)測水平的提高，將動態(tài)監(jiān)測與穩(wěn)定監(jiān)測結合在一起，實現(xiàn)全方位實時數(shù)控。電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)以電力設施自動化為基礎，通過不斷鞏固硬件基礎設施來發(fā)展不同產(chǎn)品的特性。目前，我國電力系統(tǒng)各種新型設備應運而生，其產(chǎn)品性能、型號以及產(chǎn)品保證等都沒有做出統(tǒng)一的標準，因此在改造電力基礎設施時，要注意根據(jù)需要來選擇產(chǎn)品和改造方式。在改造基礎設施的過程中，要注意項目自動化設施應當符合市場發(fā)展的要求，在一定標準下進行硬件設施的改造，進一步規(guī)范其產(chǎn)品特性。自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)將進一步提高故障檢測的效率，增加了諸如自動合閘等許多智能化的特點，以電力設施自動化為基礎的電力系統(tǒng)自動化在未來會得到迅速的發(fā)展。

2）以科學技術為主導

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，各行各業(yè)都呈現(xiàn)出科學化發(fā)展趨勢。電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)也是在科學技術的主導作用下發(fā)展起來的，它以計算機設備、通信、數(shù)控技術等為依托，通過自動化的實現(xiàn)來提高生產(chǎn)效率。電力系統(tǒng)自動化作為科學技術的集中體現(xiàn)，其綜合性的自動化技術在很大程度上使得電力系統(tǒng)的信息處理量極速擴大，再次提高了系統(tǒng)的綜合處理能力，其采集的數(shù)據(jù)準確精度和時間同步性也越來越高。電力系統(tǒng)自動化在科學技術的促使下轉變了傳統(tǒng)的管理模式，由人工管理過渡到無人管理模式，在先進型管理模式中實現(xiàn)了多方面管理。電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展進一步提高了電力市場的競爭力，通過自動化技術的應用，轉變了電力市場的競爭模式，對電力市場的資源結構進行了一定的調(diào)整。在未來，我國的變電站有可能實現(xiàn)全面自動化控制，這將極大地促進電力企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，進一步節(jié)約了人力資源成本，將科學發(fā)展的理念植入到自動化發(fā)展中，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的歷史性轉變。相關研究人員應當在工作中不斷提升自身的專業(yè)技術水平，全面掌握電力系統(tǒng)自動化實現(xiàn)的方式，有效利用科學技術來推動電力企業(yè)的全面發(fā)展。

3）以人民群眾認同為輔助

在未來實踐過程中，電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展需要得到社會化的認同，只有社會各個部門都能夠協(xié)力配合，才能更好地實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化。以人民群眾認同為輔助的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展過程，需要加大對自動化的宣傳力度，讓人民群眾更好地了解自動化技術。同時，各級政府也應當大力扶持自動化技術的發(fā)展，只有在政府扶持下，電力企業(yè)才能更好地開展各項工作，相關部門要加大培訓力度，重視人才的技術創(chuàng)新，在領導的支持下開展各種宣傳學習活動，為企業(yè)培養(yǎng)更好地自動化技術人才。電力企業(yè)要把人才作為企業(yè)發(fā)展的核心，通過提高技術人員生活標準、增加培訓體驗等方式來提高人才的綜合素養(yǎng)，增強員工的歸屬感與責任心，讓每位員工都能認識到自身工作的重要性，感受到自己在企業(yè)發(fā)展中的重要價值，使得電力企業(yè)真正符合自動化企業(yè)的要求，讓技術人員更好地為電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展做出貢獻。

結束語

總而言之，隨著科學技術的發(fā)展，各行各業(yè)都在轉變著生產(chǎn)經(jīng)營方式。電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)將極大地促進電力企業(yè)的發(fā)展，計算機等科學技術的應用將在電力系統(tǒng)自動化中發(fā)揮很大的作用。相關管理人員應當不斷更新技術理念，運用先進的技術理念，在政府支持和科學發(fā)展的理念指導下，進一步實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化，提高電力企業(yè)生產(chǎn)力水平，促進電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，推進我國經(jīng)濟社會的發(fā)展。

參考文獻：

[1]孫從勇.淺談電力系統(tǒng)自動化技術應用[J].電子世界，2012（11）：211-213.

[2]楊星.電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)及其發(fā)展[J].科技致富向導，2011（35）：152-153.

[3]注冊電氣工程師執(zhí)業(yè)資格考試復習指導教材編委會編《注冊電氣工程師執(zhí)業(yè)資格考試專業(yè)考試復習指導書（發(fā)輸變電專業(yè)）》（第一版）北京：中國電力出版社，2007：492-494.

[4]黃偉海.電力系統(tǒng)自動化技術的現(xiàn)狀及發(fā)展前景探析[J].科技與企業(yè)，2013（10）：58-59.

[5]鄭韶光.淺析電力系統(tǒng)自動化的存在的問題及解決方案[J].中國科技縱橫，2010（21）：81-81.