論電力自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

續(xù)猛 王秋艷

[摘 要]電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)不僅能準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)故障，還能有效分析負(fù)荷、電能質(zhì)量和電能消耗，提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，有效地保證了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文筆者對(duì)電力自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 進(jìn)行了分析和探討。

[關(guān)鍵詞]電力自動(dòng)化技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

近年來，隨著我國工業(yè)不斷發(fā)展，電力需求量不斷增加，電力系統(tǒng)規(guī)模不斷壯大，人們對(duì)電力的容量及安全也有了更高的要求，這些因素，都促使著我國電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)形式必須不斷進(jìn)行改革創(chuàng)新，為提高電氣系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化管理，我國電力企業(yè)紛紛進(jìn)行技術(shù)化改革，在這一背景下，電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成為未來電力工程發(fā)展的主要趨勢(shì)。

一、電力自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在我國，城鄉(xiāng)電網(wǎng)在建設(shè)和改造的時(shí)候，逐漸采用了自動(dòng)化控制技術(shù)。大部分低壓變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無人值班，部分220kv及以上的超高壓變電站也逐漸過渡到自動(dòng)化控制。電力自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)了電網(wǎng)配送的效率和質(zhì)量，降低了成本造價(jià)。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)正在不斷完善中，不久的將來，電力系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的數(shù)字化。

1.自動(dòng)化技術(shù)遠(yuǎn)動(dòng)終端的改進(jìn)。RTU系統(tǒng)采用的是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為硬件的平臺(tái)，在擴(kuò)展測(cè)控接口電路可以完成“遙控”功能。RTU擴(kuò)展性較好，而且設(shè)計(jì)的周期很短，但是成本高、體積大，使用起來不夠方便。

2.自動(dòng)化技術(shù)分布式技術(shù)的發(fā)展。分布式發(fā)電系統(tǒng)具有靈活的變負(fù)荷調(diào)峰性能，可以滿足一些用戶的特殊要求。尤其是一些商業(yè)區(qū)，需要較高的供電需求；一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的電力用戶需要更加穩(wěn)定的電力來源，自動(dòng)化技術(shù)的分布式可以滿足這些需要。分布式技術(shù)可以節(jié)約輸送和變電的成本，比較適合當(dāng)今能源緊張的現(xiàn)狀。目前DG技術(shù)與常規(guī)電網(wǎng)相聯(lián)系，不斷推動(dòng)分布式自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。

3.自動(dòng)化控制技術(shù)更新速度化。全國電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)工程以后，電力系統(tǒng)的管理以及輸送、變電、配電工作都納入到網(wǎng)絡(luò)管理中來，電力網(wǎng)絡(luò)需要分析計(jì)算的信息量非常大，而且電力傳輸?shù)穆窂椒浅?fù)雜，高低壓變電需要根據(jù)分析的數(shù)據(jù)和用戶的需求相配套，就需要EMS高級(jí)分析應(yīng)用軟件不斷發(fā)展完善。

二、電力自動(dòng)化控制技術(shù)的基本要求

電力自動(dòng)化控制技術(shù)要求快速而準(zhǔn)確的收集、檢測(cè)并處理各個(gè)系統(tǒng)元件所運(yùn)行的參數(shù)。自動(dòng)化控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)中各個(gè)元件的綜合協(xié)調(diào)，具體的要求有如下幾個(gè)方面。

1.系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化。電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)是發(fā)展最快的自動(dòng)化控制技術(shù)，主要的功能有：電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控；電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與調(diào)度、發(fā)電廠的運(yùn)營與決策；變電站的自動(dòng)化運(yùn)行。其中電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化的前提和基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的核心技術(shù)，決定著自動(dòng)化系統(tǒng)中的質(zhì)量和安全穩(wěn)定性。目前所用的電力調(diào)度化技術(shù)系統(tǒng)如AGC、SCADA以及EMS等已經(jīng)初步建成并投入使用。

2.變電站自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化技術(shù)可以提高變電站的安全性，保證變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性，可以向用戶提供更加穩(wěn)定的電能。在變電站的維護(hù)中，還可以降低維護(hù)費(fèi)用，從而提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。變電站的自動(dòng)化控制系統(tǒng)利用的是計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)以及信息處理技術(shù)對(duì)變電站中的設(shè)備裝置進(jìn)行組合優(yōu)化，并隨時(shí)檢測(cè)、控制、協(xié)調(diào)變電站裝置中的所有設(shè)備運(yùn)行狀況。

3.配電網(wǎng)自動(dòng)化。配電網(wǎng)的操作長期以來一直采用的是手工控制，相對(duì)于生產(chǎn)、傳輸和變電自動(dòng)化系統(tǒng)顯得有些滯后。隨著電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，配電網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)包括設(shè)備管理、自動(dòng)制圖、饋線自動(dòng)化以及地理信息系統(tǒng)的分析軟件。配電網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)有大量的智能終端，先進(jìn)的通信技術(shù)以及更加豐富的后臺(tái)軟件。配電網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)要結(jié)合我國的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的具體情況，逐步推進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化。配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展是我國電網(wǎng)建設(shè)的重要方向，也是我國電力市場(chǎng)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要。在電網(wǎng)改造與規(guī)劃中大力推廣電力自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通信技術(shù)以及電力自動(dòng)化設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)、全面監(jiān)控和有效控制，在配電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控工作中達(dá)到人機(jī)合一的狀態(tài)。這些技術(shù)和設(shè)備的使用不僅降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了系統(tǒng)運(yùn)行管理和維護(hù)的成本，還極大地提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

三、電力自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用分析

1.主動(dòng)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)。主動(dòng)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)能夠降低代碼編程的復(fù)雜性，大量簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)庫開發(fā)的流程，有效促進(jìn)了電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建立。目前，主動(dòng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)比較成熟，有著較強(qiáng)的適應(yīng)性，所應(yīng)用的領(lǐng)域也比較廣泛。其主要的特點(diǎn)有開放性、共享性、繼承性和唯一性。較一般的數(shù)據(jù)庫有著更為廣泛的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的子系統(tǒng)監(jiān)控電力系統(tǒng)，可以有效集成電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和權(quán)限管理。主動(dòng)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫還可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控和控制，提高了系統(tǒng)控制效率。在數(shù)據(jù)的分析中可以及時(shí)有效應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)中所出現(xiàn)的細(xì)微問題，保證電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2.現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)總線被稱為現(xiàn)場(chǎng)局域網(wǎng)，主要控制數(shù)字傳輸，是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的控制系統(tǒng)。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的自動(dòng)化智能設(shè)備與總線控制中心的設(shè)備相連接，就可以實(shí)現(xiàn)全方位的通訊控制，有效滿足了人們對(duì)電網(wǎng)的安全需求。現(xiàn)場(chǎng)中的現(xiàn)代化智能儀表的連接以及數(shù)據(jù)的通信將科學(xué)規(guī)范的傳入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和傳播。這個(gè)過程也實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的高度共享，彌補(bǔ)和完善了自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的遠(yuǎn)程調(diào)配。目前，應(yīng)用最為廣泛的是FCS系統(tǒng)，F(xiàn)CS系統(tǒng)較ACS系統(tǒng)更為先進(jìn)，優(yōu)化了控制系統(tǒng)的所有的性能，能夠快速檢測(cè)出每個(gè)環(huán)節(jié)的問題。電力系統(tǒng)的傳感器、變送器等設(shè)備的統(tǒng)一性，使整個(gè)系統(tǒng)更加靈活、安全。一旦有故障產(chǎn)生，上位機(jī)就可以準(zhǔn)確的確定故障出箱的底層環(huán)節(jié)，并制定出應(yīng)對(duì)策略，及時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.光互連并行處理器陣列在電力系統(tǒng)。光互連技術(shù)不受電容性負(fù)載的影響，可以根據(jù)需要進(jìn)行輸入輸出。光互連可以實(shí)現(xiàn)高性能的互連，無論是臨界線長度對(duì)無終端的電互連線的限制問題，還是有終端線中輸出端密度的限制問題都可以利用光互連進(jìn)行解決。并且，光互連還不受準(zhǔn)平面和平面的影響，有著較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，這在并行處理器陣列系統(tǒng)中有著較大的應(yīng)用潛力。光互連并行處理器陣列在電力系統(tǒng)，可以提高電力自動(dòng)化控制技術(shù)的水平，保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)向著更高的質(zhì)量發(fā)展。

四、結(jié)語

總而言之，在今后的發(fā)展進(jìn)程中，各個(gè)行業(yè)要想能夠?qū)崿F(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展，就一定要將必然傳統(tǒng)的落后技術(shù)摒棄掉，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)加以應(yīng)用并且積極地進(jìn)行推廣。首先對(duì)各種先進(jìn)技術(shù)加以充分利用，并基于此來對(duì)自身的個(gè)性發(fā)展空間進(jìn)行不斷地拓展，終將從整體上對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到重要的推進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李愛民.電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)以及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2012，（27） .

[2]賓建勇.電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（16）.

[3]任杰.電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用淺談[J].理論研究，2012，（3）.