淺談電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用與發(fā)展前景

三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院　張?zhí)焓?/p>

淺談電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用與發(fā)展前景

三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院張?zhí)焓?/p>

隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力科技逐步成熟。自動(dòng)化裝置的單一功能已經(jīng)難以滿足新時(shí)期市場(chǎng)發(fā)展的需求。所以，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，自動(dòng)化綜合了多方面的現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步與傳統(tǒng)技術(shù)改造于一體，能夠保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、健康地運(yùn)行。我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化改革開(kāi)始較晚，電網(wǎng)建設(shè)復(fù)雜，電力需求大。因此，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用與發(fā)展前景的分析十分有必要。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)；技術(shù)運(yùn)用；發(fā)展前景

一、引言

一般我們通常所說(shuō)的自動(dòng)化，指的是利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)通過(guò)一系列的軟件系統(tǒng)，在相應(yīng)的硬件設(shè)備的支持下，完成自動(dòng)化方式運(yùn)作的過(guò)程。由于互聯(lián)網(wǎng)信息傳送實(shí)時(shí)高效的特點(diǎn)，所以，在此基礎(chǔ)上建立的自動(dòng)化系統(tǒng)同樣具有實(shí)時(shí)的特點(diǎn)。結(jié)合不同應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)特點(diǎn)，自動(dòng)化應(yīng)用十分廣泛。在電力系統(tǒng)方面，自動(dòng)化的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)電力軟件及硬件設(shè)備方面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，便于在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)，自動(dòng)化的應(yīng)用還可以做到對(duì)電力系統(tǒng)的統(tǒng)一性控制。

二、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的技術(shù)應(yīng)用分析

自動(dòng)化在電力方面的應(yīng)用還在逐步摸索階段，就現(xiàn)在的發(fā)展情況看，在以下幾方面雖然已經(jīng)有所運(yùn)用，但運(yùn)行效果還不夠成熟，有待進(jìn)一步的提高。比如，面向輸電的發(fā)電系統(tǒng)，不僅要做好輸電網(wǎng)絡(luò)的可行性分析及優(yōu)化調(diào)整，還要做好輸電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作。利用自動(dòng)化技術(shù)，從管理站電網(wǎng)接線圖上，可以看到實(shí)時(shí)顯示的信息，但還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)零秒誤差的實(shí)時(shí)狀態(tài)，顯示存在幾秒的時(shí)間差。實(shí)際應(yīng)用中考慮到這一問(wèn)題就不會(huì)受到影響，技術(shù)層面上仍有待改進(jìn)。具體來(lái)講，自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用主要可以概括為以下幾方面。

（一）電量計(jì)量自動(dòng)化

在電力系統(tǒng)中，電量的計(jì)量是直接涉及到各方面經(jīng)濟(jì)利益的重要環(huán)節(jié)。電量的計(jì)量工作是結(jié)算的基本依據(jù)，宏觀來(lái)講，電量計(jì)量是電力市場(chǎng)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)。目前，電力調(diào)度的有關(guān)部門對(duì)電量進(jìn)行采集。實(shí)時(shí)電量是通過(guò)有功功率遙測(cè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)的，定期檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行積分，積分累計(jì)得到這一階段的電量。電量的采集工作不僅需要保證數(shù)據(jù)的正確，還要保證連續(xù)的進(jìn)行，中間不能出現(xiàn)間斷。同時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)的通道要保持暢通，并且能夠快速及時(shí)的進(jìn)行傳送。具體來(lái)講，自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電量采集設(shè)備有以下幾點(diǎn)要求，第一，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集可以獨(dú)立進(jìn)行，并且能夠及時(shí)快速的進(jìn)行初步梳理和分析。第二，由于電量采集工作要求連續(xù)性，因此要求裝置保證工作不能出現(xiàn)間斷，一旦發(fā)生交流電斷電的現(xiàn)象，裝置要維持一定時(shí)間的正常工作。第三，要能夠接受遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)和本地下載數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)遠(yuǎn)程以及本地具有診斷功能，防止電量采集過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，以便于能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。

（二）數(shù)據(jù)獲取自動(dòng)化

這里所說(shuō)的數(shù)據(jù)獲取不僅僅指的是數(shù)據(jù)的采集收集工作，還包括數(shù)據(jù)的集中處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等等。數(shù)據(jù)獲取自動(dòng)化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)用的重要基礎(chǔ)，只有正確有效，高效率的輸入，才可能有自動(dòng)化的運(yùn)行。因此，數(shù)據(jù)的傳輸就是數(shù)據(jù)獲取自動(dòng)化的基礎(chǔ)性工作?，F(xiàn)在來(lái)看，根據(jù)傳輸介質(zhì)以及硬件設(shè)施的不同，數(shù)據(jù)的傳輸主要有兩證方式，也就是通常所說(shuō)的有線傳輸和無(wú)線傳輸。一般常見(jiàn)的有線傳輸方式有，電纜和光纖。而常見(jiàn)的微波和高速蜂窩等等，都是屬于無(wú)線傳輸?shù)姆绞??？紤]到投資成本問(wèn)題，目前在電力系統(tǒng)中，主要還是以有線傳輸方式為主。而在比較偏遠(yuǎn)，交通設(shè)施不夠健全的地區(qū)，有線傳輸相對(duì)難以實(shí)施，無(wú)線傳輸卻能夠發(fā)揮很大的優(yōu)勢(shì)，不僅能夠減少線路鋪設(shè)的困難，好能夠幫助進(jìn)一步的自動(dòng)化建設(shè)的推進(jìn)工作。

（三）數(shù)據(jù)分類自動(dòng)化

眾所周知，信息化自動(dòng)化系統(tǒng)中，所有的運(yùn)行都離不開(kāi)數(shù)據(jù)的分析和處理。首要的前提條件就是數(shù)據(jù)的分類。這是自動(dòng)化系統(tǒng)有效運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。根據(jù)數(shù)據(jù)的來(lái)源的不同，在自動(dòng)化系統(tǒng)中一般把數(shù)據(jù)分成兩大類。一種是原始數(shù)據(jù)，還有一種叫做再生數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)顧名思義就是從現(xiàn)場(chǎng)或檢測(cè)設(shè)備直接獲取的信息數(shù)據(jù)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何的處理和分析。具有很重要的參考價(jià)值。相應(yīng)的，再生數(shù)據(jù)就是在原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)運(yùn)算和加工之后，獲得的更加有針對(duì)性的數(shù)據(jù)結(jié)果。另一方面，考慮到電力系統(tǒng)自動(dòng)化的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)還可以分成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，以及市場(chǎng)數(shù)據(jù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)是指電力系統(tǒng)中的硬件設(shè)備各方面的屬性值，還有來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)性信息等等。運(yùn)行數(shù)據(jù)主要包括各職能部門工作過(guò)程中處理的數(shù)據(jù)和電力自動(dòng)化系統(tǒng)日常運(yùn)行中記錄的數(shù)據(jù)、市場(chǎng)數(shù)據(jù)就是；來(lái)自于電力市場(chǎng)的信息數(shù)據(jù)，包括對(duì)用戶的需求分析，市場(chǎng)投入和用戶反饋信息的分析等等。市場(chǎng)化發(fā)展已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)在各行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

（四）降低系統(tǒng)成本

自動(dòng)化應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，在很大程度上提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行效果，和工作效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了有效的對(duì)成本進(jìn)行控制。以GPS系統(tǒng)作為例子進(jìn)行分析。從電力市場(chǎng)用戶端電表獲得的電量等基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，需要通過(guò)GPS系統(tǒng)的傳輸通道，實(shí)時(shí)的傳送到監(jiān)控中心，以便于對(duì)供電和用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，最快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)電表供電等方面的及時(shí)調(diào)整。這樣一來(lái)，很大程度上提高了電力系統(tǒng)的效率。由于GPS系統(tǒng)信息獲取及數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，電力系統(tǒng)自動(dòng)哈運(yùn)行過(guò)程中，就能夠?yàn)橄到y(tǒng)的效果提供更有利的保證。在線實(shí)時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)處理，以及及時(shí)有效的根據(jù)信息處理結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，減少了很多方面的人力物力投入，有效的降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本。

三、電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的前景

隨著電力技術(shù)的進(jìn)步，在更大范圍內(nèi)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了深入發(fā)展和應(yīng)用。電力系統(tǒng)自動(dòng)化成為了一個(gè)以計(jì)算機(jī)為主要載體，以互聯(lián)網(wǎng)為主要依托的體系。相信在不久的將來(lái)，自動(dòng)化將會(huì)抓住發(fā)展機(jī)遇，以通信領(lǐng)域和電力控制等方面為主要發(fā)展方向，不斷深化發(fā)展理念，功能多項(xiàng)發(fā)展，信息處理量越來(lái)越大，涉及內(nèi)容更為豐富。

（一）分布式自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

能源問(wèn)題一直受到世界范圍內(nèi)的關(guān)注。能源的消耗量十分巨大，而且重要的是能源都屬于不可再生的。因此，能源節(jié)約型發(fā)展方式是將來(lái)行業(yè)企業(yè)的重要指導(dǎo)方針。對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)講，電力的運(yùn)行發(fā)展方向?qū)?huì)是集約型的運(yùn)行方式。分布式發(fā)電系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)得到有效利用，對(duì)于電力系統(tǒng)的資源節(jié)約具有重要影響。分布式系統(tǒng)可以理解為一種獨(dú)立電源系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠與環(huán)境相兼容并且功率為數(shù)千瓦到幾十兆瓦，有著十分靈活的變負(fù)荷調(diào)峰性能，可以滿足電力系統(tǒng)和用戶的特殊性要求，能夠?yàn)樘幱谶呥h(yuǎn)地區(qū)的電力用戶，以及用電量較高的商業(yè)區(qū)域供電充足，就能夠節(jié)省輸變電的投入。

（二）遠(yuǎn)程化的自動(dòng)化技術(shù)

電力系統(tǒng)的運(yùn)行涉及的范圍廣，遠(yuǎn)程化技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)是自動(dòng)化發(fā)展的重要趨勢(shì)。在RTU設(shè)計(jì)中，支持系統(tǒng)的硬件平臺(tái)普遍會(huì)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的方式，再測(cè)控硬件接口電路進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)四遙功能。這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，周期時(shí)間比較短，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的工作比較方便，前期開(kāi)發(fā)做好設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，后期進(jìn)行擴(kuò)展相對(duì)更加容易。但是目前來(lái)看，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的成本相對(duì)更高，結(jié)構(gòu)方面的靈活性不足，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的適應(yīng)性較低。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，新時(shí)期網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將會(huì)在未來(lái)一定時(shí)期實(shí)現(xiàn)很大程度的跨越，遠(yuǎn)程化自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加廣泛的應(yīng)用。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，電力系統(tǒng)自動(dòng)化集現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步與傳統(tǒng)技術(shù)改造于一體，是一個(gè)新時(shí)期信息發(fā)展背景下總體推進(jìn)的過(guò)程。當(dāng)前，電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)入以計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)為標(biāo)志的發(fā)展階段。但是，我國(guó)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化改革開(kāi)始較晚，電網(wǎng)建設(shè)復(fù)雜，電力需求大。對(duì)于我國(guó)這樣的情況來(lái)說(shuō)，要注重對(duì)設(shè)備和傳統(tǒng)技術(shù)的積極改進(jìn)，保證電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的順利發(fā)展與長(zhǎng)足進(jìn)步。

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張?zhí)焓妫?995—），女，江西南昌人，三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院在讀本科生，研究方向：電氣工程、電力系統(tǒng)。