現(xiàn)代電廠電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用研究

郭劍雄，方 政

（華電電力科學(xué)研究院，浙江 杭州 310030）

現(xiàn)代電廠電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用研究

郭劍雄，方 政

（華電電力科學(xué)研究院，浙江 杭州 310030）

在科技飛速發(fā)展的今天，各行業(yè)對自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用趨于普遍，電力行業(yè)也同樣與時(shí)俱進(jìn)。將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)—自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，推動(dòng)和促進(jìn)了電力行業(yè)的快速發(fā)展，同時(shí)對電力系統(tǒng)的深入研究和分析起到了一定的作用。通過自動(dòng)化技術(shù)為電力系統(tǒng)帶來的諸多方便，讓社會(huì)更加注重自動(dòng)化科技的大范圍推廣和應(yīng)用，對社會(huì)各界的廣泛應(yīng)用起到了推動(dòng)的作用。文章將對自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用帶來的優(yōu)勢和未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行探討研究。

電力系統(tǒng)；發(fā)展趨勢；自動(dòng)化技術(shù)

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用背景分析

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對生活和物質(zhì)水平的要求不斷提高，作為人們生活和工作最基本保障的供電系統(tǒng)，安全性和穩(wěn)定性同樣需要不斷地提高和改善，以保證社會(huì)平穩(wěn)、健康的發(fā)展。而為了滿足城市發(fā)展的需求，現(xiàn)代電廠需要跟上社會(huì)進(jìn)步的腳步，順應(yīng)信息化時(shí)代的需求，將電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并用的自動(dòng)化技術(shù)引入到電廠的日常管理中來，提高了電廠對電力系統(tǒng)中各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)以及各階段運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠讓管理員坐在操控室內(nèi)就能了解和掌握電力系統(tǒng)的整體情況，并能夠積極發(fā)現(xiàn)問題，并對問題進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，提高了管理員的管理效率。因此，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用的推行，對現(xiàn)代電廠的管理和技術(shù)改善起到重要的作用。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的推行和演變

在我國城鄉(xiāng)變電站設(shè)立的初期，變電站內(nèi)需要有人值班并進(jìn)行日常的監(jiān)控管理。而在近些年對城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造建設(shè)中，逐步摒棄了傳統(tǒng)的人員監(jiān)控，采取了電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)，無需再有人員的值班和日常的監(jiān)控，而是利用自動(dòng)化技術(shù)將運(yùn)行參數(shù)直接上傳回上一級管理。這一技術(shù)的推進(jìn)，代表著電力電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化進(jìn)程，提高了電力電網(wǎng)的送電效率和質(zhì)量，降低了多方面的成本。而隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，不難想象，電力系統(tǒng)的未來將向著更高端的數(shù)字化系統(tǒng)邁進(jìn)。

（1）自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)的應(yīng)用和改進(jìn)。遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件，對整個(gè)系統(tǒng)的順暢運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用，負(fù)責(zé)自動(dòng)化系統(tǒng)的信號、檢測和控制，且通訊能力強(qiáng)、存儲(chǔ)空間大，更能夠適應(yīng)惡劣的自然環(huán)境。但成本高、體積大的缺點(diǎn)需要它繼續(xù)更新?lián)Q代。

（2）根據(jù)目前現(xiàn)狀，在自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，推行分布式發(fā)電技術(shù)，滿足不同層次的用電需求。此技術(shù)可以滿足多種不同需求的用戶同時(shí)使用，具有較大的靈活性，既可以作為獨(dú)立的計(jì)算機(jī)使用，也可以聯(lián)網(wǎng)共享。另外，可以針對不同的需求變負(fù)荷供電，節(jié)省了變電和輸送的成本，適合當(dāng)今社會(huì)倡導(dǎo)的節(jié)能高效，所以在自動(dòng)化技術(shù)推行的同時(shí)，推動(dòng)分布式發(fā)電技術(shù)十分必要。

（3）自動(dòng)化控制系統(tǒng)的不斷完善和更新。隨著全國電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的普及，各區(qū)域電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，對供電系統(tǒng)中的相關(guān)環(huán)節(jié)包括送電、變電等都統(tǒng)一歸納自動(dòng)化控制系統(tǒng)管理，數(shù)據(jù)量及信息量巨大，整個(gè)操作系統(tǒng)也非常復(fù)雜，對這樣復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，就需要自動(dòng)化系統(tǒng)不斷更新和完善。

3 在電廠中電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的操作和應(yīng)用

3.1 在供電變電站應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)

在整個(gè)供電系統(tǒng)中，區(qū)域變電站的重要性不言而喻，是對區(qū)域電力的配置及輸送，以及能夠及時(shí)地監(jiān)控電能的傳送過程及相關(guān)的參數(shù)。在無功等特殊作業(yè)時(shí)，變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)也發(fā)揮出重要的作用。隨著社會(huì)對信息技術(shù)及科學(xué)技術(shù)的深入理解，電網(wǎng)系統(tǒng)中各電力中轉(zhuǎn)站也開始引入信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等通訊技術(shù)，通過這些先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的更新和優(yōu)化。更突出的優(yōu)點(diǎn)是，一方面變電站自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控站內(nèi)的電子設(shè)備的運(yùn)行狀況，比照傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，自動(dòng)化技術(shù)取代了原有的人工，提高了變電和送電環(huán)節(jié)的效率，同時(shí)對設(shè)備的監(jiān)控能力也大大提升，節(jié)省了人力、物力和財(cái)力；另一方面變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用有效提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，提高電能的質(zhì)量，增加資金的周轉(zhuǎn)率，真正意義實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增效。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的同時(shí)，減少了傳統(tǒng)的電磁式設(shè)備的使用，傳輸介質(zhì)也由原有的電纜轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)有的光纖，這些都代表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更廣泛的應(yīng)用。而計(jì)算機(jī)的應(yīng)用離不開互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和集成系統(tǒng)，這樣就對未來數(shù)字化系統(tǒng)的應(yīng)用起到了承上啟下的作用。因此，變電站的自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用在電力系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中占有重要地位，對電力電網(wǎng)的整體調(diào)度和自動(dòng)化運(yùn)行也發(fā)揮著不容忽視的作用，這些凸顯出變電站的重要性。

3.2 在電廠管理中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

在電廠發(fā)電過程中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠使電廠準(zhǔn)確掌握發(fā)電量，還能夠確保生產(chǎn)過程高效、穩(wěn)定地進(jìn)行，對發(fā)電的生產(chǎn)過程起到保障的作用。另外，電廠的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠清晰了解變電站對電能的配送情況，掌握用戶的用電量，更好地滿足多元化的客戶需求。另外，電廠生產(chǎn)效率的提高，需要將自動(dòng)化技術(shù)有效的利用，人機(jī)一體化，員工通過對自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的了解，高效利用自動(dòng)化技術(shù)帶來的高效率、高質(zhì)量的優(yōu)勢，有效將人機(jī)融合，如此才能大幅提高電廠的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，并對各環(huán)節(jié)的監(jiān)控、分析有效地進(jìn)行，形成現(xiàn)代化高科技電廠。

3.3 在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)

電網(wǎng)調(diào)度是利用系統(tǒng)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)及各工作站系統(tǒng)將區(qū)域范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行銜接，以達(dá)到電網(wǎng)系統(tǒng)高效、可靠并安全運(yùn)行的目的，此外，還能夠?qū)⒆冸娬竞桶l(fā)電廠之間的終端服務(wù)進(jìn)行連接。在此技術(shù)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以更準(zhǔn)確和及時(shí)地將配電和變電信息進(jìn)行輸送，以及更多運(yùn)行參數(shù)和數(shù)據(jù)都能夠準(zhǔn)確地監(jiān)控并及時(shí)地反饋和分析，以確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，在管理人員對電能的耗用及客戶的多元化需求方面的具體情況均可以通過此技術(shù)進(jìn)行有效的評測，滿足電網(wǎng)的管理需求。電網(wǎng)調(diào)度根據(jù)區(qū)域和地方級別的高低，配備相適應(yīng)的電網(wǎng)調(diào)度設(shè)備，比如，縣級的電網(wǎng)調(diào)度所使用的設(shè)備較地區(qū)級別的電網(wǎng)調(diào)度所需設(shè)備規(guī)模更小，硬件、軟件及專業(yè)性也更差；而地區(qū)級別的電網(wǎng)調(diào)度所配備的設(shè)備較省級的電網(wǎng)調(diào)度配備設(shè)備要小，其他功能也相對偏弱；省級的電網(wǎng)調(diào)度所需配備的設(shè)備規(guī)模和容量較國家級別的仍然要小，國家級電網(wǎng)調(diào)度所配備的設(shè)備及相關(guān)硬件、軟件的使用功能最具豐富，所以在電網(wǎng)調(diào)度的設(shè)備配備上需要考慮區(qū)域級別。

3.4 模糊控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

模糊控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用代表著電力系統(tǒng)的發(fā)展又深入了一步。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的電力控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模式的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到控制的優(yōu)劣度，而在龐大的電力系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)繁多，關(guān)系復(fù)雜，通常很難準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模式，導(dǎo)致控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)不精確。而模糊控制正是運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的思想，通過對系統(tǒng)中整套數(shù)據(jù)及規(guī)則的設(shè)定，模糊控制利用完整的智能技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行自行的分析和求解，最終將精準(zhǔn)的判斷輸出，準(zhǔn)確性較傳統(tǒng)的方法提高很多，而且對傳統(tǒng)方法無法確定和達(dá)到的精確度也能進(jìn)行分析和處理。所以，模糊控制在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用，對電力系統(tǒng)無疑是錦上添花。另外模糊控制除在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用得到認(rèn)可外，在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用也較為廣泛。例如在加熱爐中的應(yīng)用，模糊控制可以改變傳統(tǒng)的恒溫器帶來的溫度不穩(wěn)定、不好控制等情況，還能夠在加熱過程中起到節(jié)能省電的作用。因此模糊控制的應(yīng)用可以更廣泛到各行各業(yè)，為工業(yè)和服務(wù)業(yè)帶來更多的便利和改善。

[1]李愛民.電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢以及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2012（27）：131 .

[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）：20-22.

[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）：109-111.

[4]李明明，秦宇翔，李潔.“互聯(lián)網(wǎng)+”在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子世界，2016（18）：50-52.

[5]方文田，遲正剛.電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室智能化改造的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界，2016（18）：30-33.

[6]封十月.電力系統(tǒng)變電站運(yùn)行安全措施及管理研究[J].科技傳播，2016（19）：20-22.

[7]關(guān)琳燕，周洪，胡文山.基于Hamilton理論的廣域非線性時(shí)滯多機(jī)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與控制[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016（19）：15-17.

Application of automation technology in modern power plant power system

Guo Jianxiong, Fang Zheng
（Huadian Electric Power Research Institute, Hangzhou 310030, China）

In the rapid development of science and technology today, the industry application of automation technology becomes popular, the power industry will also keep pace with the times, modern science and technology of automation science and technology application in power system, and promote the rapid development of power industry, and in-depth research and analysis on power system plays a certain role a lot of convenience. Through automation technology for the power system brings, let the society pay more attention to the application of automation technology, to promote the role of the social from all walks of life are widely used. This paper will bring on the application of automation technology in power system, the advantage and development trend in the future study.

power system; development trend; automation technology

郭劍雄（1992— ），男，黑龍江哈爾濱。