變電站電力系統(tǒng)的自動化智能控制技術(shù)

方寧

摘 要 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們的生活水平得到顯著的提升，對能源利用及安全生產(chǎn)的要求也越來越高。電力系統(tǒng)供配電網(wǎng)絡(luò)作為人們?nèi)粘Ｉ钪芯o密相關(guān)的必要成分，發(fā)揮著越來越重要的作用。電力系統(tǒng)的自動化智能控制已經(jīng)成為了社會、技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。本文針對變電站的智能系統(tǒng)控制現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，進(jìn)而尋找符合電網(wǎng)現(xiàn)狀且具有一定經(jīng)濟(jì)性、可行性的技術(shù)和方法，以期實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的優(yōu)化，保障電力系統(tǒng)供配電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】變電站 電力系統(tǒng) 自動化 智能控制

1 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量不斷的提高，由于電力是人們生活的必須能量，因此對電力的需求量不斷的增加，電力系統(tǒng)的壓力也因此不斷增加。保障電力系統(tǒng)的科學(xué)化、穩(wěn)定化已經(jīng)成為了人們迫切需要解決的問題。事實(shí)上，傳統(tǒng)模式下的電網(wǎng)管理系統(tǒng)已經(jīng)不能夠適應(yīng)目前先進(jìn)的技術(shù)管理。隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，隨之而來的是大量的系統(tǒng)故障監(jiān)測與信息反饋控制等方面的需求，這些問題和故障反而促進(jìn)了電力系統(tǒng)的自動化智能控制技術(shù)的發(fā)展。

2 我國變電站電力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

只有正確地認(rèn)識到目前存在的問題和不足，才能夠?qū)@些問題進(jìn)行有針對性的改進(jìn)，進(jìn)而有效地促進(jìn)我國電力系統(tǒng)自動化智能控制的發(fā)展和進(jìn)步。近幾年來，我國電力行業(yè)正在快速的發(fā)展和進(jìn)步，大量的自動化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。變電站電力系統(tǒng)自動化智能控制的應(yīng)用對于推動我國電力發(fā)展有著重要的作用，便于內(nèi)部的各類設(shè)備進(jìn)行操控和管理，并實(shí)現(xiàn)有效進(jìn)行監(jiān)控，同時通過利用計算機(jī)的處理，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)故障的分析和排除，有效提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

我國電力系統(tǒng)自動化控制的現(xiàn)狀主要表現(xiàn)為：首先，我國大部分變電站已經(jīng)基本可以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)進(jìn)行遙測、遙信、遙控以及遙調(diào)等傳統(tǒng)四遙功能，其中更有一部分的網(wǎng)省公司的設(shè)備運(yùn)行已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)在線的檢測和控制等技術(shù)，在國際上也處于領(lǐng)先地位，但仍有較大數(shù)量的傳統(tǒng)保護(hù)設(shè)備存在。其次，傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)架構(gòu)存在著明顯缺點(diǎn)，不同廠家通用性不強(qiáng)，應(yīng)用程序必須處理大量不同的通信規(guī)約、數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)訪問形式。而且采用的協(xié)議功能有限，經(jīng)常需要擴(kuò)充，在實(shí)際運(yùn)行維護(hù)中，很難給其他廠家的應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)接口，且在新添裝置或功能時需要對整個自動化系統(tǒng)進(jìn)行配置。最后，多數(shù)應(yīng)急故障處置依舊依靠傳統(tǒng)的人工決策，不能根據(jù)電網(wǎng)即時變化情況實(shí)施有效的處置措施，部分僅能實(shí)現(xiàn)簡單的無功補(bǔ)償或斷路器投切，不能根據(jù)電網(wǎng)情況全面計算數(shù)據(jù)，提供備選方案供人員決策與處置，造成處置效率低，處置不及時等情況出現(xiàn)。

3 變電站電力系統(tǒng)自動化智能控制的應(yīng)用

談到電力系統(tǒng)自動化智能控制就不得不談到IEC61850，IEC61850是目前新一代變電站自動化系統(tǒng)的國際化標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)范了設(shè)備的行為、自描述特征以及數(shù)據(jù)的命名、定義和通用配置語言。它不再單純是通信規(guī)約，而是成為數(shù)字化變電站的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)致力于通過對對象的統(tǒng)一建模，增強(qiáng)設(shè)備間的互操作性，實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備的接入。但由于市場現(xiàn)狀以及實(shí)際投資的影響，往往在理解與執(zhí)行上有出入。因此在應(yīng)用過程中依舊有著很多的問題，應(yīng)用過程也因此受到了很多的阻礙。既便如此，電力系統(tǒng)自動化智能控制技術(shù)的發(fā)展作為必然趨勢，很多廠商不斷地尋找方法克服種種難題。目前，電力系統(tǒng)自動化智能控制技術(shù)主要的應(yīng)用分為以下幾個方面：

3.1 集中式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

集中式結(jié)構(gòu)控制作為目前智能變電站的主要控制形式，應(yīng)用范圍較為廣泛。所謂集中式結(jié)構(gòu)控制就是在對變電站進(jìn)行控制的過程中，通過計算機(jī)功能的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)接口的擴(kuò)展，進(jìn)而獲得需要的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息。與此同時，集中式結(jié)構(gòu)控制也能夠有效地保證對已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計和分析，并對計算機(jī)進(jìn)行自我保護(hù)和控制。事實(shí)上，集中式結(jié)構(gòu)控制需要的往往不僅僅是一臺獨(dú)立的計算機(jī)，而是一個集群，集群中的每一部分都需要負(fù)責(zé)各自的算法任務(wù)，這就要求集群中各計算機(jī)需要確保分工明確。

3.2 分布式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

分布式結(jié)構(gòu)控制同樣也是較為常見的自動化控制模式，但這種模式本身卻和集中式結(jié)構(gòu)控制有著很大的不同。這些不同主要表現(xiàn)在分布式結(jié)構(gòu)控制需要對電網(wǎng)原有的功能進(jìn)行增加，也就是說，當(dāng)計算機(jī)群體越大時，相應(yīng)的擁有的功能也就越多，終端系統(tǒng)通過信息傳遞將任務(wù)和功能分配到各個計算機(jī)中。實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)的獨(dú)立，同時終端的系統(tǒng)會對每一臺計算機(jī)得到的數(shù)據(jù)情況進(jìn)行統(tǒng)計匯總，然而并不需要針對這些信息做出干預(yù)和處理。這種模式的優(yōu)點(diǎn)主要在于能夠在同一時段實(shí)現(xiàn)對眾多數(shù)據(jù)進(jìn)行快速有效的處理，效率高，安全性好。但是這一種方法有自己的局限性，不適用于較高電壓等級的變電站。

3.3 分布分散式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

分布分散式結(jié)構(gòu)模式中則主要被應(yīng)用在僅分為變電站層、間隔層兩種層級的變電站系統(tǒng)內(nèi)。事實(shí)上，分布分散式結(jié)構(gòu)模式在系統(tǒng)開發(fā)與現(xiàn)場應(yīng)用時，能夠在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一定程度的創(chuàng)新和改進(jìn)，其中以元件和斷路器間隔的設(shè)計上可改動的地方尤其多，系統(tǒng)能夠?qū)嗦菲鏖g隔的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化的較為全面的采集和分析。在這些功能的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)對保護(hù)和控制功能的匯總，大大節(jié)約了電纜線路的運(yùn)用，從而降低電磁干擾提升信息傳遞的精準(zhǔn)度。與此同時，分布分散式結(jié)構(gòu)模式設(shè)置過程較為簡便，可實(shí)現(xiàn)部分功能預(yù)裝，在現(xiàn)場施工時大大降低了施工的難度，也提高了現(xiàn)場的施工效率。

而事實(shí)上，無論選擇什么模式的自動化智能控制技術(shù)都需要根據(jù)實(shí)際的需求來進(jìn)行縝密的思考和判斷，選擇最為適合現(xiàn)狀的模式進(jìn)行應(yīng)用。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為基礎(chǔ)能源的電力系統(tǒng)壓力與日俱增，要想提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量與水平，則需要對此實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)快速的調(diào)整和控制。而電力系統(tǒng)自動化智能控制技術(shù)作為主流的控制手段，將帶給電力系統(tǒng)更為廣泛的發(fā)展空間。目前我國電力系統(tǒng)在系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用上，已經(jīng)取得了初步的成就。這些應(yīng)用無不顯示出智能控制技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性，降低了人力資源的消耗，是未來電力系統(tǒng)的主要發(fā)展形勢。行業(yè)有關(guān)人員針對國內(nèi)電網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行進(jìn)一步的努力和研究，以此實(shí)現(xiàn)對電力輸配電網(wǎng)的加強(qiáng)，給電網(wǎng)運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更為可靠的支持和幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]劉敏.綜合自動化控制技術(shù)在智能變電站電力調(diào)度中的應(yīng)用研究[J].中國科技信息，2014（17）.

[2]高翔.智能變電站技術(shù)應(yīng)用探討[J].供用電，2014（31）.

作者單位

山東廣域科技有限責(zé)任公司 山東省東營市 257000