電力系統(tǒng)自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司隆回縣供電分公司 湖南 隆回 422200)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析

郭斌

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司隆回縣供電分公司湖南隆回422200)

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)先進(jìn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中占有了很大比例。由于現(xiàn)在的電力系統(tǒng)逐漸發(fā)展為自動(dòng)化，所以加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究尤其重要。就目前計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中應(yīng)用來(lái)看，依然存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展的必然趨勢(shì)。為了提高電力調(diào)度的穩(wěn)定性和安全性，通過(guò)合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以提高電力系統(tǒng)的整體性能。因此，本文客觀地闡述了關(guān)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化的相關(guān)概念，分析了實(shí)際應(yīng)用情況，并且提出了合理的改進(jìn)措施。

計(jì)算機(jī)技術(shù)；電力系統(tǒng)；自動(dòng)化

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們的生活方式也發(fā)生了巨大的變化。

突出表現(xiàn)為當(dāng)前社會(huì)生活的自動(dòng)化和智能化，特別是在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的正確應(yīng)用。該應(yīng)用可以有效地改善電力系統(tǒng)中的缺陷，提高電力系統(tǒng)的整體安全性和穩(wěn)定性。為了保證電力系統(tǒng)的順利進(jìn)行和發(fā)展，必須加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用，這對(duì)推動(dòng)電力系統(tǒng)向著更智能化方向發(fā)展具有非常深遠(yuǎn)的影響

二、電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述

電力自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)在上世紀(jì)中期。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)自動(dòng)化也迅速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化的助推力也被愈發(fā)看重。目前，電力自動(dòng)化技術(shù)主要包括以下幾點(diǎn)。

(一)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)，中國(guó)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)分為下列五個(gè)層次：縣鎮(zhèn)電網(wǎng)調(diào)度和地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省份電網(wǎng)調(diào)度、區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度和國(guó)家電網(wǎng)總調(diào)度，它們與計(jì)算機(jī)技術(shù)之間有著密切的聯(lián)系。終端設(shè)備包括打印機(jī)、存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口以及監(jiān)視器等，這些設(shè)備通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集成，用電力系統(tǒng)專(zhuān)用的局域網(wǎng)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)和參數(shù)測(cè)量。在電力調(diào)度運(yùn)行過(guò)程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行檢測(cè)。在對(duì)電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)采集和分析后對(duì)電網(wǎng)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，可以保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行和用電需求。此外，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了電力調(diào)度的效率。在電網(wǎng)五級(jí)分類(lèi)中，縣級(jí)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度要求最低，一般只采用普通PC機(jī)作為服務(wù)器。國(guó)家電網(wǎng)作為最高的機(jī)構(gòu)，一般采用專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)各級(jí)供電站和變電站進(jìn)行監(jiān)控，以保證供電的安全。

(二)配電網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電電網(wǎng)的升級(jí)，包括智能化和網(wǎng)絡(luò)化。配電系統(tǒng)分為三層結(jié)構(gòu)：配電主站、配電終端、光分布系統(tǒng)。它能確保通信的暢通性，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，保證配電系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行快。

(三)變電系統(tǒng)自動(dòng)化。通過(guò)變電站和輸電線路，電力系統(tǒng)供給電能給用戶(hù)。在之前的變電站運(yùn)行中，由于沒(méi)有使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，只是用人工來(lái)聯(lián)系用戶(hù)和電廠，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，工作效率差。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用為解決這個(gè)問(wèn)題創(chuàng)造了條件，它一方面提高了監(jiān)控精度，另一方面也提高了工作效率。它能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，輔助工程師提出解決措施，極大程度上提高了變電系統(tǒng)運(yùn)行的可適應(yīng)性。

三、電力系統(tǒng)自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

(一)電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)。近年來(lái)，中國(guó)的電力部門(mén)積極引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，并與科研機(jī)構(gòu)合作，在電力一次設(shè)備在線檢測(cè)的研究取得了許多成果。電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)地監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，例如開(kāi)關(guān)，斷路器，變壓器，發(fā)電機(jī)，在線監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)等設(shè)備。通過(guò)運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)科學(xué)判斷電力設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的變化趨勢(shì)，無(wú)論是電力系統(tǒng)故障，及時(shí)保養(yǎng)一次設(shè)備，能夠提高一次設(shè)備的利用率和性能。

(二)新型測(cè)控和繼電保護(hù)裝置。光電互感器技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，極大地改變了像繼電保護(hù)、測(cè)控設(shè)備這種二次設(shè)備設(shè)備的功能和結(jié)構(gòu)。一種新型的測(cè)控保護(hù)裝置，省去了部分信號(hào)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和隔離變壓器，大大提高了變壓器的響應(yīng)速度。

(三)智能化電力一次設(shè)備。在電力系統(tǒng)中，二次設(shè)備和一次設(shè)備的安裝位置相距甚遠(yuǎn)，大電流控制電纜與強(qiáng)信號(hào)電源電纜在兩者之間連接。智能化電力一次設(shè)備是指在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮二次設(shè)備能否正常運(yùn)行，保障二次設(shè)備功能的就地實(shí)現(xiàn)。這樣設(shè)計(jì)節(jié)省了大量的電力信號(hào)電纜和控制電纜，實(shí)現(xiàn)電力一次設(shè)備的保護(hù)和內(nèi)置測(cè)量功能，如智能開(kāi)關(guān)、智能變電站等。然而，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，智能化電力一次設(shè)備較易受到電力系統(tǒng)大電流斷開(kāi)引起的強(qiáng)電磁的干擾。

(四)光電式電力互感器。電力互感器是輸電線路的重要設(shè)備。這種互感器可以將輸電線路的大電流和高電壓值與功率表所能測(cè)量的值轉(zhuǎn)換成一定比例，便于電表的直接測(cè)量。然而，電力互感器電壓等級(jí)越高，絕緣性能越差，設(shè)備的質(zhì)量和體積越大，信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍越小，導(dǎo)致輸電線路電流互感器飽和，最終導(dǎo)致信號(hào)失真。現(xiàn)在，電子互感器和光電互感器已經(jīng)在很多地方被研發(fā)出來(lái)，相應(yīng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)也在逐步完善。與傳統(tǒng)的互感器比較來(lái)看，光電互感器的輸出信號(hào)也更小(毫安級(jí))。

四、 未來(lái)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展分析

電力系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)通過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的積累，在未來(lái)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，電力系統(tǒng)的信息化程度也將相應(yīng)的地越來(lái)越高，下面將簡(jiǎn)要分析其發(fā)展趨勢(shì)。

(一)智能電網(wǎng)技術(shù)。智能電網(wǎng)技術(shù)作為電力系統(tǒng)自動(dòng)化的典型代表，通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的智能化控制，各方面的發(fā)電、輸電、配電、調(diào)度、整合用戶(hù)的管理，對(duì)電力系統(tǒng)全過(guò)程嚴(yán)密監(jiān)控，以確保電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。智能變電技術(shù)將計(jì)算機(jī)技術(shù)與電力調(diào)度技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在柔性交流輸電、控制系統(tǒng)穩(wěn)定、變電站自動(dòng)調(diào)節(jié)等方面起到了很大的作用。智能電網(wǎng)技術(shù)是中國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的重中之重。智能電網(wǎng)依賴(lài)于計(jì)算機(jī)技術(shù)，如實(shí)時(shí)電網(wǎng)通信，需要高效穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，以保證信息傳輸?shù)男屎蜏?zhǔn)確性。在信息管理系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)也負(fù)責(zé)收集和整理信息，分析電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)糾正錯(cuò)誤，以保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

(二)光電式互感器。在輸電線路過(guò)程中，電流、電壓和負(fù)載是重要的參數(shù)，光電互感器是完成參數(shù)的重要設(shè)備。它可以通過(guò)一定的比例調(diào)節(jié)線路的電流電壓，使之精確、可讀，保證測(cè)量設(shè)備不過(guò)載，提高測(cè)量的精度，減少線損，提高電力調(diào)度的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，許多研究單位將光電互感器技術(shù)作為研究重點(diǎn)，因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)電磁式互感器的信號(hào)能量小，需要通過(guò)光纖接口輸出局部數(shù)字信號(hào)來(lái)轉(zhuǎn)換輸出裝置，完成模數(shù)的轉(zhuǎn)換。這就要求輸出信號(hào)的集成設(shè)計(jì)。這種光電互感器具有良好的電磁絕緣性和兼容性，提高了輸電線路的安全性，提高了電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行效率。

(三)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)。紅外成像技術(shù)和視頻技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，其對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化圖像信息的作用也越來(lái)越突出，對(duì)圖像分析和信息處理的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。電力系統(tǒng)的信息能量變化頻率非常大，過(guò)渡過(guò)程通常在微秒以?xún)?nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，必須要在最短的時(shí)間內(nèi)解決，否則會(huì)造成無(wú)法彌補(bǔ)的損失。如果將基于圖像識(shí)別的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力運(yùn)行圖像信息的智能分析，而且還可以提高直觀性，改善人機(jī)交互界面。

五、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用中是影響巨大的，它不僅能有效地提高輸電效率，而且能保證電網(wǎng)系統(tǒng)的整體安全和穩(wěn)定，已成為電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的根本動(dòng)力。然而，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀還是存在很多突出問(wèn)題，如計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)人員水平的操作速度沒(méi)能保持平行，在一定程度上制約著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此，深入研究計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用刻不容緩，以避免整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到影響，保證電能的正常傳輸。

[1]趙憲文.計(jì)算機(jī)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合[J].科技傳播,2011(10)

[2]劉立兵.淺談?dòng)?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用及安全性[J].科技信息,2010(3)：347- 349

郭斌(1979-)，男，大專(zhuān)，助理工程師，從事安全稽查、全公司教育培訓(xùn)工作。