電力系統(tǒng)及其自動化發(fā)展方向分析

尹花

摘 要：隨著我國工業(yè)不斷發(fā)展，人們的用電需求越來越大，電力系統(tǒng)變得更加復(fù)雜化和系統(tǒng)化，因此人們對電力系統(tǒng)的安全性和可靠性也提出來更高的要求。電力系統(tǒng)自動化發(fā)展是氣必然的發(fā)展趨勢，也是我國先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的重要標(biāo)志。本文對電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展進(jìn)行闡述，同時分析了電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展趨勢，旨在與同行進(jìn)行交流溝通。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化；發(fā)展方向

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0155-02

近年來，我國的電力事業(yè)得到了快速的發(fā)展，在促進(jìn)我國社會發(fā)展中具有重要的作用，電力系統(tǒng)的自動化標(biāo)志著我國電力行業(yè)的不斷進(jìn)步，也是實(shí)現(xiàn)我國電力系統(tǒng)健康持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

1 電力系統(tǒng)闡述

電力系統(tǒng)是電能生成系統(tǒng)和電能消耗系統(tǒng)的總稱，涉及到輸電、發(fā)電、配電、變電和用電等環(huán)節(jié)，其規(guī)模非常龐大，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，層次也非常多。在一個電力系統(tǒng)中，有很多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不同的節(jié)點(diǎn)分布在不同的地區(qū)，只有保證所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都能夠正常運(yùn)行才能發(fā)揮電力系統(tǒng)的作用。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其主體結(jié)構(gòu)為負(fù)荷中心、電力網(wǎng)絡(luò)和電源，電源就是指發(fā)電廠站，其主要負(fù)責(zé)將各種能源轉(zhuǎn)化為電能。電力網(wǎng)絡(luò)是由各種輸電線路、電源升壓變電所、配電線路以及負(fù)荷中心等構(gòu)成，其可以將電源產(chǎn)生的電能進(jìn)行升壓，使其達(dá)到一定的等級，然后將其輸送到負(fù)荷中心變電所，負(fù)荷中心變電所可以將電壓降級，然后經(jīng)過配電線路輸送到用戶端，為人們提供安全可靠的電能。在整個電力系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有成百上千個，其交織密布，各種電流在整個系統(tǒng)中進(jìn)行傳播。電力系統(tǒng)的運(yùn)行分為正常運(yùn)行和異常運(yùn)行，其中異常運(yùn)行就是指恢復(fù)狀況和緊急狀態(tài)，正常狀態(tài)就是指警絨狀態(tài)或者安全狀態(tài)，電力系統(tǒng)的運(yùn)行還包含不同狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。

2 電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展

2.1 配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)和智能運(yùn)行

智能運(yùn)行就是通過自動化的控制系統(tǒng)來對整個電網(wǎng)進(jìn)行智能控制，對于一些適應(yīng)性要求比較高的電力系統(tǒng)來說，還有非線性的電力系統(tǒng)和模型具有不確定性的系統(tǒng)，如果采用傳統(tǒng)的控制模式對其進(jìn)行控制是不能滿足需求的，因此需要采用自動化控制系統(tǒng)就進(jìn)行智能控制。通過自動化控制系統(tǒng)的運(yùn)用，可以采用中央控制中心系統(tǒng)對現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)的測量情況進(jìn)行分析，對測量的信息進(jìn)行處理，然后針對信息的處理結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的指令，從而實(shí)現(xiàn)對各種設(shè)備的自動化控制，是一種自動控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制的重要手段。其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的控制，還可以對電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中發(fā)生的故障進(jìn)行檢測，并給予正確的方式進(jìn)行處理。在實(shí)際的故障發(fā)生中，對故障的發(fā)生部位進(jìn)行定位，然后將其隔離，最終通過采取一定的措施來進(jìn)行處理，達(dá)到會對正常供電的目的。這所有的流程都是自動的，不僅可以快速將電力系統(tǒng)中的故障查找出來，同時還可以進(jìn)行有效處理。例如，對于電力系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中，在變電站和開關(guān)線路之間出現(xiàn)了電線桿斷路器過流跳閘的情況，就可以采用GIS故障定位系統(tǒng)進(jìn)行故障排查，檢測人員通過系統(tǒng)判定，可以看到故障發(fā)生區(qū)域的顏色顯示為灰色，然后采用故障錄波測距，就可以診斷出區(qū)域發(fā)生的短路故障[1]。

2.2 基于GPS技術(shù)的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，由于電網(wǎng)非常龐大，因此電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也受到多種因素的影響，人為因素和自然因素都會對其造成影響。針對這種情況，可以采用基于GPS技術(shù)的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)設(shè)備的檢測，從而及時了解電網(wǎng)中不同設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，只有掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，才能及時發(fā)現(xiàn)不利于電網(wǎng)運(yùn)行的自然因素或者各種人為因素，并發(fā)出警報，及時找出電網(wǎng)運(yùn)行中潛在的危險，從而將運(yùn)行危險消除在發(fā)生之前。此外，還可以充分利用EMS系統(tǒng)來對電力系統(tǒng)進(jìn)行研究，利用系統(tǒng)中的信息功能，可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)結(jié)合的方法對電網(wǎng)進(jìn)行研究，從而實(shí)現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)的在線研究和離線研究，同時對于不確定因素，也可以進(jìn)行遙感檢測，對于剛發(fā)生的電網(wǎng)故障，及時處理，防止事故造成的后果變得更加嚴(yán)重，同時還可以為事故的救援和處理提供有力的依據(jù)。

2.3 自動化信息管理系統(tǒng)

自動化管理系統(tǒng)也是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的重要系統(tǒng)，其可以對變電、配電以及用電等全過程進(jìn)行監(jiān)測，對于操作記錄信息，還可以及時作出決策，進(jìn)行反饋和處理，對于電網(wǎng)配電、用電等全過程的信息，都可以采用自動化的方式來進(jìn)行管理和調(diào)用。自動化信息管理系統(tǒng)包含很多子系統(tǒng)，分別為自動化辦公系統(tǒng)、維護(hù)系統(tǒng)、信息管理檢索系統(tǒng)和遠(yuǎn)程信息實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)等。所有的這些子系統(tǒng)，都可以采用人機(jī)操作，不僅真正實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的自動化管理，同時還可以減少人為操作帶來的誤差和風(fēng)險，真正提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，保持電力系統(tǒng)在最好的運(yùn)行狀態(tài)。

2.4 仿真模擬技術(shù)

電力系統(tǒng)的仿真模擬是在計算機(jī)的基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型，使其和真實(shí)的店里系統(tǒng)對應(yīng)，對于具有隨機(jī)性較小以及運(yùn)行比較穩(wěn)定的電力系統(tǒng)來說具有重要的意義。在直流輸電系統(tǒng)裝置、安全穩(wěn)定監(jiān)控裝置以及繼電保護(hù)裝置等先進(jìn)的控制裝置中，仿真模擬技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)?；旌鲜椒抡婕夹g(shù)以及全數(shù)字模式仿真技術(shù)在規(guī)模上不斷擴(kuò)大，其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也越來越高，將其應(yīng)用到各種先進(jìn)的裝置中，就可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的實(shí)時仿真[2]。

2.5 通信方案和設(shè)備

電力系統(tǒng)的通信設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)主站和單元、主站和子站以及不同子站之間的通信方案，為了確保所有的通信方案都能夠?qū)崿F(xiàn)，就好保證設(shè)備能夠持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而保證設(shè)備的持續(xù)健康運(yùn)行是電力系統(tǒng)中最基本的要求。在不同的供電區(qū)域，對同新方案提出的要求也是不一樣的，通信方案的構(gòu)成形式多種多樣，常用的通信方案主要包括有線電纜、電力載波和光纖等，在實(shí)際的通信方案的選擇上，要結(jié)合實(shí)際需求和要求合理選擇，以實(shí)現(xiàn)各種類型的通信方案。

2.6 主站網(wǎng)絡(luò)和軟件功能

在電力系統(tǒng)的自動化中，主站功能主要把偶偶地理信息系統(tǒng)在線管理、實(shí)時監(jiān)控和電網(wǎng)分析等。對于主站框架而言，要求其轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)單一調(diào)度的自動化系統(tǒng)C/S模式，不斷優(yōu)化系統(tǒng)模式，可以采用P-P-C/S-B/S一體化的架構(gòu)，其是一種綜合集成的系統(tǒng)，并且采用分布式網(wǎng)絡(luò)。在電力系統(tǒng)的自動化中，軟件平臺技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮著重要的作用，其非常開放，可以提供各種異構(gòu)系統(tǒng)的跨平臺接口，和很多自動化子系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)無縫集成[3]。在自動化系統(tǒng)中，還可以實(shí)現(xiàn)智能保護(hù)，使用網(wǎng)絡(luò)通信原理、微機(jī)新技術(shù)、綜合自動控制理論、人工智能理論以及模糊理論等，促使繼電保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)，不僅可以保護(hù)工作人員的生命安全，同時還能夠有效節(jié)約企業(yè)的運(yùn)行成本。

3 電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展趨勢

電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展是建立在互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展中的，因此，在未來的發(fā)展中，由于我國的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)儲存和數(shù)據(jù)分析能力也會不斷提升，并且還可以實(shí)現(xiàn)信息的交叉性高速傳播和更新，進(jìn)一步促進(jìn)我國電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展。在未來的發(fā)展過程中，可以將傳統(tǒng)的測控方式靈活性較差以及消耗能量太高的接口電路向智能化和小型化的方向轉(zhuǎn)變，可以大大降低消耗的功率，使其處理更多的信息。電力系統(tǒng)的終端設(shè)備構(gòu)成將更加完善，其整體性能也不斷提高，在確保整體性能的前提下，電力系統(tǒng)的運(yùn)行會更加智能化。在以后的發(fā)展過程中，要不斷提高創(chuàng)新意識，保持電力系統(tǒng)自動化的優(yōu)勢，并帶動其他領(lǐng)域的發(fā)展。

4 結(jié)語

電力系統(tǒng)維持社會穩(wěn)定和人們生活生產(chǎn)的重要系統(tǒng)，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，其自動化程度越來越高，只有不斷提高電力系統(tǒng)的自動化水平，才能滿足人們對店里系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性的高要求。本文主要對電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展方向和趨勢進(jìn)行闡述，可以為我國的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展提供正確的方向，具有重要的價值和意義。

參考文獻(xiàn)

[1]王偉.電力系統(tǒng)及其自動化發(fā)展趨勢分析[J].工程技術(shù)：全文版，2016，14（5）：159-160.

[2]李建平.電力系統(tǒng)及其自動化發(fā)展趨勢分析[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2016，11（6）： 208-209.

[3]陶毅.電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展方向研究分析[J].科技風(fēng)，2012，32（8）：12-14.