淺析電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)探究

孟山輝

【摘要】電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)離不開科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)，加之我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，我國城市建設(shè)也得到了飛速的前進(jìn)，人們的生活以及社會(huì)生產(chǎn)建設(shè)都需要更多的電力來支撐，在這樣一種大環(huán)境之下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展研究也越來越受到社會(huì)各方重視。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)今社會(huì)，人們對(duì)電能供應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)要求越來越高，提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電能是電力公司的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，這就要求電力系統(tǒng)極其自動(dòng)化技術(shù)都要不斷提高。當(dāng)前，電力系統(tǒng)自動(dòng)化已有了一定的發(fā)展，但由于其起步比較晚，以及我國對(duì)電力需求大的實(shí)際情況，必須引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，同時(shí)加強(qiáng)改進(jìn)傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備，保證電力系統(tǒng)自動(dòng)化的全面實(shí)現(xiàn)。

一、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

⑴電力系統(tǒng)的組成

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的整體，通過發(fā)電動(dòng)力裝置將自然界的一次能源轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)過變電系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到負(fù)荷中心，之后通過相應(yīng)的設(shè)備轉(zhuǎn)化成光能和熱能等，為人們的生活提供便利。

⑵電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善，電力系統(tǒng)也結(jié)合了現(xiàn)代化的新技術(shù)，向自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是指在電力系統(tǒng)的核心位置安裝一套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用這套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督與控制，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理。目前，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用在發(fā)電廠、變電站、配電網(wǎng)這三個(gè)方面。發(fā)電廠中的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用三個(gè)方面，分別是運(yùn)行單元、控制單元和以太網(wǎng)；變電站中的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)主要表現(xiàn)在變電站二次設(shè)備的優(yōu)化和重組方面；配電網(wǎng)中的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)主要針對(duì)運(yùn)行參數(shù)的檢測與采集方面，對(duì)這一過程進(jìn)行科學(xué)的控制與調(diào)整，盡可能的滿足用戶在各方面的需求。

二、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

⑴電力數(shù)據(jù)分類

在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，其數(shù)據(jù)可以大致劃分為兩種類型，一種稱為原始數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)就是說現(xiàn)場直接獲得的數(shù)據(jù)，也被稱之為直接數(shù)據(jù)；另一種稱為再生數(shù)據(jù)，所謂再生數(shù)據(jù)主要指的是在原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上再次加工后得到的數(shù)據(jù)。就自動(dòng)化技術(shù)的特征而言，數(shù)據(jù)類型還能夠細(xì)致的為四種類型：第一種稱為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所謂實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就是來自于現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有信息量大，所需存儲(chǔ)設(shè)備要求高的特點(diǎn)；第二種稱為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要描述的對(duì)象是各種電力設(shè)備的屬性，它常常會(huì)被納入電力設(shè)備的管理中；第三種稱為工作數(shù)據(jù)，它主要指的是電力系統(tǒng)在日常生產(chǎn)中所形成的一些數(shù)據(jù)，或者電力企業(yè)內(nèi)部部門日常工作所形成的數(shù)據(jù)；第四種成為市場數(shù)據(jù)，市場數(shù)據(jù)一般是描述整個(gè)電力行業(yè)狀態(tài)的數(shù)據(jù)，市場數(shù)據(jù)的引入是由于目前我國電力行業(yè)正朝著市場化的方向發(fā)展，要求各大電力企業(yè)要對(duì)市場數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理。

⑵電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)重要內(nèi)容，它主要是通過電網(wǎng)控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及其他控制系統(tǒng)共同工作完成。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)能夠有效的維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)更好的處理電力的優(yōu)化配置等問題。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主要作用是對(duì)電力生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集和監(jiān)控，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析，對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，自動(dòng)發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度讓其更加適應(yīng)電力市場運(yùn)營的需求，從而確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，最大限度的減少電力生產(chǎn)和傳輸過程中的成本，讓電網(wǎng)能夠在物理極限的狀態(tài)下安全的運(yùn)行，增加電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

⑶GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用

當(dāng)前電力監(jiān)控系統(tǒng)中通常分為兩種，其一是利用錄波儀對(duì)電磁暫態(tài)過程的故障進(jìn)行監(jiān)控，它所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)相對(duì)來說比較繁雜，記錄時(shí)間也相對(duì)短暫，記錄儀之間常常會(huì)因?yàn)橥ㄐ挪簧贫鵁o法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)進(jìn)行較好的分析；其二是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視控制以及數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)，這一系統(tǒng)具有較長的數(shù)據(jù)刷新時(shí)間，而且只能分析電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特征。這兩種系統(tǒng)的自身不足促使了新型高效動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的產(chǎn)生。新型的智能監(jiān)控系統(tǒng)基于GPS技術(shù)，它通常是由同步定時(shí)系統(tǒng)、中央信號(hào)處理系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)組成，運(yùn)用GPS技術(shù)達(dá)到同步相量測量和光纖通信。

三、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。在電力系統(tǒng)中，發(fā)電、配電、變電都是一系列復(fù)雜的過程，涉及了一些電量的調(diào)配、電壓的變換控制等方面的操作。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化主要就是為了從電能生產(chǎn)到電能消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化。結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作，讓這些過程由難到易，由人工操作到電網(wǎng)掌控，提升其工作的執(zhí)行率和精確率。讓電力系統(tǒng)更好更快捷的為客戶服務(wù)。

（2）火力發(fā)電廠自動(dòng)化。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是讓火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?；鹆Πl(fā)電自動(dòng)化主要包括了發(fā)電設(shè)備方面的數(shù)據(jù)采集、故障檢測、狀態(tài)監(jiān)視自動(dòng)化，還有總線電壓控制和無功率自動(dòng)增減自動(dòng)化，以及設(shè)備常規(guī)模擬調(diào)控。這些復(fù)雜的控制過程由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行合理適宜的控制。讓火力發(fā)電廠的機(jī)、爐、電三者形成單位集體式，讓火力發(fā)電工作更加有效的進(jìn)行。也能在發(fā)生意外情況的時(shí)候，將損失降低到最小。

（3）水力發(fā)電綜合自動(dòng)化。水力發(fā)電自動(dòng)化主要包括三大方面的自動(dòng)化。首先是，大壩監(jiān)護(hù)自動(dòng)化，即在大壩的數(shù)據(jù)采集、水位變化記錄和大壩維護(hù)方案等方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分析和數(shù)據(jù)采集。其次，能對(duì)水庫水文信息的自動(dòng)監(jiān)控，能記錄雨量和水文變化情況，自動(dòng)制定出水庫調(diào)度計(jì)劃和方案。最后，在水電廠內(nèi)能實(shí)現(xiàn)全場機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化安全檢測、以及發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化控制。

四、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向

⑴電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展方向

首先在整個(gè)電力自動(dòng)化系統(tǒng)之中，其相關(guān)技術(shù)之間將會(huì)更加契合，配合效率得到極大的提升，自動(dòng)化技術(shù)所倚靠的其他相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也會(huì)讓其更快的發(fā)展，這樣可以讓電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)更加完善；其次在未來的數(shù)據(jù)處理過程中，電力自動(dòng)化技術(shù)勢(shì)必會(huì)朝著多機(jī)模型數(shù)據(jù)分析的方向發(fā)展；再次電力自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)人員專業(yè)化程度要求越來越高，在處理一些故障問題時(shí)也會(huì)更有效的執(zhí)行；最后電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在其自身的發(fā)展過程中將會(huì)更加看重智能化發(fā)展，其在實(shí)際工作中的運(yùn)用會(huì)逐漸成為它的發(fā)展趨勢(shì)。

⑵電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展方向

首先是從過去那種單單增加電力系統(tǒng)帶給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及其自身安全性能向自動(dòng)化開始轉(zhuǎn)型，極大的增強(qiáng)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)用性；其次是電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的科學(xué)性會(huì)得到極大的提升，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，各種新型的電力設(shè)備也會(huì)變得更加靈活，更富有科技性；再次是電力系統(tǒng)綜合性將會(huì)日益增加，科技發(fā)展勢(shì)必會(huì)帶動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，各種相應(yīng)的功能會(huì)逐漸被研發(fā)出來；最后是電壓等級(jí)將會(huì)日益降低，低壓狀態(tài)的電能能夠讓自動(dòng)化技術(shù)更加具有穩(wěn)定性。

由于我國的綜合國力發(fā)展迅猛，對(duì)電力的需求量越來越大，對(duì)供電的質(zhì)量和穩(wěn)定性也提出了更高的要求。電力系統(tǒng)的高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的供電關(guān)系著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。只有大力發(fā)展電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)，才能滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。只有繼續(xù)深入的對(duì)我國的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行研究，才能促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)有更好、更快的發(fā)展。

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