簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)研究

鄧燕君

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的城鎮(zhèn)化建設(shè)和工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷提高，人們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂秒娖髟O(shè)備的數(shù)量和種類都隨之增多。并隨著各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)逐漸向自動(dòng)化的方向發(fā)展，這樣不僅僅節(jié)省了大量的人力資源投入，同時(shí)電能質(zhì)量也隨之提高。本文主要是對(duì)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化，以及電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)兩個(gè)方面做出了詳細(xì)的分析和研究，這對(duì)加強(qiáng)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化發(fā)展都具有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；發(fā)展趨勢(shì)；科學(xué)技術(shù)

當(dāng)前在電力系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了各種科學(xué)技術(shù)，其自動(dòng)化程度大大提高，但隨著先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也為了更好的滿足人們的需求，電力系統(tǒng)的發(fā)展空間還比較大，自動(dòng)化程度還有待進(jìn)一步加深。

1 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化概述

1.1 電力系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)中，包含了所有在發(fā)電和配電環(huán)節(jié)中涉及的電力消費(fèi)系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)，其價(jià)值主要就是實(shí)現(xiàn)自然能源向電能的轉(zhuǎn)化。隨著不斷發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，在人們?nèi)粘Ｉ钪幸约捌髽I(yè)生產(chǎn)中對(duì)電力資源的需求都大大提升，這對(duì)電力系統(tǒng)提出的要求也就隨之增長(zhǎng)，增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。電力系統(tǒng)中主要包括電能、電網(wǎng)等，首先是實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)化，其次是使電壓能夠達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，最后在變電中心就能夠?qū)Ξa(chǎn)生的電能進(jìn)行降壓操作，并向用戶輸送，完成生產(chǎn)到消費(fèi)的所有環(huán)節(jié)[1]。當(dāng)社會(huì)對(duì)電能需求不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，對(duì)電能的需求也隨之增加，逐漸開始在電力系統(tǒng)中應(yīng)用各種科學(xué)技術(shù)，以促進(jìn)供電能力的提升。

1.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化

1.2.1 自動(dòng)化特點(diǎn)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，可以分成總調(diào)度中心、指數(shù)電力工廠、樞紐發(fā)電站、省級(jí)調(diào)度中心、區(qū)域電力工廠、區(qū)域發(fā)電站、區(qū)域調(diào)度自動(dòng)化7個(gè)方面，相互之間在配電安全、輸配變電站、電力工廠等方面的控制級(jí)別都存在一定差異，這也就表示電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制都有所不同[2]。另外目前在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，主要是聯(lián)合采用通信技術(shù)和微軟操作系統(tǒng)，這樣就能夠很好的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)還隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也不斷的開始廣泛的應(yīng)用各種先進(jìn)技術(shù)，其自動(dòng)化水平不斷提升，并逐漸成為其自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化逐漸從工業(yè)級(jí)別擴(kuò)展為生活和商業(yè)用電。一方面在發(fā)展的進(jìn)程中，加強(qiáng)了對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化職能標(biāo)準(zhǔn)的提升，這樣就能夠更加精準(zhǔn)的管理和控制電氣設(shè)備，并分析設(shè)備中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)程序化控制向智能化感知控制轉(zhuǎn)變。另一方面就控制方向來說，在分散的基礎(chǔ)上逐步統(tǒng)一，每一個(gè)系統(tǒng)都能夠單獨(dú)運(yùn)行并分離控制。這就表示即使其中某一部分發(fā)生故障的話，也不會(huì)對(duì)其他環(huán)節(jié)造成影響，同時(shí)在正常運(yùn)行的過程中，各個(gè)系統(tǒng)之間也能夠快速的連接，實(shí)現(xiàn)集中控制，這樣在實(shí)現(xiàn)集中控制系統(tǒng)的同時(shí)，各個(gè)系統(tǒng)對(duì)整體運(yùn)行質(zhì)量產(chǎn)生的影響也會(huì)大大減少[3]。

1.2.2 發(fā)展現(xiàn)狀

隨著逐步完善的科學(xué)技術(shù)，在電力系統(tǒng)中對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用越來越多，并逐漸向智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)指的是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝在電力系統(tǒng)的中心部位，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的控制和監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)管理的自動(dòng)化。當(dāng)前在電力系統(tǒng)中對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，主要是集中在配電網(wǎng)、變電站以及發(fā)電廠3個(gè)部分。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用，主要是采集和檢測(cè)運(yùn)行參數(shù)，提高調(diào)整和控制環(huán)節(jié)的科學(xué)性，最大限度的滿足所有用戶在各個(gè)方面的需求；在變電站中的應(yīng)用主要是集中在重組和優(yōu)化二次設(shè)備方面；發(fā)電廠中的應(yīng)用主要是集中在以太網(wǎng)、控制單元以及運(yùn)行單元當(dāng)中[4]。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)不斷發(fā)展的電力技術(shù)，在電力系統(tǒng)中對(duì)各種自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用也更加的深入，并在整個(gè)系統(tǒng)中發(fā)揮出不可替代的作用。當(dāng)社會(huì)自動(dòng)化、智能化程度的不斷提高，在電力系統(tǒng)中以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，逐步加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)，并隨著建設(shè)的發(fā)展，在電力系統(tǒng)中對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用也更加的廣泛，涉及范圍也逐步擴(kuò)大，所產(chǎn)生的影響也越來越重要，其發(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面。

2.1 向信息自動(dòng)化和調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展

就目前的電力系統(tǒng)自動(dòng)化來說，其中最主要、最核心的部分就是電力調(diào)度自動(dòng)化，而為了提高電力調(diào)度自動(dòng)化程度，最主要的就是在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的應(yīng)用，這樣就能夠?qū)崟r(shí)的收集電網(wǎng)運(yùn)行信息，并在系統(tǒng)中顯示出來，同時(shí)還具備實(shí)時(shí)分析、實(shí)時(shí)控制以及實(shí)時(shí)運(yùn)算等多方面的功能。在信息收集中還具備安全檢測(cè)、屏幕顯示、信息化采集等功能，進(jìn)而同步監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行情況，一旦在運(yùn)行中出現(xiàn)安全隱患或故障的話，就能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并解決[5]。另外就自動(dòng)化軟件系統(tǒng)來說，也逐步從靜態(tài)電壓控制、電流控制、發(fā)電時(shí)間以及狀態(tài)評(píng)估向緊急事故控制、安全分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控等方向改進(jìn)。通過信息自動(dòng)化，就能夠?qū)崿F(xiàn)信息在發(fā)電工廠、變電站以及調(diào)度中心相互之間快速傳輸，信息自動(dòng)化主要是由運(yùn)動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)通道兩部分組成，其中運(yùn)動(dòng)裝置指的是測(cè)試、通信和檢測(cè)集中類型，運(yùn)動(dòng)通道指的是載波、微波、聲頻、高頻等各種形式。將接受系統(tǒng)安裝在相應(yīng)的變電站和發(fā)電廠中，調(diào)度中心就能夠向變電站和發(fā)電廠實(shí)時(shí)的發(fā)送信息，這也就表示通過調(diào)度中心，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的控制和分配，促進(jìn)其自動(dòng)化程度的進(jìn)一步提升。

2.2 電能質(zhì)量得到有效提升

隨著在生產(chǎn)中逐步應(yīng)用越來越多的電子設(shè)備，也就逐步提高了對(duì)電能的質(zhì)量。其中在電能質(zhì)量提高的過程中，處理器的作用是比較重要的。在電力系統(tǒng)中通過應(yīng)用高速數(shù)字信號(hào)處理器，調(diào)節(jié)和處理的運(yùn)行靈活性都顯著增強(qiáng)，同時(shí)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性也能夠得到有效的保證。因此在電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的進(jìn)程中，相關(guān)技術(shù)人員可以加強(qiáng)改進(jìn)和優(yōu)化處理器的算法，這對(duì)電能質(zhì)量的提高具有重要作用，整體的運(yùn)行質(zhì)量得到顯著增強(qiáng)。

2.3 逐漸加強(qiáng)對(duì)遠(yuǎn)程自動(dòng)化方向發(fā)展

當(dāng)電力系統(tǒng)逐漸涉及更大范圍的時(shí)候，電力系統(tǒng)自動(dòng)化必定會(huì)逐步向遠(yuǎn)程化發(fā)展。在RTU設(shè)計(jì)中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)逐漸開始在系統(tǒng)硬件支持平臺(tái)中得到應(yīng)用，這樣通過有效的擴(kuò)展測(cè)控硬件接口，就能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程遙控[6]。另外對(duì)于該技術(shù)設(shè)計(jì)來說，由于周期較短，因此在后期的推展難度也就相對(duì)較小，自然能夠得到更廣泛的應(yīng)用。

2.4 向供電系統(tǒng)自動(dòng)化方向發(fā)展

隨著不斷發(fā)展的現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)，供電系統(tǒng)也會(huì)逐漸向自動(dòng)化的方向發(fā)展，其主要體現(xiàn)在負(fù)荷控制自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化控制、調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面，調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控指的是在供電系統(tǒng)中通過微型或小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，就功能角度來看與中心調(diào)度較為相近，這樣就能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時(shí)排查和處理系統(tǒng)故障隱患。而且就結(jié)構(gòu)方面來說，也較為簡(jiǎn)單，進(jìn)而擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。變電站的自動(dòng)化發(fā)展方向主要是無人監(jiān)控，根據(jù)已經(jīng)編制好的控制管理程序就能夠向調(diào)度中心實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的可控性，這也就推進(jìn)了供電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度[7]。負(fù)荷控制自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是工頻和聲頻控制，其自動(dòng)化水平的高低會(huì)對(duì)整體的自動(dòng)化水平產(chǎn)生直接的影響。

2.5 分布式自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展

隨著在電力行業(yè)中廣泛的應(yīng)用資源節(jié)約型的發(fā)展方式，自動(dòng)化技術(shù)在分布式發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍更廣，同時(shí)對(duì)資源節(jié)約也具有重要的意義和作用。相較于現(xiàn)代電力系統(tǒng)來說，分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的獨(dú)立性更強(qiáng)，并且在分布式系統(tǒng)中也能夠兼容環(huán)境和電源系統(tǒng)，功率的靈活性也隨之增強(qiáng)。這也就表示能夠更加靈活的調(diào)整配電網(wǎng)負(fù)荷，進(jìn)而滿足所有用戶的多樣化需求，同時(shí)在輸變電方面的投入也有所減少。對(duì)于該技術(shù)來說，必定是電力系統(tǒng)發(fā)展中的主要研究方向和重點(diǎn)，其研究的關(guān)鍵內(nèi)容主要是保護(hù)用戶用電的安全新和穩(wěn)定性，對(duì)電壓進(jìn)行合理分配，滿足環(huán)境保護(hù)和節(jié)能降耗的需求。

3 結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們的用電需求和要求也隨之增加，這都在很大程度上促進(jìn)了電力系統(tǒng)智能化、自動(dòng)化發(fā)展，同時(shí)在發(fā)展的進(jìn)程中還需要加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司新田縣供電分公司）