電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢及新技術(shù)應(yīng)用分析

張?zhí)m蘭

（廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南寧530007）

1 引言

近些年伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對電力行業(yè)也提出了更多的要求，這也客觀上推動了電力系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展。電力行業(yè)關(guān)系著國民經(jīng)濟(jì)的命脈，它直接影響著軍事、商業(yè)、生產(chǎn)、生活等各行各業(yè)的發(fā)展。我國電力行業(yè)為適應(yīng)社會發(fā)展需求不斷改革創(chuàng)新，但就目前我國總體上的電力需求來說缺口仍然很大，不能滿足人們的需求。國民經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展，迫切要求電力行業(yè)能夠提供一套安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電力系統(tǒng)加以支持。電力系統(tǒng)自動化作為電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，是科技發(fā)展的必然結(jié)果，是國家現(xiàn)代化程度的一個體現(xiàn)。

2 電力系統(tǒng)自動化的涵義與特點(diǎn)

電力系統(tǒng)自動化是根據(jù)電力系統(tǒng)自身的特點(diǎn)和需求，配置各種符合要求的自動化裝置，實(shí)現(xiàn)控制、管理的自動化，達(dá)到電力系統(tǒng)的智能化、一體化、自動化。供電需求決定了電力系統(tǒng)必須涵蓋全國各個地區(qū)，建立全面而復(fù)雜的電力系統(tǒng)，并要求電力系統(tǒng)既要滿足電力的遠(yuǎn)距離輸送，又要滿足工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的機(jī)組大容量需求。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對優(yōu)質(zhì)電力的需求和依賴也在不斷加大。

3 電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢

就整體趨勢來說，電力系統(tǒng)自動化一直都是我國電力系統(tǒng)發(fā)展的方向，這主要包括：發(fā)電控制自動化、電力調(diào)度自動化、配電自動化。20世紀(jì)50年代前，我國的電力系統(tǒng)自動化裝置仍只局限于一些單獨(dú)項(xiàng)目。到了20世紀(jì)60年代初，隨著技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)容量達(dá)到上千萬瓦，開始在系統(tǒng)內(nèi)使用遠(yuǎn)程通信技術(shù)。到了20世紀(jì)80年代，以計(jì)算機(jī)為主要配件的電網(wǎng)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)便出現(xiàn)了。同時，各種自動調(diào)節(jié)裝置和繼電保護(hù)裝置也開始在電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。近些年，電力系統(tǒng)體制改革得到了長足發(fā)展，自動化技術(shù)也達(dá)到了一個新的高度。就目前的電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展來說，未來必然要向著遠(yuǎn)程化、智能化、圖形化和分布化的方向發(fā)展。

3.1 電力系統(tǒng)的智能化、遠(yuǎn)程化發(fā)展

在過去的電力系統(tǒng)中，工作人員的管理范圍有限，所使用的硬件平臺一般是工業(yè)計(jì)算機(jī)與外加使用擴(kuò)展測控法的融合，遠(yuǎn)程控制能力有限。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)達(dá)，電力系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制也必將為遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)控制所替代。電力系統(tǒng)研究人員應(yīng)當(dāng)利用現(xiàn)代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，加速技術(shù)革新，增加移動終端的使用率，以求高質(zhì)量遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)。通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制讓電力系統(tǒng)各項(xiàng)遠(yuǎn)程控制環(huán)節(jié)更加智能化和自動化。使用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，既節(jié)省空間，又節(jié)約成本，已成為電力系統(tǒng)自動化未來發(fā)展的主要方向。

3.2 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖形化展示和控制

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)電力的調(diào)度和管理經(jīng)常會涉及大量數(shù)據(jù)。對于這些數(shù)據(jù)的處理，往往費(fèi)時費(fèi)力，而且給人的信息并不直觀。隨著信息化社會的到來，人們所接觸到的信息迅速增多，電力系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)也集聚增大，如仍沿用以前的單一處理方面，難免會給工作代來諸多不便。如將圖形化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，將繁冗的數(shù)據(jù)信息以圖形的形式直觀地呈現(xiàn)出來，那么電力系統(tǒng)的控制與管理將會變得更加輕松、快捷。

3.3 電力系統(tǒng)向著分布化、新能源的方向發(fā)展

電力系統(tǒng)的分布化發(fā)展主要是指在用戶周圍一定范圍內(nèi)，設(shè)置一些發(fā)電功率在幾十兆瓦至幾千瓦之間的發(fā)電裝置，這些裝置可以自行發(fā)電，保障用戶正常用電[1]。隨著環(huán)境的惡化，傳統(tǒng)能源的逐漸枯竭，要求形式多樣的新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源應(yīng)用于人們的日常生活。如：風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮苓@些新能源的使用，也為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來了新的考驗(yàn)。未來的電力系統(tǒng)將用分布式發(fā)電取代集中式發(fā)電，利用新型能源發(fā)電，節(jié)能環(huán)保。通過分布式裝置，有效利用各種新型能源，提高電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和節(jié)能性。

4 電力系統(tǒng)自動化的新技術(shù)應(yīng)用

4.1 智能計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用

在未來的自動化發(fā)展過程中，智能計(jì)算機(jī)的應(yīng)用將占很大比重。通過智能計(jì)算機(jī)，高速運(yùn)算大量數(shù)據(jù)信息，高效獲取圖像信息，對于電力系統(tǒng)的圖形化發(fā)展發(fā)揮著重要作用。通過視覺技術(shù)對遙控系統(tǒng)進(jìn)行修改，可以有效提高電力系統(tǒng)的性能。通過視覺技術(shù)，在無人環(huán)境下對系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)測，同時輔助于自動化技術(shù)完成無人操作，使操作的準(zhǔn)確性得到大大提高。其中，紅外圖像監(jiān)測技術(shù)不僅可以提高監(jiān)測的精確度，而且工作流程簡單，有著較高的應(yīng)用價(jià)值。

視覺技術(shù)是借助智能計(jì)算機(jī)獲取圖像信息，再將所獲得的圖像信息與有存儲的標(biāo)準(zhǔn)圖像信息做比對，出現(xiàn)不同則認(rèn)定為電力設(shè)備有問題，需要進(jìn)一步檢查維修。電力系統(tǒng)通常使用微波雙鑒探測器于無人操作，動態(tài)進(jìn)行，合理檢查電力系統(tǒng)，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時則被認(rèn)定為系統(tǒng)出現(xiàn)問題，應(yīng)進(jìn)行檢測維修。視覺信息技術(shù)的應(yīng)用，有效避免了人工操作帶來的延遲和失誤，能夠做到發(fā)現(xiàn)問題及時提醒，有效提高了工作效率。

4.2 GPS安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

GPS是全球定位系統(tǒng)，目前已廣泛應(yīng)用于汽車定位、手機(jī)定位、導(dǎo)航等環(huán)節(jié)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)同樣也可以應(yīng)用于電網(wǎng)中，當(dāng)電網(wǎng)中某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，GPS裝置就會發(fā)出警報(bào)，提供具體位置，提醒工作人員快速發(fā)現(xiàn)故障位置，提高解決電網(wǎng)故障的時效。在電力系統(tǒng)中，GPS技術(shù)與光纖通信技術(shù)、同步測量技術(shù)三者相結(jié)合使用，對電力系統(tǒng)實(shí)施24小時動態(tài)監(jiān)控，無需人工亦能順利完成監(jiān)測任務(wù)。

4.3 FACTS和DFACTS技術(shù)

柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）綜合電力電子技術(shù)、微處理和微電子技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)而形成的用于靈活快速控制交流輸電的新技術(shù)。FACTS利用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的柔韌性，增加了交流電網(wǎng)的可控力，增強(qiáng)交流電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并能夠降低電力傳輸成本，提高輸電效率。

靈活交流技術(shù)（DFACTS）[2]應(yīng)用于配電系統(tǒng)，可以對供電質(zhì)量的各種問題提出解決方案。由于人們對供電質(zhì)量越來越敏感，電力行業(yè)對自身的配供電能力必須做出相應(yīng)提升才能滿足廣大用戶的要求。DFACTS在配電網(wǎng)系統(tǒng)和用戶中采用新型的電子控制，維持電器設(shè)備正常運(yùn)行，延長設(shè)備使用壽命。

4.4 電力一次設(shè)備智能化

由于一次設(shè)備與二次設(shè)備之間相隔幾十到幾百米距離，通過電力一次設(shè)備智能化，使二次設(shè)備的部分或全部功能在一次設(shè)備中得一實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)電力信號電纜和控制電纜的大大節(jié)約的目的。例如電力系統(tǒng)一次設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。對電力一次設(shè)備的重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行長期連續(xù)性在線監(jiān)測，時刻觀測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而且通過對運(yùn)行參數(shù)的變化分析，可以對設(shè)備的安全隱患做出預(yù)測，進(jìn)而采取及時的維修保養(yǎng)，延長設(shè)備使用壽命，保障設(shè)備的安全運(yùn)行。近年來，我國投入大量的人力物力對在線狀態(tài)檢測技術(shù)進(jìn)行研究和實(shí)踐，并已取得了一定的研究成果。還有光電式電力互感器的研究。電力互感器是按照一定比例關(guān)系將輸電線路上的高電壓和大電流數(shù)值降到可以用儀表直接測量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，方便用儀器直接測量。但是這項(xiàng)設(shè)備卻有著嚴(yán)重的缺陷，如：絕緣難度會隨著電壓的升高而增長，信號動態(tài)范圍小，容易發(fā)生信號畸變，輸出信號不能直接與微機(jī)化計(jì)量及保護(hù)設(shè)備接口。為解決互感器這些缺陷，如今光電式電力互感器已被一些發(fā)達(dá)國家研究成功。目前，我國也正對這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究，雖已取得一定成果，但仍不十分理想。

5 結(jié)語

如今我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們對電能的需求和依賴越發(fā)強(qiáng)烈。電力行業(yè)要保障人們的正常用電，電力系統(tǒng)自動化發(fā)展方向已成為必然。提高電力系統(tǒng)自動化水平，充分利用新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化智能化管理，保證電力行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展，為國家建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)電力服務(wù)。