論述電力系統(tǒng)自動(dòng)化問題

瞿雁鴻

摘 要：電力系統(tǒng)是保證電能可以正常供應(yīng)的重要保障，電力系統(tǒng)在發(fā)展過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是非常必要的，這樣更能保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)也能更好地保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)要有相應(yīng)的條件，為了更好的在電力系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化一定要對(duì)其進(jìn)行很好的研究，這樣才能取得更好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；調(diào)度自動(dòng)化；發(fā)展方向

1電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)

1.1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要組成部分由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的汁算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備、通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備等構(gòu)成。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的主要功能是電力生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、電力負(fù)荷予測、自動(dòng)發(fā)電控制、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度并適應(yīng)電力市場運(yùn)營的需求等。

1.2變電站自動(dòng)化。電力系統(tǒng)中變電站與輸配電線路是聯(lián)系發(fā)電廠與電力用戶的主要環(huán)節(jié)。變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監(jiān)視和電話人工操作，提高工作效率，擴(kuò)大對(duì)變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運(yùn)行水平。變電站自動(dòng)化的內(nèi)容就是對(duì)站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點(diǎn)是全微機(jī)化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設(shè)備；二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，盡量采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜；操作監(jiān)視實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化；運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化除了滿足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

1.3發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)（DCS）。過程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能l/O模件組成。MCU模件通過冗余的l/O總線與智能l/O模件通訊。PCU直接面向生產(chǎn)過程，接受現(xiàn)場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關(guān)量、脈沖量等信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理后進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成生產(chǎn)過程的監(jiān)測、控制和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。

運(yùn)行員工作站（OS）和工程師工作站（ES）提供了人機(jī)接口。運(yùn)行員工作站接收PCU發(fā)來的信息和向PCU發(fā)出指令，為運(yùn)行操作人員提供監(jiān)視和控制機(jī)組運(yùn)行的手段。工程師工作站為維護(hù)工程師提供系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置和修改、系統(tǒng)診斷和維護(hù)等手段。

2電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不斷推動(dòng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)步

上世紀(jì)六七十年代晶體管技術(shù)的發(fā)展及隨后中小規(guī)模集成電路的問世為研發(fā)初始的電力系統(tǒng)自動(dòng)化裝置提供了技術(shù)條件，電力開關(guān)信號(hào)檢測、模擬量檢測（電力變送器）、晶體管及集成電路繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、模擬盤等二次設(shè)備相繼出現(xiàn)。但這些自動(dòng)化裝置功能比較單一，互相之間缺少通信聯(lián)系，裝置不具備故障自診斷能力。

隨著上世紀(jì)八十年代單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了全面的更新?lián)Q代。由于采用了數(shù)字電路和模塊化軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，電力自動(dòng)化裝置的性能大大提高，特別是裝置具有了通信功能，可通過并行口、串行口與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)和各種信息可通過外部設(shè)備如CRT顯示，打印機(jī)打印制表等，裝置首次出現(xiàn)了人機(jī)聯(lián)系功能。值得一提的是從Intel公司引進(jìn)的SBC系列OEM單板機(jī)技術(shù)加快了我國微機(jī)化電力系統(tǒng)二次設(shè)備的開發(fā)進(jìn)度，以單片機(jī)為基礎(chǔ)的國產(chǎn)化自動(dòng)化設(shè)備層出不窮，數(shù)字式故障錄波器替代了機(jī)械光學(xué)結(jié)構(gòu)原理的老式錄波裝置；微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置及巡回檢測設(shè)備體積小，容量大，通信規(guī)約適應(yīng)性強(qiáng)；微機(jī)繼電保護(hù)裝置性能也大大提高，可方便修改保護(hù)定值，使用和維護(hù)非常透明。

隨著上世紀(jì)九十年代高性能工作站、服務(wù)器及軟件技術(shù)、信息處理技術(shù)、特別是高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電廠監(jiān)控、變電站自動(dòng)化、配電自動(dòng)化的技術(shù)水平上了一個(gè)新臺(tái)階，產(chǎn)品逐步發(fā)展成為一種開放式、分布式、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的新模式。與上一代產(chǎn)品相比可以大幅度減少電力電纜、通信電纜的用量，設(shè)備體積小還減少了占地面積等從而降低了建設(shè)成本，同時(shí)大幅度提高了系統(tǒng)的技術(shù)性能，增加了設(shè)備配置的靈活性、互換性和可維護(hù)性，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

最近幾年以來，各種嵌入式產(chǎn)品的出現(xiàn)，例如嵌入式高性能微處理器、嵌入式計(jì)算機(jī)、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式以太網(wǎng)等產(chǎn)品使電力系統(tǒng)中的裝置類設(shè)備如測量控制設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、數(shù)據(jù)通信控制器等得以再次更新?lián)Q代，裝置的硬件電路和應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)簡化，產(chǎn)品性能大大提高，裝置信息處理速度更快，功耗更低，功能擴(kuò)展能力更強(qiáng)。

3 電力調(diào)度自動(dòng)化的功能

電力調(diào)度自動(dòng)化能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，使其功能更加豐富。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在信息處理和數(shù)據(jù)采集交換方面的功能是非常強(qiáng)大的，同時(shí)也具有遙控、預(yù)測和預(yù)警的功能。電網(wǎng)的管理系統(tǒng)已經(jīng)從以前的人為監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣在負(fù)荷預(yù)測、狀態(tài)評(píng)估、安全分析方面都是有很大的發(fā)展，同時(shí)自動(dòng)控制以及對(duì)電力調(diào)度員的培訓(xùn)也非常的具有實(shí)際意義。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)要滿足不同建設(shè)時(shí)期、不同廠商開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)之間的聯(lián)系，就使得其一定要有信息共享的平臺(tái)，進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)的時(shí)候一定要做到一體化。

4 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的要求

電力系統(tǒng)調(diào)動(dòng)自動(dòng)化發(fā)展的要求要符合《電力系統(tǒng)安全防護(hù)》的相關(guān)要求，要履行安全防護(hù)分區(qū)和網(wǎng)絡(luò)專用的原則，嚴(yán)格按照《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)框架》來進(jìn)行配置，實(shí)行安全防護(hù)分配。

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)要能夠保證一定的安全性，這樣才能更好的保證數(shù)據(jù)和信息的安全保存。系統(tǒng)應(yīng)該采用一定的保密措施，對(duì)于一些重要的數(shù)據(jù)要進(jìn)行備份處理，這樣可以更好的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候文件和數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)橥话l(fā)狀況出現(xiàn)丟失的情況，也不會(huì)給電力企業(yè)帶來更多的損失。系統(tǒng)在安全措施方面可以建立有效的防火墻功能，這樣可以對(duì)外部的入侵進(jìn)行有效的制止，同時(shí)也能制止有關(guān)人員對(duì)系統(tǒng)軟硬件的非正常更改。這樣對(duì)保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行更具有幫助。

系統(tǒng)在操作方面可以對(duì)不同的人員設(shè)置不同的權(quán)限，這樣更能保證系統(tǒng)的安全，同時(shí)也能避免內(nèi)部人員對(duì)系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)進(jìn)行非正常使用。權(quán)限保護(hù)措施是系統(tǒng)在操作方面更好的控制措施。在計(jì)算機(jī)中發(fā)現(xiàn)有病毒入侵或擴(kuò)散的時(shí)候，要求系統(tǒng)要及時(shí)以最快的速度發(fā)出警報(bào)，檢查或者處理，并盡量在最短的時(shí)間內(nèi)得到恢復(fù)。系統(tǒng)具備長期穩(wěn)定運(yùn)行的能力，滿足電力調(diào)度對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理和調(diào)度的需要。系統(tǒng)在生命期內(nèi)，應(yīng)滿足調(diào)度部門對(duì)系統(tǒng)擴(kuò)充的要求，這些擴(kuò)充包括：硬件設(shè)備升級(jí)、軟件功能擴(kuò)展、系統(tǒng)容量的擴(kuò)充等，并具備與其他廠家的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的能力。系統(tǒng)應(yīng)具備完善的系統(tǒng)診斷能力和運(yùn)行記錄，系統(tǒng)管理員通過人機(jī)界面就能方便的發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)故障，并具有遠(yuǎn)程診斷能力。

結(jié) 語

現(xiàn)階段隨著電網(wǎng)建設(shè)和改造的順利進(jìn)行，提高配電網(wǎng)自動(dòng)化水平的呼聲越來越高。這一時(shí)期自動(dòng)化裝置的特點(diǎn)是以模擬電路和布線邏輯為主進(jìn)行設(shè)計(jì)，其應(yīng)用減輕了變電站值班員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了電力安全運(yùn)行程度。而電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中已經(jīng)起著不可或缺的作用。

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