發(fā)電廠電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用探討

覃世誠(chéng)

（上林縣五村水電站，廣西 南寧 530500）

1 自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用概況

電力系統(tǒng)主要功能是將自然能源經(jīng)過(guò)一定的操作處理轉(zhuǎn)換成電能，并將其安全輸送給電力用戶[1]。在整個(gè)電力生產(chǎn)和輸送的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，電廠需要借助現(xiàn)代化的信息技術(shù)來(lái)對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集和分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)和調(diào)控，從而促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，電力系統(tǒng)自動(dòng)化主要是依靠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)將系統(tǒng)分為主控層和現(xiàn)地控制層，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)化的操作。借助該控制層能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和處理、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)管和控制，及時(shí)就系統(tǒng)異常情況發(fā)出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，進(jìn)行故障的診斷和糾偏，促進(jìn)電力系統(tǒng)良好穩(wěn)定運(yùn)行。

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到電力設(shè)備系統(tǒng)中，首先需要做好以下幾項(xiàng)基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。第一是發(fā)電廠的電力調(diào)配中心要配備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，完善局域網(wǎng)等相關(guān)配套設(shè)施的建設(shè)。第二是在電力系統(tǒng)生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)關(guān)鍵區(qū)域安裝實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置，定向地采集和分析監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)[2]。第三是結(jié)合發(fā)電廠電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況與生產(chǎn)運(yùn)輸需求，針對(duì)各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的系統(tǒng)控制。第四，要加快電廠內(nèi)整個(gè)信息化系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)程，通過(guò)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)對(duì)接，充分地發(fā)揮不同系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制作用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障并精準(zhǔn)地解決，減少電廠的故障損失率，提高電力生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)男屎唾|(zhì)量。

2 自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠電力系統(tǒng)中應(yīng)用存在的問(wèn)題

2.1 設(shè)計(jì)層面

當(dāng)前，一些發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和安裝方案時(shí)，考慮問(wèn)題不夠全面，不符合發(fā)電廠電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，數(shù)據(jù)的收集和分析缺乏針對(duì)性，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用效果不佳。而且大多數(shù)發(fā)電廠只就電力生產(chǎn)的安全性作了重點(diǎn)考量，但是相關(guān)的系統(tǒng)安全性措施不到位，一旦系統(tǒng)受到外部不確定因素的影響，會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)癱瘓，存在較大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

2.2 設(shè)備及人員層面

自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備是保障該項(xiàng)技術(shù)得到充分應(yīng)用的基礎(chǔ)前提，因?yàn)殡娏ιa(chǎn)和運(yùn)輸設(shè)計(jì)到的流程環(huán)節(jié)以及信息數(shù)據(jù)相對(duì)繁雜，而且要求相關(guān)的操作人員要具備較高的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備操作和應(yīng)用水平。但目前，無(wú)論是從自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備的質(zhì)量上還是操作人員綜合業(yè)務(wù)能力方面都存在較大的不足，這會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用效果大打折扣，甚至有可能會(huì)引發(fā)較大的電力安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。因此，嚴(yán)格把關(guān)自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備采購(gòu)、安裝、檢修、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，加大對(duì)電力系統(tǒng)技術(shù)操作人員的業(yè)務(wù)能力培訓(xùn)和安全意識(shí)培養(yǎng)，是保障各項(xiàng)電力作業(yè)正常開(kāi)展，確保電力高效穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用是利用電子技術(shù)的在電力系統(tǒng)中通過(guò)微機(jī)對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)比對(duì)，數(shù)據(jù)調(diào)整處理，而在各數(shù)據(jù)處理實(shí)施中是通過(guò)繼電器來(lái)執(zhí)行的。多年實(shí)踐證明，繼電保護(hù)裝置正確動(dòng)作率的高低，除了裝置質(zhì)量因素外，還在很大程度上取決于設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)人員的技術(shù)水平。所以在人員素質(zhì)的培訓(xùn)上應(yīng)加強(qiáng)電子微機(jī)在電力系統(tǒng)應(yīng)用原理，和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用原理。

3 自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用途徑

3.1 電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是發(fā)電廠電力系統(tǒng)中的重要組成部分[3]，該系統(tǒng)可以借助現(xiàn)代化的自動(dòng)化信息技術(shù)手段來(lái)收集和分析和整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)化設(shè)備所產(chǎn)生的各種信息數(shù)據(jù)，然后根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況及時(shí)地對(duì)相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，從而確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。其中自動(dòng)化技術(shù)突出體現(xiàn)在電網(wǎng)控制系統(tǒng)中，這也是當(dāng)前電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控的關(guān)鍵核心技術(shù)。一方面，利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)采集和分析數(shù)據(jù)，可以確保調(diào)控工作的及時(shí)性和精準(zhǔn)性。同時(shí)自動(dòng)化的電網(wǎng)調(diào)控，也是基于對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)下進(jìn)行的，可以通過(guò)參數(shù)的調(diào)節(jié)確保整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，可以保障系統(tǒng)的電能生產(chǎn)質(zhì)量。另一方面自動(dòng)化技術(shù)可以通過(guò)降低電能損耗，促進(jìn)系統(tǒng)形成的經(jīng)濟(jì)型運(yùn)行模式，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的節(jié)能控制。其具體操作過(guò)程為：通過(guò)收集LCU 所采集的模擬量數(shù)據(jù)，在經(jīng)數(shù)據(jù)校對(duì)和變換工程系數(shù)后，生成最新數(shù)據(jù)值并實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)置相應(yīng)的高低限值，用于系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警或者停機(jī)。

除了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和節(jié)能控制方面的作用，自動(dòng)化技術(shù)還能進(jìn)一步加強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全防護(hù)，同時(shí)設(shè)置防護(hù)墻，安裝異常數(shù)據(jù)查殺軟件、嚴(yán)格限制操作人員權(quán)限等措施，來(lái)為電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性提供基礎(chǔ)保障，有效防范病毒或者黑客造成的安全威脅。安全防護(hù)的內(nèi)容主要包括系統(tǒng)操作員對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)修改、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視、系統(tǒng)超限預(yù)警情況的檢查、各機(jī)組運(yùn)行過(guò)程的監(jiān)視、系統(tǒng)各參數(shù)如機(jī)組軸承溫度、瓦檢溫差等的趨勢(shì)分析等。

通過(guò)自動(dòng)化信息處理技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得電網(wǎng)調(diào)度逐步形成了一個(gè)相對(duì)完善、獨(dú)立的體系，從而促使電廠的整體電網(wǎng)調(diào)度水平得到了顯著提升。

3.2 配電系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

在配電系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)主要是基于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)和改造來(lái)實(shí)現(xiàn)的[4]。通過(guò)建立包括主站、自站以及光纖終端于一體的自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)行模式，來(lái)協(xié)調(diào)和控制各個(gè)部分，提高信息數(shù)據(jù)傳遞的效率和質(zhì)量，進(jìn)而優(yōu)化配點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行模式。目前，我國(guó)的在這方面的技術(shù)應(yīng)用水平還相對(duì)落后，以自動(dòng)化的無(wú)人機(jī)值班監(jiān)控為例，由于條件限制，無(wú)人機(jī)值班監(jiān)控暫時(shí)還無(wú)法在分層分布系統(tǒng)或者常規(guī)RTU 形式下得以實(shí)現(xiàn)，這也將是今后電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化的一個(gè)主要方向。

3.3 變電系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

在變電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)際上就是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)手段應(yīng)用到變電站的各種機(jī)械設(shè)備上，同時(shí)實(shí)時(shí)上傳設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，了解和掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，也能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和保護(hù)，確保各個(gè)機(jī)械設(shè)備良好穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)各項(xiàng)電力的生產(chǎn)和運(yùn)輸活動(dòng)的高效、有序開(kāi)展。如在調(diào)速器柜面板上可安裝用于保護(hù)以及調(diào)試作用的控制裝置和儀表盤、參數(shù)顯示裝置等，用于自動(dòng)存儲(chǔ)和處理參數(shù)數(shù)據(jù)，幫助系統(tǒng)操作人員及時(shí)準(zhǔn)確地了解系統(tǒng)運(yùn)行情況。變電站應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)后，其工作模式和運(yùn)行方法都有了相應(yīng)的改變，這是整個(gè)電力系統(tǒng)工作過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵一環(huán)。另外，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量以及分析，可以幫助變電站工作人員及時(shí)地發(fā)現(xiàn)電路故障，精準(zhǔn)地找出故障發(fā)生位置以及具體的故障原因，通過(guò)及時(shí)地進(jìn)行故障修復(fù)和系統(tǒng)調(diào)整，盡快恢復(fù)電力系統(tǒng)運(yùn)行，更好地為群眾生產(chǎn)和運(yùn)輸電力。

3.4 設(shè)備及人員保障

為了更好地保障自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，一方面要結(jié)合生產(chǎn)和運(yùn)輸需要積極對(duì)現(xiàn)有電力設(shè)備進(jìn)行改造和完善，強(qiáng)化相關(guān)系統(tǒng)的功能，為自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)造良好的應(yīng)用條件。同時(shí)配備相應(yīng)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用設(shè)備，不斷進(jìn)行調(diào)試和更新，增強(qiáng)設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)外環(huán)境的適應(yīng)能力，確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。另一方面要加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)操作人員的培訓(xùn)教育，制定系統(tǒng)的業(yè)務(wù)培訓(xùn)計(jì)劃，組織開(kāi)展實(shí)踐操作活動(dòng)，提升技術(shù)人員的綜合業(yè)務(wù)能力水平，加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠電力系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠全面提升電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平和電力的供應(yīng)效率及質(zhì)量，對(duì)于促進(jìn)電力行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展至關(guān)重要。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，要結(jié)合各發(fā)電廠電力系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行綜合的考量，制定完善的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方案，更好地為發(fā)電廠電力系統(tǒng)的改造升級(jí)提供方向指導(dǎo)，促進(jìn)發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略經(jīng)營(yíng)和發(fā)展目標(biāo)。