電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的安全控制問題和對(duì)策

錢葉牛，果然，張鵬程

（國(guó)網(wǎng)北京市電力公司，北京101100）

當(dāng)前，我國(guó)電力系統(tǒng)基本進(jìn)入到大電網(wǎng)、大電廠、大機(jī)組、高電壓輸電及高度自動(dòng)控制的新時(shí)代。從2011年至今的十年里，我國(guó)一直是世界發(fā)電量第一大國(guó)，而且在全世界總發(fā)電量上所占的比重也越來越大。據(jù)全國(guó)能源信息平臺(tái)發(fā)布的數(shù)據(jù)來看，2020年我國(guó)全年發(fā)電量為7.42萬億千瓦時(shí)[1]，用電量為7.51萬億千瓦時(shí)。全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量從2015年底的15億千瓦增長(zhǎng)到2020年底的22億千瓦，年均增長(zhǎng)7.6%，高于“預(yù)期2020年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量20億千瓦，年均增長(zhǎng)5.5%”的規(guī)劃目標(biāo)。截止2020年，全國(guó)電力供需總體平衡，部分區(qū)域略有富余。但受氣候、來水、電煤供應(yīng)和電網(wǎng)“卡脖子”等不確定性因素影響，可能會(huì)出現(xiàn)局部短時(shí)電力供應(yīng)緊張問題。電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到各個(gè)領(lǐng)域的正常發(fā)展，同時(shí)影響著人們的日常生活。因此，電力系統(tǒng)的安全控制問題已成為關(guān)注的焦點(diǎn)。本文從細(xì)節(jié)入手，對(duì)電力系統(tǒng)的安全隱患問題進(jìn)行討論，以期提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

1 電力系統(tǒng)的構(gòu)成

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，電力需求越來越受到人們的重視。隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)于一些潛在的需求提出了更高的要求。在以工業(yè)用電為主的發(fā)展背景下，我國(guó)的發(fā)電裝機(jī)容量和發(fā)電量穩(wěn)步增長(zhǎng)。電力需求的增長(zhǎng)造成了電力不足，電網(wǎng)配置不全導(dǎo)致了電能輸送受限。而在未來的發(fā)展中，我國(guó)會(huì)加大投資力度，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，緩解電源緊迫性。我國(guó)電網(wǎng)現(xiàn)代化建設(shè)也越來越完善，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)逐步形成，形成了以數(shù)據(jù)通信為主的電力專用通信網(wǎng)，如圖1所示。

圖1 電力專用通信網(wǎng)

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸配電系統(tǒng)、負(fù)荷等組成的一個(gè)整體，覆蓋地域廣，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電力網(wǎng)絡(luò)是在不同電壓等級(jí)的基礎(chǔ)上所形成的電力線路，同時(shí)還配備變壓器和配電裝置，其主要的功能是對(duì)電能進(jìn)行輸送和分配，并完成電壓的變換。

電力系統(tǒng)的主要任務(wù)是為人民輸送安全可靠的電力，以滿足人們的正常生活和工作。目前，電力系統(tǒng)可以完成發(fā)電、輸電、配電以及用電等功能，這些功能所組成的系統(tǒng)稱之為電力系統(tǒng)。發(fā)電、輸電、配電以及用電也可以稱為電力系統(tǒng)的主設(shè)備。輔助設(shè)備分為測(cè)量、監(jiān)控、繼電保護(hù)等，再配以各種自動(dòng)化技術(shù)，從而形成電力系統(tǒng)的輔助設(shè)備，全方位的保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了充分發(fā)揮出電力系統(tǒng)的功能，需要滿足用戶需求、可靠性需求、經(jīng)濟(jì)性需求以及環(huán)保和生態(tài)需求[3]。

2 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的安全控制問題

2.1 設(shè)計(jì)問題

我國(guó)在電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的研究相比于國(guó)外較晚，導(dǎo)致技術(shù)水平與國(guó)外還存在一定的差距。設(shè)計(jì)水平的不足，導(dǎo)致一些自動(dòng)化技術(shù)無法運(yùn)用到實(shí)際，其不足之處主要表現(xiàn)如下：

（1）電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)在普及過程中，電力設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不一，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可供參考，雖然最終可以設(shè)備進(jìn)行相互連接，但是設(shè)備之間的銜接不順暢，嚴(yán)重影響到了設(shè)備的正常運(yùn)行。

（2）加之電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的研究較晚，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員的專業(yè)性不足，設(shè)計(jì)方面的人才稀缺，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案與實(shí)際運(yùn)行存在偏差，無法得到設(shè)備運(yùn)行的最終效果[4]。

2.2 設(shè)備問題

電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)直接關(guān)系到設(shè)備的運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量。當(dāng)前，我國(guó)所使用的電力設(shè)備普遍存在質(zhì)量問題，限制電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。主要影響因素有：

（1）在電力設(shè)備市場(chǎng)中，廠家一味的追求市場(chǎng)利益，忽視了自動(dòng)化設(shè)備的質(zhì)量，盲目追求就市場(chǎng)，忽略了電力設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量，導(dǎo)致電力設(shè)備在投入使用過程中出現(xiàn)運(yùn)行質(zhì)量問題。

（2）電力設(shè)備的設(shè)計(jì)水平不足，導(dǎo)致生產(chǎn)出的電力設(shè)備存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題，影響生產(chǎn)效果。

（3）當(dāng)電力企業(yè)在選擇設(shè)備時(shí)，為了追求利益最大化，一味降低電力系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，導(dǎo)致電力設(shè)備的安全系數(shù)存在風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 管理問題

在電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展過程中，對(duì)內(nèi)部人員的要求較高，尤其是管理人員。管理人員需具備專業(yè)知識(shí)和優(yōu)秀素養(yǎng)，如果管理人員的專業(yè)素養(yǎng)不達(dá)標(biāo)，會(huì)影響到電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的安全控制效果，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題。管理人員專業(yè)性不足，在運(yùn)行電力設(shè)備的過程中就無法對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行精準(zhǔn)定位，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行和檢查環(huán)節(jié)的失誤就會(huì)造成設(shè)備出現(xiàn)安全隱患，從而影響到設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。同時(shí)，管理人員的專業(yè)性不足，也會(huì)造成質(zhì)量問題頻發(fā)[5]。

2.4 制度問題

我國(guó)電力系統(tǒng)雖然起步時(shí)間較晚，但是發(fā)展速度很快，這也就導(dǎo)致電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)安全控制問題，其因素之一在于專業(yè)人才的匱乏，導(dǎo)致電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的功能沒有得到完全發(fā)揮，影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.5 電源安全問題

在自動(dòng)化系統(tǒng)的配置中，穩(wěn)定的電源非常重要，不斷電系統(tǒng)作為保證電源不斷電的重要保障，被得到了廣泛的使用。但是容易忽略對(duì)電源的定期保養(yǎng)和維護(hù)，電源長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，存在很大的安全隱患。電源接線老化，容易發(fā)生電源損壞情況的發(fā)生。三組電源供電作為最常用的供電方式，如果其中一組發(fā)生斷電，服務(wù)器仍然可以運(yùn)行，但是如果兩組電源同時(shí)發(fā)生斷電，服務(wù)器將會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。電源問題應(yīng)該引起重視，一旦斷電，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)而言將會(huì)造成非常大的損失。

3 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的安全控制和有效對(duì)策

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

保證電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)得到可持續(xù)發(fā)展的有效手段就是對(duì)設(shè)計(jì)方案的不斷優(yōu)化。借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)入手，讓設(shè)計(jì)方案得到整體優(yōu)化[6]。另外，對(duì)自動(dòng)化設(shè)備也需要進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化。借鑒先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，對(duì)自身的方案設(shè)計(jì)進(jìn)行豐富補(bǔ)充，以提高設(shè)計(jì)水平。如今，我國(guó)電力系統(tǒng)已經(jīng)形成以三峽電力系統(tǒng)為中心，推動(dòng)全國(guó)電力系統(tǒng)的形成。逐漸形成除新疆、西藏、臺(tái)灣之外的全國(guó)統(tǒng)一的大區(qū)互聯(lián)電力系統(tǒng)，與鄰國(guó)發(fā)展跨國(guó)互聯(lián)電力系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，更是經(jīng)濟(jì)得到全球化發(fā)展的一種形式。

3.2 更新設(shè)備

設(shè)備落后會(huì)影響到系統(tǒng)整體安全運(yùn)行效果，造成整個(gè)電力電能及其自動(dòng)化技術(shù)的正常運(yùn)行。因此，提高電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的安全控制性能，可以大大提高電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)行質(zhì)量。通過引入先進(jìn)的電力設(shè)備，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，不僅可以得到較好的質(zhì)量保證，同時(shí)也可以保證電力設(shè)備的使用規(guī)范性，保證設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。為了可以讓設(shè)備得到長(zhǎng)久良好的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)與檢查非常重要。設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不間斷工作，會(huì)造成一些零件出現(xiàn)損壞，要及時(shí)對(duì)零件進(jìn)行更換，對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行記錄和維修，培養(yǎng)專業(yè)的維修團(tuán)隊(duì)，增強(qiáng)維修團(tuán)隊(duì)的維修水平，減少電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)在運(yùn)行過程中存在的安全隱患，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行[7]。

3.3 提高管理

人才引入是保證企業(yè)發(fā)展的重要保障，培養(yǎng)優(yōu)秀的人才，可以讓電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的安全控制得到保障。電力企業(yè)要重點(diǎn)對(duì)管理人員的專業(yè)技能進(jìn)行培訓(xùn)，通過有針對(duì)性的培養(yǎng)計(jì)劃，提高管理人員的專業(yè)素養(yǎng)?？梢酝ㄟ^高薪方式，聘請(qǐng)專業(yè)性強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的管理人才，通過培訓(xùn)的形式提高整個(gè)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)素養(yǎng)。對(duì)現(xiàn)有的管理人員應(yīng)進(jìn)行定期的培訓(xùn)，將培訓(xùn)內(nèi)容與實(shí)踐相結(jié)合，將先進(jìn)的技術(shù)理念及時(shí)傳授給管理人員，并通過考核的方式對(duì)人員進(jìn)行獎(jiǎng)懲，從而提高管理團(tuán)隊(duì)的整體素養(yǎng)。

3.4 完善制度

電力企業(yè)在發(fā)展過程中，完整的電力管理機(jī)制必不可少。根據(jù)企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)現(xiàn)有的管理制度進(jìn)行更新，根據(jù)管理機(jī)制定期對(duì)管理人員進(jìn)行考核，利用獎(jiǎng)懲制度激勵(lì)管理人員，劃分管理人員的責(zé)任，通過責(zé)任制增強(qiáng)員工的責(zé)任心，以推動(dòng)整個(gè)電力系統(tǒng)的整體發(fā)展[8]。

3.5 加強(qiáng)安全

通過引入不斷電系統(tǒng)，采取放電測(cè)試的方式檢測(cè)電源是否出現(xiàn)失效、不運(yùn)行等情況，定期對(duì)不斷電系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，針對(duì)電源中的蓄電池，進(jìn)行定期參數(shù)檢測(cè)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)，通過自動(dòng)化技術(shù)隨時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題后立即啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。另外，電源接線的定期檢查尤為重要，針對(duì)一些隱蔽性較強(qiáng)的問題，要強(qiáng)化技術(shù)手段，加大檢查力度，避免因?yàn)殡[蔽性問題而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)安全問題，時(shí)刻保證電源能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供良好供電。

4 結(jié)論

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)在電力企業(yè)的發(fā)展中尤為重要，其安全控制問題更是關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。電力企業(yè)在大力發(fā)展電力設(shè)備的同時(shí)，要對(duì)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的安全控制問題加以重視，從優(yōu)化設(shè)計(jì)、設(shè)備升級(jí)以及制度完善等多個(gè)方面入手，提高電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，促進(jìn)電力企業(yè)的發(fā)展。