電子信息技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用

馬飛

（神木市職業(yè)技術(shù)教育中心，陜西神木，719300）

1 電力自動(dòng)化系統(tǒng)概況分析

電力工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，與人們的生活密切相關(guān)，電力工業(yè)的穩(wěn)定、安全、可靠將對(duì)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。近年來，電子信息技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中得到了有效應(yīng)用，通過優(yōu)化設(shè)備性能、提高管理效率、完善系統(tǒng)功能等措施有效提升了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率與穩(wěn)定性[1]。

電力系統(tǒng)是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚幕A(chǔ)設(shè)施，其對(duì)人們生產(chǎn)和生活起到不可替代的重要作用。目前，我國電網(wǎng)發(fā)展迅速、規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要影響。

從某種意義上來說，電力系統(tǒng)可以說是一個(gè)大型復(fù)雜系統(tǒng)，其涉及內(nèi)容較為廣泛，如電網(wǎng)的運(yùn)行、輸電線路的管理與調(diào)度管理、電力設(shè)備的管理與保護(hù)等等。為了保證電力設(shè)備安全運(yùn)行且具備一定穩(wěn)定性要求，一般情況下需要設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控機(jī)構(gòu)及相關(guān)控制設(shè)備。

當(dāng)前，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速且種類繁多、功能多樣，在電網(wǎng)運(yùn)行中得到了廣泛應(yīng)用，而傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)雖然具有較高的自動(dòng)化水平且在電網(wǎng)運(yùn)行中得到了廣泛應(yīng)用，但存在設(shè)備維護(hù)成本高、維護(hù)周期短、維護(hù)效果不理想等問題，這就導(dǎo)致自動(dòng)化水平不高的設(shè)備出現(xiàn)故障概率較大，同時(shí)由于電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜以及工作環(huán)境的不斷變化等原因，也使得傳統(tǒng)自動(dòng)化水平較低且存在很多問題。因此，為了有效提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性需要合理地應(yīng)用電子信息技術(shù)[2]。

電子信息技術(shù)是一種新型信息化技術(shù)手段，它主要以計(jì)算機(jī)硬件及軟件為基礎(chǔ)展開實(shí)施，在整個(gè)過程中計(jì)算機(jī)硬件都發(fā)揮著重要作用，軟件則由程序代碼組成，這些代碼均需要在一定平臺(tái)上運(yùn)行，而軟件則是以計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)為依托，總而言之，進(jìn)行正常工作的全過程都需要依托于計(jì)算機(jī)。電子信息技術(shù)可將傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)中較為普遍的控制設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒉杉?、信息處理以及網(wǎng)絡(luò)通信等設(shè)備，從而有效提升自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行效率與可靠性。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)各個(gè)部門對(duì)用電的需求與日俱增，為了推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的健康、迅速發(fā)展，必須不斷提高電網(wǎng)的運(yùn)營管理水平。

2 電力自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)健康發(fā)展，電力工業(yè)正經(jīng)歷著不斷有效的變革，我國對(duì)電力工業(yè)的投資迅速增長，同時(shí)也使電網(wǎng)的自動(dòng)化水平得到了顯著提高。其中，配電網(wǎng)絡(luò)、變電站、電網(wǎng)等是電力自動(dòng)化領(lǐng)域的重要內(nèi)容。在電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，各系統(tǒng)要加強(qiáng)相應(yīng)的信號(hào)和數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行高效、自動(dòng)化的監(jiān)測，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全[3]。

目前國內(nèi)的電力自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)基本滿足了人們的日常生活和生產(chǎn)的需求，并且一直處于一個(gè)平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢。隨著社會(huì)生產(chǎn)對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高，人們對(duì)電力自動(dòng)化的需求也在發(fā)生著很大的改變，尤其是在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用電子信息技術(shù)也越來越受到重視，電子信息技術(shù)其實(shí)是一個(gè)綜合性的統(tǒng)稱，它涵蓋了通信、電子、電腦等領(lǐng)域，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電力自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展也越來越快，并逐漸取代了傳統(tǒng)的電力設(shè)備，成為電力工業(yè)的一大特色，這就是電力自動(dòng)化系統(tǒng)目前發(fā)展的狀況。

3 如何實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化

隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，電力與人類的生活息息相關(guān)，電力與其自動(dòng)化的發(fā)展也離不開人類的“好伙伴”。

我國的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為三大部分，分別是供電的發(fā)電站、輸電網(wǎng)以及配電網(wǎng)。而隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)中也逐漸有了變電所，電力公司可以利用變電系統(tǒng)來控制電力系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)能夠在不超負(fù)荷運(yùn)行的條件下，最大限度地提高電力系統(tǒng)的控制和變電效率。同時(shí)，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化也主要是對(duì)變電所進(jìn)行的改造，將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到變電系統(tǒng)中，使得電網(wǎng)變得更安全、更可靠，因?yàn)槠渚哂凶詣?dòng)化特性，“無人電站”不再是一種紙上談兵，它不但節(jié)約了大量的人手，而且還能迅速地解決各種問題[4]。

利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以判斷、分析電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，數(shù)據(jù)庫技術(shù)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，其中以“百行之首”的電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)，已經(jīng)初步建成了數(shù)據(jù)庫。簡單來說，就是電力自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，可以根據(jù)用戶的不同去獲得各種數(shù)據(jù)，其中有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、電子設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、用戶的數(shù)據(jù)和相關(guān)企業(yè)的數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)集中到一個(gè)系統(tǒng)中，然后由一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析體系來進(jìn)行分析，形成“大數(shù)據(jù)”。而自動(dòng)化則是通過對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后建立相應(yīng)的功能來控制電能，比如一個(gè)地方的電能消耗很大，而另外一個(gè)地方的電能消耗很小，那么它就會(huì)自動(dòng)設(shè)置一個(gè)功能，對(duì)這兩個(gè)地區(qū)的電能進(jìn)行綜合分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力的控制。

當(dāng)海量的數(shù)據(jù)被收集和存儲(chǔ)后，數(shù)據(jù)的傳輸就成了整個(gè)電網(wǎng)的關(guān)鍵，而互聯(lián)技術(shù)就是其中的佼佼者，因?yàn)樗恍枰惺苋萘康呢?fù)載，所以被認(rèn)為是最好的傳輸方式。由于數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)的，所以采集的時(shí)間和所使用的時(shí)間都會(huì)有一定的延遲，而現(xiàn)在，互聯(lián)技術(shù)可以讓用戶之間的信息迅速地連接和共享，讓用戶不用擔(dān)心數(shù)據(jù)的時(shí)效性，這將是一個(gè)革命性的突破。目前，電力公司已經(jīng)建立了較為完備的電力監(jiān)測體系，其中GPRS作為電力監(jiān)測系統(tǒng)的核心，在電力系統(tǒng)剛開始的時(shí)候，電力公司一般都是通過記錄設(shè)備等設(shè)備來進(jìn)行電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析，如果是因?yàn)殡姶艜簯B(tài)故障，通訊系統(tǒng)沒有故障，電力系統(tǒng)也比較穩(wěn)定的話，那么這些記錄儀就可以采集到一些數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行分析。但這種方法也有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是一旦電力在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)故障，電力系統(tǒng)就會(huì)失去穩(wěn)定，錄像機(jī)就無法采集到足夠的資料，而且這種設(shè)備的運(yùn)行模式非常復(fù)雜，而且還沒有足夠的時(shí)間來記錄，因此電力公司很快就意識(shí)到了這個(gè)問題。基于GPS技術(shù)的新一代智能監(jiān)測技術(shù)，使其發(fā)揮了巨大的作用，它包括三大系統(tǒng)，即信號(hào)處理系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和同步計(jì)時(shí)系統(tǒng)。采用新的智能化監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的矢量檢測與通訊的同步。除此之外，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)便是公司盡心大數(shù)據(jù)的最大依仗，在電力系統(tǒng)運(yùn)作之時(shí)，配電網(wǎng)是數(shù)據(jù)的主要來源，通過配電網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，自動(dòng)化電力系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)狀況進(jìn)行全面分析，繼而歸納出調(diào)解方案，更高程度地滿足電力用戶的需求[5]。

4 如何優(yōu)化電子信息技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中實(shí)踐應(yīng)用

電力行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，它與人民群眾的日常生活息息相關(guān)，電力行業(yè)的穩(wěn)定、安全、可靠與否將對(duì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響，那么，如何優(yōu)化電子信息技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)踐運(yùn)用成了事關(guān)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大難題，必須從根本上要重視起電子信息技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的合理應(yīng)用。因此，必須不斷地學(xué)習(xí)和完善電氣系統(tǒng)，并不斷地學(xué)習(xí)和完善電氣設(shè)備，不斷地學(xué)習(xí)和更新電子設(shè)備，使電力系統(tǒng)和自動(dòng)化技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展，從而為其他行業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，讓電力不再是問題[6]。

4.1 利用電力設(shè)備性能優(yōu)化技術(shù)

在實(shí)際運(yùn)行中，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)、通信技術(shù)和電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，使整個(gè)電力自動(dòng)化系統(tǒng)得到最大程度地優(yōu)化。首先，利用數(shù)字信號(hào)處理器和嵌入式操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的仿真和虛擬仿真，從而了解實(shí)際設(shè)備和計(jì)算機(jī)的互聯(lián)關(guān)系，其次，采用通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交流和共享，并將數(shù)據(jù)和信息通過通信網(wǎng)進(jìn)行傳輸、共享，從而提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行，最后，運(yùn)用電子信息技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理進(jìn)行優(yōu)化，在提高了設(shè)備的可靠性的同時(shí)，又提高了設(shè)備的安全性能。就比如對(duì)電網(wǎng)的主要設(shè)備和關(guān)鍵信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和監(jiān)視，以達(dá)到對(duì)電網(wǎng)整體狀況的全面了解，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳遞和共享，利用電子計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測等等。

4.2 提高電力自動(dòng)化管理效率技術(shù)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要不斷提升管理效率，電子信息技術(shù)可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)管理工作的自動(dòng)化。此外，電力企業(yè)可以利用電子信息技術(shù)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行整合，使生產(chǎn)流程得到優(yōu)化，例如，可以將數(shù)據(jù)錄入到相關(guān)模塊中，如數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)維護(hù)模塊等，通過這些模塊將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行集中處理和存儲(chǔ)，從而為管理工作提供依據(jù)，并且在對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時(shí)也可利用相關(guān)技術(shù)方法完成相關(guān)操作，例如，在電力系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集操作時(shí)，可利用相關(guān)設(shè)備對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。也就是說，電子信息技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提升電力系統(tǒng)設(shè)備的性能與管理水平，而且還可以進(jìn)一步提高對(duì)電能利用效率，從而實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。這就意味著，完善電子信息技術(shù)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的整合以及優(yōu)化電子生產(chǎn)流程可以最大程度上地完善電子信息技術(shù)在電力自動(dòng)化上的實(shí)踐應(yīng)用[7]。

4.3 完善電力自動(dòng)化系統(tǒng)功能技術(shù)

當(dāng)前，我國電力自動(dòng)化系統(tǒng)功能技術(shù)發(fā)展較為迅速，其涵蓋了計(jì)算機(jī)通信、網(wǎng)絡(luò)控制等方面的內(nèi)容，通過對(duì)這些功能技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠進(jìn)一步完善電力自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用功能。在計(jì)算機(jī)通訊方面，電力自動(dòng)化可以利用電腦通訊以網(wǎng)絡(luò)方式與其他裝置通訊，方便真正意義上的電力自動(dòng)化，隨著科技的飛速發(fā)展，各種設(shè)備的種類也越來越多，目前許多設(shè)備都在使用電腦通信技術(shù)。而在網(wǎng)絡(luò)控制方面，網(wǎng)絡(luò)控制是一種復(fù)雜的信息處理過程，其主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等內(nèi)容，當(dāng)前我國電子信息技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行管理中應(yīng)用十分廣泛，通過對(duì)其進(jìn)行合理優(yōu)化和完善，能夠有效提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，但是目前，我國在電力自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，尚需深入的研究與探討，電力自動(dòng)化系統(tǒng)的管理大多采用了數(shù)據(jù)庫，它包含了用戶管理、調(diào)度管理、發(fā)電、供電、配電、電力設(shè)備等多種功能，這要求著相關(guān)人員引起對(duì)該方面的重視。