電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用分析

吳成磊

國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司團(tuán)風(fēng)縣供電公司

伴隨科技的持續(xù)發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求逐漸提升，供電質(zhì)量也開始備受關(guān)注。以往的供電方式缺乏自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，致使不能精準(zhǔn)且實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)故障問題，不能確保電力系統(tǒng)供電安全的可靠性。而把電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在電力系統(tǒng)當(dāng)中，可以促使調(diào)度和控制一體化，有效監(jiān)督和控制電力系統(tǒng)。在系統(tǒng)中引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，可以提升電力系統(tǒng)智能化程度，不但可以增加系統(tǒng)安全性，也可以有效解決故障問題，并且投入系統(tǒng)管理研究當(dāng)中。因此，對(duì)電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行研究是必要的。

一、相關(guān)概念及其發(fā)展現(xiàn)狀

（一）概念分析

電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)實(shí)則是電力系統(tǒng)中的一種全新的電力技術(shù)，涵蓋了多種技術(shù)，比如自動(dòng)檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)信息自動(dòng)化傳輸、調(diào)節(jié)和控制等，是目前新發(fā)展技術(shù)當(dāng)中比較具有代表性的技術(shù)。電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)的主要作用在于提升供電質(zhì)量，同時(shí)保證電力系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運(yùn)行，增強(qiáng)企業(yè)管理效能，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，與此同時(shí)削弱企業(yè)由于電量太大而造成較大的負(fù)擔(dān)。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電等多個(gè)部分組成的，故而要保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，進(jìn)行一次設(shè)備在線監(jiān)控、調(diào)控和保護(hù)，同時(shí)把計(jì)算機(jī)監(jiān)控、測(cè)控、保護(hù)等相關(guān)設(shè)備當(dāng)作二次設(shè)備是必須的。綜合以上分析可以了解到，電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)是經(jīng)過掌握電網(wǎng)信息保證電力系統(tǒng)可以正常運(yùn)行的一項(xiàng)技術(shù)[1]。

（二）發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，電力系統(tǒng)占有非常重要的位置，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)比較復(fù)雜，故而電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展是必然趨勢(shì)?，F(xiàn)如今，我國(guó)的電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)水平持續(xù)提升，在通過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展以后，攻克了技術(shù)上的難題，取得了很大的進(jìn)步。我國(guó)的電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)不但在事業(yè)方面實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)，與此同時(shí)在技術(shù)方面也逐漸與國(guó)際接軌。在現(xiàn)代科技發(fā)展背景下，我國(guó)的電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)開始向著高科技、高技術(shù)趨勢(shì)發(fā)展。如此一來，電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)不但可以保證電力系統(tǒng)工作人員實(shí)時(shí)掌握最新電力發(fā)展進(jìn)度，還可以全面分析電力系統(tǒng)，正確判斷故障問題，并且及時(shí)排除故障。我國(guó)目前對(duì)電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)提出了嚴(yán)格的要求，即盡管實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，依舊要堅(jiān)持以人為本的原則，將實(shí)際作為出發(fā)點(diǎn)，適應(yīng)各種形式與要求；要將自動(dòng)化作為前提條件，降低故障產(chǎn)生的概率，在為企業(yè)節(jié)省投資的情況下，減少故障導(dǎo)致的費(fèi)用，從而節(jié)省資金，避免資金浪費(fèi)[2]。

二、技術(shù)應(yīng)用分析

（一）電力調(diào)控自動(dòng)化特點(diǎn)

電力調(diào)控自動(dòng)化按照其實(shí)際運(yùn)用情況具有如下特點(diǎn)：

第一，分布式結(jié)構(gòu)。電力調(diào)控自動(dòng)化使用C/S 模式的分布式結(jié)構(gòu)，這一部分對(duì)于計(jì)算機(jī)配置提出了嚴(yán)格的要求，關(guān)鍵是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源共享和網(wǎng)絡(luò)通信加以管理，與此同時(shí)對(duì)全體用戶提供必要的數(shù)據(jù)信息。針對(duì)客戶端，其重要作用在于檢查電網(wǎng)信息，故而在此對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求較低，僅需要可以接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息就行，對(duì)單獨(dú)的電力設(shè)備進(jìn)行有效處理，具備單獨(dú)的操作系統(tǒng)和人機(jī)交互界面等程序。

第二，信息交互和信息共享。調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)可以讓客戶端和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)共享，如此一來，客戶端可以合理運(yùn)用服務(wù)器里面的數(shù)據(jù)信息以及其他客戶端信息，這樣可以有效協(xié)調(diào)完成相關(guān)任務(wù)。比方說變電站的變壓器狀態(tài)檢測(cè)以及故障診斷。

（二）案例分析

此次將某電力系統(tǒng)建設(shè)作為案例，以某電氣研發(fā)的JPOWER 2000 應(yīng)用軟件而言，這一軟件為調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)，現(xiàn)階段運(yùn)用甚廣。軟件使用了C/S模式分布式結(jié)構(gòu)，核心功能就是監(jiān)測(cè)變電站電氣設(shè)備狀態(tài)，以及進(jìn)行故障問題診斷。軟件能夠把變電站有關(guān)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息先傳遞到客戶端，從而傳輸?shù)缴霞?jí)服務(wù)器，也就是監(jiān)控服務(wù)器。調(diào)控服務(wù)器把各大電氣設(shè)備狀態(tài)信息采集回來，接著傳遞到服務(wù)器當(dāng)中。構(gòu)建狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫，可以把數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一的方式儲(chǔ)存在一起，給后續(xù)分析數(shù)據(jù)提供重要依據(jù)[3]。

當(dāng)系統(tǒng)需要錄入有關(guān)電氣參數(shù)的時(shí)候，第一步需要開啟軟件JPOWER 2000，對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備，涵蓋發(fā)動(dòng)機(jī)和電容器等的參數(shù)加以錄入的過程中要做好這些準(zhǔn)備工作。

第一，線路交流段。使用以上系統(tǒng)軟件選取調(diào)控系統(tǒng)長(zhǎng)度和標(biāo)幺值的錄入方法，一般在原始數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)下選取。線路參數(shù)要錄入的數(shù)據(jù)是電阻、電抗、電納標(biāo)幺值與電流正常限，此次錄入線路一的電阻、電抗、電納標(biāo)幺值分別是：0.0261、0.1828、0.0013，以及電流正常限1200；而線路二的電阻、電抗、電納標(biāo)幺值分別是0.0283、0.1987、0.0037，以及電流正常限1600。

第二，變壓器。軟件錄入變壓器參數(shù)必須由變壓器表與變壓器繞組表數(shù)據(jù)錄入。變壓器表錄入數(shù)據(jù)包含了空載損耗和空載電流百分比，而變壓器繞組表錄入數(shù)據(jù)涵蓋了繞組連接類型、分接頭類型、額定功率及其電壓、額定電流及其損耗、短路電壓這幾個(gè)方面[4]。

（三）其他技術(shù)應(yīng)用

第一，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。在電力調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)揮著重要作用，同時(shí)還是主要構(gòu)成部分，如果缺乏現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)就會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生不良問題。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)施工水平的好壞對(duì)工程項(xiàng)目質(zhì)量影響較大?，F(xiàn)場(chǎng)總線可以完成自動(dòng)化裝置和計(jì)算機(jī)于終端進(jìn)行連接，接著把電力系統(tǒng)有關(guān)電氣設(shè)備經(jīng)過采集模式采集回來，同時(shí)傳遞到監(jiān)控中心，然后處理故障信息，研究分析這一故障信息，找到故障導(dǎo)致的原因，同時(shí)進(jìn)行故障評(píng)估，經(jīng)過監(jiān)控中心下發(fā)控制指令，遠(yuǎn)程控制電氣設(shè)備。在控制當(dāng)中，電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備加以控制與控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)二者是彼此獨(dú)立的，通常先處理分析計(jì)算機(jī)反饋的數(shù)據(jù)，接著按照這一數(shù)據(jù)對(duì)有關(guān)電氣設(shè)備加以適當(dāng)調(diào)整，這樣便于工作人員進(jìn)行正確操作。

第二，主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫。電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中引進(jìn)主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫技術(shù)的目的在于，儲(chǔ)存采集回來的設(shè)備運(yùn)行情況，為監(jiān)控中心提供歷史和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，故而在大型電力調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫后臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行有重要作用和意義。與此同時(shí)，引進(jìn)主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以及時(shí)更新和改革電力自動(dòng)化系統(tǒng)中有關(guān)軟件。這一技術(shù)運(yùn)用于電力調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，能夠用于支持對(duì)象設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，因此，主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫相較于一般意義上的數(shù)據(jù)庫優(yōu)勢(shì)更甚。這一數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以及時(shí)監(jiān)督和控制電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，接著使用對(duì)象函數(shù)基本原理，促使電力系統(tǒng)自動(dòng)化目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

第三，計(jì)算機(jī)技術(shù)。在電力調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處在重要地位。其和電網(wǎng)各大物理節(jié)點(diǎn)相連，是自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中的主要構(gòu)成部分，計(jì)算機(jī)技術(shù)為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。經(jīng)過合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠創(chuàng)建科學(xué)的配電管理系統(tǒng)，經(jīng)過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫可以準(zhǔn)確計(jì)算和儲(chǔ)存電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)收集的信息，繼而自動(dòng)處理數(shù)據(jù)信息。工作人員能夠使用配電管理系統(tǒng)合理調(diào)取和訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息，繼而得到完整的監(jiān)測(cè)信息，并且還能通過其管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫。同時(shí)，配電管理系統(tǒng)能夠進(jìn)行多個(gè)用戶多地點(diǎn)操作，使數(shù)據(jù)庫管理操作從復(fù)雜化變得簡(jiǎn)單化。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以攻克電力調(diào)控?cái)?shù)據(jù)處理的難題，增加數(shù)據(jù)處理精度，提升配電管理系統(tǒng)水平，促使電力調(diào)控系統(tǒng)越來越高效、快捷[5]。

第四，光互連技術(shù)。電力工程中光互連技術(shù)運(yùn)用大多表現(xiàn)在機(jī)電系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中，能夠從如下方面體現(xiàn)：按照探測(cè)器功率限制扇出數(shù)，不會(huì)被實(shí)際電容性負(fù)載所影響，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)，提高系統(tǒng)集成性。同時(shí)，依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示可以了解到，經(jīng)過合理運(yùn)用電力傳輸技術(shù)與電子交換技術(shù)，能夠開拓互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，還能重新組建編程結(jié)構(gòu)，繼而提高光互連技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的有效性。光互連技術(shù)可以有效抵抗電磁干擾性，故而運(yùn)用這種技術(shù)能夠提升處理器干預(yù)能力，有利于操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，讓電力工程更加安全、可靠。

三、發(fā)展趨勢(shì)

（一）信息化

總體來看，互聯(lián)網(wǎng)有著信息傳輸速度快、儲(chǔ)存量大的特點(diǎn)，并且互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已然滲透到了人們生活和工作的各個(gè)方面?，F(xiàn)如今，網(wǎng)絡(luò)傳輸已經(jīng)達(dá)到了千兆網(wǎng)速，電力調(diào)控系統(tǒng)如果要促使數(shù)據(jù)迅速且大量傳遞，讓總調(diào)控室和其他單位進(jìn)行快速連接，就要積極構(gòu)建配套網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信系統(tǒng)，此為時(shí)代發(fā)展對(duì)于電力系統(tǒng)的基本要求。

（二）可視化

由于當(dāng)前科技發(fā)展迅速，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力系統(tǒng)等均在持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新，可視化于將來電力系統(tǒng)調(diào)控自動(dòng)化中運(yùn)用甚廣?？梢暬夹g(shù)能夠把以往使用文字和表格等方式表達(dá)的離線信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^性的圖形信息，這樣有益于調(diào)度工作人員及時(shí)檢測(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，同時(shí)可以立即對(duì)不同的電網(wǎng)故障問題進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，采取科學(xué)有效的舉措解決故障問題。

（三）無人值守管理

積極構(gòu)建無人值守全面監(jiān)控管理模式，這樣有利于對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況加以安全分析、及時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)控等，一旦發(fā)生故障系統(tǒng)可以自動(dòng)報(bào)警，如此調(diào)度工作人員可以在短時(shí)間內(nèi)解決問題，以確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全，提高工作效率。

（四）綜合化和智能化

中國(guó)電力系統(tǒng)調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是構(gòu)建DMS 系統(tǒng)，該系統(tǒng)就是數(shù)據(jù)庫的綜合管理系統(tǒng)，是控制以及管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，多半用來構(gòu)建以及健全數(shù)據(jù)庫，該系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫加以統(tǒng)一管理，可以確保數(shù)據(jù)處在安全的狀態(tài)中。用戶能直接運(yùn)用DMS 系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的數(shù)據(jù)，管理工作人員能夠使用DMS 系統(tǒng)維護(hù)與管理數(shù)據(jù)信息。經(jīng)過DMS 系統(tǒng)能夠讓多個(gè)運(yùn)行程序針對(duì)差異化的用戶使用不同的方法在相同或者不同的時(shí)間段構(gòu)建和運(yùn)用數(shù)據(jù)庫。其便于用戶操作數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)安全加以維護(hù)。其可以支持諸多用戶在相同時(shí)間使用數(shù)據(jù)庫。經(jīng)過構(gòu)建DMS 數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)，能夠大大提升電力管理水平，從而適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展對(duì)電力的需求，合理優(yōu)化電力控制系統(tǒng)，攻克停電的故障問題，確保供電體系安全，確保人們可以正常生活。管理工作人員經(jīng)過自動(dòng)化調(diào)控，可以掌握供電系統(tǒng)運(yùn)行情況，確保電量供應(yīng)正常。讓電力系統(tǒng)處在負(fù)荷范圍以內(nèi)，精準(zhǔn)計(jì)算和節(jié)省用電。經(jīng)過系統(tǒng)操作改變當(dāng)前的變電值班方式，促使無人值守變電管理方式得以實(shí)現(xiàn)，節(jié)省人員成本，實(shí)現(xiàn)降低開支、提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

（五）數(shù)字化

當(dāng)前國(guó)際上諸多單位研究的方向?yàn)闃?gòu)建DMS系統(tǒng)和新型互感器，其中新型互感器在IEC 文件當(dāng)中被稱為電子式互感器。這種互感器涵蓋連接于傳輸和二次變換器之間的諸多電流傳感器，其把測(cè)量到的數(shù)據(jù)信息根據(jù)相應(yīng)的比例傳遞至測(cè)量設(shè)備或者控制裝置，裝置內(nèi)傳遞出來的可能是模擬數(shù)據(jù)。對(duì)模擬數(shù)據(jù)輸出的互感器，經(jīng)過二次變換器使用直接傳遞的方式傳遞至二次設(shè)備，對(duì)數(shù)字量輸出的互感器，經(jīng)過匯接單元將于二次變換器之中的數(shù)據(jù)匯集輸出至二次設(shè)備當(dāng)中。在應(yīng)用過程中，電流和電壓互感器組合成一個(gè)設(shè)備。在電力自動(dòng)化調(diào)控當(dāng)中運(yùn)用電子互感器，可以健全自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)和功能，運(yùn)用電子互感器可以推動(dòng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)入數(shù)字化階段。

（六）市場(chǎng)化

由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)仍在持續(xù)不斷地發(fā)展，電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)需要和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)相結(jié)合起來，在過去的電力管理系統(tǒng)中，結(jié)合各種市場(chǎng)因素，涵蓋如何提升電網(wǎng)運(yùn)行安全性，如何改善已有的電力自動(dòng)化系統(tǒng)管理模式，如何提升電力使用有效性，節(jié)約能源，提高電力傳輸能力，從而進(jìn)一步提升計(jì)算機(jī)分析能力。

結(jié)束語

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，過去的電力監(jiān)控系統(tǒng)因?yàn)橹饕捎萌斯げ僮鞯哪Ｊ剑嬖谳^大的失誤率，無法滿足人們對(duì)電力安全運(yùn)行的要求?，F(xiàn)階段把自動(dòng)化技術(shù)引進(jìn)電力系統(tǒng)當(dāng)中，可以強(qiáng)化電力系統(tǒng)智能化構(gòu)建，確保能夠及時(shí)了解系統(tǒng)中有關(guān)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)處理故障問題，在此基礎(chǔ)上保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。由此可見，電力調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)階段電力系統(tǒng)發(fā)展中的重要技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展起著極為重要的作用，需要在今后的發(fā)展中進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和提升。