計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

陳楠

摘要：在現(xiàn)代電子業(yè)務(wù)體系中，計(jì)算機(jī)的運(yùn)用日益廣泛。計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，有助于逐步完善和拓展電網(wǎng)安全智能化的管理工作。因此，本文重點(diǎn)分析了計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)智能化管理工作中的具體運(yùn)用，并總結(jié)前瞻了在現(xiàn)代電網(wǎng)體制管理自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，以供參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；電力系統(tǒng)；自動(dòng)化

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，由于科技創(chuàng)新，各行業(yè)早已步入機(jī)械化智能制造時(shí)期。電力系統(tǒng)在各領(lǐng)域的機(jī)械化工作中功不可沒(méi)。水電能源是和國(guó)民經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的重要基礎(chǔ)能源，為人們的生產(chǎn)活動(dòng)提供了巨大的利用價(jià)值，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行過(guò)程中至關(guān)重要的組成部分。由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，此類信息技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到人們生活的方方面面，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展提供了重要支持?，F(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)智能化發(fā)展中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。將計(jì)算機(jī)運(yùn)用到供電系統(tǒng)，不僅有利于用電資金有效利用，促使電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和配置更加科學(xué)合理，還能給人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鲙?lái)很大的便利，降低大面積斷電等突發(fā)性事件對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)健康發(fā)展造成的影響。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的智能化進(jìn)程非常有必要，可以提高計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)智能化中的運(yùn)用技術(shù)水平。

一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述

近年來(lái)，由于現(xiàn)代商業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子智能化發(fā)展也越來(lái)越快。隨著我國(guó)現(xiàn)代電子設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)信息的不斷發(fā)展和逐步壯大，電子技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已應(yīng)用于我國(guó)電力系統(tǒng)。這將是未來(lái)我國(guó)發(fā)電研究的主要課題。

（一）電力網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是我國(guó)電力企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)的配電系統(tǒng)主要分為全國(guó)配電、省市配電、區(qū)域配電、城市配電、農(nóng)村配電五個(gè)層次。電網(wǎng)的部署都是利用計(jì)算機(jī)完成的。在供電工作的不同階段，計(jì)算機(jī)均能對(duì)整個(gè)供電進(jìn)行觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)，以確保供電處于正常工作狀態(tài)，測(cè)算供電的實(shí)際負(fù)荷，獲取和分析供電的調(diào)度信息。經(jīng)過(guò)對(duì)信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，確定線路是否出現(xiàn)故障。通過(guò)智能化管理，確保線路穩(wěn)定工作。目前，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了電力系統(tǒng)工作現(xiàn)場(chǎng)控制的效率。

（二）變電站系統(tǒng)自動(dòng)化

電網(wǎng)到達(dá)用戶端，必須經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)、變壓器和連接線的測(cè)試，這三個(gè)環(huán)節(jié)必須相互配合。以往這三個(gè)環(huán)節(jié)的測(cè)試工作都是由專人負(fù)責(zé)完成的，因此，所要耗費(fèi)的時(shí)間非常長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)在商業(yè)變電站系統(tǒng)管理中的運(yùn)用，不僅使業(yè)務(wù)的運(yùn)行管理相對(duì)有效，而且可以更好地發(fā)現(xiàn)企業(yè)管理的盲區(qū)，便于企業(yè)管理人員更有效地精確了解企業(yè)管理的失效情況，同時(shí)提出各種管理失效消除方法，從而大大縮短發(fā)現(xiàn)管理問(wèn)題的時(shí)間。為利用各種計(jì)算機(jī)達(dá)到對(duì)企業(yè)變電站管理的全面自動(dòng)化，相關(guān)部門要求企業(yè)必須配備各類電纜。針對(duì)當(dāng)前的供電要求，企業(yè)變電站的自動(dòng)化、無(wú)人化、高智能化始終是不變的發(fā)展目標(biāo)。

（三）傳統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的不足之處

由于環(huán)境條件及溫度變化等因素對(duì)電力系統(tǒng)有一定影響，傳統(tǒng)的單機(jī)只能滿足普通電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際需求。由此可知，普通電力系統(tǒng)的整體性、可開(kāi)放性和二次內(nèi)核級(jí)均相應(yīng)較小。普通電力系統(tǒng)大多采用單機(jī)完成各種業(yè)務(wù)，因此，數(shù)據(jù)的獲取與傳輸、各種關(guān)于數(shù)據(jù)資料的保存等均要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才得以實(shí)現(xiàn)，極不利于電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行。同時(shí)，單機(jī)在完成各種業(yè)務(wù)的使用過(guò)程中所產(chǎn)生的資源量相對(duì)較少，系統(tǒng)的資源量并不能得到合理擴(kuò)充。因此，相關(guān)部門對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)智能化的優(yōu)缺點(diǎn)加以研究，能夠確定利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化有非常重要的意義。

二、計(jì)算機(jī)與電力系統(tǒng)的關(guān)系

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)涉及面很廣，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，由變電站、輸電、配電網(wǎng)絡(luò)和用戶終端組成。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)的控制主要靠人工來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是隨著時(shí)代的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)被廣泛使用，人們的工作、學(xué)習(xí)和生活都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的支持網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)。相應(yīng)地，在電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，無(wú)論是電力的生產(chǎn)和輸送，還是電力的管理、調(diào)度和營(yíng)銷等工作，都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的支持。

在電力系統(tǒng)中，自動(dòng)化很重要。確認(rèn)能源質(zhì)量、調(diào)度連接和業(yè)務(wù)是能源項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化過(guò)程的主要目標(biāo)。采用新技術(shù)，可以提高效率，提高系統(tǒng)運(yùn)作水平，電力系統(tǒng)可以得到改善。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)控制是一個(gè)重要的領(lǐng)域。電力運(yùn)營(yíng)商和用戶可以通過(guò)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)備和能源自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)采集，并在系統(tǒng)中予以顯示，使工作人員工作更輕松，從而提高工作人員的工作效率和服務(wù)質(zhì)量。

三、計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的必要性

動(dòng)力系統(tǒng)是一種系統(tǒng)的能量供應(yīng)裝置，為保證系統(tǒng)的總體穩(wěn)定性和工作質(zhì)量，就必須對(duì)系統(tǒng)工作的所有關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行有效把控，并予以及時(shí)調(diào)整。與以往不同的是，由于以往依賴的主要是人力，難免發(fā)生某些故障干擾電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在電網(wǎng)管理系統(tǒng)中使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以進(jìn)行各環(huán)節(jié)的智能化管理，不但可以提高系統(tǒng)的整體工作效率，而且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有更高的保障。利用計(jì)算機(jī)完成電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，可以在保證監(jiān)測(cè)準(zhǔn)度的基礎(chǔ)上機(jī)動(dòng)地管理資料和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力系統(tǒng)智能化技術(shù)科技融合，很好地滿足了現(xiàn)代工業(yè)升級(jí)的需求。

計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力系統(tǒng)智能化技術(shù)的融合，要求在日益優(yōu)化的流程中凸顯PLC（可編程邏輯控制器）技術(shù)的使用價(jià)值。PLC在其運(yùn)行過(guò)程中，可對(duì)變電站的工作狀況作出總體的系統(tǒng)分析，能進(jìn)一步調(diào)整總體管理模式，提升工作效能。

例如，某自來(lái)水廠利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力系統(tǒng)智能化融合的優(yōu)點(diǎn)，建立PLC控制子站，重要的管理功能有PLC77給水頭部電站、PLC5投藥主從站、PLC7加氯加氨主從站、PLC排泥系統(tǒng)、PLC33三階段汽水后坐濾池處理電站、PLC三階段給水泵房電站。PLC程序能夠自動(dòng)解析部分關(guān)鍵參數(shù)，提供有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)報(bào)表，為生產(chǎn)與辦公數(shù)據(jù)真實(shí)化、精確化提供保證。

四、計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)智能化中的主要應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要目的是實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)智能化，如采用智能監(jiān)控網(wǎng)、智能監(jiān)控校驗(yàn)網(wǎng)系統(tǒng)、新型集中式電力控制網(wǎng)等。電力管理控制數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)電源和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等廣泛應(yīng)用，將整個(gè)能源傳感器智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)整合成物理能源網(wǎng)絡(luò)。利用智能通信技術(shù)，可以完成電力系統(tǒng)的全部管理，包括用戶、輸電、配電、發(fā)電等交通管理。利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)提高交通運(yùn)輸管理水平，保障各環(huán)節(jié)安全運(yùn)行，以及電站、消防用電設(shè)備的智能化。計(jì)算機(jī)和電源系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)相結(jié)合，建立安全、平穩(wěn)、有效的體系。在智能網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)，一般包括智能分散網(wǎng)接入控制的主要技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)電源、智能調(diào)度技術(shù)，通信安全技術(shù)，信息網(wǎng)絡(luò)控制等關(guān)鍵技術(shù)。

（一）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息管理技術(shù)

在電網(wǎng)管理系統(tǒng)中，智能網(wǎng)絡(luò)一般采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行采集、處理和分類，最后把處理后的信息加以綜合和展示，才能成為供電管理部門與工作人員協(xié)同工作的依據(jù)。因此，供電管理系統(tǒng)的信息應(yīng)具有對(duì)信息系統(tǒng)的收集、分類、管理、綜合、展示等功能。供電管理系統(tǒng)的信息收集是指對(duì)離散信息的收集。信息系統(tǒng)的綜合收集和管理能力通常包括對(duì)移動(dòng)設(shè)備數(shù)據(jù)處理信息的精準(zhǔn)量化、對(duì)智能電子及電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)信息篩選、對(duì)移動(dòng)數(shù)字信息分類等。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的綜合能力，即利用網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分析功能，將企業(yè)客戶所收集、分發(fā)、管理的行業(yè)數(shù)據(jù)資料，整合到同一個(gè)點(diǎn)。各地市直屬電力公司的信息系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)綜合采集的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)終端采用計(jì)算機(jī)顯示的方式，將各個(gè)終端用戶的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成終端用戶未來(lái)可以隨時(shí)查看的文件進(jìn)入終端呈現(xiàn)界面。由于在供電系統(tǒng)信息化中存在安全隱患，電力部門通常采用防火墻和電腦的安全保護(hù)等措施處理。

（二）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

通信技術(shù)包括與重要電子設(shè)備的通信。電控客戶可自行決定采用通信控制方式對(duì)通信控制數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理和保護(hù)。通信管理方法一般包括電力用戶和供電管理客戶、電力企業(yè)與客戶之間的業(yè)務(wù)聯(lián)系，以及各種供電系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。由于在現(xiàn)代通信體系中引入新型信息管理方式，客戶在各種互聯(lián)網(wǎng)之間的活動(dòng)將顯得更加活躍。客戶能夠利用國(guó)家智慧電網(wǎng)管理系統(tǒng)自主實(shí)時(shí)查詢各地的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，了解各地電網(wǎng)運(yùn)行狀況。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進(jìn)了水設(shè)備的廣泛使用，提高了水設(shè)備的安全性和可靠性，對(duì)推進(jìn)水電網(wǎng)安全現(xiàn)代化具有重要意義，還能避免各種外部軟件的入侵?？蛻襞c供電企業(yè)應(yīng)盡快溝通信息，及時(shí)檢查維護(hù)客戶用電情況和供電工作狀態(tài)，預(yù)判供電故障，有效處置供電過(guò)程中的一些擾動(dòng)問(wèn)題，加強(qiáng)供電安全。

（三）電力監(jiān)控技術(shù)

供電系統(tǒng)開(kāi)展了大規(guī)模自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)升級(jí)和設(shè)備全方位更新，完成了站用供電設(shè)備調(diào)度技術(shù)信息智能化管理、變能綜合應(yīng)用信息化管理自動(dòng)化、系統(tǒng)自動(dòng)化能源電站應(yīng)急服務(wù)信息管理與監(jiān)控單元智能化管理完成了用電數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、整理、分類、存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各供電設(shè)備正常工作時(shí)的應(yīng)急報(bào)警管理，全天候監(jiān)控了各種可能同時(shí)出現(xiàn)的供電設(shè)備異?，F(xiàn)象。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)信息科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，以及各類新型電力工作站、管理系統(tǒng)、應(yīng)用技術(shù)等方面的創(chuàng)新，我國(guó)原有的電氣智能行業(yè)逐漸走向全新的發(fā)展階段。

（四）云計(jì)算技術(shù)

典型的電力系統(tǒng)綜合監(jiān)控云平臺(tái)系統(tǒng)由展示層、核心層、信息采集層等構(gòu)成，利用分布式文件系統(tǒng)進(jìn)行信息內(nèi)容的統(tǒng)一存放處理，所包含的大信息內(nèi)容涵蓋整個(gè)系統(tǒng)已生成的告警數(shù)據(jù)信息、任務(wù)完成狀況、工作進(jìn)展情況、系統(tǒng)資源、系統(tǒng)業(yè)務(wù)情況、系統(tǒng)日志等。針對(duì)已收集的大量信息內(nèi)容，平臺(tái)還可通過(guò)構(gòu)建專項(xiàng)信息庫(kù)進(jìn)行集成處理，如報(bào)警日志等應(yīng)用庫(kù)，為未來(lái)的專題發(fā)掘研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著近年來(lái)電網(wǎng)信息系統(tǒng)出現(xiàn)的指數(shù)性發(fā)展態(tài)勢(shì)，平臺(tái)中還必須構(gòu)建數(shù)據(jù)分析工具庫(kù)，以根據(jù)電網(wǎng)大統(tǒng)計(jì)發(fā)掘可用信息內(nèi)容，再搭配人工智能、大數(shù)據(jù)信息發(fā)掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等手段，可為電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控云服務(wù)系統(tǒng)的決策層夯實(shí)信息技術(shù)基礎(chǔ)。另外，信息系統(tǒng)還擁有完善的可視化功能，利用這些技術(shù)還可以為運(yùn)維隊(duì)伍帶來(lái)充分的信息技術(shù)基礎(chǔ)保障，電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)也將因此獲得良好的

保證。

以大壩安全監(jiān)控管理系統(tǒng)為例，水電系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)管理系統(tǒng)要求擁有大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、報(bào)警信息系統(tǒng)等子系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)安全防范區(qū)域的劃定，以區(qū)分管理信息區(qū)內(nèi)、企業(yè)管護(hù)區(qū)內(nèi)、非控制生產(chǎn)地、實(shí)時(shí)監(jiān)控區(qū)內(nèi)，并根據(jù)區(qū)域給出的不同控制管理界面，如非控制生產(chǎn)地和實(shí)時(shí)監(jiān)控區(qū)內(nèi)的控制管理界面要求具有綜合管理、職能控制、信息系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)控制、基建控制、資金控制、報(bào)警管理、外部系統(tǒng)交互、業(yè)務(wù)系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)控、信息系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)情況等控制功能，企業(yè)信息管理區(qū)控制頁(yè)面則要求具有企業(yè)運(yùn)維安全控制、數(shù)據(jù)報(bào)告控制、信息系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)等控制功能。值得注意的是，為了確保電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)最大程度上發(fā)揮云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)越性，多層次分布式架構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)的有效利用需要受到關(guān)注。

五、計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用在電力系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)

通過(guò)以上計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用可以看出，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)操作是人工完成的，過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，導(dǎo)致電力系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用保證了電網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。同時(shí)，計(jì)算機(jī)的智能化替代了傳統(tǒng)的人工作業(yè)，有效提高了電力系統(tǒng)的工作效率。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用還可以保證各種監(jiān)測(cè)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，減少人為處理的誤差，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

六、對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用的展望

目前，在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行中，智能電網(wǎng)技術(shù)已初步實(shí)現(xiàn)。電網(wǎng)建設(shè)是電網(wǎng)系統(tǒng)工作內(nèi)容的重點(diǎn)，因此可以更大力度地發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)。智能變電站技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的有效結(jié)合。它不僅可以在有效交流輸出過(guò)程中進(jìn)行合理的控制，還可以在一定程度上提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。此外，該項(xiàng)技術(shù)還可以自動(dòng)調(diào)整變電站的運(yùn)行，將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為智能電網(wǎng)技術(shù)的支持。電網(wǎng)需要建立實(shí)時(shí)通信，這也需要計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持。利用計(jì)算機(jī)建立更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)，可有效保證信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。

七、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)智能化的進(jìn)展，也伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)與電力系統(tǒng)智能化運(yùn)用，為我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展與變革帶來(lái)巨大的幫助，不但大大提高了工作效率，保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。計(jì)算機(jī)和電力系統(tǒng)運(yùn)行的科學(xué)融合，從而提高電力系統(tǒng)的總體發(fā)展水平，使其在當(dāng)前社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)關(guān)鍵地位。

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