電力系統(tǒng)運(yùn)行中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

蘇旖熒

（福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院，福建福州 350001）

0.引言

電力系統(tǒng)的基本要求是保證安全可靠地向用戶供應(yīng)質(zhì)量合格、價(jià)格便宜的電能，而電力系統(tǒng)的運(yùn)行則體現(xiàn)了電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃等一系列要素，在當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)廣泛普及的時(shí)代，電力系統(tǒng)的運(yùn)行也要進(jìn)行變革，將其與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合能夠?qū)⑵溥\(yùn)行水平得到大幅提升，進(jìn)而為用戶提供更加穩(wěn)定價(jià)優(yōu)的電力，間接促進(jìn)電力公司的經(jīng)濟(jì)效益。

1.電力系統(tǒng)運(yùn)行中使用自動(dòng)化技術(shù)的意義

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，一方面是由于自動(dòng)化技術(shù)為電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來了便利，另一方面是自動(dòng)化技術(shù)的可控性高。

在當(dāng)前，由于城市化建設(shè)的加快，大量的建筑物不斷涌現(xiàn)，這就意味著用電需求的增加，而人口基數(shù)的增長(zhǎng)也為電力資源的使用提出了難題，在這樣的需求下，電力企業(yè)難免要將電力規(guī)模進(jìn)行擴(kuò)張，而擴(kuò)張則會(huì)帶來更多的問題，為了保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，就要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)工作。傳統(tǒng)模式下，對(duì)電力系統(tǒng)的維護(hù)要依靠人力來進(jìn)行，維護(hù)方式主要以手動(dòng)為主，但是這樣的維護(hù)模式會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間與精力，并且維修效率難以提升，針對(duì)隱患部位無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。而自動(dòng)化技術(shù)能夠有效解決這一問題，但是為了保證維護(hù)工作的全面性，相關(guān)人員可以采取自動(dòng)與手動(dòng)相結(jié)合的方式來進(jìn)行，并且自動(dòng)化技術(shù)的數(shù)據(jù)收集能力遠(yuǎn)非人力能比，其全天候的監(jiān)控能力也打破了人力維護(hù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生的疲勞狀態(tài)，維護(hù)效率大大提升。

由于我國(guó)目前的科技信息手段不斷在突破，也為我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用自動(dòng)化控制提供了技術(shù)保障，避免了自動(dòng)化技術(shù)無法更新，難以與時(shí)俱進(jìn)的弊端，并且當(dāng)前我國(guó)在各類企業(yè)中均已廣泛使用自動(dòng)化技術(shù)，技術(shù)手段日趨完善，這時(shí)將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行中，可控性更高。并且針對(duì)電力系統(tǒng)中的發(fā)電與配電工作，這是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的重要環(huán)節(jié)，利用人力資源進(jìn)行控制可能會(huì)因?yàn)閭€(gè)人因素出現(xiàn)偏差，影響民眾對(duì)電力資源的使用，而自動(dòng)化技術(shù)能夠有效避免這項(xiàng)偏差，從而維護(hù)電力輸送的穩(wěn)定性。并且自動(dòng)化的設(shè)備還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力輸送過程中的問題，以便及時(shí)解決，進(jìn)而提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)要基于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)來進(jìn)行，以便構(gòu)建完善的信息管理體系，幫助電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理[1]。

2.自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的具體應(yīng)用

2.1 應(yīng)用手段

2.1.1 PLC技術(shù)

PLC技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行中，主要通過計(jì)算機(jī)及繼電器控制兩方面來進(jìn)行的，通過對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合使用，PLC技術(shù)能夠發(fā)揮出其最大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)基于其穩(wěn)定、成本低、資源消耗少、適用面廣的特點(diǎn)，在當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)控制電力系統(tǒng)運(yùn)行中能夠得到廣泛應(yīng)用。

使用PLC技術(shù)時(shí)，相關(guān)的技術(shù)人員能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)運(yùn)行中的操作程序與鏈路進(jìn)行模擬，通過模擬分析預(yù)測(cè)下一步的運(yùn)行走向。自動(dòng)化技術(shù)是以信息技術(shù)為載體的，因此對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的使用也是對(duì)信息技術(shù)的使用，利用信息技術(shù)的云端存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)分析能力能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，并針對(duì)數(shù)據(jù)中的隱患內(nèi)容進(jìn)行提煉和控制，以此保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。此外，自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)綜合管理，通過綜合項(xiàng)的分析，一方面能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行得更加全面化；另一方面也能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)運(yùn)行的故障概率有效降低。并且自動(dòng)化技術(shù)的分析能力還能夠進(jìn)行電力輸送的針對(duì)性判斷，提升運(yùn)行效率[2]。

2.1.2 電網(wǎng)技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，是電力企業(yè)與時(shí)俱進(jìn)的一種體現(xiàn)，并且自動(dòng)化技術(shù)具有先進(jìn)性，還能夠在一定程度上促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的發(fā)展。針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的電網(wǎng)技術(shù)，在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)后，技術(shù)手段得到了提升，自動(dòng)化系統(tǒng)為電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提供了一個(gè)自動(dòng)化信息平臺(tái)，通過平臺(tái)的使用，電網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)得以被收集與處理，并且利用自動(dòng)化技術(shù)的電網(wǎng)技術(shù)有效地改善了電力系統(tǒng)運(yùn)行的操作模式，全面化的數(shù)據(jù)也為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供了準(zhǔn)確性。這些特性正是自動(dòng)化技術(shù)帶來的，其為電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展提供了明確導(dǎo)向，為電網(wǎng)技術(shù)的革新提供了技術(shù)支持，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供了保障，為人們的電力需求提供了滿足條件。

2.1.3 智能控制技術(shù)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的智能控制，并且智能控制是我國(guó)未來的科技發(fā)展方向。利用智能控制進(jìn)行電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理能夠?qū)崿F(xiàn)過去諸多人力所不能達(dá)成的任務(wù)，以此保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的高效性。

例如，在傳統(tǒng)的技術(shù)手段下，針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中新興的、高級(jí)的、精密的設(shè)備與技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)有效管理，不僅要投入過多的人力物力，還要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間來進(jìn)行，但是智能控制技術(shù)的使用能夠?qū)⑦@一困境得到解決，智能技術(shù)具備智能分析能力，同時(shí)其還具備自主學(xué)習(xí)能力，針對(duì)新興技術(shù)也能快速地控制管理，并且智能技術(shù)的高效運(yùn)算能力還能夠?qū)⒖刂菩蚀蟠筇嵘?，有效保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量與效率。

此外，智能技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警，通過將智能技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)系統(tǒng)中，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控與分析，對(duì)故障點(diǎn)盡早發(fā)現(xiàn)并做出故障點(diǎn)指明，同時(shí)對(duì)故障原因進(jìn)行分析，并制訂相關(guān)的維修方案，以便相關(guān)人員進(jìn)行維修工作，維護(hù)電力系統(tǒng)的健康運(yùn)行。

2.1.4 在線檢查技術(shù)

我們的生產(chǎn)生活離不開對(duì)電力資源的使用，正是因?yàn)殡娏Y源的重要性，因此對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的檢查工作就顯得尤為重要。自動(dòng)化技術(shù)中的在線檢查技術(shù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)在運(yùn)行過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與維護(hù)，以此保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)模式下的電力系統(tǒng)運(yùn)行檢查工作主要依靠人力巡查，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，并且檢查工作不完善，難免出現(xiàn)紕漏，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，但是自動(dòng)化技術(shù)中的在線檢查技術(shù)通過對(duì)在線維護(hù)系統(tǒng)的建立，能夠通過視頻監(jiān)控將運(yùn)行流程進(jìn)行全方位、全過程的監(jiān)控，在當(dāng)前電力資源使用越來越頻繁，電力系統(tǒng)運(yùn)行壓力越來越大的前提下能夠?qū)⑵溥\(yùn)行安全性有效保障。

當(dāng)前，電力系統(tǒng)的運(yùn)行故障在逐漸增加，故障原因也開始呈現(xiàn)多樣化，并且設(shè)備的不斷購進(jìn)使得運(yùn)行中的小故障難以被及時(shí)清除，在線檢查技術(shù)能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化的監(jiān)控，信息技術(shù)的高級(jí)分析與觀察能力能夠?qū)摬氐碾[患及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并針對(duì)故障進(jìn)行預(yù)警，并將故障數(shù)據(jù)與維修數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，方便工作人員查詢，以免此類情況再次發(fā)生。

2.2 應(yīng)用環(huán)節(jié)

2.2.1 應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)度

電力系統(tǒng)的電網(wǎng)組成較為復(fù)雜，電網(wǎng)中出現(xiàn)故障的因素也較多，一項(xiàng)環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差就會(huì)導(dǎo)致整體電力系統(tǒng)運(yùn)行不暢，因此，若想提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，就要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)控制。利用自動(dòng)化技術(shù)將其用于電網(wǎng)調(diào)度中，通過對(duì)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、線上巡邏等方式的使用，將電網(wǎng)調(diào)度中的電力運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且這種監(jiān)控方式是自動(dòng)化模式，不僅解放了人力資源，還能夠?qū)崿F(xiàn)24h全天候的監(jiān)控。

目前，我國(guó)的電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)調(diào)度進(jìn)行圖像傳輸與模擬建模，并針對(duì)故障進(jìn)行預(yù)警處理，利用網(wǎng)絡(luò)媒介將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)限制。智能技術(shù)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行管理能夠打破時(shí)間與空間的限制，電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)能夠被收集得更加全面，后續(xù)的分析也能更加系統(tǒng)化。

同時(shí)還要重點(diǎn)注意的是電網(wǎng)負(fù)荷，這是對(duì)電網(wǎng)調(diào)度造成重大影響的一項(xiàng)內(nèi)容，利用自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)㈦娋W(wǎng)調(diào)度有效監(jiān)控，以此減少此類問題的發(fā)生，保障電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，維護(hù)電力系統(tǒng)的良性運(yùn)行。

2.2.2 應(yīng)用于變電站

基于我國(guó)的人口基數(shù)，我國(guó)的用電規(guī)模始終居高不下，因此，我國(guó)的變電站項(xiàng)目在不斷建設(shè)，規(guī)模也逐漸擴(kuò)大，設(shè)備與管理也在不斷地完善，但是，既有的一些小型變電站設(shè)備老舊、管理效率低下，針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的問題無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，甚至是發(fā)現(xiàn)后沒有相應(yīng)的問題解決能力，不僅降低了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，也為電力企業(yè)的發(fā)展帶來了安全隱患。針對(duì)這種情況，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)能夠有效提升變電站管理能力。

在具體的措施上，可以通過自動(dòng)化技術(shù)將變電站中的電壓控制進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，由于變電站需要依照不同的位置進(jìn)行電能的輸送，因此輸出的電壓會(huì)存在差異性，針對(duì)電壓的調(diào)節(jié)就可以使用自動(dòng)化技術(shù)，不僅更加科學(xué)合理，還方便了后續(xù)的管理工作，一舉兩得。

同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)還能夠?qū)ψ冸娬镜倪\(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控與管理，例如對(duì)變壓器的監(jiān)控，對(duì)互感器的監(jiān)控等，以防這些設(shè)備出現(xiàn)問題影響變電站的運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控管理還能夠減免不必要的損失，保障電力系統(tǒng)效益運(yùn)行[3]。

2.2.3 應(yīng)用于電站電氣

在電站電氣應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)主要是分布式測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，顧名思義，這種應(yīng)用手段就是利用多層次、分層次的結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的，利用系統(tǒng)中的控制單元，將電站電氣的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、分析技術(shù)、生產(chǎn)單元的信號(hào)進(jìn)行整合，并對(duì)其他的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，明確數(shù)據(jù)的浮動(dòng)區(qū)間，并將結(jié)果通過數(shù)據(jù)平臺(tái)發(fā)送給執(zhí)行者，執(zhí)行者通過直觀的數(shù)據(jù)內(nèi)容來進(jìn)行電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理，通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)分布式的控制。

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電站電氣的管理中還存在一種名為運(yùn)營(yíng)參謀所的技術(shù)手段，這種手段的主要功能是收集和發(fā)送數(shù)據(jù)信息。其中的工程師是對(duì)電站電氣進(jìn)行維護(hù)與故障判斷的。流程操作單位將設(shè)備的操作信息發(fā)送給電站電氣工作站，再經(jīng)由工作站反饋控制信息，以此達(dá)成自動(dòng)化的電力系統(tǒng)運(yùn)行管理模式。

2.3 應(yīng)用策略

2.3.1 制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

基于當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化技術(shù)得到了完善，并呈現(xiàn)出了多樣化的趨勢(shì)，針對(duì)不同的電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)，其自動(dòng)化技術(shù)也是不相同的，針對(duì)這樣的差異性，為了將自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中發(fā)揮實(shí)效，要進(jìn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂，以此保障自動(dòng)化技術(shù)能夠針對(duì)性地進(jìn)行電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理。并且，隨著科技的不斷進(jìn)步，相關(guān)的自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)部門也應(yīng)當(dāng)加緊技術(shù)的研發(fā)，以便將自動(dòng)化技術(shù)更加優(yōu)化，促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行得更高效開展。

2.3.2 提升自動(dòng)化水平

目前的電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是片面的，雖然取得了一定的成效，但并未發(fā)揮全部的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)這種情況，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)加深對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究，使其充分滲透進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的方方面面，并進(jìn)行智能電網(wǎng)的編織，以此將電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化技術(shù)架構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，方便數(shù)據(jù)的收集與處理，并且通過智能電網(wǎng)還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，將電力系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)掌握，保障運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。

2.3.3 加強(qiáng)人員培訓(xùn)

在既往的電力系統(tǒng)運(yùn)行管理中，一旦出現(xiàn)運(yùn)行故障，相關(guān)的維修人員首先要進(jìn)行故障的排查，基于電力系統(tǒng)環(huán)境的復(fù)雜性，故障排查工作較為困難，維修工作的效率難以得到提升。而自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)⒐收宵c(diǎn)和故障原因進(jìn)行指明與分析，維修人員依據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)出具的維修報(bào)告便可進(jìn)行維修工作，有效提升了維修效率。但是正因?yàn)檫@種情況，相關(guān)的維修人員必須要提升專業(yè)能力，以保障能夠明確報(bào)告中所呈現(xiàn)的故障原因，并依據(jù)報(bào)告內(nèi)容針對(duì)性地進(jìn)行維修工作。

電力企業(yè)可以為相關(guān)的維修人員進(jìn)行定期的培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包含對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的了解與使用，對(duì)信息化技術(shù)的理解與運(yùn)用，電力設(shè)備的維修等[4]。

3.結(jié)語

基于當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的時(shí)代大環(huán)境下，自動(dòng)化技術(shù)手段也在逐步地完善與更新，在電力企業(yè)這樣一個(gè)與民眾生產(chǎn)生活息息相關(guān)的企業(yè)中，融合自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)亟待攻克的難關(guān)，通過相應(yīng)的手段與對(duì)自動(dòng)化的了解，自動(dòng)化技術(shù)能夠在電力系統(tǒng)運(yùn)行管理工作中發(fā)揮出極大的功效，不僅能夠保證安全，還能夠減少人員的工作壓力，同時(shí)最大限度地保障經(jīng)濟(jì)效益。