徐增龍

摘要：本文主要結(jié)合工作實踐，分析了電子信息技術(shù)在電力自動化系統(tǒng)中的應用情況，并探討其未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；電力自動化；變電站系統(tǒng)

1電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概述

電力系統(tǒng)主要由發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等環(huán)節(jié)而構(gòu)成。通常將發(fā)電機、變壓器、開關(guān)及輸電線路等相關(guān)設(shè)備稱作電力系統(tǒng)的一次設(shè)備。為了確保電力一次設(shè)備安全與穩(wěn)定地運行及電力生產(chǎn)獲得理想的經(jīng)濟效益，就需要對一次設(shè)備進行在線測控、保護、調(diào)度控制等。電力系統(tǒng)中將這些測控裝置、保護裝置、有關(guān)通信設(shè)備、各級電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機系統(tǒng)、發(fā)電站（廠）、變電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)等統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)的二次設(shè)備，它涵蓋了電力系統(tǒng)自動化的主要技術(shù)內(nèi)容。根據(jù)電力系統(tǒng)運行中與電子信息技術(shù)手段結(jié)合的特點，可將電力系統(tǒng)自動化分為幾個模塊。

2電力系統(tǒng)自動化應用電子信息設(shè)備的構(gòu)成

2.1硬件構(gòu)成

電網(wǎng)在運行中要采集兩大類實時數(shù)據(jù)，即遙測量和遙信量，例如隔離開關(guān)和斷路器的分合位置及繼電保護的動作信號等方面。電網(wǎng)在運行中主要的調(diào)節(jié)和控制信息是遙控信息和遙調(diào)信息這兩大類，即運用的調(diào)節(jié)命令，以改變設(shè)備運行參數(shù)，例如改變發(fā)電機出力的調(diào)節(jié)命令。目前我國電力系統(tǒng)主要是采用微型機為核心的遠動裝置（即微機遠動系統(tǒng)），以實現(xiàn)上述數(shù)據(jù)采集和調(diào)度控制功能，即遙測、遙信、遙控和遙調(diào)四大功能。

（1）微機遠動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析。微機遠動系統(tǒng)主要由三個部分構(gòu)成，即廠站端的遠方終端裝置RTU（Remote Terminal U－nit）、調(diào)度中心的遠動通信接口裝置MTU（Master Terminal Unit）和遠動通道。遠方終端RTU是裝在變電站內(nèi)的遠方數(shù)終端裝置，RTUll的主要功能有：數(shù)據(jù)采集，如模擬量（YC）、開關(guān)量（YX）、數(shù)字量（YC）、脈沖量（YC）等；數(shù)據(jù)通信；執(zhí)行命令，如完成遙控（YK）、遙調(diào)（YT）等操作。按規(guī)約完成遠動數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送、接收以及輸出執(zhí)行等功能。度端遠動通信接口裝置MTU，其主要功能是對接受的數(shù)據(jù)進行必要的處理后，傳入主機系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫，供系統(tǒng)模擬盤、CRT顯示及其他應用程序調(diào)用。MTU可根據(jù)調(diào)度控制要求，執(zhí)行不同的操作命令，傳送至廠站端的RTU。顯然，處于主機和RTU之間的MTU裝置執(zhí)行著雙重任務：①要完成雙向通信的作用；②為了減輕主機的工作負載，不同程度地完成數(shù)據(jù)整理、加工的預處理任務。如果自動化系統(tǒng)功能需要擴展，特別是當主機需要承擔狀態(tài)估計及安全分析等繁重的計算任務時，更多的數(shù)據(jù)預處理工作需由MTU來實現(xiàn)。這種情況一般是通過增設(shè)前置預處理機（即SCADA前置機），構(gòu)成前置機系統(tǒng)。遠動通道有多種方式，目前我國電力系統(tǒng)常用的通信信道

有載波、微波、擴頻、特高頻、直通電纜、衛(wèi)星、光纖等幾種方式。根據(jù)傳送信號類型的不同可將通道可分為模擬通道和數(shù)字通道。

（2）實時監(jiān)控計算機系統(tǒng)的基本配置。隨著科技的進步和電力事業(yè)的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)調(diào)度中心的實時監(jiān)控計算機系統(tǒng)基本配置要求也越來越高，在其構(gòu)成上主要有：大容量、高速度的主機系統(tǒng)和前置機、遠動通信接口部分及人機聯(lián)系系統(tǒng)。

2.2軟件的構(gòu)成

能量管理系統(tǒng)EMS（Energy Management System）除包括SCADA系統(tǒng)外，還包括AGC/EDC、狀態(tài)估計SE、安全分析SA、最佳潮流OPF和自動電路恢復ACR等高層軟件。根據(jù)各軟件的主要功能和用途，可將EMS劃分為五種類型：發(fā)電控制類、發(fā)電計劃類、網(wǎng)絡分析類、調(diào)度員培訓模擬類、市場交易與管理類。

監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集SCADA（Supervisory ControlandDataAcquisition）系統(tǒng)主要功能是：數(shù)據(jù)采集；實時數(shù)據(jù)顯示；異常或事故報警；事件順序記錄；遙控和遙調(diào)；運行報表記錄；事故追憶。其中“事件順序記錄”是發(fā)生事故時對各斷路器、繼電保護等動作狀況及時間，按時間順序進行記錄。“事故追憶”可保留事故發(fā)生前后一定時間內(nèi)的部分實時數(shù)據(jù)，如樞紐點電壓、主干線潮流和頻率等，這些數(shù)據(jù)為分析事故提供了重要信息。

3電子信息技術(shù)在電力自動化中的具體應用

3.1發(fā)電廠自動化

分散控制系統(tǒng)（DCS）在目前發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)中運用最為普遍，其保護和測控裝置就地安裝在開關(guān)柜中，通過現(xiàn)場總線連接起來，經(jīng)通信管理機連接至后臺機。該系統(tǒng)一般采用多臺計算機分散處理多個控制回路，而各控制站的現(xiàn)場信號和控制參數(shù)可以經(jīng)由通信傳到其它控制站和操作員站的CRT上。DCS的運用給發(fā)電廠帶來巨大進步，特別是計算機的硬件技術(shù)、軟件組態(tài)技術(shù)和通訊技術(shù)所形成的技術(shù)優(yōu)勢，使前期電站中相對獨立的控制系統(tǒng)，在數(shù)字技術(shù)的支持下形成了控制功能分散、監(jiān)控參數(shù)集中、各子系統(tǒng)信號聯(lián)系緊密的整體。

3.2電網(wǎng)調(diào)度自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)自動化的核心內(nèi)容之一，它是由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、服務器、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備、工作站、下級電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠及變電站終端設(shè)備等主要部分組成。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度安全穩(wěn)定運行的有效保障，它能夠很好地解決電能的合理分配問題。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要功能是電力生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控、電網(wǎng)運行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、電力負荷預測、自動發(fā)電控制（省級或以上電網(wǎng)）、自動經(jīng)濟調(diào)度（省級或以上電網(wǎng)）并適應電力市場運營的需求等。以保證電網(wǎng)的安全運行和高效供電，不斷降低電能生產(chǎn)傳輸?shù)馁M用，盡可能

使電網(wǎng)運行在其物理極限而又安全的狀態(tài)下以推遲新投資和降低成本，提高電網(wǎng)運行的整體經(jīng)濟效益?，F(xiàn)階段我國電網(wǎng)調(diào)度自動化可分為國家電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省級電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度和縣級電網(wǎng)調(diào)度五級。國家和大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度控制中心的電子設(shè)備配置相對省級電網(wǎng)調(diào)度控制中心而言，規(guī)模更大，服務器和網(wǎng)絡設(shè)備容量大，應用軟件也存在著較大的差異?？h級電網(wǎng)調(diào)度控制中心電子設(shè)備規(guī)模較小，且工作站和服務器一般選用工業(yè)或普通商用的PC機。

3.3變電站自動化

變電站自動化是為了取代人工監(jiān)控和電話人工操作，加強對變電站的監(jiān)控功能，以實現(xiàn)變電站的安全高效地運行。信息技術(shù)在變電站自動化中的應用，源于在變電站中普遍使用基于計算機技術(shù)的智能設(shè)備（IED），它不但能分析出很多現(xiàn)場難以直接測量的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化，而且能通過計算機數(shù)據(jù)通信接口，利用計算機的存儲功能完成統(tǒng)計記錄。變電站自動化系統(tǒng)的特點是運用計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備（如繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等）的功能進行重組和優(yōu)化，通過變電站系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備的信息交換、數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)變電站全部設(shè)備的運行監(jiān)視和控制的任務。變電站綜合自動化取代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，能夠簡化變電站二次接線，它作為電網(wǎng)調(diào)度自動化不可或缺的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個重要環(huán)節(jié)。

4結(jié)語

電力系統(tǒng)自動化是現(xiàn)代電子信息技術(shù)應用的一個重要領(lǐng)域，電子信息技術(shù)與計算機發(fā)展中出現(xiàn)的新技術(shù)、新成果都以最快的速度被應用于電力系統(tǒng)自動化中，電子信息技術(shù)的發(fā)展

在不斷推動著電力系統(tǒng)自動化、特別是近幾年風生水起的智能化變電站和智能化電網(wǎng)建設(shè)的進程。

參考文獻：

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