邢立強(qiáng) 邢金文 趙俊偉

【摘要】經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加快了我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，在這種情況下，對(duì)電能的需求量不斷增加，這就需要電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，從而保證電能供應(yīng)的可靠性和連續(xù)性。目前我國(guó)電力系統(tǒng)加大了對(duì)先進(jìn)技術(shù)的和設(shè)備的引進(jìn)，使電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平得以不斷的的，有效的保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。本文從電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行中存在的問題入手，分析了電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的必備條件，并進(jìn)一步對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；問題；條件；技術(shù)應(yīng)用

前言

根據(jù)變電站自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)一般是指電工二次系統(tǒng)，即電力系統(tǒng)自動(dòng)化指采用各種具有自動(dòng)檢測(cè)、決策和控制功能的裝置并通過信號(hào)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)各個(gè)元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進(jìn)行就地或遠(yuǎn)方自動(dòng)監(jiān)視、協(xié)調(diào)、調(diào)節(jié)和控制以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定健康地運(yùn)行和具有合格的電能質(zhì)量。

一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的必要性分析

早期，我國(guó)的電力事業(yè)發(fā)展主要致力于解決供電范圍的問題，數(shù)量眾多的大電網(wǎng)、電源被相繼的建設(shè)成功并投入使用，這使得我國(guó)的供電范圍問題得到了基本的解決。當(dāng)前，整個(gè)社會(huì)的生活與生產(chǎn)對(duì)電能的質(zhì)量要求都提升到了一個(gè)新的高度，電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性、安全性以及效率等問題，又成為了我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展需要解決的下一個(gè)問題。

對(duì)于電力系統(tǒng)來講，自動(dòng)化技術(shù)就是一種多學(xué)科、多技術(shù)領(lǐng)域相互融合而形成的產(chǎn)物[1]，例如計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)以及電子技術(shù)等等，其優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進(jìn)行非常敏捷、快速以及準(zhǔn)確的控制，這是傳統(tǒng)控制手段難以比擬的，且它還具有非常強(qiáng)的組織與適應(yīng)能力，可以進(jìn)行有效的功能拓展。在電力系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，其目的則可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1.使電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性、安全性得到提升，進(jìn)一步改善供電質(zhì)量，全面提升電力系統(tǒng)供電水平。

2.通過自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)配電信息進(jìn)行更為細(xì)致、及時(shí)的管理。

3.減少各種在電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中可能會(huì)出現(xiàn)的損耗，降低維護(hù)費(fèi)用與人力成本投入，提高電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。

二、電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行中的相關(guān)問題探討

1.信號(hào)取樣問題探討。

在近些年諸多單位開展了變電站無人值班的研究，在這一過程中就出現(xiàn)了微機(jī)和就地雙重化的問題，然后就是一、二次的變送器以及設(shè)備方面的問題，就顯示和報(bào)警是不能夠徹底取消的。在事故的跳閘以及開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)要能夠?qū)嵭须p重化就地也要能夠有報(bào)警和顯示。信號(hào)的取樣對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性有著直接的影響，通常信號(hào)取樣都是取自開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的輔助接點(diǎn)或者是信號(hào)繼電器的接點(diǎn)，在這一過程中就存在著接點(diǎn)的可靠性和接觸電阻的問題，以及線路的干擾問題。在微機(jī)系統(tǒng)的開關(guān)量所輸入的直流電壓基本是5V、12V、24V等，這樣就比較的容易受到接觸電阻和線路干擾影響，針對(duì)這一問題通過直流220V信號(hào)轉(zhuǎn)換端子板就能夠得到有效的解決，把這一信號(hào)轉(zhuǎn)換成5V、12V、24V再進(jìn)行光電隔離。這對(duì)于信號(hào)取樣的可靠性就在很大程度上有了提高，也能夠直接從220V信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行取樣，這樣會(huì)使得設(shè)計(jì)和施工更加的簡(jiǎn)化。

2.監(jiān)控機(jī)設(shè)置問題探討。

目前，關(guān)于在小型變電站是否設(shè)置后臺(tái)監(jiān)控機(jī)有兩種觀點(diǎn)：一種是設(shè)置后臺(tái)監(jiān)控機(jī)，一種是不設(shè)置后臺(tái)監(jiān)控機(jī)。前一種觀點(diǎn)是認(rèn)為當(dāng)前變電站仍然是有人值班或少人值班，設(shè)置后臺(tái)監(jiān)控機(jī)便于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和管理，便于監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)的安裝和調(diào)試，便于保護(hù)定值的試驗(yàn)、調(diào)整和事故記錄的查詢等；后一種觀點(diǎn)是認(rèn)為變電站將最終變成無人值班形式，故無需設(shè)置后臺(tái)監(jiān)控機(jī)。實(shí)際上，由于一次設(shè)備狀況以及舊的變電站改造等問題，有不少地方尚未建立調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和不能立即實(shí)現(xiàn)無人值班等原因，目前新建和改造的變電站很多仍然設(shè)置值班人員，即使以后能夠?qū)崿F(xiàn)真正的無人值班，也還需較長(zhǎng)一段時(shí)間，因此，從實(shí)際需要出發(fā)，變電站應(yīng)設(shè)置后臺(tái)監(jiān)控機(jī)，所以在訂購變電站自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)同時(shí)訂購后臺(tái)監(jiān)控機(jī)及相應(yīng)監(jiān)控軟件，防止不能滿足實(shí)際需要而重新訂購，增加投資。這不僅與當(dāng)前我國(guó)變電站管理特點(diǎn)相符合， 而且有利于變電站運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

3.故障濾波裝置問題探討。

變電站內(nèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行有效的監(jiān)控， 從而確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性， 但為了使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更好的發(fā)揮其作用， 則需要利用故障濾波裝置對(duì)其進(jìn)行保護(hù)， 通過該裝置可以在配線發(fā)生跳閘事故時(shí)對(duì)故障前后的電流變化進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并根據(jù)記錄進(jìn)行分析，從而確保監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，但在當(dāng)前許多變電站內(nèi)，都沒有設(shè)置故障濾波裝置， 這就使變電站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)處于無保護(hù)狀態(tài)。

4.信息發(fā)送以及運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中技術(shù)問題探討。

在一些變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的信息和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)是在后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)作用下輸送到調(diào)度主站的，在后臺(tái)監(jiān)控方面如果不能夠得到有效的運(yùn)行那么信息也就不能正常的發(fā)送。故此應(yīng)當(dāng)保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)通訊單元直接向調(diào)度站發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)信息，這樣才能夠不影響信息的正常發(fā)送，使得電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行正常的進(jìn)行。

三、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

1.計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的應(yīng)用。

計(jì)算機(jī)智能技術(shù)是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有非線性、并行處理能力和自組織自學(xué)習(xí)的能力發(fā)展起來的，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡(jiǎn)單的神經(jīng)元以一定的方式連接而成的，而且其信息隱含在連接權(quán)值上，而要想實(shí)現(xiàn)對(duì)權(quán)植進(jìn)行調(diào)節(jié)， 則需要依據(jù)一定的學(xué)習(xí)算法來進(jìn)行， 從而實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從M維空間到N 維空間復(fù)雜的非線性映射。

2. 變壓器的設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

電氣設(shè)備的檢修維護(hù)大致經(jīng)歷了故障檢修、定期檢修和狀態(tài)檢修三個(gè)階段。要實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修， 最基本的是要實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)， 要對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)地、全面地、真實(shí)地掌握， 并及時(shí)的檢測(cè)出電氣設(shè)備在運(yùn)行中各種狀態(tài)參數(shù)及其變化趨勢(shì)。這樣才能對(duì)設(shè)備可能存在的缺陷及故障進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和判斷。

3. 專家系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用。

專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣， 包括對(duì)電力系統(tǒng)處于警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)的辨識(shí)， 提供緊急處理， 系統(tǒng)恢復(fù)控制， 非常慢的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析， 切負(fù)荷，系統(tǒng)規(guī)劃， 電壓無功控制， 故障點(diǎn)的隔離，配電系統(tǒng)自動(dòng)化，調(diào)度員培訓(xùn)，電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)報(bào)，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)安全分析，以及先進(jìn)的人機(jī)接口等方面。

4.自動(dòng)化安全保障能力

自動(dòng)化系統(tǒng)通過對(duì)日程運(yùn)行及電力數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和恢復(fù)都起到了保障作用， 這樣利用這些數(shù)據(jù)可以更好的制定預(yù)算計(jì)劃，進(jìn)行系統(tǒng)更新和安全指標(biāo)的修訂， 而且還可以在系統(tǒng)運(yùn)行存在安全隱患和危及生命安全時(shí)， 及時(shí)采取有效措施， 降低風(fēng)險(xiǎn)， 使從業(yè)人員的安全得到保障。

結(jié)束語

總而言之，隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式從粗放型逐漸的向著集約型的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變，這些對(duì)于我國(guó)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的發(fā)展也提出了更高的要求，電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行是一個(gè)大課題，所以要能夠在多方面的考慮下才能得到完整的改善，在未來的發(fā)展過程中，對(duì)于電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行一定能夠取得更佳成績(jī)。

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