李東玉

（太康縣供電公司，河南太康　461400）

電力系統(tǒng)自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

李東玉

（太康縣供電公司，河南太康461400）

隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，人們對電的需求量越來越大，有效提高供電技術(shù)是確保人們正常生活的重要保障。通過國家扶持與大力倡導(dǎo)，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)得到了快速發(fā)展，在電力工程中電力系統(tǒng)自動化技術(shù)也得到了廣泛地應(yīng)用。本文主要對電力工程中電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的概況、發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

計算機技術(shù)電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概況應(yīng)用發(fā)展電力工程

1　電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的概況

電力系統(tǒng)主要組成部分包括：發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等。一般情況下電力系統(tǒng)的一次設(shè)備包括發(fā)電機、變壓器、開關(guān)與輸電線路等設(shè)備，通過對一次設(shè)備進(jìn)行在線測控、保護(hù)等方式，可以起到穩(wěn)定、保護(hù)一次設(shè)備的作用。電力系統(tǒng)二次設(shè)備是指測控裝置、保護(hù)裝置、通信設(shè)備、電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機系統(tǒng)等，其包括電力系統(tǒng)自動化的主要技術(shù)內(nèi)容。

計算機技術(shù)作為電力系統(tǒng)自動化的重要技術(shù)，目前主要在電力系統(tǒng)電網(wǎng)的智能化中應(yīng)用，也就是通過計算機技術(shù)內(nèi)的傳感技術(shù)、傳輸技術(shù)及控制技術(shù)等對電網(wǎng)運行智能化的實現(xiàn)提供技術(shù)支持。計算機技術(shù)在智能化電網(wǎng)內(nèi)最常用到的技術(shù)包括：通信、測量、能源接入及傳感等技術(shù)，這些技術(shù)在整個智能化電網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2　電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì)60、70年代晶體管技術(shù)的發(fā)展與集成電路的出現(xiàn)，為電力系統(tǒng)自動化裝置提供了技術(shù)保障。前期電力系統(tǒng)自動化裝置設(shè)計主要以模擬電路與布線邏輯為主，這種技術(shù)的應(yīng)用不僅對變電站工作人員的工作量進(jìn)行有效降低，還對電力安全運行能力進(jìn)行有效提升。但這個階段電力系統(tǒng)自動化裝置功能較少，通訊也不暢通，無法實現(xiàn)故障自診斷功能。

20世紀(jì)80年代，我國電力系統(tǒng)自動化出現(xiàn)了單片機技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用為電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的更新提供了強有力的保障。數(shù)字電路技術(shù)與模塊化軟件設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，有效提升了電力自動化裝置的性能，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的通信作用，并利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，如并行口、串行口等。在電力系統(tǒng)自動化裝置內(nèi)第一次產(chǎn)生了人機聯(lián)系功能。特別是引進(jìn)的Intel公司SBC系列OEM單片機技術(shù)為我國微機化電力系統(tǒng)二次設(shè)備研究與開發(fā)速度的提升提供了技術(shù)保障。這個階段取代機械光學(xué)結(jié)構(gòu)原理傳統(tǒng)錄波裝置的為數(shù)字式故障錄波器。微機遠(yuǎn)動裝置與巡回檢查設(shè)備的特點為較小體積、較大容量及較強通信規(guī)約適應(yīng)性，這種裝置的應(yīng)用，不僅可以大大提升微機繼電保護(hù)裝置的性能，還可以為修改保護(hù)定值提供便利，確保應(yīng)用與維護(hù)的透明度。

伴隨20世紀(jì)90年代各項技術(shù)的不斷進(jìn)步，如高性能工作站、服務(wù)器與軟件技術(shù)的發(fā)展，尤其是高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大量應(yīng)用，促使我國電力系統(tǒng)自動化得到了極大的進(jìn)步，逐漸實現(xiàn)了新的發(fā)展模式，相比以上階段，這個階段的電力系統(tǒng)自動化具有網(wǎng)絡(luò)化、智能化等特點。同時還做到了電力電纜、通信電纜用量的降低，從而大幅度減少了設(shè)備成本，并對系統(tǒng)技術(shù)水平進(jìn)行了有效提升，在設(shè)備配置靈活性、互換性及可維護(hù)性增加的同時，也對系統(tǒng)運行的可靠性進(jìn)行了有效提升。

隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)也得到了極大的發(fā)展。近年來，在我國電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中逐漸出現(xiàn)了多種嵌入式技術(shù)，如嵌入式微處理器、嵌入式計算機、嵌入式操作系統(tǒng)等，這些技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中裝置中的廣泛應(yīng)用，促使電力系統(tǒng)自動化技術(shù)得到了高速的發(fā)展。目前電力系統(tǒng)自動化中主要有以下裝置設(shè)備應(yīng)用了嵌入式技術(shù)，如測量控制設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、數(shù)據(jù)通信控制器等，這種技術(shù)的應(yīng)用不僅簡化了裝置硬件的電路與應(yīng)用程序，還有效提升了設(shè)備的性能，并加快了信息處理的速度，降低了功能消耗，并實現(xiàn)了功能擴(kuò)展，為電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)。

圖1　配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)總體設(shè)計圖

3　電力自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

自上個世紀(jì)50年代我國電力系統(tǒng)自動化發(fā)展以來，我國電力自動化技術(shù)得到了極大的發(fā)展空間。在電力自動化發(fā)展中計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，促使其向一個新的發(fā)展時代邁進(jìn)。本文主要從以下幾個方面對其進(jìn)行了分析。

3.1電網(wǎng)調(diào)度

作為電力系統(tǒng)的核心內(nèi)容，電網(wǎng)調(diào)度中自動化程度的高低對其發(fā)展起到關(guān)鍵性的作用?，F(xiàn)階段我國自動化電網(wǎng)調(diào)度主要分為縣、地區(qū)、省、自治區(qū)及國家五個組成部分。隨著信息時代的到來，作為電網(wǎng)調(diào)度自動化最主要的內(nèi)容，計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的完善是電網(wǎng)調(diào)度自動化實施的關(guān)鍵。顯示器、工作站等裝置是電網(wǎng)調(diào)度自動化的其他組成部分。

3.2變電站

相比傳統(tǒng)人工操作與監(jiān)視環(huán)節(jié)，電力系統(tǒng)內(nèi)變電站、配電線器的應(yīng)用促使變電站具有更高的自動化水平，這些技術(shù)的應(yīng)用不僅對變電站監(jiān)控范圍進(jìn)行了有效擴(kuò)大，還為工作效率的提升提供了便利。利用計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以對變電站內(nèi)運作的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位監(jiān)控與控制，常規(guī)電磁式設(shè)備也可以由全微機裝置所代替。二次設(shè)備集成化與數(shù)字化的實現(xiàn)可以通過計算機光纖、光纜等對電力信號電纜的替代來實施。利用重組與設(shè)計優(yōu)化等方式，進(jìn)行監(jiān)視、測量等具有較強綜合能力系統(tǒng)的建立。

3.3配電網(wǎng)系統(tǒng)

電網(wǎng)改造是配電系統(tǒng)的主要內(nèi)容，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國電網(wǎng)技術(shù)也得到了極大的發(fā)展，配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展促使其結(jié)構(gòu)高性能的增長，并對電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)提供了強有力的保障。如圖1所示。

3.4智能電網(wǎng)技術(shù)

第一，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。這種智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為靈活，也是今后電網(wǎng)系統(tǒng)的重要內(nèi)容。其作用為對布局不平衡矛盾進(jìn)行有效緩和，目前我國開展的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔こ讨饕兄绷骶W(wǎng)工程、特高壓聯(lián)網(wǎng)工程等。通過計算機技術(shù)可以對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并擴(kuò)大電網(wǎng)規(guī)模。

第二，信息通訊系統(tǒng)。智能電網(wǎng)實現(xiàn)的有效手段為信息通訊系統(tǒng)，主要原因在于信息通訊系統(tǒng)具有較快的速度及實時性等特點，通常這些特點可以對智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化，在信息通訊系統(tǒng)的輔助下，才能穩(wěn)定、保護(hù)與有效控制智能電網(wǎng)，為建立與完善智能電網(wǎng)提供了可靠地信息依據(jù)。隨著信息通訊系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動化中的廣泛應(yīng)用，有效結(jié)合自動化與信息技術(shù)，可以實現(xiàn)智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。

在自動化變電站系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行技術(shù)投入的增加，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展的主要任務(wù)。智能電網(wǎng)技術(shù)是計算機技術(shù)與電力系統(tǒng)自動化技術(shù)有效結(jié)合的最佳技術(shù)，這種技術(shù)利用全局性特點實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的智能控制，在實現(xiàn)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展提供了強有力的保障，并為實現(xiàn)雙向性、實時性及可靠性的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)打下了良好的基礎(chǔ)。

3.5電力互感器

作為輸電線路設(shè)備中的重要組成部分，光電式電力互感器可以利用一定比例關(guān)系，有效降低輸電線路上高電壓與大電流的數(shù)值，并通過儀表對其數(shù)值進(jìn)行準(zhǔn)確測量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，許多國家都進(jìn)行了新型光電式與電子式互感器的研究與開發(fā)。目前我國科研單位對光電互感器的研究尤為重視，在研究過程中，相比電磁式互感器輸出信號，光電互感器輸出信號要低出許多，基于此，應(yīng)進(jìn)行數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，并由光纖接口送出，在轉(zhuǎn)換模數(shù)與轉(zhuǎn)換光電子信號中應(yīng)進(jìn)行一體化設(shè)計，進(jìn)行電磁兼容、絕緣等技術(shù)難點的突破，對光電子電力互感器的性能進(jìn)行有效提升。

4　結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力工程已經(jīng)成為我國基礎(chǔ)建設(shè)中的一項重要建設(shè)項目，電力系統(tǒng)自動化的技術(shù)作為電力工程的重要組成部分，其技術(shù)水平的高低直接關(guān)系到電力系統(tǒng)自動化的水平。為實現(xiàn)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)與計算機技術(shù)的實時監(jiān)控與管理，必須不斷完善電力系統(tǒng)，將計算機技術(shù)與電力系統(tǒng)自動化技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，是我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展的有效措施。

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