包樂(lè)歌

（內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司呼和浩特供電局 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)探索

包樂(lè)歌

（內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司呼和浩特供電局 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是自動(dòng)化技術(shù)在電力工程領(lǐng)域的應(yīng)用，自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到電力工程領(lǐng)域有效地提升了電力工程行業(yè)的工作效率和服務(wù)質(zhì)量，有效地推動(dòng)了電力行業(yè)的現(xiàn)代化。

電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；控制

隨著電力產(chǎn)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)的電力企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始逐步實(shí)施電力自動(dòng)化管理。電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的應(yīng)用極大的提高了我國(guó)電力企業(yè)的管理水平與管理效率，促進(jìn)了電力自動(dòng)化的快速發(fā)展。目前電力設(shè)備以及電力系統(tǒng)的構(gòu)成都相對(duì)較為復(fù)雜，若要確保電力設(shè)備或系統(tǒng)的正常運(yùn)行，就要做好對(duì)其的管理與維護(hù)工作。而此時(shí)要面對(duì)的就是如何才能更好的對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行管理。為了解決這一問(wèn)題，電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，為電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理帶來(lái)了極大的便利，提高了我國(guó)電力技術(shù)的發(fā)展水平。

一、變電系統(tǒng)自動(dòng)化

變壓器是變電站的核心組件，在變壓輸電方面發(fā)揮著巨大作用，但隨著用電量的逐步擴(kuò)大，影響因素逐漸增多，變壓器在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障的概率日漸增大。最常見(jiàn)的故障是過(guò)電壓。它嚴(yán)重干擾著電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須采取相應(yīng)措施加以限制。通過(guò)建立自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)變電站過(guò)電壓情況進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，從而采取針對(duì)性的措施，是解決變電站過(guò)電壓的好辦法。

1.電壓傳感器

它的敏感度直接影響到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精確度，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的電壓傳感器由高壓分壓器和光纖傳感器組成。前者分為電容分壓器、電阻分壓器幾種類型，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，暫態(tài)響應(yīng)和測(cè)量精度好的特點(diǎn)，專門用來(lái)獲取電壓信號(hào)。由于運(yùn)行狀態(tài)下的分壓器長(zhǎng)期保持并聯(lián)狀態(tài)，所以電網(wǎng)的等級(jí)較高時(shí)，要做好相關(guān)人員安全防護(hù)工作；后者具有頻帶寬，絕緣性和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于雷電過(guò)電壓的測(cè)量。光纖傳感器分為有源光纖和無(wú)源光纖兩種。有緣光纖需配置高壓分壓器，無(wú)源光纖受環(huán)境溫度影響大，都具有很大的使用局限性。

2.信號(hào)傳輸

該環(huán)節(jié)采用光纖或同軸電纜為媒質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。同軸電纜造價(jià)低廉，安裝簡(jiǎn)單，信號(hào)保真度高，但對(duì)安全防護(hù)有要求。光纖絕緣性好，安全可靠，傳輸速率快，抗電磁干擾能力強(qiáng)，但需配備專門的接收機(jī)和光發(fā)射，成本較同軸電纜高，而且安裝不便。

3.數(shù)據(jù)采集

模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換處理在這個(gè)環(huán)節(jié)完成。該環(huán)節(jié)由以下幾個(gè)單元組成：一是多路轉(zhuǎn)換單元，主要負(fù)責(zé)傳感器的選擇或監(jiān)測(cè)，一般借助程控模擬開(kāi)關(guān)完成選通信號(hào)；二是預(yù)處理單元，主要用來(lái)調(diào)整輸入信號(hào)，為模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供必要條件，并提供一定的抗干擾功能；三是數(shù)據(jù)采集單元，采樣保持負(fù)責(zé)模數(shù)轉(zhuǎn)換周期內(nèi)各輸入量的存儲(chǔ)工作，并進(jìn)行篩選，將數(shù)值未發(fā)生變化的信號(hào)送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC是數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)的核心部分，主要指標(biāo)是轉(zhuǎn)換速度和精確度。

4.數(shù)據(jù)處理

它是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，一般采用兩種方法來(lái)完成。一是在線監(jiān)測(cè)，由相關(guān)軟件提供硬件的驅(qū)動(dòng)，實(shí)時(shí)完成過(guò)電壓的采集監(jiān)測(cè)工作；二是離線分析，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓信號(hào)采樣的數(shù)據(jù)分析，從而完成對(duì)過(guò)電壓的判斷。

二、配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化

配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化以計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)在線智能監(jiān)控或離線監(jiān)控，從而達(dá)到提高配電效率和供電質(zhì)量的目的。實(shí)施配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化，能夠有效減少人力消耗，縮短事故持續(xù)時(shí)間，為配網(wǎng)管理系統(tǒng)規(guī)劃提供實(shí)時(shí)信息。該項(xiàng)技術(shù)具有工作效率高，維護(hù)成本低，經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：

（1）配電主站，多位于城市調(diào)度中心，負(fù)責(zé)與各子站進(jìn)行通信。配電網(wǎng)具有系統(tǒng)復(fù)雜、內(nèi)部設(shè)備繁多、監(jiān)控對(duì)象規(guī)模大，分布廣等特點(diǎn)，如果都連在主站上，系統(tǒng)難以正常運(yùn)行。因此設(shè)立子系統(tǒng)，減少主站壓力。（2）配電子站，多建于變電站內(nèi)，負(fù)責(zé)和電力終端設(shè)備通信。（3）配電遠(yuǎn)方終端。該單元主要對(duì)配網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)的變壓器、環(huán)網(wǎng)柜、開(kāi)閉所以及柱上開(kāi)關(guān)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，識(shí)別各種故障并加以控制等，通過(guò)這些功能和主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)相互配合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)配網(wǎng)的監(jiān)控和優(yōu)化。（4）通信網(wǎng)絡(luò)。負(fù)責(zé)將主站的控制命令發(fā)送給終端，并將終端的各項(xiàng)參數(shù)信息反饋給主站，實(shí)現(xiàn)主站和終端之間的通訊聯(lián)系。鑒于系統(tǒng)復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣，相關(guān)通信設(shè)備數(shù)量多且分布范圍廣等原因，在選擇通信方式時(shí)，應(yīng)對(duì)其安全性、實(shí)用性、可管理性及成本等多方面進(jìn)行綜合考慮，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，采取最優(yōu)方案，保證配電系統(tǒng)自動(dòng)化的正常工作。

現(xiàn)階段有三種主要通信方式：（1）光纖，廣泛應(yīng)用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)，具有性能優(yōu)、成本高的特點(diǎn)；（2）無(wú)線通信，在配網(wǎng)信息系統(tǒng)中比較常見(jiàn)，初期投資較少，但后期維護(hù)費(fèi)用較高，目前部分地區(qū)正在研究將其應(yīng)用到配電自動(dòng)化中；（3）中壓載波，正處于試驗(yàn)階段，尚未投入正常使用。

三、調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化

倒閘操作和處理配網(wǎng)故障是配網(wǎng)調(diào)度的主要工作。由于受各種因素影響，調(diào)度系統(tǒng)故障發(fā)生概率較高。隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化，保障配電網(wǎng)供電正常的要求日漸突顯，由此導(dǎo)致了遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的誕生與發(fā)展。遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由調(diào)度主站端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、執(zhí)行端的自動(dòng)化系統(tǒng)以及連接兩系統(tǒng)的通信信道系統(tǒng)組成，藉由數(shù)據(jù)采集技術(shù)、信道編碼技術(shù)以及通信傳輸技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集監(jiān)控、自動(dòng)發(fā)電控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制和能量管理等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)信息收集、狀態(tài)分析、層次協(xié)調(diào)的目的，進(jìn)而為調(diào)度人員提供相應(yīng)的決策參考。該系統(tǒng)還有專門的抗干擾功能，以滿足調(diào)度系統(tǒng)安全穩(wěn)定的需要。

從電力系統(tǒng)整體的角度出發(fā)，可以建立一個(gè)總的監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)由對(duì)以上子系統(tǒng)的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的監(jiān)控。

四、結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是一個(gè)集傳統(tǒng)技術(shù)改造與現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步于一體的技術(shù)總體推進(jìn)過(guò)程。當(dāng)前電力系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)入以計(jì)算機(jī)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)開(kāi)發(fā)為主要標(biāo)志內(nèi)的階段，但對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)電力需求大、電網(wǎng)建設(shè)復(fù)雜而電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化改革開(kāi)始較晚的國(guó)家來(lái)說(shuō)，在追趕先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，還必須要注重對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)，只有這樣才能保證電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的早日全面實(shí)現(xiàn)。

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[3]楊秀娟.綜合監(jiān)控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2013，17（2）.