任遠(yuǎn)林

摘要：科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力水平的提高，也使得社會(huì)對(duì)于電力能源的需求不斷增大。伴隨著用電負(fù)荷的增加，電力系統(tǒng)逐漸趨于復(fù)雜化和規(guī)?；?，對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求，在這種情況下，傳統(tǒng)的人工管理暴露出許多的問題和不足，無法有效滿足社會(huì)對(duì)于電力的各種需求，電力系統(tǒng)管理開始朝著自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。該文從實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及其發(fā)展進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展方向

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）36-0129-02

最近幾年，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展，人們的生活水平得到極大的提高，各類電器設(shè)備的普及和應(yīng)用，使得社會(huì)對(duì)于電力系統(tǒng)供電質(zhì)量和供電效率提出了更高的要求。為了滿足電力市場(chǎng)發(fā)展需求，相關(guān)技術(shù)人員加大了對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的研究力度，推動(dòng)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，能夠在充分保證電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，提升效率，降低成本，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的一體化科學(xué)管理。對(duì)于電力企業(yè)而言，應(yīng)該合理應(yīng)用電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)，立足社會(huì)實(shí)際，明確電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展方向，推動(dòng)電力產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 電力系統(tǒng)的組成及其應(yīng)用分析

所謂電力系統(tǒng)，是指電能的生產(chǎn)和消費(fèi)系統(tǒng)，主要包括發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等多個(gè)環(huán)節(jié)，是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中一個(gè)至關(guān)重要的內(nèi)容。受電力能源特殊性的影響，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、規(guī)模十分龐大。在電力系統(tǒng)中，存在有大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)分布在不同的地域，從而實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的全面覆蓋，滿足電力用戶的用電需求。

由于電力的生產(chǎn)、傳輸和使用是同時(shí)進(jìn)行的，因此電力系統(tǒng)需要24h不間斷的工作，以滿足社會(huì)的用電需求。在這種情況下，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題和故障，造成大面積停電事故，將會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)和人們的日常生活帶來很大影響。因此，所有能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)正常運(yùn)行提供保障的新技術(shù)，都應(yīng)該得到電力企業(yè)的推廣[1]。自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要是在電網(wǎng)的中心地帶，設(shè)置相應(yīng)的自動(dòng)化調(diào)控中心，并以此為基礎(chǔ)，向周圍輻射網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息的接收、處理和反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)。在實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化之后，會(huì)形成非常方便的信息反饋系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)中，調(diào)控中心可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母鞣N信息，對(duì)電力進(jìn)行調(diào)配，也可以通過監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的在線監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問題，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀探討

在我國(guó)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起步于上世紀(jì)五十年代，雖然發(fā)展時(shí)間較短，但是發(fā)展速度快，取得了相當(dāng)顯著的成果。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化可以分為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化等，這里對(duì)其技術(shù)發(fā)展情況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2.1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

現(xiàn)階段，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的核心，是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主的控制系統(tǒng)。在調(diào)度系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息的收集、整理、計(jì)算、分析，為系統(tǒng)操作提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。而現(xiàn)階段，電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度多是利用相應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)控實(shí)現(xiàn)的，通過自動(dòng)化控制技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)及相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理電網(wǎng)運(yùn)行中存在的各種問題和隱患，保證電網(wǎng)運(yùn)行安全，滿足用戶的用電需求。同時(shí)，通過電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，能夠減少人工調(diào)度中存在的滯后性和效率低下問題，提升供電效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗[2]。

2.2 配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)同樣發(fā)揮著非常重要的作用，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)改造工程提供技術(shù)支持。伴隨著電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，配網(wǎng)系統(tǒng)逐漸實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，形成了配電主站、子站以及光纖終端的三層結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的快速傳輸，促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)性能的提高。

2.3 變電站自動(dòng)化

輸電線路與變電站是溝通發(fā)電廠與電力終端的橋梁，其重要性不言而喻。通過變電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)，能夠減少變電站管理對(duì)于人力資源的需求，實(shí)現(xiàn)無人值守。從變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行方面考慮，應(yīng)該將傳統(tǒng)設(shè)備替換為計(jì)算機(jī)設(shè)備，同時(shí)以光纖和網(wǎng)絡(luò)電纜替代信號(hào)電纜，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)一次設(shè)備與二次設(shè)備的數(shù)字化管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展方向分析

電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)而言是非常重要的，一是能夠保證優(yōu)質(zhì)的電能供應(yīng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的問題和缺陷，并對(duì)其進(jìn)行有效處理，為電力用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的電力供應(yīng)；二是能夠保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證輸變電設(shè)備的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位和快速恢復(fù)，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行；三是能夠保證電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，需要對(duì)大量的信息進(jìn)行處理，而且影響因素眾多，通常觀察范圍較為廣泛，閉環(huán)控制內(nèi)容豐富，因此在電力系統(tǒng)中引入自動(dòng)化技術(shù)，能夠減少不必要的人工成本，在保證電網(wǎng)穩(wěn)定可靠的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.1 自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

一是在控制策略上，逐漸向著最優(yōu)化、智能化、協(xié)調(diào)化、適應(yīng)化以及區(qū)域化的方向發(fā)展；二是在理論工具上，開始更多的借助于現(xiàn)代控制理論；三是在設(shè)計(jì)分析上，要求從實(shí)際出發(fā)，對(duì)各方面的影響因素進(jìn)行綜合考慮，面對(duì)多機(jī)模型，對(duì)現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行處理；四是在控制手段上，增加了許多新的技術(shù)，如遠(yuǎn)程通信技術(shù)、電力電子技術(shù)、微機(jī)看技術(shù)等；五是在人員構(gòu)成上，涉及的專業(yè)知識(shí)更加廣泛，愈發(fā)需要實(shí)現(xiàn)多兵種的聯(lián)合作戰(zhàn)[3]。

3.2 供電方式發(fā)展方向

現(xiàn)階段，自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了電力系統(tǒng)供電方式的發(fā)展和轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，采用的是集中供電，分散配電的形式，以區(qū)域?yàn)橹行?，通過輸電線路，將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能傳輸?shù)阶冸娬竞团潆娝?jīng)變電及配電處理后，輸送到電力用戶。這種供電方式存在著很大的局限性，一旦配電網(wǎng)絡(luò)或者發(fā)電廠出現(xiàn)問題，則必然會(huì)引發(fā)大面積的停電事故，給社會(huì)生產(chǎn)和人們的生活造成巨大的影響。而電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展，使得分布式電源、微電網(wǎng)、可再生能源等得到了應(yīng)用，促進(jìn)了供電方式的變化。例如，分布式電源的存在，使得電力系統(tǒng)中的電力來源更加廣泛，供電距離更短，供電效率也更高，而且可再生能源如風(fēng)電、水電等的應(yīng)用，能夠在一定程度上減少電網(wǎng)的備用容量，提升電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與可靠性。而微電網(wǎng)主要是以區(qū)域?yàn)閷?duì)象，對(duì)其中存在的分布式電源進(jìn)行統(tǒng)一，對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行整理，形成以區(qū)域?yàn)橹行牡奈㈦娋W(wǎng)，這樣，當(dāng)區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或者負(fù)荷容量變化時(shí)，通過對(duì)分布式電源的調(diào)控，能夠切實(shí)保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性和靈活性，為用戶提供更加可靠的電能供應(yīng)。

3.3 變電站自動(dòng)化發(fā)展

變電站作為電力系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的組成部分，其自動(dòng)化發(fā)展也備受關(guān)注。從目前來看，變電站自動(dòng)化的發(fā)展方向，是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，結(jié)合各類先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于變電站二次設(shè)備功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)督、測(cè)量和控制。通過變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，變電站中的各種設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)信息的交互和共享，結(jié)合遠(yuǎn)程控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的運(yùn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制?？梢哉f，變電站綜合自動(dòng)化是確保變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提，能夠?qū)ψ冸娬具\(yùn)行中存在的各種問題和缺陷進(jìn)行有效處理，提升其安全運(yùn)行水平，降低變電站的運(yùn)行維護(hù)成本，為用戶提供優(yōu)質(zhì)、可靠的電能，滿足用戶的用電需求[4]。

3.4 通信方案發(fā)展方向

在電力系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)的主要功能，是為了滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)和管理的各種需求，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和交換，是對(duì)系統(tǒng)事故進(jìn)行預(yù)防和應(yīng)對(duì)的關(guān)鍵，也是電力系統(tǒng)中一個(gè)不可或缺的組成部分，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)。從目前來看，通信系統(tǒng)的自動(dòng)化是一種必然趨勢(shì)，其發(fā)展方向主要是從滿足電力系統(tǒng)的通信需求出發(fā)，注重安全性、穩(wěn)定性和可靠性。通常來講，對(duì)于電力通信系統(tǒng)通信方案的選擇和通信設(shè)備的配置，應(yīng)該滿足自動(dòng)化業(yè)務(wù)、調(diào)度通信業(yè)務(wù)等的相關(guān)需求，具備至少兩種不同路由的調(diào)度通信通道，設(shè)置專用不間斷電源，保證通信系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮。

3.5 電力系統(tǒng)自動(dòng)化整體發(fā)展方向

在當(dāng)前的技術(shù)條件下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化整體發(fā)展方向體現(xiàn)在多個(gè)方面，一是開環(huán)監(jiān)測(cè)向閉環(huán)控制的轉(zhuǎn)變，其典型代表為系統(tǒng)功率總加向自動(dòng)發(fā)電控制的轉(zhuǎn)變；二是電壓等級(jí)的擴(kuò)展，如能量管理系統(tǒng)EMS到配電管理系統(tǒng)DMS；三是由單一功能向多功能、一體化的發(fā)展，如變電站綜合自動(dòng)化等；四是由單個(gè)元件向區(qū)域乃至全系統(tǒng)的發(fā)展，如SCADA的發(fā)展以及區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展；五是追求目標(biāo)的改變，逐漸向著協(xié)調(diào)化、智能化和最優(yōu)化的方向發(fā)展，其典型代表為潮流控制、勵(lì)磁控制等；六是裝置性能的拓展，逐漸向著靈活性、數(shù)字化的方向發(fā)展，如繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展和演變[5]。

4 結(jié)束語

總而言之，在當(dāng)前的技術(shù)條件下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，能夠促進(jìn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低運(yùn)行維護(hù)成本，減輕電力工作人員的負(fù)擔(dān)，應(yīng)該得到足夠的重視。對(duì)于電力企業(yè)而言，應(yīng)該立足電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)其發(fā)展方向進(jìn)行展望，推動(dòng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李隆娟. 淺談電力系統(tǒng)自動(dòng)化及其發(fā)展[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品， 2010（22）： 158-159.

[2] 馬吉娜. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)及其發(fā)展趨勢(shì)分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2015（36）： 213.

[3] 楊星. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)及其發(fā)展[J]. 科技致富向?qū)В?2011（35）： 42.

[4] 張利. 淺談電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)及其發(fā)展[J]. 電子制作， 2013（18）： 197.

[5] 韓威. 探討電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化發(fā)展方向[J]. 科技與創(chuàng)新， 2015（4）： 115-116.